魚粉加工技術及設備簡介
行業(yè)動態(tài)
我國濕法魚粉設備的研制始于70年代中期，是因某援外工程的需要而進行的。主要以進口的TIW船用魚粉設備為參考，由青島海洋漁業(yè)公司承擔研制，并制成了螺旋式蒸煮機、單螺桿壓榨機、圓盤式干燥機。后因援外項目取消，設備留在青島魚品廠自用。其后廣東華南工學院師生在上海魚品廠和南海漁業(yè)公司贊助下測繪了TIW型魚粉設備，在此基礎上擴大設計了30噸（原料）/24小時的魚粉設備，于80年代初在遼寧營口試車，后經改進被江蘇瀏河魚粉廠采用。該套設備中配備了雙螺桿壓榨機，比TIW型設備有了提高。值得一提的是80年代初大連漁業(yè)公司在TIW型魚粉設備的基礎上，依靠自己的力量研制了25噸/24小時級的蒸煮機和單螺桿壓榨機，并與蒸干機（原干法設備，這里作干燥機用）配套，組成了濕制法生產線，為老廠“干改濕”闖出了新路子，收到了良好效果。
為了落實和加強對濕法魚粉設備的系統(tǒng)性研究，從70年代末起 責成中國水產科學研究院漁業(yè)機械儀器研究所組建專業(yè)班子研制魚粉設備。為符合我國國情，精簡配套設備，減少投資，該所著重研制中、小型濕法成套魚粉設備。經過十年努力，已完成YF-10型（10噸/24小時）和YF-30型（30噸/24小時）兩種濕法成套魚粉設備，并可根據具體情況分別按照離心法工藝或壓榨法工藝進行設備配套。在主攻濕法成套魚粉設備的同時兼顧干法魚粉設備，研制了YFG-0.75（0.75噸/次）和YFG-1.5（1.5噸/次）兩種新型魚粉蒸干機，還有SY-400型液體魚粉設備（液體魚蛋白設備）。
1 魚粉工藝簡介
魚粉加工工藝方法頗多，分述如下：
（1）自然干燥法——這是較簡單的方法，原料既不蒸煮，亦不人工干燥，僅僅將原料魚曬干（或風干），然后打碎成粉便是。工藝原始，產品是不脫脂的生魚粉。其中病菌、寄生蟲等都未殺死，且蛋白未凝聚變性，消化率低，不符合 魚粉標準的要求，應予淘汰。
（2）直接干燥法——將原料倒入一臺兼有蒸煮和干燥功能的機器內（通常稱為蒸干機），通入壓強為0.5兆帕的蒸汽間接加熱，并不斷攪拌。3個多小時以后原料魚便被蒸熟、烘干，得到不脫脂的魚粉。這種工藝所得產品質量不高，不能回收魚油，能耗也偏高。但簡單易行，對少脂類的原料還是合適的。
（3）干式脫脂法——這是在直接干燥法基礎上加上脫脂工序而形成的一種工藝。它的特點是在制成魚粉之后干狀態(tài)下進行脫脂，因此常稱為干制法。根據不同的脫脂方法又可分為壓榨法（機械方式）和萃取法（物理化學方式）。壓榨法是將魚粉投入壓榨機，以強大的機械力壓出魚粉里所含油脂。萃取法則是將石油溶劑噴淋進入魚粉，讓魚油溶解在石油溶劑之中，從而隨同溶劑一同抽離魚粉，再以分餾原理回收溶劑，得到魚油。此法脫脂效果比壓榨法好，但是成本高，設備投資大，運行需特別注意防火。干式脫脂法（即干制法）制得的魚粉雖經脫脂，品質有所提高，但由于在脫脂以前已經過幾個小時的高溫蒸干過程，魚油氧化嚴重，干物質不可避免地有一定程度焦化，因此魚粉和魚油的質量均不理想。
