禽蛋加工装备存在的问题与思考

王树才

华中农业大学工学院，武汉 430070

伴随着职工劳动工资一波波提升、食品安全呼声的一浪高过一浪，作为食品原材料和终端食品的禽蛋及其加工产品，其生产加工过程愈来愈依赖加工装备已是不争的事实。使用机器设备代替手工进行禽蛋及其制品的生产加工，是现代禽蛋加工企业的主流生产模式，国内规模企业在洁蛋和鸡蛋深加工领域大量进口国外先进的禽蛋处理生产线，在传统蛋制品加工领域则或采用国产较大型的处理设备，或改造进口设备；小型企业也在不断更新其生产经营模式，或采用进口二手设备、或购置国产设备、或自制简易设备，呈现手工与设备生产并行的局面。禽蛋加工工艺和技术的研究人员，也越来越重视工艺和技术装备的适应性，将装备作为工艺和技术的载体和实践手段，研发出大量适合采用先进装备进行大规模工业化生产的新工艺、新产品和新技术。

按照禽蛋加工产品，可将禽蛋加工装备分为三大类：一是洁蛋（鲜壳蛋）加工装备，主要包括吸盘上料、整列、掉头、清洗、风干、辐照杀菌、涂膜、检测、分级、喷码、包装等工序和设备；二是蛋制品加工装备，主要是以鸭蛋为原料的皮蛋、咸蛋制品加工装备，包括水中上料、鸭蛋清洗、快速腌制、品质检测、分级、保鲜包装等设备和以鸡蛋为原料的卤蛋制品和白煮蛋装备，包括刺孔、定心蒸煮、剥壳、卤制、烘干、真空包装等设备；三是鸡蛋深加工装备，包括自动上料、打蛋、蛋清蛋黄分离、均质、巴氏杀菌、冷藏、灌装、真空干燥、装袋、蛋壳处理和CIP等设备。

经过近年对国内外禽蛋加工装备的考察，与众多企业的交流和探讨，分析比较国内外禽蛋加工装备的差距，笔者认为我国禽蛋加工装备存在以下几种现象和问题，针对每种问题，笔者提出了一些个人见解，以期能为我国禽蛋加工装备现代化尽微薄之力。

1 不同类型禽蛋的加工装备是否可以通用

禽蛋品种包括鸡蛋、鸭蛋、鹅蛋、鹌鹑蛋、鸽子蛋等，目前世界上最为成熟和实用的先进装备都是针对鸡蛋，如鲜鸡蛋清洗包装生产线、鸡蛋蒸煮剥壳生产线、鸡蛋深加工生产线等。但针对鸭蛋、鹌鹑蛋及其制品则缺乏成套的先进生产线装备。不少蛋品加工企业企图通过购置国外先进的鸡蛋加工生产线进行改造，以适应鸭蛋、鹌鹑蛋的加工需要，如将鸡蛋的清洗、检测、分级系统用于鸭蛋，鸡蛋的打蛋机用于咸蛋黄的生产等，当然都以失败告终。由于各种禽蛋品种在形状、大小、蛋壳厚度和硬度等方面的差异，禽蛋加工企业在没有机械装备制造能力和控制系统研发能力的情况下，简单借用，必然是得不偿失。事实上，先进成熟的鸡蛋加工生产线装备的原理多数能适合其它禽蛋，只是必须根据加工对象的新制造敲击发声装置、采集大量鸭蛋有无裂纹的不同声学信号进行分析和建模，设计检测软件；鹌鹑蛋的蒸煮和剥壳设备也必须根据鹌鹑蛋个体小、蛋壳薄的特点进行新的设计和制造。为了尽快研发出国产高效鸭蛋、鹌鹑蛋等加工成套生产线，建议由禽蛋加工企业、禽蛋装备制造企业和蛋品加工装备教学科研单位联合研发，共同申报国家、地方科技项目或以其他形式进行合作研发、试制、试用、示范和推广。

