家禽屠宰加工生产线增产增效新技术及其应用

吉林省艾斯克机电股份有限公司智能化家禽加工技术科技创新中心 吉林四平 136000

2007年，吉林省艾斯克机电股份有限公司组织行业专家对家禽屠宰加工技术现状进行了调研分析：欧美国家的LINCO、STORK、MEYN、FOOD MATE、PRIME和MORISS公司，技术先进，产品占据了国际市场90%的份额，专利占一半以上。这些企业都有自动化、信息化技术集团支撑，有中间试验基地。从家禽养殖，运输、卸载到屠宰加工基本上实现了全程自动化，正在向全面信息化方向发展，肉鸡屠宰加工能力已经到达13 500只/h。而我国的家禽屠宰加工装备制造属于新兴行业，没有明确的管理部门，从事设备制造的都是小企业，从事家禽屠宰加工技术研究的人员和科研院校相关专业的人员很少，发表的论文也寥寥无几，各方面严重落后于欧美国家[1]。

随着人们生活水平的不断提高，家禽加工企业不断发展壮大，加快了具有中国特色的大规模、自动化、精细化、个性化的家禽加工业的发展步伐，迫切要求家禽屠宰加工过程增产增效。专家组讨论确定了影响家禽屠宰加工生产效率的关键点，分课题，分阶段，对家禽屠宰加工生产线增产增效关键技术进行研究。

1 家禽屠宰加工增产增效关键点分析

识别、分析进口设备在我国家禽屠宰加工行业不适应性的关键点，突破现有产业低产低效的技术瓶颈，实现挂禽区、浸烫、脱毛、掏膛、预冷及分割区的自动化流水作业，肉鸡屠宰加工能力最大到达12 500只/h。打破发达国家的技术垄断，为国家节约外汇，形成了一批有自主知识产权并在国内外市场具有竞争力的产品，提高我国家禽屠宰加工技术及装备水平。

家禽屠宰加工基本工艺：活禽卸载、宰杀沥血、浸烫脱毛、掏膛、内脏及副产品加工、预冷、分割、包装。主要开展如下几方面的研究。

(1)对禽笼卸载、输送、清洗消毒工艺和装备进行研究，提高禽笼卸载和输送效率，提高清洗洁净度，解决疫病防控问题。

(2)对家禽致昏技术进行研究，减少家禽损伤，提高经济效益，为家禽屠宰加工企业出口认证提供技术保证。

(3)对自动烫毛、脱毛技术进行研究，确定适宜大规模屠宰加工工艺参数和配套设备的关键结构。

(4)对自动掏膛技术进行研究，实现宰杀输送线和自动输送线的同步运行，实现切肛、开膛、掏膛、绞嗉囊、吸肺、胴体清洗的全自动化专业。

(5)对家禽检斤过程进行研究，将活禽区称重方式转变为胴体称重方式，加快家禽加工信息化进程。

(6)对家禽胴体冷却技术进行研究，解决目前企业旧厂房面积小，增加产量难的问题。提高家禽分割品品质和出成率，延长货架期，为国家食品安全标准的制定提供技术条件。

(7)对分割品和副产品的分级、包装技术进行研究，确定高产高效合理的人流物流方案。

通过研究，解决关键技术问题，使规模家禽加工企业的生产线整体加工能力达到8 000～12 500只/h。

由于家禽屠宰加工的特殊性，自动化设备需要大量的活禽，在中间试验基地，经过长时间的可靠性试验后才能得到验证，项目研发周期较长，研发投入较大。制订适宜的计划，依据实际情况确定研发资金的投入时机和额度。

2 家禽屠宰加工增产增效关键技术研究

2.1 对禽笼卸载、输送、清洗消毒工艺研究

2.1.1 “台上卸载”和“同平卸载”方式

根据我国传统禽笼的特点，采用以“禽笼分层机”为中心的“台上卸载”和“同平卸载”方式。提高了禽笼输送工作效率[2]。

2.1.2 多级禽笼清洗技术

采用四步清洗、多级过滤技术，使禽笼清洗机循环水量提高了3.5倍，禽笼洁净率大大提高。双向刮渣系统，及时清理水箱底部沉淀的脏物和水箱上的脏沫，保持水相对清洁。分站清洗、消毒，减少了清洗区对消毒区的影响。为用户HACCP、GMP认证创造有利条件。

