论文部分内容阅读
【摘 要】双壳贝的壳肉分离是重要的加工环节，目前可采用的壳肉分离技术多种多样，所能产生的技术效果也不尽相同。本文将根据DWPI数据库中检索到的相关专利文献作为基础，对双壳贝的壳肉分离专利技术进行简单分析。
【关键词】双壳贝;壳肉分离;专利技术
引言
双壳贝是指身体两侧有两个壳的软体动物，最常见的如花蛤、扇贝、牡蛎（生蚝）等。双壳贝肉质鲜美营养丰富，广受消费者喜爱，具有极高的营养与经济价值。从捕捞至食用肉获取，双壳贝需经历存储、运输、筛分、清洗、去足丝、壳肉分离以及去内脏等多道工艺，技术内容广泛。
关于双壳贝加工技术的专利申请在全球范围内都十分活跃，在DWPI数据库（该数据库将同一发明在不同国家的申请视为一件申请）中可检索到的相关专利申请总量超过1000件，其中约43%的专利申请涉及双壳贝类的壳肉分离。本文将以DWPI数据库检索到的专利申请为基础，对双壳贝的壳肉分离技术进行分析。
1.专利申请发展概况
早在1918年，美国人LOUIS TORSCH EDWARD和LINDSAY SELLAR JOHN便提交了一份名为“牡蛎去壳机”的专利申请，这是世界范围内有关双壳贝壳肉分离技术的第一份专利申请。之后的申请发展极为缓慢，截至1965年，全球相关专利申请总量仅18件;1966-1995年，专利申请量几乎以翻番模式增加：1966-1975年19件，1976-1985年 37件，1986-1995年则为76件;1996年之后，申请量加速增长，平均一年的申请量就超过以往数年的申请总量。
从申请国别来看，美国是申请总量最大的国家，其次为中国与日本，这三个国家的申请总量超过世界申请总量的一半。从申请人类型来看，企业是最主要的申请人，其次为个人申请，另有少数高校研究院提交了专利申请。这种结构模式并不意外，公司企业有大批量高效率加工双壳贝的需求，对壳肉分离技术的需求更为重视，也更有动机对相关技术进行研究改进。目前同一申请人的相关申请数量有限，也没有出现布局复杂的专利族。
2.专利技术分析
2.1壳肉分离技术分支
为便于分析，本文根据技术手段的种类将壳肉分离专利技术大体分为三类：机械加工（含手动工具）方式、物理作用方式以及综合采用了多种手段的复合加工方式。
检索过程中发现，不同国家或地区的专利技术侧重方向不同，这可能与各地饮食习惯的不同有关。例如，虽然加热在开壳方面十分有效而振动在去壳方面效果显著，但上述两种方式在日本专利文献中都不多见，这是因为温度会影响贝肉的口感而振动有可能会破坏贝肉的完整性，但日式料理对贝类的外观品质以及口感要求极高，其更倾向于选择切割或水射流冲击等技术研究。我国的各地区都习惯进行煎炒蒸煮，对保持扇贝原始风味的要求相对较低，因此各种技术都有较高的可行性，目前专利申请中常见的是机械加工，尤以振动与切割方式最多;其次是物理作用方式，其中加热分离技术研究较广泛。
2.2专利技术具体内容分析
2.2.1机械加工方式
（1）切割方式。用刀切断闭壳肌是最起始最早研究最多的加工方式。通常采用夹持臂等固定结构将贝壳进行固定，然后用刀片切断闭壳肌以实现壳肉分离，世界上首份壳肉分离专利申请就是采用了该方式。在早期的申请中，切割工具的结构与运动方式受限，需要通过其它方式先打开或除去其中一个贝壳，切割工具才能接触到另一个闭壳肌。随着技术发展， JPS62104542A 等申请采用柔性刀片从两个贝壳之间的缝隙中伸入内部，刀片贴着贝壳内壁移动直至切断闭壳肌，该技术省略了前序的开口或者去半壳工艺，显著提高了加工效率。由于贝壳通常紧密闭合在一起，即使柔性刀片也难以准确地插入闭壳肌与贝壳之间。为此有部分申请提出先通过钻头在闭壳肌附近钻孔，再将刀片从钻孔伸入就近切割闭壳肌。钻孔工艺使得消费者能够购买外形相对完整的双壳贝，在食用前再自行去壳。