2 禽蛋无损检测技术的研究与应用

目前禽蛋无损检测技术主要包括：蛋壳裂纹检测、内部品质检测、表面污渍检测、大小检测与重量分级；其中，企业最为迫切需求的是蛋壳裂纹检测，包括鲜鸡蛋、鲜鸭蛋蛋壳裂纹检测和皮蛋、咸蛋的裂纹检测，遗憾的是目前国内能够实际应用的裂纹检测系统只有深圳振野智能公司在其生产的禽蛋处理线上引进的日本技术。在众多的国内自主研究中，多数处于理论研究阶段，虽已明确裂纹检测原理和方法，尝试了多种识别算法，但由于裂纹识别的复杂性、禽蛋个体差异性以及国内硬件制造技术水平的局限，终究未能出现一个国内自主创新、检测准确度达到要求、能够实时在线检测的运行可靠的裂纹检测系统。

另一个实用性强的检测技术是禽蛋大小检测与重量分级，目前，该技术问题已基本解决，国产禽蛋电子称重分级技术精度已能达到±1 g，检测效率可以达到5万枚/h，称重分级破损率低于5‰，当然，继续提高设备效率，降低检测破损率，特别是提高检测系统的可靠性和稳定性，提高系统的自动化程度，并与清洗、包装系统集成是今后研究机构和企业还需继续努力的地方。至于血斑蛋、皮蛋质量、咸蛋品质缺陷等内部品质检测，只有部分企业表现出兴趣，目前技术还处于研究阶段，短期内实际应用还有困难。

3 禽蛋生产线自动上料问题

目前禽蛋生产线一般采用人工上料、气动吸盘上料、水中上料、机器人上料等方式，上料除要求达到一定的上料效率外，还要求将禽蛋个体分开（分道）、有序排列（整列、掉头），同时要保证上料过程破损率低，有些还要求上料中剔除缺陷禽蛋；目前对于盘装的鸡蛋采用气动吸盘上料，国内已有手动吸盘上料产品，自动吸盘上料机械还尚待研发；水中上料适合散装鸭蛋和鸡蛋打蛋机上料，是我国蛋品加工装备的一大创新，目前被国内禽蛋加工企业大量应用，上蛋效率高，设备工作可靠。目前，对于禽蛋加工中间环节（如皮蛋、咸蛋出缸、包装等环节）散装蛋的上料问题以及需要剔除缺陷蛋的上料问题，笔者认为智能机械手是一个很好的选择，Delta并联机械手已广泛应用于食品包装行业，其高速、高精度、机动性和智能化，完全能够适合于禽蛋的智能上料问题。

4 禽蛋包装相关问题

禽蛋易碎，目前普遍采用塑料包装盒、EPS/EPE/EPO泡沫包装盒、纸浆蛋托、纸类缓冲包装盒等进行缓冲包装；撇开成本不论，这些包装缓冲保护效果如何？分别适合于何种场合？是近年来企业咨询比较多的问题。经过研究和测试（装相同蛋数，比较强重比），EPS/EPE/EPO泡沫包装盒缓冲效果最好，其中又以EPE珍珠棉包装效果最佳，适合于禽蛋的快递包装，因其透气性差、隔热性好，在设计包装结构时，要注意开设气流通道，同时如果在包装盒内置入冰袋，夏天保鲜效果会更好；虽然这种包装作为禽蛋缓冲包装应用面还不大，但这种包装今后将面临较大的环保压力。塑料包装盒的缓冲效果仅次于泡沫盒，完全能达到各种禽蛋的储藏、运输要求，且目前的禽蛋包装生产线能实现塑料盒自动包装，效率极高，因而得到蛋品加工企业的青睐。但从冷库出来后盒底易积水致使蛋壳表面霉变，因而结构设计时，在不影响强度的前提下，要适当增设气流通道和底部排水孔。纸浆蛋托包装一般用于低端产品和半成品，缓冲效果较差。纸类缓冲包装盒是欧美普遍提倡的环保型包装，设计得好的纸类包装盒，如牛皮纸团缓冲包装，能达到泡沫包装盒的缓冲效果。因此，今后针对禽蛋特点，设计体积小、缓冲能力强的纸类包装盒和研发禽蛋自动化纸类包装生产线，将是一个不错的研究方向。

