Thiết kế nhà máy chế biến thủy sản sản xuất 2 mặt hàng surimi từ cá mối năng suất 100 tấn nguyên liệu ngày và cua que từ surimi năng suất 30 tấn sản phẩm ngày”

Sự phát triển mạnh mẽ của ngành chế biến thủy sản đã tạo ra các sản phẩm có thể chế biến thành nhiều món ăn hoặc dùng cho nhiều mục đích khác nhau Một trong các sản phẩm đó là surimi Surimi là một bán thành phẩm có giá trị được dùng để sản xuất các sản phẩm mô phỏng phục vụ cho nhu cầu đa dạng của người tiêu dùng đặc biệt là những người không thể ăn được tôm cua… do dị ứng hay nhiều nguyên nhân khác Đồ án này hướng đến xây dựng nhà máy chế biến surimi trong Khu Công nghiệp Dịch vụ Thủy sản Đà Nẵng Đồ án bao gồm 9 chương và 5 bản vẽ

LẬP LUẬN KINH TẾ – KỸ THUẬT

Vị trí địa lý

Đà Nẵng là thành phố trung tâm kinh tế - xã hội của khu vực miền Trung Việt Nam Với vị trí địa lý thuận lợi, có các cửa ngõ quốc tế, Đà Nẵng là đầu mối giao thông và trung tâm kinh tế, du lịch, thương mại lớn nhất miền Trung

Toàn thành phố có diện tích 1 255,53 km² (trong đó phần đất liền là 950,53 km²; phần huyện đảo Hoàng Sa là 305 km²) Chiều dài bờ biển: 92km, với vùng lãnh hải lớn cùng ngư trường rộng trên 15 000 km 2 Biển Đà Nẵng có nhiều động vật biển phong phú với trên 266 giống loài, trong đó hải sản có giá trị kinh tế cao gồm 16 loài và tổng trữ lượng khoảng trên 1 triệu tấn hải sản các loại (theo dự báo của Bộ Thủy sản) Hằng năm, Đà Nẵng có khả năng khai thác trên 150 000 – 200 000 tấn hải sản các loại

Khu công nghiệp Dịch vụ thuỷ sản Đà Nẵng nằm cách trung tâm thành phố Đà Nẵng 3,5 km, cách Cảng Tiên Sa 2,5 km, cách Cảng Liên Chiểu 18,5 km và cách sân bay quốc tế Đà Nẵng 3,5 km Khu đất xây dựng có diện tích rộng, tương đối bằng phẳng, nguồn cung cấp hơi, điện nước trong mạng lưới của khu công nghiệp [11].

Đặc điểm tự nhiên

Đà Nẵng nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa điển hình, nhiệt độ cao và ít biến động Khí hậu Đà Nẵng là nơi chuyển tiếp đan xen giữa khí hậu miền Bắc và miền Nam, với tính trội là khí hậu nhiệt đới điển hình ở phía Nam Mỗi năm có 2 mùa rõ rệt: mùa mưa kéo dài từ tháng 8 đến tháng 12 và mùa khô từ tháng 1 đến tháng 7, thỉnh thoảng có những đợt rét mùa đông nhưng không đậm và không kéo dài

Hướng gió chủ đạo là hướng Đông và Đông Nam, bộ phận sinh nhiều bụi khói, lò hơi, nhà vệ sinh cần bố trí theo hướng gió chính

Nhiệt độ trung bình hàng năm khoảng 25,9°C; cao nhất vào các tháng 6, 7, 8, trung bình 28 – 30°C; thấp nhất vào các tháng 12, 1, 2, trung bình 18 – 23 °C Riêng vùng rừng núi Bà Nà ở độ cao gần 1 500 m, nhiệt độ trung bình khoảng 20 °C Độ ẩm không khí trung bình là 83,4%; cao nhất vào các tháng 10, 11, trung bình 85,67 – 87,67%; thấp nhất vào các tháng 6, 7, trung bình 76,67 – 77,33%

Lượng mưa trung bình hàng năm là 2.504,57 mm; lượng mưa cao nhất vào các tháng 10, 11, trung bình 550 – 1 000 mm/tháng; thấp nhất vào các tháng 1 – 4, trung bình 23 – 40 mm/tháng Số giờ nắng bình quân trong năm là 2156,2 giờ; nhiều nhất là vào tháng 5, 6, trung bình từ 234 – 277 giờ/tháng; ít nhất là vào tháng 11, 12, trung bình từ 69 – 165 giờ/tháng [12].

