CN1043069A - 甲壳动物剥壳的方法和设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种从甲壳动物身上机械地取下肉的方法和设备，包括如下步骤：将甲壳动物的尾巴使其大致上呈水平状态；用一个同高压流体源相连的喷嘴刺穿尾巴；把甲壳动物的头部和腹部从尾巴上分离下来以及通过把从喷嘴中喷出的高压流体喷射到肉上而将肉从尾巴中挤出。

Description

本发明涉及食品加工业，更具体地说涉及一种从甲壳动物身上机械地除去肉的方法和设备。

甲壳动物，具体地说淡水小龙虾（crawfish），是一种广受欢迎的食物。例如，据估计，仅路易斯安那州每年就要加工七千万磅淡水小龙虾。也许这一数量就够可观的了，但还存在着更大的、尚未满足的虾肉市场。这主要是因为目前已有的加工淡水小龙虾的方法不能满足要求。比如，淡水小龙虾的加工绝大部分是靠手工进行的。这种手工加工既慢又昂贵。其它甲壳动物，如小龙虾（small    lobster）和小岩虾（rock    shnimp）等的加工也存在着同样问题。

因此，就需要一种商业上可行的机械加工甲壳动物的方法和设备。这种设备应当对操作人数要求最少而又能快速剥去淡水小龙虾的壳，还应当简单、安全到足以由只经过有限的技术训练的人员操作。这种设备应当能够适用于大范围的各种大小的淡水小龙虾，同时，还能高效率地除去血管和从壳上取下完整的肉。此外，这种设备还应当符合食品加工的USDA标准，并且具有易于替换的零部件。

根据本发明，加工甲壳动物，尤其是淡水小龙虾的设备，具有一个安装在一个支架上的能转动的圆形平台。还具有一个使平台转动的装置。

定位装置-最好由一个刚性的V形元件组成-安装在上述平台上。V形元件被用来以尾巴在前、背面向下的状态接受淡水小龙虾。还有一个同高压流体源相连的喷管。喷管上有一个伸进定位装置的尖嘴，该尖嘴最好从V形元件的底部向上伸，并且同平台的上表面呈大约30°～45°的夹角。

还有用来展开淡水小龙虾尾巴的装置，以便尾巴呈一种伸展状态。展开装置最好包括一个在它的活塞末端有刷子的气缸。刷子上有向下伸的刷毛，用来同尾巴的、与背面相反的一面接触。还有用来对上述展开的尾巴施加一个向下的压力的装置，以便喷嘴穿透尾巴。分离装置包括在虾的运转路线上的一个静止元件和平台，其用来咬住虾，以便当平台转动时，将其身体部分从尾巴上分离下来。

操作时，把虾放置在安装在转动平台上的定位装置中，在那里由展开装置的刷子将尾巴展开。当对尾巴的、与背面相反的一面施加向下的压力、把背面压到喷嘴上时，尾巴的背面由喷嘴刺穿。当平台转动时，分离装置咬住虾的头部和腹部，并把这两部分从尾巴上分离下来。通过把从喷嘴喷出的高压流体喷射到肉上，使得肉从尾巴中挤出。在挤肉工序之后，尾巴被从定位装置中推出。

根据下面结合附图对本发明所作的详细说明，本发明的其它目的、优点和特征会变得更为明显。

图1是本发明的甲壳动物剥壳设备的俯视图，

图2是沿图1中划线处剖开的本发明的甲壳动物剥壳设备的横剖图，

图3是本发明的甲壳动物剥壳设备的定时平面的俯视图，

图4是本发明的甲壳动物剥壳设备的一套部件的一个实施例的侧面透视图，

图5-11是用本发明的方法和设备剥甲壳动物壳的各个加工阶段的图示，

图12是本发明的甲壳动物剥壳设备的第二个实施例的俯视图。

现在来看附图，本发明的剥壳设备2的一个最佳实施例可以分四个基本部分来论述：台面部件，内部空气控制件，驱动系统和支架。这些部件在下面分别描述。

参见图1和图2，支架8是圆柱形的，并有一个顶周缘10。围绕顶周缘10伸出了一个突缘面1。一个圆形平台12可转动地安装在支架8上。该平台对在剥壳过程中用到的部件起支承装置的作用，一个静止工作台16围绕着支架8。

