前言
由于受國(guó)家政策,食品安全,勞動(dòng)力成本,人們生活水平等因素的影響,中國(guó)家禽加工業(yè)正在發(fā)生一次大的變革。
1.中國(guó)禽肉市場(chǎng)消費(fèi)分析
在《全國(guó)肉雞遺傳改良計(jì)劃(2014-2025)》的國(guó)家政策引導(dǎo)下,中國(guó)肉雞產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系逐步建立起來(lái),一大批優(yōu)秀的家禽地方品種受到保護(hù),并重新培育;以中國(guó)本土家禽為題材的美食、養(yǎng)生宣傳片,深入人心,人們對(duì)禽肉的需求,發(fā)生了根本性改變,人們從最初的禽肉數(shù)量的追求,轉(zhuǎn)向了注重禽肉品質(zhì)和口味,人們又回歸于滋養(yǎng)中國(guó)人幾千年的本土家禽品種。
2015年白羽肉雞屠宰量約47億只,然而,中國(guó)土雞屠宰量卻超過(guò)51億只,其中,黃羽肉雞37億只,已占據(jù)中國(guó)肉雞生產(chǎn)的近半壁江山。
中國(guó)土雞、土鴨消費(fèi)量的快速增長(zhǎng),促進(jìn)了土雞家禽加工企業(yè)的發(fā)展壯大,改變了中國(guó)家禽加工業(yè)的走向,從此,中國(guó)的家禽加工業(yè)將要走具有中國(guó)的特色發(fā)展道路。
2.中國(guó)禽肉加工企業(yè)現(xiàn)狀
由于受到市場(chǎng)多年持續(xù)低迷的影響,白羽肉雞加工企業(yè),利潤(rùn)逐年降低,促使白羽肉雞加工,向超大規(guī)模、高度自動(dòng)化、精細(xì)化方向發(fā)展,目前,產(chǎn)能已經(jīng)達(dá)到了13500只/小時(shí)。
土雞,受到新興市場(chǎng)的引領(lǐng),一些企業(yè)的產(chǎn)能達(dá)到或接近10000只/小時(shí)的能力,正在向規(guī)模化、自動(dòng)化、個(gè)性化方向發(fā)展。
土雞屠宰加工不同于白羽肉雞,屠宰的家禽品種多數(shù)在十幾個(gè)以上(包括水禽),每天要按照訂單計(jì)劃,根據(jù)家禽的品種、體型、重量、養(yǎng)殖期,需要掏膛的數(shù)量、不需要掏膛的數(shù)量,全開膛,半開膛等等的訂單要求,實(shí)施不同的加工工藝,每一批家禽在規(guī)定時(shí)間內(nèi)加工、入庫(kù)。其中水禽的加工還需要合理安排拔小毛的時(shí)間,配置適當(dāng)?shù)娜藛T。
3. 中國(guó)禽肉加工企業(yè)對(duì)自動(dòng)化的需求
隨著家禽屠宰加工的規(guī)?;l(fā)展,企業(yè)對(duì)自動(dòng)化的需求就越來(lái)越強(qiáng)烈,原因如下:
3.1 減少基礎(chǔ)設(shè)施投入
由于家禽加工屬于操作技巧性行業(yè),雇傭員工多,培訓(xùn)時(shí)間長(zhǎng)。為了保障大量員工的正常工作,企業(yè)需要提供良好的基礎(chǔ)設(shè)施,包括車間的生活區(qū)、員工宿舍、食堂、娛樂(lè)場(chǎng)所、交通工具等。這些設(shè)施必須依照法規(guī)進(jìn)行布局和設(shè)計(jì),輔助工程項(xiàng)目增加,占地面積增大,往往總體工程項(xiàng)目需要幾年才能達(dá)到生產(chǎn)規(guī)模。應(yīng)用自動(dòng)化設(shè)備將大大減少員工數(shù)量,縮短工程項(xiàng)目建設(shè)周期和投資回收期,相應(yīng)減少了投資費(fèi)用。
3.2 員工安全有保障