Vùng nguyên liệu

Nguồn nguyên liệu cung cấp cho nhà máy chủ yếu là được khai thác, đánh bắt ở Đà Nẵng và các tỉnh lân cận như Thừa Thiên Huế, Quảng Nam, Quảng Ngãi, Sở Nông nghiệp và Phát triển nông thôn thành phố Đà Nẵng cho biết sản lượng khai thác thủy sản biển của ngư dân thành phố trong 10 tháng đầu năm 2018 đạt gần 32 800 tấn Cá mối là loài cá có thể khai thác quanh năm, phân bố rộng ở biển nước ta Chúng phân bố từ Vịnh Bắc Bộ đến Vịnh Thái Lan Trong sản lượng khai thác thăm dò thì cá mối thường chiếm tỷ lệ đáng kể , ở Vịnh Bắc Bộ là 7,8%, ở vùng biển Trung và Đông Nam Bộ 4,4% và vùng biển Tây Nam Bộ 1,7% Vì vậy việc đặt nhà máy ở Đà Nẵng có ý nghĩa quan trọng trong việc tận dụng vị trí địa lý thuận lợi, nơi giao thoa của các vịnh và cảng biển, thuận lợi cho việc đánh bắt, nhập nguyên liệu và xuất khẩu hàng hóa đi các vùng khác.

Hợp tác hóa

Nhà máy được xây dựng trong khu công nghiệp Dịch vụ thủy sản Đà Nẵng nên khả năng hợp tác hóa rất cao Sản phẩm của nhà máy có thể cung cấp cho xuất khẩu và nhu cầu tiêu dùng của người dân trong vùng cũng như dân ở ngoại thành Trong khu công nhiệp còn có các công ty thủy sản khác nên nhà máy tiếp nhận nguyên liệu thuận lợi, việc thu mua dễ dàng hơn Sự hợp tác giúp quá trình tiêu thụ sản phẩm nhanh chóng, thuận tiện, tiết kiệm chi phí vận chuyển và nâng cao hiệu quả kinh tế.

Nguồn cung cấp điện

Nhà máy sử dụng điện để chạy động cơ, thiết bị và chiếu sáng Nguồn điện được lấy từ lưới điện quốc gia thông qua các trạm biến áp Đà Nằng luôn tích cực cải tạo, tiếp nhận và đầu tư các máy phát điện lớn vì vậy mà nguồn diesel đã tăng lên 65 máy với công suất khoảng 51 225 kW Nhà máy Thủy điện Phú Ninh (Quảng Nam) hòa vào lưới điện Đà Nẵng đã phần nào giải quyết được nhu cầu phụ tải bằng nguồn điện tại chỗ Hệ thống lưới điện từng bước được liên kết mở rộng, lần lượt các đường dây kết nối các nhà máy điện với cụm diesel, phục vụ cho ngành công nông nghiệp và xây dựng Nhà máy đặt tại đây sẽ có được nguồn điện tốt Bên cạnh đó nhà máy cũng trang bị máy phát điện dự phòng để đảm bảo sản xuất liên tục khi có sự cố.