（2）挤压加工。完全破碎贝壳虽然可实现壳肉分离，但碎壳可能会划伤或进入贝肉内，影响贝肉品质，因此通过挤压粉碎贝壳的申请极为少见。NZ272771A公开了通过挤压辊破坏贝壳，再通过清洗冲掉碎壳。（3）滚筒与振动加工。贝类的外壳十分坚硬，当与其它物体产生碰撞时，闭壳肌会因撕扯而与贝壳分离。滚筒与振动装置就是基于这一原理设计的。常见的滚筒通常为卧式，但CN2155140Y公开了一种分离机，其采用竖直的滚筒，破碎的贻贝随滚筒做离心运动，分离后的贝肉在离心力下从滚筒壁上的小孔中甩出，在去壳的同时实现贝肉与碎壳分离。振动脱壳之前，在不损伤贝肉的前提下，还可预先对贝壳进行轻微挤压以初步破碎贝壳，能够显著提高分离效果。（4）水射流冲击。水射流冲击与切割原理相似，其采用高压水射流冲击切断闭壳肌。由于水射流无法像柔性刀片一样从两片贝壳的缝隙中伸入贝壳内部，因此在水射流冲击前必须先使贝类开壳，再通过调整装置使得贝类开口位置与喷嘴相对，该技术对设备的要求较高。
2.2.2物理作用方式
机械方式虽然简单，但加工效率与效果难以保障。如刀片或者水射流可能无法准确切断闭壳肌反而损伤贝肉;滚筒或振动产生的强烈撞击也可能会损伤贝肉。为克服这些缺陷，开发出了通过物理作用方式刺激扇贝以破坏其闭壳肌的技术。
（1）温度作用。利用热源对贝类整体或者针对闭壳肌局部进行高温加热，能够使闭壳肌收缩或者失去活性，实现壳肉分离。高温处理是研究最多的分离技术，最主要的研究点是分离热源，目前已开发的技术包括：热水蒸煮、微波辐射、红外线加热贝壳或者高温蒸汽喷蒸、氧乙炔火焰灼烧、激光束或者等离子弧照射闭壳肌。除高温加热外，使扇贝处于其正常存活的低温状态也能刺激闭壳肌，例如FR2963877A1等专利申请公开了通过冷冻杀死扇贝实现去壳。（2）压力作用。将贝类放置在密封的容器中，以水或者其它流体介质作为压力传递介质，在高压作用下可使闭壳肌失效。除高压外，负压也可使闭壳肌失效。负压分离技术有两种不同的方式：一是利用低压或真空环境杀死贝类从而导致闭壳肌失效，二是直接利用負压将贝肉从贝壳上吸下来。（3）酸碱盐浸泡处理。将贝类浸泡在氢氧化钠、氢氧化钾水溶液或者酸液中，也能破坏闭壳肌。（4）惰性气体处理。JP2649777B2公开了一种装置，其将扇贝浸泡在水中并在水中通入惰性气体，由于失氧，一段时间后贝壳会自动打开。（5）超声波或电磁波处理。JP2001045964A等申请将贝类放置在水箱中，采用超声波对水进行处理，贝类的闭壳肌就会收缩。US3070834A则将贝类放在电场中，利用电磁破刺激贝类开壳。
2.2.3 复合加工专利技术分析
单一加工方式所能产生的技术效果是有限的。例如仅通过加热使闭壳肌失效需要长时间对闭壳肌进行照射，但长时间的热处理会对贝肉的品质与口感造成影响。而某些贝类即使在死亡后，贝柱也会牢牢地粘附在贝壳上，即使采用物理方式使其开口，也不能实现壳肉完全分离。因此近年来的专利申请中，更倾向于采用多种复合手段对贝壳进行加工以实现效果提升。理论上而言，在原理不冲突的情况下，本文提到的各种加工方式均可组合，但在检索过程中发现，目前世界范围内研究最多的复合方式，主要是先对贝壳进行短暂的物理作用以使其开壳，然后再通过机械设备对开壳后的扇贝进行准确切割或者通过滚动、振动等进一步撕裂闭壳肌实现脱壳。
3.小结
壳肉分离是双壳贝加工程序中最为重要的环节，壳肉分离技术水平的高低直接影响到产品的品质，提高壳肉分离技术至关重要。本文对双壳贝壳肉分离的专利技术进行了简单整理，可以看出，随着社会发展，壳肉分离技术逐渐从简单的机械产品制造向高科技综合设备方向发展，能够加工出品相更优、品质更高、风味更佳的贝壳产品。壳肉分离专利技术目前的研究还较为分散，相似专利技术之间重叠部分较多，相关领域的专利技术还有巨大的发展空间。
