家禽自動(dòng)切尾技術(shù)研究

劉長(zhǎng)偉 籍喜民 趙 迪 安 鑫 孫 宇 何 偉 張奎彪

1.吉林省艾斯克機(jī)電有限責(zé)任公司 吉林四平 136000 2.四平市發(fā)展和改革委員會(huì) 吉林四平 136000 3.吉林省家禽加工裝備科技創(chuàng)新中心 吉林四平 136000

在家禽屠宰加工過(guò)程中，禽胴體分割時(shí)需要切下禽尾。

在國(guó)外，自動(dòng)掏膛和自動(dòng)分割技術(shù)研究機(jī)構(gòu)主要有歐洲的LINCO、STORK、MEYN、FOOD MATE等公司，以及美國(guó)喬治亞州GTRI研究院和日本Maye kawa公司，這些機(jī)構(gòu)開(kāi)展的自動(dòng)掏膛和自動(dòng)分割技術(shù)研究較早，技術(shù)比較成熟，達(dá)到了世界領(lǐng)先水平[1，2]。盡管如此，由于國(guó)外一般將切下的禽尾作為廢棄物處理，因此對(duì)切下的禽尾品質(zhì)要求不高，切尾設(shè)備性能也不追求完美。

在國(guó)內(nèi)，由于傳統(tǒng)消費(fèi)習(xí)慣的影響，切下的禽尾主要用于燒烤尾串等休閑食品的原料，很受廣大青年人的喜愛(ài)。因此，國(guó)內(nèi)家禽屠宰加工企業(yè)對(duì)家禽切尾質(zhì)量的要求也比較嚴(yán)格，要求切下的禽尾形狀規(guī)整、美觀。國(guó)內(nèi)一些家禽屠宰加工設(shè)備制造企業(yè)，如四平艾斯克、諸城眾大、南京佳士奇等公司對(duì)自動(dòng)切尾技術(shù)開(kāi)展了一些研究，取得了階段性的成果。

家禽自動(dòng)切尾工序，有些企業(yè)將其布置在自動(dòng)掏膛生產(chǎn)線(xiàn)中，順序?yàn)椋呵懈?、開(kāi)膛、掏膛、切尾、吸肺、絞嗉囊、清洗。有些企業(yè)將其布置在自動(dòng)分割生產(chǎn)線(xiàn)中，順序?yàn)椋撼峒夥智?、翅中分切、翅根分切、切尾、胸蓋分切、切脖、切脊骨、切腿。由于我國(guó)對(duì)分切的禽尾品相和出成率要求較高，因此，對(duì)切尾技術(shù)和設(shè)備需要進(jìn)行深入研究。

1 工藝條件

1.1 雞的品種

雞的品種主要有愛(ài)博益加、艾維茵、羅斯、科寶、哈伯德等白羽肉雞。

1.2 毛雞重量

毛雞重量在1.0～3.0kg。

1.3 加工能力

雞生產(chǎn)線(xiàn)的加工能力為6 000～13 500只/h。

1.4 掛鉤距離

生產(chǎn)線(xiàn)上掛鉤的距離(英吋)在6～24in。

2 自動(dòng)切尾技術(shù)研究

2.1 固定式側(cè)向切尾技術(shù)研究

2.1.1 固定式側(cè)向切尾機(jī)組成

固定式側(cè)向切尾機(jī)(見(jiàn)圖1)，包括：機(jī)架、掛鉤、擋禽豎架、擋禽橫架、上導(dǎo)尾裝置、下導(dǎo)尾裝置、切刀、螺栓1、電機(jī)支架、螺栓2、伸縮架、螺栓3、電機(jī)座、電機(jī)。

通過(guò)調(diào)整擋禽豎架的高度和擋禽橫架的左右位置，控制禽胴體進(jìn)入自動(dòng)切尾機(jī)的位置；

通過(guò)調(diào)整伸縮架的高度和電機(jī)支架的左右位置，控制切刀的位置；

通過(guò)調(diào)整螺栓2和螺栓3，將切刀調(diào)整到合適角度；

通過(guò)螺栓1，鎖緊固定電機(jī)；

通過(guò)調(diào)整下導(dǎo)尾裝置和上導(dǎo)尾裝置的夾縫大小，適應(yīng)禽尾的大小。

2.1.2 固定式側(cè)向切尾技術(shù)工作原理

高架線(xiàn)掛鉤掛住禽腿，使禽脖朝下，禽尾朝上，禽背朝向切刀，禽胴體側(cè)向進(jìn)入自動(dòng)切尾機(jī)。首先由擋禽橫架將禽胴體導(dǎo)入正確的工作位置；然后上導(dǎo)尾裝置和下導(dǎo)尾裝置，逐漸夾住禽尾并將禽尾導(dǎo)入到切刀位置；通過(guò)旋轉(zhuǎn)的切刀將禽尾從禽體側(cè)面切掉，完成自動(dòng)切尾全過(guò)程。

2.1.3 固定式側(cè)向切尾試驗(yàn)