在家禽加工車間內(nèi),輸送設(shè)備遍布于每一個(gè)工段,輸送設(shè)備將操作人員分割在各個(gè)工作區(qū),由于人多,遇有火災(zāi)等緊急情況時(shí),撤離困難,每年都有人員傷亡的事件發(fā)生。采用機(jī)器人,車間人員減少,人流、物流通暢,有助于人員迅速撤離。
家禽加工的工人,刀不離手,疲勞工作容易發(fā)生自傷情況,時(shí)刻危及員工安全。手工操作變成機(jī)械操作,工人只需要進(jìn)行一些輔助性工作,實(shí)現(xiàn)人機(jī)良好配合,降低了勞動(dòng)強(qiáng)度和危險(xiǎn)系數(shù);同時(shí),自動(dòng)化設(shè)備的采用,對(duì)于改善加工車間環(huán)境也有顯著效果,能夠有效保護(hù)勞動(dòng)者的健康不受環(huán)境的影響。
3.3 提高食品安全性
大量的勞務(wù)人員來(lái)自于不同地區(qū),多數(shù)來(lái)自于落后地區(qū),甚至來(lái)自于落后國(guó)家。人員流動(dòng)性大,健康狀況復(fù)雜,健康檢查控制困難。
員工遍布于各個(gè)工區(qū),每天進(jìn)入車間時(shí)需要消毒,工作時(shí)需要定時(shí)消毒和衛(wèi)生清理,去衛(wèi)生間后需要消毒,員工的服裝、鞋帽都需要清洗和消毒,這些不但影響工作,而且使危害分析和關(guān)鍵控制點(diǎn)和衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)操作程序控制難度加大。
應(yīng)用自動(dòng)化將上述控制變?yōu)楹?jiǎn)單,可以將生產(chǎn)車間的溫度降至更低,提高食品安全性。
3.4 自動(dòng)化設(shè)備更適合惡劣環(huán)境
家禽加工車間,勞動(dòng)環(huán)境差,溫度低,濕度大,對(duì)工人的要求嚴(yán)格:
站立作業(yè)時(shí)間長(zhǎng);
對(duì)噪音不能太敏感;
不能有幽閉恐懼癥;
對(duì)人工光照不能太敏感;
不能暈血,能接受處理羽毛、脂肪、膽汁和糞便的工作;
能接受地面濕滑、地板可能殘留油脂和血液的工作環(huán)境;
能熟練使用剪刀、刀子和研磨工具等。
在條件惡劣的環(huán)境中,工人工作時(shí)會(huì)感到不適和倦怠,這將影響他們的工作效率,降低每位工人在單位時(shí)間內(nèi)的加工數(shù)量。解決辦法是確保工作區(qū)域的所有方面都考慮周全,包括高度、照明、噪音和污染。應(yīng)用自動(dòng)化設(shè)備,只需考慮局部人員操作位置,使工藝設(shè)備布局更加合理流暢,更重要的是解決了招工難問(wèn)題。
3.5 降低運(yùn)行成本
按照國(guó)家法律,必須保障員工的福利和公民權(quán)利。這需要為員工支付大筆費(fèi)用,這些費(fèi)用包括:工資、保險(xiǎn)、培訓(xùn)費(fèi)和輔助時(shí)間消耗的損失費(fèi)等;每年消耗的操作器具:如刀具,砧板等工具;勞動(dòng)保護(hù):比如防護(hù)眼鏡、面罩、帽子、靴子和圍裙等;配套設(shè)施的用水、燃料和管理人員費(fèi)用等;為了保障員工的工作熱情,除了為他們提供必須的物質(zhì)條件之外,還要滿足他們的精神需要,如進(jìn)行一系列的宣傳活動(dòng)和文化活動(dòng)。
采用自動(dòng)化設(shè)備能夠?qū)趧?dòng)力縮減至原先的一半左右,大大降低了勞動(dòng)成本的支出。以一個(gè)1萬(wàn)只/小時(shí)的肉雞加工廠為例,員工從1300名可以減少至400名,同時(shí),占地面積、土建投資等費(fèi)用也能得到有效縮減。