Nguồn cung cấp hơi – nước

Nguồn hơi cung cấp được lấy từ lò hơi của nhà máy để cung cấp nhiệt cho các quá trình: hấp, tiệt trùng, làm nóng nước cho sinh hoạt, do đó nhà máy cần thiết kế lò hơi với áp lực cao và công suất lớn để đảm bảo cung cấp hơi liên tục cho nhà máy Nước dùng trong nhà máy với mục đích chế biến, vệ sinh thiết bị và dùng cho sinh hoạt Nước sử dụng phải đạt các chỉ tiêu: độ cứng, nhiệt độ, hỗn hợp vô cơ, hữu cơ trong nước

Nguồn cung cấp nước cho nhà máy lấy từ hai nơi:

- Nguồn nước của thành phố, hệ thống nước của khu công nghiệp: nước này có thể dùng ngay không cần xử lý

- Nguồn nước từ các giếng công nghiệp đề phòng khi bị thiếu nước, được đưa qua hệ thống xử lý và đưa vào phân xưởng.

Thoát nước

Nhà máy có hệ thống xử lý nước thải riêng Nước thải của nhà máy được qua khâu xử lý sơ bộ của nhà máy sau đó được đưa ra ngoài xử lý chung với nước thải của các nhà máy khác trong khu công nghiệp Nếu nước thải ít bẩn và được phép có thể thải trực tiếp ra sông, biển sau khi qua hệ thống xử lý nước thải riêng của nhà máy.

Giao thông vận tải

Nhà máy thiết kế nằm gần trục giao thông chính đảm bảo cả giao thông đường bộ và đường thuỷ, đặc biệt gần cảng Tiên Sa thuận tiện cho việc vận chuyển nguyên nhiên liệu vào nhà máy và vận chuyển sản phẩm xuất khẩu ra nước ngoài Vì vậy vấn đề giao thông không chỉ đảm bảo xây dựng nhà máy nhanh mà còn là sự tồn tại và phát triển nhà máy trong tương lai Đà Nẵng còn là nơi giao thoa của các đường vận tải quốc tế, thuận lợi cho việc nhập nguyên liệu và xuất khẩu hàng hóa Từ các vấn đề trên cho thấy giao thông thuận lợi là điều kiện quan trọng để xây dựng và phát triển nhà máy.

Nguồn cung cấp nhân công

Lực lượng lao động theo kết quả điều tra lao động việc làm năm 2017 của Đà Nẵng là 567,6 nghìn người chiếm 53,2% tổng dân số, tăng 11,5 nghìn người so năm 2016, tốc độ tăng là 2,07%

Quý II/2018, biến động lực lượng lao động tại Đà Nẵng không có gì khác so trước đây, sự tăng giảm lực lượng lao động diễn ra bình thường Theo số liệu sơ bộ và qua nhận định khi điều tra thì đã có sự di chuyển một số lao động từ ngành sản xuất công nghiệp sang lĩnh vực thương mại dịch vụ Số người thất nghiệp không tăng nhiều Bên cạnh đó các trường đại học trên địa bàn thành phố cũng được chú trọng phát triển các chương trình đào tạo chất lượng cao, đáp ứng nhu cầu lao động chất lượng cao [13]

Kết luận: Với những điều kiện thuận lợi trên, việc xây dựng nhà máy chế biến thủy sản ở Khu công nghiệp Dịch vụ thủy sản Đà Nẵng là phù hợp, góp phần thúc đẩy sự phát triển nền kinh tế Đà Nẵng nói riêng và khu miền Trung – Tây Nguyên nói chung.

TỔNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆU VÀ SẢN PHẨM

Nguyên liệu

Cá mối hay cá tắc kè có tên tiếng Anh là Lizard fish là một họ cá trong bộ cá răng kiếm Aulopiformes Họ này có khoảng 5 giống chia thành 64 loài trong 3 phân họ Synodontinae, Harpadontinae và Bathysaurinae Chúng phân bố rộng rãi tại những vùng biển Đại Tây Dương, Ấn Độ Dương và Thái Bình Dương [4]

Hình 2.1 Cá mối thường [14]

Họ cá mối thuộc nhóm cá xương có vây mỡ nhỏ ngang trên vây hậu môn, hàm rộng, kéo dài ra sau mắt, vây lưng ở giữa thân và vây bụng có 8 – 9 tia Cá mối sinh sống ở tầng đáy, nơi các vùng nước cạn ven biển, có một vài loại sống ở vùng nước lợ nơi cửa sông [1]