（4）濕法脫脂法——這是為加工多脂類原料而發(fā)展起來的一種工藝方法。其特點在于將蒸煮與干燥分開進行，在蒸煮以后的濕狀態(tài)下隨即進行脫脂，因此稱為濕制法。原料經過蒸煮之后蛋白質凝固，細胞壁破裂，結合態(tài)的油和水都離析為游離態(tài)。這給脫水、脫油提供了便利?？赏ㄟ^壓榨或離心的方法將液相的魚汁、魚油與固相的魚粕分離開來。魚粕送往干燥設備烘干成魚粉，而液相部分則進入離心機使魚油和魚汁分離。魚油是魚粉工業(yè)重要的副產品；魚汁則可以通過濃縮，重新加入魚粕一同烘干制得“全魚粉”。
濕制法能處理多脂魚，并且由于蒸煮、壓榨（或離心）時溫度均不超過100℃，經歷時間也短，因此產品（魚粉和魚油）色澤淺，質量好。而且生產連續(xù)、自動化程度高、處理能力大、能耗低。所以是目前 上較通行的魚粉加工工藝。但干制法設備簡單、投資省，生產機動性強，可以間歇作業(yè)，適合少脂原料或生產規(guī)模小的地方使用，有它獨具的實用價值。
2 典型濕法魚粉設備介紹
濕法魚粉加工設備是按照濕式脫脂方法加工魚粉及副產品的成套機械設備。主要由原料輸送設備、蒸煮設備、脫液（脫水、脫油）設備、干燥設備、粉碎設備、油水分離設備、濃縮設備、除臭設備等組成。
按照濕制法魚粉加工工藝，運用現(xiàn)代科學技術裝備，可以組成各種形式的成套設備。目前 上制造魚粉設備的 較多，丹麥、挪威、西德、瑞典、日本、蘇聯(lián)、波蘭、中國等均有產品。其中知名度較高的代表性廠商有：丹麥的阿特拉斯（Atlas），瑞典的阿法拉伐（Alfa Laval)，挪威的邁倫（Myren）、巴茨（Bartz），西德的司考特豪斯（schlatterhose），日本的大野和東海等公司。
以上各家生產的魚粉設備雖說都是屬于濕制法工藝，但根據脫油、脫水所采用的設備不同，又可分為壓榨法和離心法兩類?，F(xiàn)以具代表性的丹麥阿特拉斯和瑞典阿法拉伐為例介紹一下這兩種類型設備的概況和特點。
2.1 壓榨法魚粉設備
壓榨法魚粉設備是目前魚粉生產中應用較廣泛的濕法成套魚粉設備，經過半個多世紀的不斷改進提高，工藝和設備都比較完善了。
原料魚進入車間之后首先經切碎機切碎（小魚可免去切碎工序），然后進入喂料機，由它控制著原料均勻地送入蒸煮機，在蒸煮機里原料魚被加熱到90～100℃，歷時10～20分鐘便完成了蒸煮過程。蒸煮使魚體蛋白凝聚，水和油離析成游離狀態(tài)，給以后的脫水、脫油創(chuàng)造必要條件，所以蒸煮是濕制法魚粉工藝的關鍵之一?，F(xiàn)代蒸煮設備多以蒸汽為熱媒間接加熱蒸煮。阿特拉斯的蒸煮機就是這種類型，它的機身外圍有蒸汽加熱夾套。內部有螺旋狀的轉子，其芯軸是空心的，可通蒸汽加熱。轉子配有無級變速機構，可以改變轉速以控制原料行進速度，從而控制著蒸煮速度。此外這種蒸煮機還配著一套直噴蒸汽系統(tǒng)，可在超載或原料溫度過低時起輔助加熱作用。
蒸煮后的原料進入濾水輸送機，這是一臺下部帶有濾網的螺旋輸送機。原料經過它時可以漏脫一部分游離水分和魚油，借以減輕后面壓榨機的負荷。同時適當濾干的原料也有助于壓榨機穩(wěn)定工作。從濾水輸送機送出的原料隨即落入雙螺桿壓榨機，這種壓榨機有兩根結構基本相同，但螺旋方向相反的螺桿，它們平行并列。工作時以相同的轉速，相反的轉向（一般是相向旋轉）同步運轉。在螺桿的外圍有濾網板包圍著。因為螺桿的螺距由大變?。ㄑ卦锨斑M方向），而螺桿的底徑又由小變大，造成螺旋之間的容積逐步縮小。所以原料被推進的過程就是被擠壓的過程，包含在原料內的液體就被壓榨出來，穿過濾網流出，完成固液分離（也就是脫水、脫油）。
