禽蛋机械化快速腌制技术及装备研究现状
2021-10-16河南省信阳市农业机械化技术试验推广站
○河南省信阳市农业机械化技术试验推广站 程 鹏
禽蛋生产因受季节性影响,供需失衡问题突出。无论从我国蛋品产业的长期健康发展,还是从食品安全营养要求的角度来看,我国禽蛋初加工行业都有着极大的发展潜力。
一、禽蛋腌制技术及装备
咸蛋是经过食盐腌制条件下的再制蛋。咸蛋制品是我国传统的风味食品,深受国内外消费者的喜爱,而我国目前的咸蛋加工企业受限于设施简陋、方法原始,长期存在着禽蛋产后损失严重,品质下降的情况。因此实现咸蛋加工的机械化、规模化、智能化,加工过程中的可控性就有着重大的意义。
国内研究者围绕这一目标,围绕农机技术与农艺相融合开展了大量的工作。根据超声波、电磁环境、压力改变等对禽蛋腌制有促进作用,在腌制过程中应用压力自动控制,超声波及交变电磁场生成及控制等技术,以达到禽蛋加工机械化智能化水平的提升。现就当前国内禽蛋快速腌制技术及装备的研究现状进行总结,以期为咸蛋加工技术、装备方面研究提供参考。
二、禽蛋快速腌制装备研究现状
1.电磁辅助腌制装置。
(1)装备构成及工作过程。江南大学杨哪等设计制造了电磁腌制装置,主要由函数信号发生器、功率放大器、环形硅钢铁芯、线圈绕组、腌制腔体、电机、径向旋转磁场、真空泵等组成。
图1-1 基于磁电辅助腌制咸蛋装置
在腌制过程中,函数信号发生器生成特定的正弦波形信号,在功率放大器、环形硅钢铁芯等的作用下,形成电场。同时在径向旋转磁场作用下,形成磁场。在交变电磁场的同时作用下,加快氯、钠离子等自由离子的运动,加快扩散速度。通过改变装备的电压幅值、频率、径向磁场旋转频率、钕铁硼磁瓦规格型号等因素,以达到所需的工艺要求。
(2)技术原理。利用离子在交变电磁场中,会发生大规模迁徙运动这一特性,制造出了电磁腌制装置。该装置可用于以促进腌制过程中离子的定向移动,从而提高氯化钠在蛋清液中的传质效率,提高腌制速率。
(3)装备研究现状。应用交变电磁场方法腌制7天的咸蛋要优于真空法(负压1kPa保持1h,恢复常压保持2h,循环7天)和传统腌制方法。但这一装备仍处于试验阶段,如何实现批量化生产,还需要对装备进一步的改进。
2.超声波腌制装置。
(1)装置构成。超声波腌制装置由超声波发生器和腌制容器组成。通过控制超声波发生器的强度、频率、作用时间等方面适应工艺中对超声波作用禽蛋腌制加工的要求。
(2)技术原理。超声波法是应用一定强度的超声波对禽蛋施加影响。在超声波的作用下,降低了蛋清液的浓度,提高氯化钠分子在蛋清液中的传质速度。同时该方法可在一定程度上促进蛋壳边界层腌制液的流动,以提高边界层腌制液浓度。
(3)技术装置研究现状。对禽蛋进行超声波处理后,可将咸蛋的腌制时间缩短为27天,并且咸蛋品质优于传统腌制的咸蛋。但使用超声波技术,腌制的效果暂不能达到理想的效果。此外,超声波具有较强的空化及热作用。这一作用对于咸蛋品质的影响目前还未见于相关文献中。
3.负压腌制装备。
(1)装备构成及实现方法。负压腌制装备是由真空泵、腌制罐、控制器、压力传感器、电磁阀等构成。
通过真空泵的作用,降低腌制罐内的空气压力。压力传感器对腌制罐内的空气压力进行监测,并将压力情况反馈给控制器。当达到预定的真空度时,控制器控制真空泵停止工作。根据工艺需要,当需要增加腌制罐内压力时,控制器开启电磁阀进气,以改变腌制罐内的压力值。通过调整控制器的参数,可对腌制过程中的真空度、真空保持时间等进行控制。负压腌制装备实现了控制密封罐内的压力、周期等的要求。
(2)技术原理。从微观的角度来看,在腌制过程中,蛋壳气孔中的气体及海绵体层低浓度腌制液会受内外压力差的影响而被强制置换,以提高浓度,从而加快腌制进程。
(3)技术及装备研究现状。经过多年的研究,虽然目前负压腌制装备可靠性较高,可在一定程度上缩短了腌制周期。但是在腌制均匀性、装备工业化应用等方面仍需进一步改进。
4.压力脉动装备。
(1)装备构成及工作过程。中国农业大学高振江教授团队研究设计了压力脉动腌制装备,主要是由空气压缩机、密封腌制罐体、加压电磁阀、卸压电磁阀、压力传感器、安全阀、卸压阀、控制器组成,实现了整个腌制过程的自动化、智能化。
图1-2 压力脉动腌制装备
禽蛋及腌制液置于密封腌制罐体内,通过控制器控制加压电磁阀的开启,向罐体内泵入气体。压力传感器将罐体内压力值反馈到控制器,当压力值达到设定值时,控制器关闭加压电磁阀,保持设定的压力幅值。当需要卸压时,控制器控制卸压电磁阀经由卸压阀进行卸压。通过控制加压电磁阀、卸压电磁阀、卸压阀,以达到压力幅值、加压时间、卸压时间、压力周期等符合预定的要求。
(2)技术原理。压力脉动装备是通过周期改变禽蛋腌制外界环境压力的方式来提高腌制速度的方法。加压阶段,在蛋壳膜内外浓度差和压力差的作用下,氯化钠分子可通过蛋壳膜进入到鸡蛋内的外层蛋清中;卸压阶段,蛋壳孔隙中的空气以及低浓度的腌制液会在蛋壳内外压力差的作用下渗出,这样就为加压段高浓度溶液的渗入提供了空间,因此压力脉动方法在一定程度上加快了腌制速度。
(3)装备研究现状。压力脉动腌制装备近些年有了较大的发展。最初的压力脉动腌制装备就可极大地缩短腌制周期。从40~60天缩短为2天,同时得到了“油露松沙”的良好品质。但腌制不均匀等问题还较为突出。为解决这一问题,装备经过了较大的改进,增加了摆动、卸压阀时间控制等装置,满足了更多的工艺需求。为了提高腌制蛋品品质,装备进行了不断的改进,装备整体的可靠性、易操作性得到了较大程度的提高,腌制品质也得到了很好的保证。目前,压力脉动腌制装备购置成本较低,组装方便的优势受到了青睐。在推广过程中,受到了企业的欢迎。
三、小结
随着我国人民生活水平的逐步提高,大众对蛋品品质的要求也逐年提高,而我国蛋品加工行业发展还相对落后。高校及科研院所应抓住机遇,加大技术投入,进一步优化改进,保证装备工作的稳定性。同时在此基础上,探索试制符合工厂需求的装备,开展工艺等各方面的试验,以适应满足工厂批量化生产的需求。
我国农业装备正处于转型升级的重要阶段,有理由相信我国蛋品加工业科技水平也将逐渐提升。禽蛋腌制行业也必将逐步脱离小作坊式生产模式,向规模化、机械化、智能化的生产模式转变,这也是深化我国禽蛋产业发展的必经之路。