2.2 家禽多段致昏屠宰方法

在刺杀前设置水浴式电击致昏机，刺杀后设置多个平板式电击致昏机，每段电击致昏机在较低的电压范围内工作，保证在各段之间家禽处于浅昏迷状态，昏迷状态时间累计等于或超过100s。电击致昏时间缩短，减轻家禽痛苦，家禽刺杀后，血从刀口处流出来，形成良好导体，在通过平板式电击致昏机时效果好，大大减少了在禽体的胸部、翅根、翅尖等部位产生血斑，降低了残损率，提高产品质量，保证了操作者的安全。已经得到了国际动物福利组织的认可，得到推广应用。

2.3 实现浸烫、脱毛自动化加工

在宰杀线上应用带防护档的禽宰杀吊钩，在脱毛机上应用螺旋脱毛盘、减少烫毛、脱毛过程的禽体损伤和禽体脱落。提高烫毛、脱毛效果。浸烫时间由原来的60s增加到了90s，适应生鲜品和熟食产品对家禽体表质量不同要求。脱毛机专用免维护节能轴承室提高了脱毛机可靠性，为大规模生产创造条件。

2.4 实现掏膛工序的自动化加工

2.4.1 直线切爪技术

采用一破、二碾、三断开的三段式直线切爪技术，保证鸡肘部关节的完全放开，先切断鸡爪肘部关节上筋、软组织、下筋，保留肘部关节下皮与鸡体连接，传送到指定位置后，切断下皮与鸡体分离，鸡爪和鸡腿质量大幅度提高。

2.4.2 宰杀悬挂输送线与掏膛悬挂输送线藕接

采用挂入转盘、导挂转盘和定挂转盘三轴联动技术。实现将禽体从宰杀悬挂输送线到掏膛悬挂输送线上的自动转挂，使宰杀与掏膛悬挂输送线同步准确、可靠。

2.4.3 自动切肛

禽的肛部真空定位，切肛刀准确切下鸡体肛部。肛与刀气力分离、操作机构在线调节技术，适应不同大小的禽体。实现切肛自动操作。

2.4.4 自动开膛

采用挑开式扩肛，扩肛刀准确鸡体的肛部和腹部，操作机构在线调节技术，实现扩肛过程自动操作。

2.4.5 自动掏膛

采用多工位掏膛机械手、掏膛装置掏出内脏包，确保鸡肝和胆囊不会受到损坏、在线轨迹调节，自动适应不同大小的鸡体。掏膛装置自动将内脏包转挂到内脏输送线的内脏夹子上。掏膛机和内脏转挂机同步升降、同步运行，胴体与内脏同步检疫检验等技术，实现掏膛过程的自动操作。

2.4.6 真空吸肺

采用多次、动态往复技术，吸管可调整，满足不同品种禽体，实现吸肺过程的自动操作。

2.5 将活禽区称重方式转变为胴体称重方式

以“间歇称重站”为中心的胴体称重系统，实现了家禽胴体数据(重量，数量)的自动记录、存储及控制；禽胴体数据实时监控；分批次的胴体数据打印结算；家禽胴体数据的统计和历史查询，工作现场远程视频监视等功能。采用双机冗余计算机保证不能停机生产，授予按权限执行相关操作。

胴体检斤。由活体检斤变为胴体检斤，得到了技术监督部门、企业和家禽养殖户多方认可。解决了困扰行业多年的老大难问题。是家禽屠宰工艺的一次变革，为家禽屠宰加工信息化提供了有利支撑。

2.6 家禽胴体冷却技术研究

2.6.1 大容量、叶片格栅技术

通过对禽体降温机理的研究，确定螺旋预冷机组的解决方案。采用大容量、叶片格栅技术，解决“胴体走单边”和“水流走单边”的难题，解决产量大时水位差过大问题。

2.6.2 上阶梯螺旋预冷机技术。

采用高位出料口、阶梯水位，实现上家禽胴体螺旋预冷机上阶梯式布置[5]，即沿着禽胴体通过方向，每台预冷机的设置方式是呈上阶梯式、逐步增高的设置方式。预冷机之间设置有水桥，将以流水导流到前一台预冷机中。这样仅需要很小的增高就能够使下一级预冷机中的水流入上一级预冷机中，最终流到禽体进入预冷工序的第一台预冷机中。比传统预冷机节水10%。合理利用溢流水，减少注水量，减少冷能耗量，降低运行成本，降低预冷车间棚高，提高产能和效率。