固相是魚粕稱為榨餅。液相是油和水稱為榨液。榨餅的含水量降到45～50%，成為較干硬的狀態(tài)。榨餅落入松碎機，而榨液從壓榨機的出液口流出并與濾水輸送機濾出的液體匯合，一同送往除渣機。松碎機的作用是將堅硬的榨餅打碎成松散狀，以增大表面積有利于烘干。松碎機的結構形式較多，常用的有錘式、爪式、刀片式三種。經過松碎的榨餅送進干燥機。除渣機的功用是除去榨液中的渣滓，使榨液盡可能澄清，因為只有含渣甚少的清榨液才能順利地進行油水分離。 如果含渣太多油水分離機將無法工作。另一方面回收渣滓送入干燥機烘干也能提高魚粉得率，減少損失。除渣機也有多種類型，早期常用振動篩擔任，現(xiàn)在較通行的是臥式螺旋卸料沉降離心機，簡稱臥螺離心機。它能連續(xù)運行，生產率高。但由于原料特性不同，該機在我國使用情況并不理想，耐磨性不夠，壽命太短。為此我國技術人員已試用過濾式離心機代替，比較經濟耐用，只是不能連續(xù)運行，只可間歇工作，不甚完滿。
干燥機是魚粉成套設備中關鍵的機器，它的功能是將榨餅烘干成魚粉（含水量12%以下）。它的動力消耗和熱能消耗都是全套設備中較高的，因此干燥機設計的好壞，對魚粉廠的經濟效益影響很大。干燥機的種類很多，按加熱方式分有直接加熱和間接加熱；按熱媒種類分有火焰（燃氣）加熱、蒸汽加熱、熱油加熱等；按機器運行方式有間歇式和連續(xù)式；按結構特征分有刮板式、圓盤式、盤管式、板接觸式等等。早期的干燥機曾以火焰直接加熱干燥，因魚粉易焦，蛋白質消化率降低，現(xiàn)已基本淘汰。間歇式干燥機因其不能滿足連續(xù)生產要求，除干法設備還有沿用外，濕法生產中也已不用。現(xiàn)在用得較多的是各種蒸汽間接加熱的連續(xù)式干燥機。阿特拉斯自60年代以來推出的產品基本上都是圓盤式干燥機，商品型號是TST型。它的機身是一臥式圓筒體，在其內部有一個轉子。轉子軸是空心的，軸上有幾十個空心圓盤，軸和圓盤內都通有蒸汽。轉子不斷旋轉，與榨餅接觸并充分攪拌完成換熱過程。榨餅從一端進入時是濕的，到另一端出料時已經烘干了。80年代初阿特拉斯又推出了一種新型干燥機，稱為板接觸式干燥機，這種干燥機外形與圓盤式相似，只是內部轉子上的空心圓盤以圓平板代替，圓平板的兩側表面焊接著類似阿基米德螺旋線狀的扁平管狀通道。蒸汽從通道內流過，將熱量傳給圓平板。圓平板隨轉子一同旋轉接觸并攪拌著榨餅，完成換熱過程。這種結構保證了冷凝水排除 可靠，提高了傳熱效率，而且還能增強攪拌效果，重量也比圓盤式干燥機輕得多。我國上海、舟山進口的魚粉設備中所配的干燥機就是這種PCD干燥機。早在1980～1981年間我國技術人員已自行研制出一種板管式干燥機，原理類似PCD，但機身筒體下部有蒸汽夾套，并利用干燥機廢氣余熱加溫通風空氣，在烘干過程中增加了熱風對流助干。機器結構和制造工藝都比PCD簡單。實踐證明中國的板管式干燥機也是很好的機型，還有一種盤管式干燥機，是挪威邁倫公司推出的產品，它的特點是沒有圓盤或圓板，而是代之以多個同心圓形狀的盤管組成盤管片，每片相當于一個圓盤的作用，盤管內通熱媒。這種干燥機的優(yōu)點是可用多種熱媒加熱，如蒸汽、熱空氣、導熱油，也可以通制冷劑來作冷卻機。所以除用作干燥機以外，還可用于加熱、冷卻等多種用途。另外由于結構多由鋼管構成，沒有大容積受壓腔，故允許的工作壓力較高，可以提高熱效率。
