倪相飛，李宗嶺，韓服善，王洪宇

（1.東?？h農(nóng)機(jī)試驗推廣站；2.連云港市農(nóng)機(jī)試驗推廣站；3.江蘇海洋大學(xué)，江蘇 連云港 222000）

紫菜是一種營養(yǎng)豐富、味道鮮美的食用海藻。受生長特性限制，目前僅中國、日本和韓國可以養(yǎng)殖，適合養(yǎng)殖的紫菜品種有條斑紫菜和壇紫菜兩種。條斑紫菜生長在我國長江以北及日、韓兩國，壇紫菜生長在我國長江以南地區(qū)。紫菜已成為我國海洋農(nóng)業(yè)和出口創(chuàng)匯的主導(dǎo)品種之一，2019 年我國紫菜產(chǎn)量約14.5 萬t，產(chǎn)值超過110 億元。紫菜味道鮮美，營養(yǎng)豐富，被譽(yù)為“營養(yǎng)寶庫”，營養(yǎng)價值勝于海帶，含有較多的胡蘿卜素和核黃素，還含有膽堿、鈣、蛋白質(zhì)、鐵、磷、多糖、甘露醇等。大多數(shù)紫菜的脂肪含量不到1%，具有味甘咸寒的特性，富含碘，經(jīng)常食用可以防止“甲狀腺腫大”，對兒童補(bǔ)碘的同時可以促進(jìn)牙齒骨骼的生長，有助于提高免疫力，是老少皆宜的天然綠色食品。

海苔是以紫菜為原料，通過清洗、切割、加工成型、烘烤、調(diào)味最后制作而成的。海苔富含豐富的蛋白質(zhì)、硫酸半乳聚糖、二十碳五烯酸、膽堿、?；撬?、肌醇和礦物質(zhì),如鋅、銅、錳以及硒等。海苔濃縮了紫菜中的各種B 族維生素，特別是核黃素和尼克酸的含量均十分豐富。目前市場上的海苔原料仍然為紫菜，但產(chǎn)業(yè)面臨幾大問題無法逾越：紫菜加工設(shè)備陳舊落后，機(jī)械化程度和生產(chǎn)效率低，能耗高、產(chǎn)品品質(zhì)參差不齊等；紫菜二次加工多為小型企業(yè)及家庭作坊，缺乏核心技術(shù)，使即食紫菜加工工藝不穩(wěn)定、調(diào)料配方標(biāo)準(zhǔn)化程度低，導(dǎo)致產(chǎn)品檔次低、企業(yè)競爭力弱；市場上紫菜初級加工比重較大、產(chǎn)品附加值不高。這些問題的存在制約著紫菜加工企業(yè)的生存和發(fā)展，嚴(yán)重阻礙紫菜整體產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。為此江蘇海洋大學(xué)與連云港市興安機(jī)械有限公司合作共同研究了夾心海苔智能化烘烤機(jī)，并于2019 年被江蘇省科技廳蘇北計劃予以立項。

研究的夾心海苔智能化烘烤機(jī)，沿著海苔片加工工序方向依次包括給菜裝置、傳送裝置、定位推送裝置、抓取分離裝置、卷繞裝置、抓取拔離裝置，下一級裝置銜接上一級裝置處理好后的海苔片，成疊海苔片通過給菜裝置將海苔片旋轉(zhuǎn)至傳輸裝置，緊接著進(jìn)入定位推送裝置將海苔片推入加熱區(qū)，抓取分離裝置抓取已加熱海苔片進(jìn)入卷繞裝置繞卷，抓取拔離裝置將成型的海苔卷剝離。通過采用上述結(jié)構(gòu)，將成疊海苔片放置于給菜裝置中，海苔片一面毛面另一面光面，通過給菜裝置將吸到海苔片旋轉(zhuǎn)至傳輸帶上方，接著海苔片落到傳輸帶上，傳輸帶開始工作向前傳送，送到加濕區(qū)加濕，加濕繼續(xù)向前，緊接著進(jìn)入定位推送裝置工作將海苔片推入加熱區(qū)的上加熱板上，到位后上加熱板開始下壓，海苔片在加熱區(qū)加熱3～4 s，加熱板溫度170～190℃，抓取分離裝置旋轉(zhuǎn)180°位置迅速將海苔推離落入第二傳輸帶，傳輸帶迅速將海苔片送入卷繞區(qū)，判斷位置正確，卷軸下壓，卷繞機(jī)械手沿著卷軸表面卷繞，卷實使海苔片閉合，最后抓取機(jī)械手移動將成型的海苔卷從卷軸上剝離，機(jī)械手松開，海苔卷經(jīng)過滑道落入產(chǎn)品箱，進(jìn)入包裝工序。