Cá mối là loài cá quan trọng ở vùng biển nước ta Sản lượng cá mối chiếm 7,8 % tổng sản lượng đánh bắt ở vịnh Bắc Bộ và 15% ở vùng biển Ninh Thuận – Minh Hải Trữ lượng cá mối ở nước ta khá lớn, ước tính có khoảng 80 000 – 100 000 tấn, sản lượng khai thác hằng năm có thể đạt 20 000 – 30 000 tấn Cá mối có tốc độ lớn nhanh, sức sinh sản lớn, tỉ lệ cơ thịt cao Tuy nhiên lại có nhiều xương dăm Kích thước khai thác 140 –

250 mm chiều dài, khối lượng trung bình 100 – 500 g/con [2] Ở miền Nam Nhật Bản, cá mối (Synodantidae), vốn là Eso trong tiếng Nhật, từ lâu đã được coi là một nguyên liệu cao cấp cho surimi với năng suất thịt cao, màu trắng, hương vị độc đáo và khả năng tạo gel chắc chắn Tuy nhiên, độ tươi và khả năng tạo gel giảm nhanh theo thời gian, ngay cả trong nước đá, do đó chỉ có nguyên liệu tươi được sử dụng ở Nhật Bản Trong khu vực Hiệp hội các quốc gia Đông Nam Á (ASEAN), cá mối được coi là một loài cá có giá trị thấp Nó cho một surimi trắng với gel thấp Cá mối thường được sử dụng ở Thái Lan cho đồ ăn nhẹ cá khô và được sử dụng kết hợp với Itoyori (cá Đổng theo tiếng Nhật) để sản xuất thanh cua, chả cá và các sản phẩm surimi khác Surimi cá mối cũng trở thành một thay thế cho surimi cá thu ở châu Âu để trộn với cá pollak Alaska để sản xuất thanh cua và được sử dụng làm bánh cá ở Nhật Bản và Hàn Quốc Các loài cá mối chính ở các quốc gia này là S tumbil và S undosquamis (kích thước thông thường là 10 – 20 cm) [9]

Cá mối có nhiều loài, tại Việt Nam tìm thấy 9 loài thuộc 4 giống trong đó có 5 loài có giá trị kinh tế là cá mối thường, cá mối vạch, cá mối vây lưng dài, cá mối vây lưng ngắn và cá mối vện

+ Cá mối thường (Saurida tumbil): là loài cá có sản lượng cao, sống ở nhiều vùng biển và có quanh năm Cá có thân dài, hình trụ, hơi hẹp bên, giữa thân hơi phình to Trung bình cá có chiều dài 20 – 30 cm, thường sống ở độ sâu 20 – 60 m

+ Cá mối dài (Saurida elongata): có lưng có màu nâu nhạt, bụng trắng bạc, có viền vây và đuôi màu xanh đen Cá dài 8 – 20 cm

+ Cá mối vạch (Saurida undosquamis): có hình dạng thân giống 2 loài cá trên, lưng màu nâu nhạt, bụng trắng bạc, bên thân có các đốm đen trắng xen kẽ nhau Cá dài

+ Cá mối hoa (Synodus variegatus): có thân dài hình trụ, phần đuôi thóp lại, bên sườn, trên hàm và xương nắp mang có nhiều vết vằn, đốm vằn Cá dài 15 – 30 cm [14] Chọn cá mối thường là nguyên liệu chính dùng làm nguyên liệu cho nhà máy sản xuất surimi

2.1.1.2 Thành phần khối lượng

Thành phần khối lượng của nguyên liệu là tỉ lệ % về khối lượng của các phần trong cơ thể so với khồi lượng toàn bộ cơ thể của nguyên liệu

Thành phần khối lượng là một yếu tố quan trọng để đánh giá giá trị thực phẩm của nguyên liệu, cho biết tỉ lệ giữa phần ăn được và không ăn được Đồng thời đây cũng là cơ sở để lựa chọn nguyên liệu chế biến và quy trình công nghệ phù hợp

Bảng 2.1 Thành phần khối lượng của cá mối thường [2]

