水产类原料清洗去杂的水射流实验装置设计

基于水射流的水产类原料清洗去杂设备具有快速高效作业特点，但清洗效果与设备运行参数密切相关。针对水产类原料清洗去杂设备水射流作业机理不清、运行参数优化缺乏依据导致难以实现高质低损清洗去杂加工问题，本文研发了一种水产类原料水射流清洗加工力学性能检测实验装置，装置包括机械主体、供水系统、射流系统、输送系统、检测系统以及防护装置6部分组成，可根据实验需求在较大范围内调整水射流清洗过程中的射流压力、靶距、入射角以及原料输送方向和速度等参数，通过受射流打击的被测物料表面多点应变值测量，获得水产类原料清洗去杂过程的力学特性分布和变化规律，测量有效性通过实验进行了验证。该实验装置可为水产类原料清洗机理分析、水射流清洗设备结构设计和参数优化提供实验基础和数据支持。

我国是世界上重要的水产品生产、消费大国，近年来，我国在渔业方面取得了令世界瞩目的成就和发展，水产品加工业是水产业发展的支柱产业，也是我国重要的食品出口行业之一[1]。水产类原料(鱼类、贝类、海参、虾类)清洗去杂是水产品原料预处理的必需环节，其加工水平直接影响成品的表观品质和食用安全[2]。

目前水产类原料清洗去杂的方式主要有摩擦、刷洗、水射流、微波以及化学去除等[3] [4] [5]。

其中， 水射流方式具有快速高效、效果稳定、参数可控等特点在水产类原料预处理加工领域应用越来越广泛[6]。

水射流清洗去杂设备的工作原理通常是，在原料线性输送过程中以带压水为介质对原料面进行定向作业，依靠水射流的冲击力或垂直(水平)向剪切力以达到去除原料表面附着物、表层组织(粘膜、表皮、鳞片等)等的清洗去杂工艺要求[7]。在此过程中，即要求达到原料表面加工质量要求，且不能损伤原料本身，因此对水射流作业的参数控制提出了较高的要求。其难度主要为：1) 水产类原料物性差别较大，即使同一批原料，其个体具有差异性，同一射流方案针对不同原料个体的作业效果不同；2) 水射流作业参数包括射流压力、射流靶距、入射角度以及物料输送速度等，面向作业效果的射流方案寻优困难。目前无论是水射流清洗去杂设备的制造方还是使用者都是通过反复调试试验或者人工经验确定射流方案。这导致设备设计周期长、成本高以及使用效果不理想等工程问题难以解决[8]。

针对上述水产类原料清洗去杂设备水射流作业机理不清、运行参数优化缺乏依据导致难以实现高质低损清洗去杂的加工问题，本文设计一种水产类原料水射流清洗去杂实验装置，并提出通用的水射流力学特性检测分析方法。基于该装置可开展水产类原料加工过程射流方案对作业效果影响分析和射流参数对原料力学特性的研究，为新型水产类原料水射流清洗去杂设备研发以及现有设备作业方案优化提供了实验基础。