該機(jī)創(chuàng)新使用了夾心海苔遠(yuǎn)紅外、熱風(fēng)、微波三位一體智能化烘烤與品質(zhì)調(diào)控技術(shù)，并根據(jù)創(chuàng)新技術(shù)調(diào)整夾心海苔調(diào)味配方及烘烤工藝，集技術(shù)創(chuàng)新與產(chǎn)品升級于一體，實現(xiàn)夾心海苔制備的標(biāo)準(zhǔn)化,智能化及風(fēng)味的穩(wěn)定化目的，提高了企業(yè)的競爭力，促進(jìn)紫菜行業(yè)穩(wěn)定發(fā)展。本研究的主要創(chuàng)新技術(shù)：

（1）夾心海苔遠(yuǎn)紅外、熱風(fēng)、微波三位一體智能化烘烤與品質(zhì)調(diào)控技術(shù)。

創(chuàng)建遠(yuǎn)紅外、熱風(fēng)、微波三位一體烘烤技術(shù)，開展夾心海苔調(diào)味烘烤體系物理擴(kuò)散、能量施加與分布的模型化研究，以可視化編程技術(shù)描述調(diào)味液黏結(jié)過程中水分與糖類的遷移路徑及規(guī)律，明晰影響產(chǎn)品黏結(jié)、脆度及風(fēng)味的關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)，通過多級能效傳質(zhì)模型、關(guān)鍵信息快速感知及模塊結(jié)構(gòu)、工作模式和控制系統(tǒng)的創(chuàng)新設(shè)計等創(chuàng)制智能化夾心海苔烘烤技術(shù)。

（2）夾心海苔調(diào)味液配方組成與品質(zhì)調(diào)控技術(shù)。

基于遠(yuǎn)紅外、熱風(fēng)、微波三位一體烘烤技術(shù)，比較解析夾心海苔調(diào)味液中配方組成、糖種類及比例對產(chǎn)品硬度、膠著性、黏結(jié)、剝離等質(zhì)構(gòu)特性及微觀結(jié)構(gòu)的影響，明晰調(diào)味液配方與海苔呈味醛、醇、酮類等風(fēng)味化合物形成作用機(jī)制，建立遠(yuǎn)紅外、熱風(fēng)、微波三位一體的調(diào)味液品質(zhì)控制模型，明確品質(zhì)評價指標(biāo)，建立品質(zhì)評價體系，篩選三位一體智能化烘烤技術(shù)專用調(diào)味配方組成。

（3）夾心海苔烘烤工藝與品質(zhì)調(diào)控技術(shù)。

解析夾心海苔三位一體烘烤過程中淀粉水、糖溶液的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度、水分活度與配料結(jié)晶度、空隙度及穩(wěn)定性等關(guān)系模型及物理相態(tài)變化，建立基于玻璃態(tài)相變理論的夾心海苔結(jié)構(gòu)控制模型；基于以上理論，比較解析夾心海苔在不同烘烤溫度條件下的色澤、風(fēng)味及營養(yǎng)成分的變化，探索最優(yōu)品質(zhì)控制的臨界烘烤溫度、時間、內(nèi)風(fēng)力及物理場參數(shù)，突破夾心海苔品質(zhì)和風(fēng)味的保真技術(shù)瓶頸，實現(xiàn)加工工藝標(biāo)準(zhǔn)化、品質(zhì)及風(fēng)味的穩(wěn)態(tài)化,形成色澤優(yōu)、風(fēng)味佳及營養(yǎng)高的夾心海苔烘烤工藝。

總之，采用遠(yuǎn)紅外、熱風(fēng)、微波三位一體的烘烤機(jī)組,基于光纖測溫、在線質(zhì)量監(jiān)測與可編程邏輯控制技術(shù)，實現(xiàn)夾心海苔烘烤過程的智能監(jiān)控，生產(chǎn)效率提高了25%，能耗降低了15%，能自動完成定量進(jìn)料、煎烤，可自動跳板等工序，生產(chǎn)能力為15～25 kg/h，生產(chǎn)出的產(chǎn)品完全保持純手工工藝的品質(zhì)，口感酥脆、外型整齊美觀、色澤均勻，包裝省時，較大提高生產(chǎn)效率。該機(jī)功效高，省電為主要中心設(shè)計制作；加熱板大小、花紋可定制，不粘，脫模成型非常好。能加工出充分滿足市場需求的海苔新產(chǎn)品，提高了紫菜食品附加值和市場競爭力。