基于红外辐射的鲜活扇贝开壳方法与参数优化

针对鲜活扇贝加工中开壳困难、效率低、开壳后贝柱和内部组织损伤严重的问题,提出了一种红外加热开壳方法。在红外加热过程中,贝壳表面温度是影响开壳效果的关键因素,为了保证开壳效果,需对温度进行预测和控制。通过分析红外灯管直接辐射和梯形灯罩间接辐射,建立红外辐射下扇贝表面的参数化热流分布数学模型,研究可控参数包括灯罩侧面倾角、灯罩侧面宽度、灯管安装高度对辐射热流分布的影响,利用MATLAB对模型进行数值模拟。以贝柱区域辐射热流密度占比作为加热效果指标,灯罩侧面倾角、灯罩侧面宽度、灯管安装高度为影响因素,利用Box-Behnken进行多因素模拟优化。结果表明：当灯罩侧面倾角为30°、灯罩侧面宽度为40 mm、灯管安装高度为60 mm时,可以有效提高贝柱区域辐射热流密度占比达到0.584 9。根据优化结果进行温度模拟并进行试验验证,试验结果表明：温度预测结果与实际结果吻合良好,验证了该模型的有效性。开壳效率单列可达15个/min,剥离后贝柱品质较高,感官评分值为97分,能耗为0.027 kW·h/kg。研究结果可为红外加热技术在扇贝自动化加工领域的应用提供理论依据。