Tên cá Thịt phi lê

Cá mối là loài cá tạp, đặc trưng cho loại cá gầy, tỷ lệ thịt cá khá cao nhưng nhiều xương dăm mỏng và mềm, tổ chức cơ thịt lỏng lẽo, vảy mềm và dễ loại bỏ Tại Việt Nam cá mối thường được chế biến thành các món khô hoặc chả cá

2.1.1.3 Thành phần dinh dưỡng

Thành phần dinh dưỡng của có trong 100g cá mối thường thể hiện ở bảng 2.2

Bảng 2.2 Thành phần dinh dưỡng có trong 100g cá mối thường [7]

Thịt cá mối có hàm lượng protein cao, ít chất béo tuy nhiên lượng nước cao nên làm cơ thịt nhão

Dựa vào tính tan, protein thịt cá được chia thành 3 cấu tử là myofibrillar protein, sarcoplasmic protein và stroma protein

- Myofibrillar protein - miofibrin (tơ cơ): tan trong dung dịch có lực ion mạnh, chiếm khoảng 55 – 60% tổng hàm lượng protein trong cá Đây là thành phần protein tan trong nước muối, có khả năng tạo gel, tạo độ đông đặc, quyết định khả năng tạo gel và tính chất của gel được tạo thành trong sản phẩm surimi Cá có nhiều thịt trắng sẽ có hàm lượng myofibrilar protein cao [4]

- Sarcoplasmic protein (tương cơ): tan trong dung dịch có lực ion yếu, chiếm khoảng 20 – 30% tổng hàm lượng protein trong cá Đây là thành phần protein tan trong nước, phần lớn được loại bằng cách rửa truyền thống [4]

- Stroma protein – chất căn bản: hầu như không tan, chiếm khoảng 15% protein thịt cá Đây là thành phần protein tan trong dung dịch kiềm, bao gồm các chất keo và các protein có tính đàn hồi như collagen, elastin, keratin, reticulin Chất căn bản không bị loại ra trong công đoạn rửa của quá trình sản xuất surimi Collagen có thể chuyển thành protein khi gia nhiệt, nếu nồng độ cao có thể ảnh hưởng xấu đến gel Tuy nhiên ở cá hàm lượng stroma protein nhỏ hơn nhiều so với myofibilar protein nên không ảnh hưởng lắm đến khả năng tạo gel của protein [4]

Hình 2.2 Thịt cá mối [14]

Tổ chức thịt cá thường là màu trắng nhưng hai bên thân cá có một lượng nhất định cơ màu sẫm đỏ nâu hoặc phớt hồng Lượng sợi cơ trong thịt trắng cao gấp 10 lần so với thịt sẫm, hơn nữa trong thịt sẫm lượng tơ cơ ít, tương cơ nhiều Thịt sẫm có nhiều cholesterol và chất béo hơn thịt trắng

Surimi

Surimi là thịt cá được rửa sạch, nghiền nhỏ, không có mùi vị và màu sắc đặc trưng, có độ kết dính vững chắc, là chế phẩm bán thành phẩm – chất nền protein cho nhiều thực phẩm mô phỏng thủy sản và phi thủy sản như thịt cua, thịt tôm, thịt bò, thịt gà, giò chả, xúc xích…[2]

Hình 2.9 Surimi lạnh đông [37]

Thuật ngữ surimi có nguồn gốc từ Nhật Bản, là một cách nói thông dụng được dùng để gọi tắt tên của các sản phẩm giả cua hoặc các sản phẩm đặc biệt khác Surimi còn được gọi là chả cá, là một loại protein trung tính, được chế biến qua nhiều công đoạn rửa, nghiền và định hình lại cấu trúc Các protein đã được làm sạch trộn với phụ gia và sau đó đem đi cấp đông, nó sẽ hình thành thể gel cứng và đàn hồi Tính tạo gel, tính giữ nước và tạo nhũ tương tạo nên cấu trúc để làm nguyên liệu cho việc sản xuất kamaboko cùng nhiều loại sản phẩm mô phỏng khác [2]