原料經過干燥機后已經烘干為魚粉，只是粒度粗大，達不到產品要求。所以需經過磁性振動篩篩選，除去鐵質和粗大雜物，然后進入粉碎機，在粉碎機內被粉碎成粒度符合規(guī)定的細粉。粉碎機的種類頗多，按結構特點分有錘片式和爪式；按進、出料方式分有自吸式、風送式及普通式等。阿特拉斯魚粉設備中配用的是普通錘片式；日本魚粉設備中常用普通爪式；我國自制設備中多用錘片式（自吸型、風送型、普通型皆有）。經過粉碎的魚粉送往稱重包裝機，有自動的、半自動的，而小型魚粉廠則常常人工稱量打包。至此魚粉生產過程已經完畢，但作為完整的成套魚粉設備還有三個重要的附屬系統(tǒng)應該齊備，即魚油煉制設備、汁水濃縮設備、廢氣除臭設備。
為了取得魚油，從除渣機出來的榨液被送到油水分離機，這是一種高速沉降式離心機，因為轉鼓內有很多分離片形似盤碟，故常稱為碟片式離心機。利用轉鼓高速旋轉，產生強大的離心力，使榨液內的油、水、渣三相按比重不同而分離。分離后的油、水、渣從三個不同出口離開離心機。得到的油是粗魚油，含有水分和游離脂肪酸，油質不太高，因此還需要送到精煉分離機去進一步精煉。精煉分離機也是碟片式分離機，只是由于工作性質和進料組成成分比例不同，要求有更高的分離因數(shù)，碟片上中性孔位置也有異。精煉油的過程與油水分離不一樣，往往不是單純的機械分離，而是輔之以化學措施。通常在分離前加堿，使發(fā)生皂化反應，以去除游離脂肪酸，然后在離心分離過程中分離出皂腳，得到品質優(yōu)良的精制魚油。
已經脫去魚油的液體通常稱為汁水（即無油魚汁）、汁水被送往濃縮設備，在其中水分逐漸蒸發(fā)，汁水的濃度便不斷增高，達到35～40%左右，再加回到榨餅里，送進干燥機烘干成“全魚粉”。也有的廠商將汁水濃度制得更高些，作為特種產品單獨出售。濃縮過程就是水分蒸發(fā)過程，所以濃縮設備常常稱作蒸發(fā)器，蒸發(fā)器的種類實在太多了，本文無法詳談。實用的蒸發(fā)器必須滿足三項基本要求，即耗能省、熱效率高、運行穩(wěn)定可靠?，F(xiàn)代魚粉工業(yè)中使用的蒸發(fā)器一般是多效配置（即充分利用再生蒸汽作熱源）、管式結構、液膜式蒸發(fā)。能較好地滿足上述要求。阿特拉斯常用2～4效配置的長管式薄膜蒸發(fā)器，其它廠商的產品也都大同小異。談談除臭設備，除臭的方法很多，但常用的是（水淋+燃燒）方法。由干燥機、蒸煮機、壓榨機等各處散發(fā)出來的臭氣由除臭系統(tǒng)的通風管路集中通往除臭設備這是一座填料式淋水塔。臭氣由塔底部通入，塔中段有一層或數(shù)層瓷制（或塑料制）填料環(huán)，每層都堆集一定高度。水由塔上段引入，并經噴淋頭布灑成水簾狀均勻淋下，臭氣在填料層內與水相遇，由于填料層有巨大的表面積，所以水與臭氣能充分接觸。臭氣被水洗滌，可溶性成分溶解于水中，同時臭氣里的水蒸汽也冷凝為水。剩下的不溶性氣體——尾氣繼續(xù)向塔頂流去，塔頂部還有一個除濕層，它能除去尾氣中夾帶的水分。尾氣通過除濕層后就沿著通風管引入鍋爐，在爐膛里隨燃料一同燃燒，尾氣便在高溫下分解了。至此除臭完成，除臭塔流出的廢水如果超過環(huán)保排放標準，則還需進行污水處理。