设备2有四套基本上相似的部件，它们以90°间隔分布在平台12上。定位装置18安装在平台12上，用来接受淡水小龙虾。定位装置18最好是刚性的、呈大约85°角的V形元件，能够尾巴朝前、背面朝下地接受淡水小龙虾，并使其对中。一旦淡水小龙虾被置于定位装置18上，就会出现展开淡水小龙虾尾巴的装置。展开装置具有一个由紧固件22固定的第一气缸20，它处于大致和平台12平行的水平位置上。第一气缸20的尾端24通过管21同高压流体源26相连，而它的前面的活塞端28同一个有刷毛80的刷子30相连。刷子30设置在气缸20的活塞末端，其结果，是能够从邻近定位装置18的一个位置处向外离开平台12的中心，并推向工作台16，然后，再沿着定位装置18的长度方向回到原处。这一展开过程，在下面的“操作”中有更详细的描述。

在淡水小龙虾的尾巴展开后，对其尾巴施加向下的压力的装置也设置在平台12上。这种装置包括一个第二气缸32。气缸32由紧固件22固定在定位装置18上方的一个垂直位置。第二气缸的尾端34通过管23同高压流体源26相连。第二气缸32的前面的活塞端上附有一个板36，当第二气缸32动作时，板36对放在定位装置18上的淡水小龙虾起定位作用。支脚35位于板36的底部，它接触淡水小龙虾并将其夹持在对中位置。

图4和图12说明本发明的一套部件的第二个更为复杂的实施例。在这个实施例中，展开装置的第一气缸20稍微偏离（即，大约2英寸）定位装置18和压力施加装置的一侧布置，而不是象其余附图所表示的那样正对着这些装置的后面布置。而且，作为对这种位置关系的补偿，必须采用刷毛80倾斜伸出的、更宽一些的刷子30，以便刷毛80仍能接触到位于定位装置18上的淡水小龙虾，并将其尾巴后拉。使用第二个实施例的装置，板36和定位装置18之间的装载区就不那么混乱了，装载过程也变得比较容易了。而且，板36偶尔接触活塞或刷子30的机率也小了，因为在工作期间，它们都不直接在板36的正下方通过。尽管如此，这两个实施例都可以使用。

平台12上还装有借助于高压流体把肉从淡水小龙虾身上冲下来的喷管装置。这种装置由一个位于平台12上的、靠近定位装置18处的喷管40组成。喷管40具有一个面向平台12中央的尾端42。尾端42通过管25同高压流体源26相连。一个尖的喷嘴44位于喷管40前端，并伸进定位装置18。喷嘴44最好以与平台12的上表面呈约30°～45°夹角的形式从定位装置18的V形元件的底部伸出。

如图1所示，还具有把淡水小龙虾的身体部分同它的尾巴分离开来的装置。这种装置最好包括位于上述平台12的运转路线上的一个静止元件46，以便当平台12转动时咬住淡水小龙虾的身体部分。元件46最好是一个大约与水平面呈30°夹角的金属棒，它位于收集器48的上方，当淡水小龙虾的头部和腹部被分离以后，收集器48收集这些部分。

为展开装置、压力装置和喷管装置提供流体的主流体控制系统由一组三个滑阀50、52和54组成。滑阀50、52和54各有一个辅助的、独立的阀，用以控制它所提供的流体的量。当第一滑阀50被定时平面56上的第一起动装置58a触动时，流体-最好是清洁、无油的空气-就被送到挤肉喷管40中，如图3所示。当第一滑阀50遇到下一个第一起动装置58b时，流体同样会被送到喷管40。当第二滑阀52被定时平面56上的第二起动装置60触动时，流体被送到施加向下压力装置的第二气缸32。当第三滑阀54被定时平面56上的第三起动装置62触动时，流体被送到展开装置的第一气缸20。起动装置58、60和62的配置，控制着流体送向不同装置的时机，并由此控制着这些装置的工作。当然，流体所起的作用也可以通过其它方式来实现，包括电的和机械的手段。

使平台12转动的驱动系统可以是任何一种可行的装置。一种这样的装置（如图2所示）包括一个电动机64，它通过传动带和空转臂装置68与垂直延伸的驱动轴66相连。一个旋转管接头70附着在驱动轴66的下端，以便固定那根给喷管装置、展开装置和压力装置输送流体的、外部流体管道（图中未示出）。平台12固定在驱动轴66之上，并由它转动。