(1)由于切刀位置是固定的，同批次禽胴體重量和體形偏差小時(shí)，禽尾高矮一致，自動(dòng)切尾效果較好。同批次禽胴體重量和體形偏差大時(shí)，偏大的禽胴體和偏小的禽胴體尾部高矮不一致[2]，禽尾有的從上導(dǎo)尾裝置上面通過(guò)，有的從下導(dǎo)尾裝置下面通過(guò)，無(wú)法正確導(dǎo)入下導(dǎo)尾裝置和上導(dǎo)尾裝置形成的夾縫，不能順利到達(dá)切刀位置，自動(dòng)切尾效果不理想。試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)平均切尾合格率：81%。

(2)由于禽胴體側(cè)向進(jìn)入切尾機(jī)，導(dǎo)至禽胴體進(jìn)入切尾機(jī)時(shí)有一定傾斜，切下禽尾的切口是斜切口，形狀不夠美觀。

(3)固定式側(cè)向切尾機(jī)可以布置在自動(dòng)掏膛生產(chǎn)線(xiàn)或自動(dòng)分割生產(chǎn)線(xiàn)上。

2.2 浮動(dòng)式側(cè)向切尾技術(shù)研究

2.2.1 浮動(dòng)式側(cè)向切尾機(jī)組成

針對(duì)上述固定式側(cè)向切尾技術(shù)的缺點(diǎn)和不足，以及實(shí)際應(yīng)用中存在的問(wèn)題，我們對(duì)自動(dòng)切尾機(jī)進(jìn)行了改進(jìn)，將切刀由固定式變成浮動(dòng)式。

浮動(dòng)式側(cè)向切尾機(jī)[3](見(jiàn)圖2)，包括：機(jī)架、擋禽架、下導(dǎo)尾裝置、掛鉤、上導(dǎo)尾裝置、電機(jī)座、固定轉(zhuǎn)軸、升降座、上調(diào)整螺栓、調(diào)整軸、下調(diào)整螺栓、電機(jī)、切刀。

通過(guò)調(diào)整擋禽架的高度和角度，控制禽胴體進(jìn)入自動(dòng)切尾機(jī)的位置。

通過(guò)調(diào)整升降座的高度，控制切刀的高度位置。

調(diào)整軸一端固定在電機(jī)座上，另一端穿過(guò)升降座腰形孔，調(diào)整軸以固定轉(zhuǎn)軸為圓心，可沿升降座腰形孔移動(dòng)，通過(guò)上調(diào)整螺栓和下調(diào)整螺栓的組合調(diào)整，來(lái)控制調(diào)整軸的總體移動(dòng)幅度，從而控制電機(jī)座的擺動(dòng)幅度。

通過(guò)電機(jī)座的擺動(dòng)，來(lái)控制切刀的高矮。

通過(guò)調(diào)整下導(dǎo)尾裝置和上導(dǎo)尾裝置的夾縫大小，適應(yīng)禽尾的大小。

2.2.2 浮動(dòng)式側(cè)向切尾技術(shù)工作原理

高架線(xiàn)掛鉤掛住禽腿，使禽脖朝下，禽尾朝上，禽背朝向切刀，禽胴體側(cè)向進(jìn)入自動(dòng)切尾機(jī)。

首先由擋禽架將禽胴體導(dǎo)入正確的工作位置，當(dāng)禽尾偏低時(shí)，禽尾先接觸到下導(dǎo)尾裝置，通過(guò)禽尾向下壓下導(dǎo)尾裝置，迫使電機(jī)座向下擺動(dòng)，帶動(dòng)切刀向下移動(dòng)；當(dāng)禽尾偏高時(shí)，禽尾先接觸到上導(dǎo)尾裝置，通過(guò)禽尾向上推上導(dǎo)尾裝置，迫使電機(jī)座向上擺動(dòng)，帶動(dòng)切刀向上移動(dòng)，然后上導(dǎo)尾裝置和下導(dǎo)尾裝置逐漸夾住禽尾并將禽尾導(dǎo)入到切刀位置，通過(guò)旋轉(zhuǎn)的切刀將禽尾從禽體側(cè)面切掉，完成自動(dòng)切尾全過(guò)程。

2.2.3 浮動(dòng)式側(cè)向切尾試驗(yàn)

(1)由于切刀位置是浮動(dòng)的，同批次禽胴體重量和體形偏差較大時(shí)，偏大的禽胴體和偏小的禽胴體尾部都能正確導(dǎo)入下導(dǎo)尾裝置和上導(dǎo)尾裝置形成的夾縫，順利到達(dá)切刀位置，自動(dòng)切尾效果較好，可以針對(duì)不同大小的禽胴體進(jìn)行同時(shí)在線(xiàn)機(jī)器精準(zhǔn)切尾。試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)平均切尾合格率：92%。