目前,家禽加工行業(yè)正在從局部自動(dòng)化向全面自動(dòng)化方向發(fā)展。
4.中國(guó)家禽加工行業(yè)自動(dòng)化設(shè)備現(xiàn)狀
2011年~2015年,我國(guó)有50多家企業(yè),應(yīng)用了近90條自動(dòng)掏膛線或自動(dòng)分切線,最大加工能力到達(dá)13500只雞/小時(shí),大部分是進(jìn)口的,有5條自動(dòng)掏膛線是國(guó)產(chǎn)艾斯克公司的,預(yù)計(jì)今后幾年里,將有更多的企業(yè)應(yīng)用自動(dòng)化設(shè)備。
進(jìn)口自動(dòng)掏膛設(shè)備價(jià)格約700萬(wàn)元人民幣(整套),國(guó)產(chǎn)自動(dòng)掏膛設(shè)備價(jià)格約500萬(wàn)元人民幣(整套)。
進(jìn)口自動(dòng)掏膛設(shè)備使用3年后,配件數(shù)量將逐年增加,每年消耗配件約占設(shè)備總價(jià)格15-20%,服務(wù)成本增加。相對(duì)來(lái)講,國(guó)產(chǎn)自動(dòng)掏膛設(shè)備在服務(wù)方面優(yōu)勢(shì)明顯。
5.中國(guó)家禽加工設(shè)備發(fā)展新趨勢(shì)
家禽屠宰加工是一個(gè)系統(tǒng)工程,工序之間高度關(guān)聯(lián),一環(huán)扣一環(huán),一個(gè)環(huán)節(jié)的變化可能對(duì)后續(xù)環(huán)節(jié)有很大影響。大致工藝見(jiàn)圖1,下面按照工藝步驟進(jìn)行分析。
5.1 活禽區(qū)
5.1.1 全自動(dòng)化活禽裝載、卸載
我國(guó)正在掀起自動(dòng)化抓雞、裝籠,裝車、卸載、自動(dòng)輸送,回收裝車,一整套自動(dòng)化作業(yè)的熱潮。目前,北三峽公司率先應(yīng)用了這項(xiàng)新技術(shù)。其它大型肉雞屠宰加工企業(yè)也正在籌劃當(dāng)中,預(yù)計(jì)白羽肉雞的屠宰加工企業(yè)幾年后將逐步普及這項(xiàng)技術(shù)。
5.1.2 半自動(dòng)化活禽裝載、卸載
由于我國(guó)市場(chǎng)對(duì)雞爪的特殊要求,以及養(yǎng)殖墊料的季節(jié)性供應(yīng),一些企業(yè)和養(yǎng)殖戶采用了籠養(yǎng)方式。通過(guò)對(duì)雞舍的改造,利用籠養(yǎng)舍自動(dòng)除糞系統(tǒng),可以實(shí)現(xiàn)活雞的半自動(dòng)抓雞、裝籠、裝車。
5.1.3 中國(guó)傳統(tǒng)禽籠正在普及自動(dòng)分籠方式
中國(guó)的傳統(tǒng)禽籠,將以“禽籠分層機(jī)”為中心,采取“臺(tái)上卸載”和“同平卸載”方式。
5.1.4 活禽稱重轉(zhuǎn)變?yōu)殡伢w稱重
活禽區(qū)的活禽人工稱重計(jì)數(shù),將逐步轉(zhuǎn)變?yōu)殡伢w稱重計(jì)數(shù)。
5.1.5 動(dòng)物福利逐步受到重視
工廠化家禽屠宰加工過(guò)程中,法律要求:活禽必須致昏后才能宰殺,并保證家禽在宰殺、瀝血直到死亡都保持無(wú)知覺(jué)狀態(tài)。致昏的目的是使家禽免于痛苦,保證其不掙扎,減少斷翅、斷爪等殘損現(xiàn)象發(fā)生,提高產(chǎn)品正品率。