电动机由位于设备2内部的控制箱72控制。平台12的转动速度可以根据需要而改变。设备2还可以通过一个脚踏板（未示出）来启动和停止，以便操作人员在工作时腾出双手。

本发明设备2的工作过程可望有五个主要操作步骤：装载动作、夹紧动作、去头动作、挤肉动作以及除壳动作。

装载动作发生在我们将称之为A位置或者说0°点的那一部分的中心，如图1所示。装载动作本身还可以划分成几个步骤：展开尾巴，使尾巴对中，通过喷嘴44将尾巴刺穿以及为完成其余的动作而把尾巴夹持在所要求位置。

蒸煮淡水小龙虾时，它的尾巴会卷起来。因此，在加工蒸煮过的淡水小龙虾时，一个必须的工序就是把它的尾巴拉直，这样才能够接触到肉。在装载位置A，淡水小龙虾首先被尾巴朝前、背面向下放置在定位装置18上，淡水小龙虾的头部和腹部应当伸到导向装置之外并延伸到工作台16上。如图6所示，在装载过程中，第一气缸20动作，刷子30向外伸向淡水小龙虾76的头部。刷毛80的末端78最好轻轻擦过定位装置18的底部，并偏离中心约20°。然后，第一气缸20把刷子30往回收，这样又把尾巴展开，并最终将尾巴保持在水平状态，如图7所示。刷子30的刷毛80的硬度应该能够将尾巴拉回并将其夹持，但又不致于把淡水小龙虾从操作者手中拖出去。这种结构的刷子30能够补偿淡水小龙虾大小上的差异，特别是在季节的后期。

装载动作完成以后，平台12逆时针转动60°到B位置，在这里，第二气缸32开始工作，压力施加装置上的板36下降到淡水小龙虾身上，如图8所示。如前所述，这一压力起到使淡水小龙虾平躺在定位装置18中央的作用，同时，也导致喷嘴44进入淡水小龙虾。

在能有效地分离肉之前，淡水小龙虾的尾巴必须适当地对中，以便于被喷嘴44冲击。为实现这一动作，喷嘴44设置在85°V形定位装置18的底部。这种设计能使淡水小龙虾自动对中，即使它们被放置在夹具上时偏离中心约±15°也能自动对中。当压力施加装置上的板36的支脚35接触淡水小龙虾时，小龙虾的位置在定位装置18中变换，直到它正确地对中为止。这样，冲击动作在正确的水平位置上进行，能获得最高的取肉效率。便于说明起见，图5表示淡水小龙虾74被支脚35夹持在定位装置18上，以便挤肉装置的喷嘴44正好位于紧挨着淡水小龙虾尾巴的第一个壳节37处。

喷嘴44在尾巴平面上方，以大约30°～45°的角度对准尾巴，以便产生一个有力的、适当限定的冲击点，而且减少在夹持期间尾巴滑离中央的问题。这种取向，正如下面要论述的，还会导致高百分比地自动去血管。

冲击从尾翅数起的第一或第二壳节，可以获得最高的取肉效率。当第三或它后面的壳节作为冲击点时，取肉效率下降。因此，建议把尾巴恰当地水平对中，并把淡水小龙虾这样放置在定位装置18上：即当展开时尾翅末端超出喷管40向上约1/16英寸。在装载过程中，淡水小龙虾最好保持水平状态（尾巴向上）或者相对水平面呈10°夹角。

去头动作发生在图1中的C位置，沿平台12的运转路线转大约90°的地方。如图9所示，去头动作是通过把淡水小龙虾移动到一个静止元件46处时所产生的折断动作来完成的。淡水小龙虾最好以一个角度接触元件46，如图9中弧形元件46那样。上述元件的压迫，导致头部和腹部弯曲，并于极限点折断，仅留下胸部的顶端和上述元件接触，最后把头部和腹部折断掉入收集器48中。折断动作非常有效，因为突入头部的尾肉和脂肪仍保持在尾部。而且，没有任何一个头部留在尾巴上去影响取肉动作。折断动作可以通过一个使头部向下弯曲的垂直力或水平力来实现。如图9所示。

取肉动作发生在D位置，沿平台12的运转路线转大约180°的地方。一股流体-最好是清洁的空气-从喷管里送到肉上。为了得到最好的效果，建议采用至少80磅/吋²（psig）的压力（通过外径1/8英寸的管道输送）。用来挤肉的空气压力的大小在某种程度上还取决于板36所施加的压力的大小。如图10所示，空气迫使肉从壳中出来，以便把肉收集起来。壳由还在起作用的、施加向下压力的装置的板36继续夹持在定位装置上。