(2)由于禽胴體仍然采用側(cè)向進(jìn)入切尾機(jī)，導(dǎo)至禽胴體進(jìn)入切尾機(jī)時(shí)有一定傾斜，切下禽尾的切口仍然是斜口，形狀不夠美觀。

(3)浮動(dòng)式側(cè)向切尾機(jī)可以布置在自動(dòng)掏膛生產(chǎn)線(xiàn)或自動(dòng)分割生產(chǎn)線(xiàn)上。

2.3 固定式橫向切尾技術(shù)研究

2.3.1 固定式橫向切尾機(jī)組成

針對(duì)上述浮動(dòng)式側(cè)向切尾技術(shù)的缺點(diǎn)和不足，我們對(duì)自動(dòng)切尾機(jī)進(jìn)行了再次改進(jìn)，將沿禽體側(cè)向切尾改進(jìn)成沿禽體橫向切尾。固定式橫向切尾機(jī)(見(jiàn)圖3)，包括：機(jī)架、切刀、掛鉤、入口導(dǎo)槽、入口托軸、入口托架、入口螺桿、電機(jī)、出口托架、出口托軸、夾尾槽。

通過(guò)調(diào)整出口托架和入口托架的高度，調(diào)整切尾機(jī)的整體高度，從而調(diào)整切刀距離禽體的高度。

通過(guò)調(diào)整入口螺桿伸出長(zhǎng)度來(lái)頂伸入口托軸，使機(jī)架沿出口托軸轉(zhuǎn)動(dòng)，從而調(diào)整入口導(dǎo)槽的高度。

2.3.2 固定式橫向切尾技術(shù)工作原理

高架線(xiàn)掛鉤掛住禽腿，使禽體腹部朝上，背部朝下，禽脖朝后，禽尾朝前，禽胴體橫向進(jìn)入自動(dòng)切尾機(jī)。首先由入口導(dǎo)槽將禽胴體擺到正確的工作位置，然后夾尾槽逐漸夾住禽尾并將禽尾導(dǎo)入到切刀位置，通過(guò)旋轉(zhuǎn)的切刀將禽尾從禽體背部橫向切掉，完成自動(dòng)切尾全過(guò)程。

2.3.3 固定式橫向切尾試驗(yàn)

(1)在切尾過(guò)程中，不管同批次禽胴體重量和體形偏差大小，禽胴體背部都能始終朝下并緊挨著入口導(dǎo)槽和機(jī)架，通過(guò)入口導(dǎo)槽和夾尾槽將禽尾順利導(dǎo)入到切刀位置，自動(dòng)切尾效果非常好。試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)平均切尾合格率：96%。

(2)禽胴體進(jìn)入切尾機(jī)時(shí)，腹部朝上，背部朝下，禽脖朝后，禽尾朝前，禽胴體橫向進(jìn)入切尾機(jī)，不存在禽胴體偏斜問(wèn)題，切下禽尾的切口平齊，形狀規(guī)則美觀。

(3)固定式橫向切尾技術(shù)要求禽胴體橫向進(jìn)入切尾機(jī)，掛鉤需要旋轉(zhuǎn)方向，只能布置在自動(dòng)分割生產(chǎn)線(xiàn)上。

3 結(jié)果和討論

固定式側(cè)向切尾技術(shù)，僅適用于對(duì)品種單一、同批次重量和體形均勻的禽胴體自動(dòng)切尾，不適用于同批次禽胴體重量和體形偏差大時(shí)切尾。浮動(dòng)式側(cè)向切尾技術(shù)，解決了禽胴體大小不均勻，禽尾高矮不一致，無(wú)法實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)切尾的問(wèn)題，可以針對(duì)每只禽尾高矮位置調(diào)整切刀，做到精準(zhǔn)切尾。但是以上兩種切尾技術(shù)禽胴體都是側(cè)向進(jìn)入切尾機(jī)，切下禽尾的切口是斜切口，形狀不夠美觀。固定式橫向切尾技術(shù)，依靠禽背定位，橫向切尾，同批次禽胴體重量和體形不管偏差大小，都能做到精準(zhǔn)切尾，切下的禽尾切口平齊，形狀規(guī)則美觀，見(jiàn)圖4。

4 結(jié)論

切尾技術(shù)研究結(jié)果：固定式側(cè)向切尾技術(shù)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、維護(hù)方便、對(duì)家禽規(guī)格范圍有一定的要求，適用于家禽品種單一、體形差別不大的家禽屠宰加工企業(yè)；浮動(dòng)式側(cè)向切尾技術(shù)，采用了浮動(dòng)切刀，對(duì)家禽品種、體形范圍要求不嚴(yán)，適用于大多數(shù)的家禽屠宰加工企業(yè)；固定式橫向切尾技術(shù)，依靠禽背定位，橫向切尾，切下的禽尾品相好，適用于有自動(dòng)分割生產(chǎn)線(xiàn)的家禽屠宰加工企業(yè)。三種切尾技術(shù)的合格率依次為：81%、92%、96%，固定式橫向切尾是自動(dòng)切尾技術(shù)的發(fā)展方向。