國(guó)際動(dòng)物福利組織,WSPA、RSPCA、COMPASSION、HALHAL、OIE、WORLD ANIMAL、PROTECTION、THE HUMANE SOCIETYF、ICCAW等都在努力推動(dòng)中國(guó)動(dòng)物福利行動(dòng)進(jìn)程。2016年10月,山東省地方標(biāo)準(zhǔn)《肉雞福利屠宰技術(shù)規(guī)范》將開始實(shí)施,這是全國(guó)首個(gè)肉雞福利屠宰行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),預(yù)示著中國(guó)將逐步推行屠宰過(guò)程中的動(dòng)物福利,家禽活禽區(qū)的工藝將實(shí)行動(dòng)物福利的標(biāo)準(zhǔn)化管理,多段電擊暈(見(jiàn)圖)、安撫板等一些有效的方法和設(shè)備將得到應(yīng)用。
5.2 浸燙脫毛區(qū)變化
由于近幾年生鮮品和熟食產(chǎn)品增加,家禽體表質(zhì)量要求越來(lái)越高,浸燙時(shí)間有原來(lái)的60秒增加到了90秒,脫毛機(jī)將全部采用分體式脫毛機(jī),脫毛機(jī)的脫毛盤轉(zhuǎn)數(shù)也將實(shí)施變轉(zhuǎn)數(shù)控制。拔尾毛機(jī),肘部黃皮清理機(jī)等一些輔助脫毛設(shè)備將得到推廣應(yīng)用(見(jiàn)圖),提高綜合脫毛效果。
免維護(hù)軸承室的采用,大大減輕了維護(hù)人員的負(fù)擔(dān),降低維修費(fèi)用,深受用戶歡迎。
5.3 掏膛區(qū)變化
6000只/小時(shí)以上的白羽肉雞加工廠和3000只/小時(shí)以上的黃羽加工廠將逐步應(yīng)用自動(dòng)掏膛設(shè)備。由于土雞加工的復(fù)雜性和特殊性,自動(dòng)掏膛設(shè)備需要根據(jù)每一個(gè)用戶特點(diǎn),特殊定制,
5.3.1 自動(dòng)掏膛工藝流程見(jiàn)圖:
5.3.2 自動(dòng)掏膛設(shè)備適宜條件
白羽肉雞加工能力:6000只/小時(shí)以上的肉雞,健康均勻,活禽重量:1.8~3.0kg;
特點(diǎn):肉雞品種單一,不混宰
黃羽加工能力:3000只/小時(shí)以上的肉雞健康均勻,活禽重量:1.3±2.0kg;
特點(diǎn):帶頭、帶爪、雞鴨混宰。
舉例:
1萬(wàn)只雞/小時(shí)的工廠,采用自動(dòng)掏膛生產(chǎn)線綜合方案,可以節(jié)省80人;年節(jié)省開支240萬(wàn)元,如果考慮管理費(fèi)用,年可節(jié)省300多萬(wàn)元,2年內(nèi)可收回設(shè)備投資。
5.3.3 自動(dòng)掏膛線性能指標(biāo)
?、徘凶细衤剩?0%;
?、谱詣?dòng)轉(zhuǎn)掛機(jī)轉(zhuǎn)掛成功率:98%±1%;;
?、乔懈貦C(jī)切肛合格率97%±2%;
?、茸詣?dòng)擴(kuò)肛機(jī)擴(kuò)肛合格率:97%±1%;
?、商团K機(jī)內(nèi)臟包掏出率:96%±2%;
?、侍团K機(jī)內(nèi)臟包轉(zhuǎn)掛率:90%±2%;
?、烁闻K合格率:70%±5%;
⑻內(nèi)臟殘留可控制在5%以下;
⑼自動(dòng)絞嗉囊機(jī)嗉囊絞凈率可以達(dá)到90/%;
?、卧诠ぷ魉畨?0.3~0.4兆帕?xí)r,胴體內(nèi)外清洗機(jī)的潔凈率可達(dá)到95/%。
5.4 副產(chǎn)品加工變化
白羽肉雞的副產(chǎn)品加工,采用自動(dòng)燙爪脫爪皮機(jī)、臥式去胗油機(jī)、雙聯(lián)脫爪皮機(jī)、內(nèi)臟分離系統(tǒng)、雞胗分離等節(jié)點(diǎn)設(shè)備,可以實(shí)現(xiàn)心、肝、腸、油、胗的流水加工作業(yè)(見(jiàn)圖)。