Surimi có nhiều ưu điểm vượt trội, được các nhà khoa học trên thế giới chọn làm thực phẩm cho tương lai Surimi có hàm lượng protein cao, lipid thấp, không có cholesterol và glucid, hàm lượng các chất khoáng và các loại vitamin khá cao, không chứa các loại phụ gia phi thực phẩm, cơ thể dễ hấp thụ (bảng 2.3)

Protein của surimi có khả năng đồng tạo gel với các loại protein khác, có tính chất tạo thành khối dẻo, mùi vị và màu sắc trung hòa nên được dùng làm chất nền protein để sản xuất các sản phẩm mô phỏng có giá trị và đa dạng các mặt hàng tiêu dùng

Bảng 2.3 Thành phần dinh dưỡng trong 100g surimi [10]

Bảng 2.4 Thành phần khoáng chất có trong 100g surimi [10]

Bảng 2.5 Thành phần các vitamin có trong 100g surimi [10]

2.2.3 Yêu cầu nguyên liệu cá trong sản xuất surimi và sản phẩm mô phỏng

Nguồn nguyên liệu dùng để sản xuất surimi rất đa dạng phong phú, và không yêu cầu giá trị kinh tế cao Tuy nhiên nguyên liệu cá sản xuất surimi cần có những yêu cầu sau để tránh thêm các công đoạn xử lý và tiết kiệm chi phí sản xuất

+ Cá có nhiều cơ thịt trắng, ít cơ thịt sẫm

+ Cá sử dụng phải là cá tươi, không sử dụng cá lạnh đông vì chất lượng protein suy giảm, ảnh hưởng đến khả năng tạo gel của surimi Các nhà khoa học hiện đang nghiên cứu phương pháp sử dụng cá lạnh đông tuy nhiên sản phẩm tạo ra chưa đạt được chất lượng mong muốn

+ Ít chất béo, tiết kiếm chi phí xử lý và tránh bị ảnh hưởng đến chất lượng vì chất béo rất dễ bị hư hỏng

2.2.4 Sự tạo gel trong sản xuất surimi

Sự tạo gel trong protein thịt cá là hiện tượng protein trong thịt cá sau khi bị biến tính tập hợp lại thành cấu trúc không gian 3 chiều có trật tự

Cơ chế tạo gel của thịt cá có thể chia làm 3 giai đoạn:

Sự tạo thành thể gel của protein thịt cá đóng vai trò quan trọng trong việc hình thành cấu trúc hình thái của surimi, là cơ sở để tạo ra các sản phẩm mô phỏng từ surimi Gel protein không những tạo nên độ chắc, độ đàn hồi cho sản phẩm mà còn cải thiện khả năng hấp thụ nước tạo độ dẻo và lực liên kết giữa các tiểu phần

- Giai đoạn 1: là giai đoạn phá vỡ cấu trúc bậc 4 của protein, protein bị biến tính phân ly tạo ra các tiểu phần

- Giai đoạn 2: là giai đoạn phá vỡ cấu trúc bậc 2, 3, protein tháo xoắn, giãn mạch toàn phần

- Giai đoạn 3: mạch protein tập hợp lại với nhau để tạo ra mạng lưới không gian

3 chiều liên kết với nhau bằng các liên kết yếu (liên kết hydro, liên kết đồng hóa trị, tương tác kỵ nước, liên kết tĩnh điện) và liên kết disulfua [2]

Hình 2.10 Cơ chế tạo gel của protein thịt cá [2]

Vậy để có thể tạo gel thì trước tiên protein thịt cá phải bị biến tính, phá vỡ các cấu trúc không gian tự nhiên của nó, làm cho mạch protein giãn xoắn, tạo điều kiện thuận lợi cho việc sắp xếp lại trong quá trình tạo gel

Khả năng tạo gel của protein thịt cá chịu ảnh hưởng của các yếu tố sau:

+ Nồng độ protein: nồng động tăng làm tăng lực ma sát giữa các phân tử, nút mạng lưới gel tăng, do đó làm tăng khả năng tạo gel