业已发现，已经降解了的淡水小龙虾肉（例如，淡水小龙虾在蒸煮之前就死了的，冰箱烧坏了的或者蒸煮以后贮藏时间太长的），在施加流体时会崩溃，而断片仍留在尾壳中。这种挤肉上的失败是因为这种肉通常是脱水的，气流穿过体壳而没有把降解了的肉挤出来。这就保证只有高质量的肉才被收集起来。

再者为了能被商业上接受，加工过的淡水小龙虾尾巴必须是去掉血管的。在本发明的取肉动作期间，所送来的空气被强制进入与血管分离的尾巴。这样，覆盖在肉上的血管和脊条在挤肉过程中通常仍然附着在体壳上。

体壳的除去动作发生在图1中的E位置，沿平台12的运转路线转大约240°的地方。在E处，板36被升起，然后，第二股气流被送入喷管40，将体壳从定位装置18上吹走。接着，刷子30又伸向前方。任何残留在定位装置18上的体壳碎片都被刷子30清除掉。在体壳被排除以后，整套部件又回到A处，再重复以上过程。

在平台12上可以安装数套部件，如图1中为四套部件。这样就可以同时处理几个淡水小龙虾，每一个虾处在不同的加工阶段。例如，当第一个小龙虾正被放到A位置时，第二个正在C位置去头，第三个正在D位置被挤肉，同时，准备接受淡水小龙虾的一套空的部件正从E位置向A位置靠近。

这里虽然结合最佳实施例的描述提出了本发明的实施例，但是，可以肯定，在前面说明书和权利要求书中所描述的本发明的方法和设备的构思和范围以内，可以产生多种变化和改型。

Claims (27)

1、一种从甲壳动物身上机械取肉的方法，包括以下步骤：

a.将上述甲壳动物的尾巴放到定位装置上，背面向下；

b.展开上述尾巴，使其大致上呈水平状态；

c.用一个同高压流体源相连的喷嘴刺穿上述尾巴；

d.将上述甲壳动物的头部和腹部同尾巴分离；以及

e.通过把上述高压流体从喷嘴中喷射到肉上而把肉从尾巴中挤出。

2、如权利要求1所述的方法，其特征在于，展开步骤包括对上述尾巴的、与背面相反的一面向尾端方向施加一个纵向力的步骤，以便将上述尾巴展开。

3、如权利要求1所述的方法，其特征在于，展开步骤包括沿着上述尾巴的、与背面相反的一面从前向后移动刷子的步骤。

4、如权利要求3所述的方法，其特征在于，还包括在上述刺穿步骤之前使所说的尾巴维持在水平状态的步骤。

5、如权利要求1所述的方法，其特征在于，刺穿步骤是通过对上述尾巴的、与背面相反的一面施加一个向下的压力，以使上述背面强压到喷嘴上来完成的。

6、如权利要求1所述的方法，其特征在于，分离步骤包括沿上述刺穿和挤肉步骤之间的运转路线推进上述甲壳动物的步骤，还包括在上述运转路线上介入一个障碍物以咬住上述头部和腹部，从而把这两部分从尾巴上去掉的步骤。

7、如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括在挤肉步骤之后把上述尾巴从定位装置中推出的步骤。

8、一种从头部已去掉的甲壳动物的尾巴中机械取肉的方法，包括以下步骤：

a.展开上述尾巴，使其基本上呈伸展状态;

b.用一个同高压流体源相连的刺穿装置穿透上述尾巴的背面;以及

c.通过上述刺穿装置对尾巴里的肉施加高压流体，以便把肉从尾巴中挤出。

9、如权利要求8所述的方法，其特征在于，还包括在展开步骤之前把上述尾巴放到定位装置上的步骤。

10、如权利要求9所述的方法，其特征在于，还包括在上述施压步骤之后把尾巴从定位装置中推出的步骤。

11、一种处理甲壳动物的方法，包括以下步骤：

a.在第一位置给定位装置提供甲壳动物;

b.在第一位置展开上述甲壳动物的尾巴，同时把上述展开的尾巴放在定位装置上;

c.将上述甲壳动物推进到第二位置;

d.用一个同高压流体源相连的刺穿装置将上述尾巴的背面刺穿;

e.把上述甲壳动物移动到第三位置;

f.在上述第二和第三位置之间把尾巴同甲壳动物的其余部分分离;

g.在第三位置，通过上述刺穿装置对尾巴内的肉施用高压流体，以便把肉从尾巴中挤出。

h.把上述尾巴推进到第四位置;