2.2 離心法魚粉設備
離心法魚粉工藝與設備是瑞典阿法拉伐公司推出的。這是一家專門制造離心機械和換熱設備的廠商，他們充分發(fā)揮自己的技術特長，研究出一系列以離心技術為核心的魚類加工工藝技術，稱為桑特菲施（Centrifish）。
離心法魚粉設備的特點，是用結構緊湊的臥式螺旋卸料沉降離心機取代傳統(tǒng)的壓榨機，使設備配套簡化。因為經它分離的魚汁十分澄清，不同于壓榨機的榨液，無需再次除渣便可直接送往油水分離機，故可省去數(shù)臺機械設備。
阿法拉伐的魚粉設備不用蒸汽加熱，而是采用燃油熱風爐的煙道氣間接加熱。煙道氣在干燥機入口溫度400℃，干燥機內壁溫度約160℃，而物料溫度僅70℃左右。部分煙道氣循環(huán)使用，熱經濟性良好。
原料魚首先經過絞碎機，絞碎成魚糜，然后收集在進料槽內，由一個進料螺旋把它送進蒸煮機，在通過蒸煮機的過程中受到連續(xù)加熱完成蒸煮。送料螺旋有變速裝置，用以調節(jié)進料速度控制處理量。蒸煮機出料端裝有一臺特種泵，該泵把煮熟的魚漿送往臥螺離心機。該機將魚漿分離為固相-魚粕和液相-魚汁。含油、水及少量懸浮粒子的魚汁被送往油水分離機，魚汁在這臺分離機（碟片式）中被分為魚油，汁水和少量固體渣泥。汁水送往蒸發(fā)器，進行濃縮回收；魚油送往油罐貯存（或送去精煉）；而渣泥則聚集在轉鼓內壁，按一定的時間間隔自動排放。從臥螺離心機排出的魚粕和碟片離心機排出的渣泥及從蒸發(fā)器來的濃縮汁一起，由螺旋輸送機送往干燥機，烘干成魚粉，魚粉再經過粉碎機，粉碎到規(guī)定粒度，便是成品“全魚粉”了。
該套設備內的加熱與通風過程是，燃油在熱風爐內燃燒，產生的煙道氣用于蒸煮與干燥。煙道氣由風機抽吸而流過蒸煮機和干燥機，通過這兩臺機器的氣流是用氣閥加以調節(jié)的。煙道氣有一部分回流到熱風爐，過剩的煙道氣則穿過散熱器，降溫后由排氣口排出。原料是在圓筒形的蒸煮機和干燥機里被間接加熱的，圓筒內裝有若干水平的管道，圓筒在一個包有絕熱層的外殼內慢慢轉動，熱煙道氣在這些管道內和圓筒與外殼的間隙中通過。熱量就經過筒壁和管壁間接地傳給物料。干燥機是用從散熱器來的熱空氣通風的，可以起助干作用，通風帶走的細微粉末由旋風分離器分離回收，再進入干燥機內。干燥機所產生的臭蒸汽經過旋風分離器分出細粉末后被引入除臭裝置，在其內受到水洗和冷卻，可溶、可凝的部分便除去了，剩下的部分再分兩路，一路進熱風爐燃燒，另一路經過散熱器，利用煙道氣余熱加熱后作為干燥機的通風空氣。阿法拉伐用的除臭工藝與阿特拉斯的ATV法相仿，效果也較好。
除瑞典阿法拉伐公司以外，中國和日本也研制過離心法魚粉設備（例如中國的YF型和日本的東海型），不同的是這些設備用蒸汽加熱，沒有用煙道氣，無需熱風爐。綜合了阿特拉斯和阿法拉伐的某些優(yōu)點，是一種較好的新機型。