2.6.3 防止禽胴体滞留技术

螺旋预冷机采用防止禽胴体滞留的喷射器组合系统或防止禽胴体滞留的坡道式结构[3，4]，气喷射器和水气喷射器布置在预冷机槽体底部，布置范围与螺旋轴中心夹角以30°为宜；防止禽胴体滞留的坡道以7°为宜。在生产结束时，可有效的减少禽胴体滞留在预冷机内的数量，提高了生产操作的安全性和生产效率。

2.6.4 红水冷却机组

红水冷却机组节能效果明显，禽胴体在90min内可到达4以下[6，7]，解决大容量预冷机水温迅速冷却问题，提升了我国禽类加工设备的整体水平，为国家标准GB51219《禽类屠宰与分割车间设计规范》和GB12694《食品安全国家标准畜禽屠宰加工卫生规范》制定提供了有利的技术支撑。

2.7 对分割品加工工艺进行研究

2.7.1 肉品有序分离排列方法及其系统

通过多级离心式转盘，对无序或成堆的肉品进行有序分离和排列，再通过多段递增加速的直线皮带输送机将肉品拉开距离输送到下一工序位置。大大提高了分割车间的加工能力，提高了生产效率。

2.7.2 影像分级系统

在家禽自动分割悬挂输送线上设置展翅机、光影像扫描站、转载或卸载站及辅助设施。使用机器视觉识别技术，用高速视觉传感器对输送线上移动的禽胴体分14个分割部位进行快速扫描，对扫描数据快速计算分析，采用自适应禽胴体特征提取方法，对不同种类禽胴体检测，提取禽胴体的轮廓，密度，形态等体征，通过投影及衍射关系建立成像模型，确定高效率的图像处理加速算法，识别出不同级别的禽胴体范围。提高自动分割设备的定位准确性，提高自动分割禽胴体出成率，避免禽胴体局部损坏或缺失造成的禽胴体切割残次品现象，可以显著提高加工企业产品的附加值。

2.8 对副产品加工工艺进行研究

2.8.1 双联脱爪皮机组

双联脱爪皮机组实现了自动烫爪、自动脱皮、冷却的连续流水作业。爪皮加工质量稳定，节省人力，改善了作业环境。单位时间内鸡爪加工的效率比人工作业提高3～5倍，产品出成率达到98%，为用户节约20%左右的运营成本。

2.8.2 胗油的自动分离技术

卧式脱胗脂机，集禽胗脱脂和分离为一体，实现了脱脂和胗与脂分离在一台设备上自动完成，提高了生产效率，节约了时间，取代了人力操作，实现了鸡胗自动化加工流水作业。

3 实施与应用

家禽屠宰加工是一个系统工程，工序之间高度关联，一环扣一环，一个环节的变化可能会对后续环节有很大影响[8]。以上描述的各项技术的综合实施，实现了禽笼卸载、清洗、浸烫、脱毛、掏膛、预冷、加工品分级的自动化。性能指标总体与国外几家公司相近，其中，预冷技术优势明显，超过欧洲几家公司，处于国际领先水平。使肉鸡屠宰加工行业总体加工能力达到了8 000～12 500只/h，实现了增产增效的既定目标。

所获得的科技成果已经全部得到转化应用，为家禽加工行业增效，提供了有力的技术支撑，促进家禽加工业的规模化发展，提高了我国家禽加工装备的整体水平，推动了我国家禽加工装备的科技进步。其具独特的中国技术将逐步替换进口设备，促进家禽加工业的规模化发展，提高了我国家禽加工装备的整体水平，推动了我国家禽加工装备的科技进步。

4 结语

家禽屠宰加工技术及装备是我国工业强国的一部分，近期受到国家相关部门的高度重视，被列入国家发展计划。在《中国制造2025》、《国家第十三个五年规划纲要》、《“十三五”国家科技创新规划》、《农机装备发展行动计划方案2016～2025》和《中国食品和包装机械工业“十三五”发展规划》都提出要“重点研发禽畜屠宰与肉类加工技术与装备”。家禽加工将不断有新的技术出现，加快家禽产品加工的现代化进程[8]。