i.在该第四位置，把上述尾巴从定位装置中推出;以及

j.移动上述定位装置到所说的第一位置。

12、如权利要求11所述的方法，其特征在于，还包括在上述刺穿步骤的同时对上述尾巴施一向下的压力的步骤，以及，在上述挤肉步骤前解除上述尾巴上压力的步骤。

13、一种处理淡水小龙虾的方法，包括以下步骤：

a.把卷着尾巴的淡水小龙虾拿到定位装置前面;

b.展开上述尾巴，以便把尾巴拖入定位装置;

c.把淡水小龙虾的身体部分同尾巴分离;

d.对上述尾巴里的肉施用高压流体，以便把肉从上述尾巴中挤出;以及

e.把上述尾巴从定位装置中推出。

14、一种处理甲壳动物的设备，包括：

a.一个支架;

b.可旋转地安装在上述支架上的支承装置;

c.使上述支承装置转动的装置;

d.在支承装置上的、用来以背面向下的形态接受上述甲壳动物的定位装置;

e.安装在上述设备上的、用于展开甲壳动物尾巴、以使尾巴呈一种伸展状态的装置;

f.同一高压流体源相连的喷管装置，该喷管装置具有一个伸到定位装置里的尖嘴;

g.安装在上述设备上的、用于对展开的尾巴施加向下的压力、以使上述喷嘴穿透尾巴的装置;

h.与上述设备连结的、用于把上述甲壳动物尾巴同身体部分分离的装置。

15、如权利要求14所述的设备，其特征在于，上述支架是圆柱形的，并具有一个顶周缘，围绕顶周缘伸出一个突缘面。

16、如权利要求15所述的设备，其特征在于，支承装置包括一个具有上表面的平台。

17、如权利要求16所述的设备，其特征在于，上述平台的上表面位于支架上的突缘面之下。

18、如权利要求17所述的设备，其特征在于，上述定位装置包括一个刚性的V形元件，而且，上述喷嘴从该元件的底部向上伸出。

19、如权利要求18所述的设备，其特征在于，上述喷嘴以一个与实心平台的上表面呈大约30°～45°的夹角伸出去。

20、如权利要求19所述的设备，其特征在于，上述V形元件接受所说的甲壳动物的尾巴，而甲壳动物的身体部分由上述突缘面接受，当上述支承装置转动时，甲壳动物的身体部分确定一个沿上述突缘面的运动路线。

21、如权利要求18所述的设备，其特征在于，展开装置包括一个具有向下伸出的刷毛的刷子，刷毛同尾巴的、与背面相反的一面相接触，上述刷子可以从邻近甲壳动物的尾巴和身体部分之间连接处的非工作位置沿着尾巴的长度方向向后移动到邻近尾巴末端的工作位置，上述设备包括使刷子在上述非工作位置和工作位置之间移动的装置。

22、如权利要求19所述的设备，其特征在于，所说展开装置安装在上述平台上。

23、如权利要求18所述的设备，其特征在于，所说压力施加装置安装在上述平台上。

24、如权利要求20所述的设备，其特征在于，上述分离装置包括一个在运转路线上的静止元件，该元件咬住甲壳动物的身体部分，以便当上述支承装置转动时把所说身体部分从尾巴上分离下来。

25、如权利要求24所述的设备，其特征在于，所说的静止元件设在上述突缘面上。

26、一种处理从甲壳动物身上分离下来的尾巴里的肉的设备，包括：

a.一个框架;

b.一个安装在框架上的可转动的平台;

c.用于使上述平台转动的装置;

d.在上述平台上的、用于接受上述尾巴的定位装置;

e.在上述平台上的、用于展开上述尾巴的装置，展开的尾巴被放在上述定位装置上;

f.在上述定位装置上的、用来将一个有效量的高压流体喷射入上述尾巴里的装置，以便把里面的肉挤出来;

g.一个同上述喷射装置相连的高压流体源;

h.按时间顺序有选择地启动上述展开装置和上述喷射装置的装置。

27、如权利要求26所述的设备，其特征在于，还包括在上述平台上的、能够在一个工作位置和非工作位置之间移动的压力装置，在工作位置上，上述尾巴在喷射装置把所说的流体射入其内之前被强压到喷射装置上，在非工作位置上，压力装置在肉从尾巴中挤出之后被从尾巴移开，上述设备还包括同启动装置相连的、用来使压力装置按时间顺序在上述工作位置和非工作位置之间移动的装置。

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