+ pH: mỗi loại protein có giá trị pH đẳng điện nhất định, càng xa pH đẳng điện thì protein càng tích điện âm hoặc dương, tạo ra lực đẩy tĩnh điện với các nhóm chức mang điện từ đó là giãn mạch protein

+ Môi trường nước rửa: hàng lượng Ca 2+ và Mg 2+ cao sẽ làm tăng nhanh quá trình biến tính của protein miofibin trong quá trình bảo quản đông lạnh Điều này làm giảm độ bền đông kết của surimi do làm tăng nhanh quá trình biến tính quá sớm của protein thịt cá nên khả năng hình thành liên kết gel hạn chế

+ Nhiệt độ: nhiệt độ cao làm cho protein giãn mạch, sau khi gia nhiệt để biến tính protein cần hạ nhiệt để tạo gel có cấu trúc bền, vững chắc

+ Quá trình cấp đông, bảo quản đông và tan giá: tốc độ làm đông nhanh, nhiệt độ bảo quản thấp và tan băng chậm sẽ làm giảm lượng nước thoát ra ngoài, duy trì được cấu trúc của hệ gel

Sản phẩm mô phỏng cua que

Hình 2.11 Sản phẩm cua que [38]

Cua que là sản phẩm mô phỏng thịt cua phổ biến và là nguyên liệu được sử dụng nhằm tăng thêm màu sắc và hương vị của nhiều món ăn

Nguyên tắc của quá trình sản xuất sản phẩm mô phỏng là lấy surimi làm nền protein tiến hành phối trộn các phụ gia tạo mùi vị, màu và phụ gia làm tăng cấu trúc sản phẩm, sau đó tiến hành tạo hình giống như sản phẩm tự nhiên sẽ được sản phẩm mô phỏng

Phụ gia tạo vị, màu, mùi Phụ gia tạo cấu trúc sản phẩm Hình 2.12 Sơ đồ nguyên tắc sản xuất sản phẩm mô phỏng từ surimi [2]

2.3.2 Vai trò của phụ gia sử dụng cho sản phẩm mô phỏng

Phụ gia thực phẩm là những chất được chủ động đưa vào thực phẩm, có hoặc không có giá trị dinh dưỡng, nhằm mục đích giữ hoặc cải thiện tính chất của sản phẩm và an toàn với sức khỏe của người sử dụng Đối với sản phẩm mô phỏng, phụ gia phải có vai trò bảo vệ protein để giữ lại cao nhất những chức năng của protein, chất “xơ” bổ sung để gia tăng cấu trúc sản phẩm mô phỏng, chất màu, mùi, vị được thêm vào để làm cho sản phẩm mô phỏng giống sản phẩm tự nhiên, nâng cao sức hấp dẫn về mặt cảm qua Các phụ gia được thêm vào còn có vai trò chống oxy hóa và chống biến đổi của các thành phần trong sản phẩm mô phỏng khi bảo quản đông và gia nhiệt.

Đặc điểm một số quá trình sản xuất surimi và cua que

Có 2 phương pháp xử lí nguyên liệu cá:

Surimi Nghiền trộn phụ gia Tạo hình Sản phẩm mô phỏng

+ Phương pháp 1: đánh vảy, cắt đầu, bỏ nội tạng, loại da và rửa sạch

+ Phương pháp 2: đánh vảy, cắt đầu, bỏ nội tạng, fillet cá loại da và rửa sạch Tuy nhiên cá mối là loại cá có thước nhỏ nếu tiến hành fillet sẽ làm tăng thêm hao hụt Do đó tiến hành phương pháp 1, quá trình cắt nghiền tiếp sau sẽ loại xương ra khỏi cá Việc loại bỏ nội tạng cần tránh không làm rách nội tạng, hạn chế sự lây nhiễm vi sinh vật và sự hoạt động của các enzyme từ nội tạng cá