国家知识产权局专利局专利审查协作江苏中心 江苏苏州 215000
【关键词】双壳贝;壳肉分离;专利技术
引言
双壳贝是指身体两侧有两个壳的软体动物，最常见的如花蛤、扇贝、牡蛎（生蚝）等。双壳贝肉质鲜美营养丰富，广受消费者喜爱，具有极高的营养与经济价值。从捕捞至食用肉获取，双壳贝需经历存储、运输、筛分、清洗、去足丝、壳肉分离以及去内脏等多道工艺，技术内容广泛。
关于双壳贝加工技术的专利申请在全球范围内都十分活跃，在DWPI数据库（该数据库将同一发明在不同国家的申请视为一件申请）中可检索到的相关专利申请总量超过1000件，其中约43%的专利申请涉及双壳贝类的壳肉分离。本文将以DWPI数据库检索到的专利申请为基础，对双壳贝的壳肉分离技术进行分析。
1.专利申请发展概况
早在1918年，美国人LOUIS TORSCH EDWARD和LINDSAY SELLAR JOHN便提交了一份名为“牡蛎去壳机”的专利申请，这是世界范围内有关双壳贝壳肉分离技术的第一份专利申请。之后的申请发展极为缓慢，截至1965年，全球相关专利申请总量仅18件;1966-1995年，专利申请量几乎以翻番模式增加：1966-1975年19件，1976-1985年 37件，1986-1995年则为76件;1996年之后，申请量加速增长，平均一年的申请量就超过以往数年的申请总量。
从申请国别来看，美国是申请总量最大的国家，其次为中国与日本，这三个国家的申请总量超过世界申请总量的一半。从申请人类型来看，企业是最主要的申请人，其次为个人申请，另有少数高校研究院提交了专利申请。这种结构模式并不意外，公司企业有大批量高效率加工双壳贝的需求，对壳肉分离技术的需求更为重视，也更有动机对相关技术进行研究改进。目前同一申请人的相关申请数量有限，也没有出现布局复杂的专利族。
2.专利技术分析
2.1壳肉分离技术分支
为便于分析，本文根据技术手段的种类将壳肉分离专利技术大体分为三类：机械加工（含手动工具）方式、物理作用方式以及综合采用了多种手段的复合加工方式。
检索过程中发现，不同国家或地区的专利技术侧重方向不同，这可能与各地饮食习惯的不同有关。例如，虽然加热在开壳方面十分有效而振动在去壳方面效果显著，但上述两种方式在日本专利文献中都不多见，这是因为温度会影响贝肉的口感而振动有可能会破坏贝肉的完整性，但日式料理对贝类的外观品质以及口感要求极高，其更倾向于选择切割或水射流冲击等技术研究。我国的各地区都习惯进行煎炒蒸煮，对保持扇贝原始风味的要求相对较低，因此各种技术都有较高的可行性，目前专利申请中常见的是机械加工，尤以振动与切割方式最多;其次是物理作用方式，其中加热分离技术研究较广泛。
2.2专利技术具体内容分析
2.2.1机械加工方式
（1）切割方式。用刀切断闭壳肌是最起始最早研究最多的加工方式。通常采用夹持臂等固定结构将贝壳进行固定，然后用刀片切断闭壳肌以实现壳肉分离，世界上首份壳肉分离专利申请就是采用了该方式。在早期的申请中，切割工具的结构与运动方式受限，需要通过其它方式先打开或除去其中一个贝壳，切割工具才能接触到另一个闭壳肌。随着技术发展， JPS62104542A 等申请采用柔性刀片从两个贝壳之间的缝隙中伸入内部，刀片贴着贝壳内壁移动直至切断闭壳肌，该技术省略了前序的开口或者去半壳工艺，显著提高了加工效率。由于贝壳通常紧密闭合在一起，即使柔性刀片也难以准确地插入闭壳肌与贝壳之间。为此有部分申请提出先通过钻头在闭壳肌附近钻孔，再将刀片从钻孔伸入就近切割闭壳肌。钻孔工艺使得消费者能够购买外形相对完整的双壳贝，在食用前再自行去壳。（2）挤压加工。完全破碎贝壳虽然可实现壳肉分离，但碎壳可能会划伤或进入贝肉内，影响贝肉品质，因此通过挤压粉碎贝壳的申请极为少见。