5 禽蛋清洗设备的研究与应用

目前，企业普遍采用的禽蛋清洗方式是毛刷水洗，分为横向旋转毛刷、纵向旋转毛刷和摆动毛刷清洗3种。横向旋转毛刷水洗效率高，可以同时多排清洗，适合于比较干净的鸡蛋清洗，但对于个别污渍严重的鸡蛋，往往不能清洗干净，需要通过检测或人工剔除；纵向旋转毛刷水洗效率较低，一般只能单排清洗，适合于比较脏的鸭蛋的清洗，且蛋的两端不易洗净。洗净度与毛刷旋转速度、毛刷压紧力及水温、浸泡时间和是否使用清洗剂关系密切；摆动毛刷清洗是近年来出现在欧洲生产的打蛋机上料装置中的新型清洗方式，适合去掉蛋壳上比较松散的灰尘、鸡毛、鸡粪、饲料等，清洗力度小，破损率低。相对于毛刷水洗，采用高压脉冲气流，辅助摆动毛刷，对表面比较干净的鸡蛋进行表面清洁，也是不错的选择，这种方式，破损率低、不消耗水，无污水排放。

6 如何看待禽蛋快速腌制装备

近年来出现了多种禽蛋快速腌制设备，如脉动压腌制、负压腌制、微波、超声波快速腌制、温控腌制等设备，让传统蛋制品生产企业眼花缭乱，一时难以判断和决策。分析各种快速腌制技术，综合采用多种方法的效果较好，如同时采用脉动压力和温控、负压和温控等。其实，对腌制速度影响最大的因素就是温度，在保证品质的前提下，控制较高的温度，即能达到快速腌制，其他措施主要起到破坏蛋壳表面附近高浓度离子临界层的作用，单独使用某一种手段，效果甚微。目前，快速腌制的主要问题是设施一次性投入太大，易被腐蚀，成本高；其次是针对不同品种和地区，腌制不同阶段最佳温度、压力等工艺参数需要优化和定型，便于设备开发；目前，由华中农业大学与湖北神丹健康食品有限公司联合研发的钢混结构禽蛋控温调压快速腌制房已取得成功（专利号 201711014196.X，201711009368.4），咸蛋腌制时间仅需6 d即达到传统腌制30 d的效果。

7 卤蛋设备的主要技术问题及解决措施

卤蛋作为方便食品，这些年发展迅速，很多蛋品加工企业都或大或小地上了卤蛋生产设备，在卤蛋生产中经常遇到的问题包括剥壳破损率大、卤制效率低且卤料重复利用率低、卤蛋真空包装后易出水等。关于剥壳破损问题，需要采取综合措施加以解决：一是蒸煮前鸡蛋气室一端应该刺破小孔或敲出微小裂纹，以便蒸煮时蛋内气体逸出，避免煮蛋时炸蛋；二是应该采用定心蒸煮，即蒸煮时保证蛋黄凝固在鸡蛋的正中间，可采用多段蒸煮，开始采用较低温度边蒸煮边旋转的办法，使鸡蛋蛋壳周围的蛋清均匀凝固，然后采用较高温度的蒸汽或沸水将蛋熟透；三是采用冰水等进行快速冷却，形成蛋壳内外较大的温度差，蛋内物质由于收缩较大而削弱蛋白与蛋壳膜的结合力，使蛋壳易于剥离；除此之外，还要根据鸡蛋新鲜程度确定最佳蒸煮温度和蒸煮时间。目前，很多企业认为蒸煮是一个简单的问题，没有使用定心蒸煮设备，只购买了剥壳设备，也没有制定合理的蒸煮和冷却工艺，将剥壳破损率高的原因统统归结于剥壳设备，显然是苛求了剥壳设备。事实上，国内企业已能生产完整的定心蒸煮、剥壳生产线，如福州闽台机械。