采用預(yù)切爪機(jī)可有效保證切爪的準(zhǔn)確率,降低紅骨率,提高雞爪產(chǎn)品品質(zhì),提高產(chǎn)品的出成率。
5.5 預(yù)冷設(shè)備變化
由于近幾年生鮮品和熟食產(chǎn)品增加,對(duì)家禽胴體預(yù)冷溫度要求越來(lái)越嚴(yán)格,預(yù)冷時(shí)間由原來(lái)45分鐘增加到了90分鐘,胴體溫度由原來(lái)15℃下降到4℃~7℃。
上階梯家禽胴體螺旋預(yù)冷機(jī)將得到普及應(yīng)用。上階梯家禽胴體螺旋預(yù)冷機(jī)采用了大容量、葉片格柵、高位出料口、階梯水位、防止禽體滯留等多項(xiàng)專利技術(shù),解決了“胴體走單邊”和“水流走單邊”的難題;解決了單線12000只/h產(chǎn)量時(shí)水位差過(guò)大問(wèn)題;合理利用了溢流水,減少了注水量,減少了冷能耗量,降低了運(yùn)行成本;降低了預(yù)冷車間棚高,節(jié)約了土建投資;提高了胴體潔凈度;技術(shù)達(dá)到了國(guó)際先進(jìn)水平,促進(jìn)了禽類加工行業(yè)的技術(shù)進(jìn)步。上階梯家禽胴體螺旋預(yù)冷機(jī)直徑逐步發(fā)展到了3.2米,這是運(yùn)輸車輛允許的最大寬度。解決了多數(shù)工廠的預(yù)冷車間面積不夠用難題。這種集成技術(shù)是螺旋預(yù)冷機(jī)的發(fā)展方向,是今后大型家禽加工企業(yè)的優(yōu)先選擇。
與預(yù)冷機(jī)配套的紅水二次冷卻系統(tǒng),投資小,安裝方便,制冷源氨氣不進(jìn)車間,符合安全生產(chǎn)要求。紅水氨冷卻系統(tǒng)目前都是美國(guó)進(jìn)口,效果好,但投資高、系統(tǒng)復(fù)雜,由于用氨氣,因此,涉及到安全生產(chǎn)問(wèn)題。
與預(yù)冷機(jī)配套的風(fēng)機(jī)組,能夠根據(jù)具體情況配置風(fēng)量,即使有一臺(tái)風(fēng)機(jī)出現(xiàn)故障,也不影響生產(chǎn)線運(yùn)行。
5.6 分割車間變化
5.6.1 自動(dòng)化輸送
白羽肉雞加工中絕大多數(shù)是分割產(chǎn)品,分割車間是中國(guó)企業(yè)經(jīng)營(yíng)者最為關(guān)切的一個(gè)區(qū)域,工作面最大,用人最多。面對(duì)當(dāng)前的市場(chǎng)環(huán)境,各企業(yè)都在考慮利用現(xiàn)有車間進(jìn)行流程再造。自動(dòng)化輸送也是今后發(fā)展的一個(gè)方向,
合理利用分割車間的空間,采用方便快捷的物流輸送方式,通過(guò)空中的和地面的設(shè)備,將禽的腿、翅、胸在指定地點(diǎn)和區(qū)域卸載,進(jìn)行分區(qū)作業(yè);實(shí)現(xiàn)自動(dòng)上料、自動(dòng)稱重分級(jí)、自動(dòng)化包裝入庫(kù),并且,周轉(zhuǎn)盤、周轉(zhuǎn)箱也要自動(dòng)清洗。讓物品在相同時(shí)間內(nèi)進(jìn)行相同工序的加工,保證每一條分割輸送線品質(zhì)一致,入庫(kù)時(shí)間在國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的范圍內(nèi)。
設(shè)置適應(yīng)的檢測(cè)裝置,對(duì)每一個(gè)工位進(jìn)行計(jì)數(shù)、稱量、質(zhì)量評(píng)估,信息顯示在大屏幕上上,員工引入競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境,能夠得到自我激勵(lì)。