NZ272771A公开了通过挤压辊破坏贝壳，再通过清洗冲掉碎壳。（3）滚筒与振动加工。贝类的外壳十分坚硬，当与其它物体产生碰撞时，闭壳肌会因撕扯而与贝壳分离。滚筒与振动装置就是基于这一原理设计的。常见的滚筒通常为卧式，但CN2155140Y公开了一种分离机，其采用竖直的滚筒，破碎的贻贝随滚筒做离心运动，分离后的贝肉在离心力下从滚筒壁上的小孔中甩出，在去壳的同时实现贝肉与碎壳分离。振动脱壳之前，在不损伤贝肉的前提下，还可预先对贝壳进行轻微挤压以初步破碎贝壳，能够显著提高分离效果。（4）水射流冲击。水射流冲击与切割原理相似，其采用高压水射流冲击切断闭壳肌。由于水射流无法像柔性刀片一样从两片贝壳的缝隙中伸入贝壳内部，因此在水射流冲击前必须先使贝类开壳，再通过调整装置使得贝类开口位置与喷嘴相对，该技术对设备的要求较高。
2.2.2物理作用方式
机械方式虽然简单，但加工效率与效果难以保障。如刀片或者水射流可能无法准确切断闭壳肌反而损伤贝肉;滚筒或振动产生的强烈撞击也可能会损伤贝肉。为克服这些缺陷，开发出了通过物理作用方式刺激扇贝以破坏其闭壳肌的技术。
（1）温度作用。利用热源对贝类整体或者针对闭壳肌局部进行高温加热，能够使闭壳肌收缩或者失去活性，实现壳肉分离。高温处理是研究最多的分离技术，最主要的研究点是分离热源，目前已开发的技术包括：热水蒸煮、微波辐射、红外线加热贝壳或者高温蒸汽喷蒸、氧乙炔火焰灼烧、激光束或者等离子弧照射闭壳肌。除高温加热外，使扇贝处于其正常存活的低温状态也能刺激闭壳肌，例如FR2963877A1等专利申请公开了通过冷冻杀死扇贝实现去壳。（2）压力作用。将贝类放置在密封的容器中，以水或者其它流体介质作为压力传递介质，在高压作用下可使闭壳肌失效。除高压外，负压也可使闭壳肌失效。负压分离技术有两种不同的方式：一是利用低压或真空环境杀死贝类从而导致闭壳肌失效，二是直接利用負压将贝肉从贝壳上吸下来。（3）酸碱盐浸泡处理。将贝类浸泡在氢氧化钠、氢氧化钾水溶液或者酸液中，也能破坏闭壳肌。（4）惰性气体处理。JP2649777B2公开了一种装置，其将扇贝浸泡在水中并在水中通入惰性气体，由于失氧，一段时间后贝壳会自动打开。（5）超声波或电磁波处理。JP2001045964A等申请将贝类放置在水箱中，采用超声波对水进行处理，贝类的闭壳肌就会收缩。US3070834A则将贝类放在电场中，利用电磁破刺激贝类开壳。
2.2.3 复合加工专利技术分析
单一加工方式所能产生的技术效果是有限的。例如仅通过加热使闭壳肌失效需要长时间对闭壳肌进行照射，但长时间的热处理会对贝肉的品质与口感造成影响。而某些贝类即使在死亡后，贝柱也会牢牢地粘附在贝壳上，即使采用物理方式使其开口，也不能实现壳肉完全分离。因此近年来的专利申请中，更倾向于采用多种复合手段对贝壳进行加工以实现效果提升。理论上而言，在原理不冲突的情况下，本文提到的各种加工方式均可组合，但在检索过程中发现，目前世界范围内研究最多的复合方式，主要是先对贝壳进行短暂的物理作用以使其开壳，然后再通过机械设备对开壳后的扇贝进行准确切割或者通过滚动、振动等进一步撕裂闭壳肌实现脱壳。
3.小结
壳肉分离是双壳贝加工程序中最为重要的环节，壳肉分离技术水平的高低直接影响到产品的品质，提高壳肉分离技术至关重要。本文对双壳贝壳肉分离的专利技术进行了简单整理，可以看出，随着社会发展，壳肉分离技术逐渐从简单的机械产品制造向高科技综合设备方向发展，能够加工出品相更优、品质更高、风味更佳的贝壳产品。壳肉分离专利技术目前的研究还较为分散，相似专利技术之间重叠部分较多，相关领域的专利技术还有巨大的发展空间。
国家知识产权局专利局专利审查协作江苏中心 江苏苏州 215000