【摘 要】
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我国拥有渤海、黄海、东海、南海四大海域,有超过1.8万公里黄金海岸线,海洋贝类养殖规模逐渐增大,其中缢蛏在海洋贝类资源中占有重要地位,随着养殖产量增大,单依靠生鲜市场的销售无法维持供销平衡,故需对缢蛏进行二次加工,而缢蛏等双壳贝类具有强劲的闭壳肌,使得开壳作业较难进行,本文对缢蛏开壳机理与缢蛏壳肉分离设备关键装置进行了研究。设计了一种缢蛏混合加热开壳模式与振动筛分壳肉分离装置,开发一种新型缢蛏壳肉
【基金项目】
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江苏省现代农机装备与技术示范项目《贝类智能化壳肉分离关键技术与装备的研发》（NJ2020-22）；
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我国拥有渤海、黄海、东海、南海四大海域,有超过1.8万公里黄金海岸线,海洋贝类养殖规模逐渐增大,其中缢蛏在海洋贝类资源中占有重要地位,随着养殖产量增大,单依靠生鲜市场的销售无法维持供销平衡,故需对缢蛏进行二次加工,而缢蛏等双壳贝类具有强劲的闭壳肌,使得开壳作业较难进行,本文对缢蛏开壳机理与缢蛏壳肉分离设备关键装置进行了研究。设计了一种缢蛏混合加热开壳模式与振动筛分壳肉分离装置,开发一种新型缢蛏壳肉分离设试验平台,其主要研究内容如下:（1）选取具有代表性的双头蛏,结合当前缢蛏壳肉分离加工的产品要求,设计了蒸煮装置与振动筛分装置相结合的缢蛏壳肉分离设备,确定整机设计方案。（2）进行缢蛏闭壳肌生理特性研究,开展不同温度下闭壳肌附着力试验。制定缢蛏开壳效果感官评价指标,确定蒸煮时间、蒸煮温度、堆积层厚是影响开壳效果的关键因素。采用Box-Behnken design进行缢蛏开壳组合试验设计,采用响应面优化分析法,确定缢蛏蒸煮输送装置最佳工作参数。（3）分析了缢蛏开壳条件与接触作用机制:采用Hertz-Mindlin接触建立蒸煮装置EDEM仿真模型,根据最佳匹配参数,采用CFD进行蒸煮装置热力仿真,仿真结果表明,缢蛏从喂料口进入后通过传送装置运送至出料口,输送过程中聚团、碎裂概率小于5%,蒸煮装置热力云图表明箱体内温度分布满足缢蛏开壳需求;以开壳率、闭壳肌粘结力为指标开展了缢蛏蒸煮性能试验,试验结果表明:当蒸汽进气压力为6MPa,缢蛏下料平均速度为0.35kg/s,蒸煮时间为79s,蒸煮箱体内温度分布约为94℃,堆积层厚为26mm时,开壳率≥95%,闭壳肌粘结力小于2N,批次缢蛏蒸煮作业各工况满足生产需求。（4）结合缢蛏生理特性研究与蒸煮装置试验结果,基于缢蛏蛏肉与蛏壳分级回收的技术思路,确定了振动筛分装置的总体结构方案,对缢蛏混合物料在振动筛上的运动输送过程进行了动力学分析,对物料透筛原理、透筛过程、透筛概率进行了研究,确定振动筛的动力学参数。（5）基于离散元仿真方法与EDEM软件,搭建缢蛏混合物料振动筛上筛分过程的DEM仿真平台,开展单因素仿真试验,分析不同频率、振幅、筛面倾角下物料的筛分效率与肉中带壳比率,模拟研究与分析振动筛关键运动参数对其筛分性能的影响。（6）以频率、振幅、筛面倾角为试验因素,以提高筛分效率与降低肉中带壳比率为主控目标,结合Box-Behnken试验设计方案开展缢蛏壳肉分离性能的试验研究,建立试验因素对主控目标影响的回归模型并对回归模型进行了优化,确定了缢蛏筛分装置的最佳参数组合并进行场地试验验证。参数优化结果为:当频率为6Hz,振幅为3mm,筛面倾角为7.27°时,筛分效率达到95.05%,肉中带壳比率为6.65%,场地试验验证与仿真结果相比,其误差小于2%,研究结果可为缢蛏壳肉分离机理研究与关键装置的设计提供理论参考。该论文有图45幅,表19个,参考文65篇。
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