5.6.2 稱重分級(jí)
分割品絕大多數(shù)需要稱重分級(jí),單凍產(chǎn)品,換裝時(shí)也需要自動(dòng)稱重包裝。
胴體和分割品自動(dòng)排序分級(jí)機(jī)與皮帶分級(jí)機(jī)和斗式分級(jí)機(jī)配套組成自動(dòng)分級(jí)線。
艾斯克公司最近推廣的直線稱重分級(jí)生產(chǎn)線,非常適合土雞胴體稱重分級(jí),每一個(gè)家禽品種可以設(shè)置8個(gè)級(jí)別,根據(jù)工藝卸載到指定地點(diǎn)進(jìn)行包裝。
5.6.3 分割品加工
我國(guó)家禽分割產(chǎn)品種類繁多,分割產(chǎn)品變化時(shí),加工工藝便發(fā)生變化,這是中國(guó)家禽加工企業(yè)的特點(diǎn),因此,雞腿剔骨機(jī)、雞翅分切,切條機(jī)等單機(jī)自動(dòng)化設(shè)備將大量在中國(guó)家禽加工企業(yè)普及應(yīng)用。
冷庫(kù)換裝間將實(shí)行多頭秤稱重包裝。
5.7 數(shù)據(jù)鏈管理
在家禽加工生產(chǎn)車間的各個(gè)設(shè)備、節(jié)點(diǎn)植入各種數(shù)據(jù)采集芯片、新型數(shù)字傳感元件、增加檢測(cè)和測(cè)試裝置等,對(duì)設(shè)備運(yùn)行參數(shù)、工藝運(yùn)行參數(shù)、生產(chǎn)運(yùn)行參數(shù)等數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)采集、監(jiān)控、參數(shù)分析、統(tǒng)計(jì)分析、故障診斷、維修保養(yǎng)等,實(shí)現(xiàn)真正意義上的ERP管理。
目前,艾斯克公司已經(jīng)可以將這些數(shù)據(jù)通過(guò)遠(yuǎn)程控制方式進(jìn)行云存儲(chǔ)、云計(jì)算、在監(jiān)控中心可以進(jìn)行:參數(shù)分析、統(tǒng)計(jì)分析、故障診斷;還可以遠(yuǎn)程進(jìn)行培訓(xùn),指導(dǎo)設(shè)備操作、維修;通過(guò)用戶關(guān)鍵設(shè)備備件的庫(kù)存量,判斷設(shè)備維護(hù)保養(yǎng)情況;減低裝備的維護(hù)費(fèi)用和管理成本。通過(guò)了整個(gè)家禽屠宰行業(yè)的整體智能化管理水平,加快了國(guó)家中國(guó)制造2025進(jìn)程,真正實(shí)現(xiàn)智能化管理。
6.結(jié)束語(yǔ)
在四大因素影響下,中國(guó)家禽加工行業(yè)正在由初級(jí)自動(dòng)化向具有中國(guó)特色的高級(jí)自動(dòng)化方向發(fā)展,設(shè)備制造企業(yè)在艾斯克公司引領(lǐng)下,進(jìn)入了自我研發(fā)的新時(shí)期。
采用自動(dòng)化設(shè)備意義:
禽肉加工企業(yè)可減少1/3占地面積,減少1/3的土建投資,比進(jìn)口設(shè)備減少1/2設(shè)備投資,節(jié)省50%的人員;大型禽肉加工工廠每年可以節(jié)約幾百萬(wàn)元的運(yùn)行費(fèi)用。
如果有30%的企業(yè)應(yīng)用國(guó)產(chǎn)自動(dòng)化設(shè)備,可為國(guó)家節(jié)約大量外匯,禽肉加工行業(yè)每年可以增收節(jié)支近百億元,更重要的是能夠促進(jìn)家禽業(yè)的規(guī)模化發(fā)展。