卤蛋真空包装后易出水的问题主要是因为干燥不合理所致，煮熟鸡蛋内自由水的排出是靠水分的蒸发完成，水分蒸发的3个影响因素是温度、空气湿度和空气循环速度。在开始干燥时，如果空气湿度低、空气循环速度快，将使熟鸡蛋蛋白表面水分大量蒸发，在高温环境下，蛋白收缩交联，堵塞凝固的蛋白中水分通道，使得内部水分无法顺利蒸发排出，虽表面已经干燥，甚至已经焦糊，但内部仍然含有大量自由水，当进行真空包装后，水分就会慢慢渗透出来。正确的做法是鸡蛋刚开始进入干燥室后，应该使干燥室内保持高温、高湿状态并维持一定时间，由于高温可使蛋内外温度均达到水分的蒸发温度，特别是在寒冷的冬天及鸡蛋卤制出来已经完全冷却的情况下，更应该这样做。由于高湿度，蛋白表面水分不会蒸发，因而孔道不会堵塞，当蛋内温度达到水分蒸发温度，然后逐步降低空气湿度并保持一定的空气循环速度，实现均匀排湿。比较好的做法是采用蒸汽热源，开始加热时向干燥室喷蒸汽，既可快速提高干燥室温度，又可以保证干燥室较高的湿度，此时，应关闭排湿口，待蛋内温度达到要求后再打开排湿口，维持一定的开度实现均匀排湿。至于卤制效率低和卤料重复利用率低的问题，有条件的企业可以采用连续循环卤制设备，研发卤料过滤及自动补料系统等措施加以解决。

8 鸡蛋深加工装备的研究与应用

鸡蛋深加工的关键装备是打蛋机，用来完成高速打蛋、蛋壳分离、蛋清蛋黄分离功能。打蛋机除用在鸡蛋深加工产品，如蛋粉、蛋液等的生产上外，也是其他需要以蛋液、蛋粉为原料或辅助材料的食品加工所需设备，如蛋糕、糕点、饼干、面条等的生产上均可使用打蛋机，因此，打蛋机的市场需求量呈逐年增加趋势。但多年以来，每小时万枚以上的打蛋机均需进口，国内只能生产小型圆盘式打蛋机和滚筒式打蛋机，这些小型打蛋机虽然结构简单、造价较低，但其效率较低，蛋清得率也较低，打蛋中散黄变质蛋不能剔除，影响蛋液品质。华中农业大学在农业部948项目资助下，历经4年的研究和几轮样机试制、试验和改进，2016年终于试制成功，经过连续72 h的试运行和近千公斤鸡蛋的打蛋试验，样机生产效率达到36 000枚/h，蛋壳中蛋液残留、蛋液得率、微生物菌落数、散黄蛋的剔除等均达到欧洲进口设备水平，设备自带的水中上料、清洗和风干装置，更是根据中国国情和企业使用要求而设计，优于进口设备。大型高效打蛋机的国产化，为鸡蛋深加工生产线装备的全面国产化奠定了基础，相信在不久的将来，国内会出现众多完全使用国产装备的鸡蛋深加工产品制造企业。

打蛋机使用中的主要问题有：①蛋壳内蛋液残留和蛋清蛋黄分离程度，这一问题与鸡蛋新鲜度、气温及蛋的温度、蛋壳在打蛋机中的悬置时间、分离杯开口大小、振动强度及振动时长等因素有关，前2个因素要求使用中必须探索优化的打蛋工艺参数，后者则与打蛋机的设计有关。②产品微生物菌落数，这一问题也与鸡蛋新鲜度、鸡蛋清洁程度、设备自洁能力、CIP处理效果、生产过程管理等众多因素相关；从设备的角度考虑，主要是简化设备工作部件的结构，尽可能在结构上采用光滑曲面，提高加工精度和表面粗糙度，采用高规格不锈钢材料或易清洗的非金属材料，配置性能良好的鸡蛋清洗、烘干装置和CIP系统。③蛋壳落入蛋杯的问题，这一问题主要是与打蛋机的制造精度、安装精度和使用调整有关，上料定位不准、打蛋器弹簧力度不合适、运动控制导轨磨损、刀片变钝、链条张紧不合适等因素以及鸡蛋个体差异太大或异形鸡蛋、破损鸡蛋等均是造成蛋壳落入蛋杯的原因，应视具体情况加以解决。

伴随着中国蛋业的发展，蛋品加工装备经历了从简单工具到单台机械，再到成套装备和自动化生产线，从进口设备到学习仿照国外，到自主创新的发展过程。目前，蛋品加工的各种主要产品、各个主要环节基本都已实现机械化，虽然设备在研发、制造、使用中还存在种种问题，但只要蛋品工艺技术研发机构、蛋品加工装备研发机构、禽蛋加工企业、蛋品装备制造企业精诚合作，这些问题都将迎刃而解。中国蛋品加工装备不单能够完全满足中国蛋品加工企业的需求，服务整个中国蛋业，而且，还会随着中国制造一起走出国门，开辟更广阔的国际市场。