Rửa cá là khâu quan trọng nhất trong các công đoạn sản xuất surimi Chế độ rửa ảnh hưởng rất lớn đến hiệu suất và chất lượng surimi thu được, mỗi loại cá khác nhau có một chế độ rửa khác nhau Việc rửa sẽ loại bỏ muối khoáng, acid amin, protein hòa tan, nội tạng còn sót lại, các mô máu, nhớt bẩn, lipid và các tạp chất khác

Hiệu quả quá trình rửa phụ thuộc vào: a Thời gian rửa thịt cá xay, tỉ lệ nước và chu kỳ rửa

+ Thời gian rửa: hàm lượng protein hòa tan trong nước rửa thịt cá xay tăng dần và đạt giá trị cao nhất tại 10 phút, sau đó gần như cân bằng, tiếp theo nếu thời gian rửa tăng thì protein hòa tan cũng tăng lên không đáng kể Hơn nữa, nếu rửa quá lâu sẽ gây trương nước protein, gây khó khăn cho quá trình tách nước và ảnh hưởng đến độ bền đông kết của surimi

Lưu ý trong quá trình chuyển giao chu kỳ rửa phải tiến hành ép tách nước trước khi chuyển sang chu kỳ sau

+ Tỉ lệ nước và chu kỳ rửa: tỉ lệ nước và thịt cá (v/w) là 1/3 đến 1/4 mang lại hiệu quả và chất lượng cao hơn Tỉ lệ này còn phụ thuộc vào chu kỳ rửa Tỷ lệ nước rửa càng lớn thì chu kỳ rửa càng nhỏ Tỷ lệ nước rửa không nên quá lớn và không nên rửa thịt cá lớn hơn 3 chu kỳ [2] b Thành phần nước rửa

Kiềm: các loại kiềm thường dùng để rửa thịt cá là soda (NaHCO3) hoặc Na2CO3 Kiềm có tác dụng khử mỡ, khi môi trường có kiềm, chất béo sẽ tạo hệ nhũ tương và một phần bị phân hủy, các hạt nhũ tương hấp thụ các axit béo lên bề mặt, tích điện âm và bị nước rửa trôi Dung dịch rửa có kiềm thường sử dụng khi nguyên liệu cá có nhiều mỡ Vì cá mối là cá gầy, ít chất béo nên không dùng dung dịch kiềm để rửa

Nước muối loãng: Có tác dụng làm tăng khả năng giữ nước cho protein, từ đó làm tăng độ bền gel của surimi Nồng độ muối sử dụng nên nhỏ hơn 5% [2] Đối với cá mối là loại cá gầy, cơ thịt trắng, nên dùng các loại acid hữu cơ yếu như: acetic, sorbic, ascorbic… sẽ tẩy trắng surimi, khử mùi mạnh và hạn chế quá trình thối rửa Acid acetic có khả năng khử mùi mạnh hơn, giá rẻ hơn và dễ mua với khối lượng lớn, các loại acid xitric, ascorbic lại có tác dụng chống oxy hóa cho quá trình bảo quản

Tuy nhiên, môi trường acid gây hiện tượng phân cắt protein làm giảm độ bền đông kết của surimi, do đó, nồng độ acid < 0,02% Ở chu kỳ rửa 3, nên rửa trong môi trường nước lạnh hoặc dung dịch nước muối loãng để khôi phục và tăng khả năng tạo gel của protein thịt cá Tuy nhiên, nếu nồng độ muối quá cao sẽ gây cản trở công đoạn tách nước cho thịt cá trước khi nghiền trộn [2] c Tốc độ khuấy đảo

Khuấy đảo thích hợp sẽ tăng cường quá trình hòa tan các chất phi protein, nếu tốc độ quá cao sẽ cắt mạch protein làm giảm hiệu suất quá trình và gây khó khăn khi tách nước sau này d Nhiệt độ nước rửa và độ cứng của nước

+ Nhiệt độ nước rửa ảnh hưởng đến chức năng tạo gel của protein Ở vùng nhiệt độ 5 – 31 o C, protein vẫn giữ được cấu trúc và khả năng tạo gel Nhiệt độ nước rửa cũng ảnh hưởng đến hiệu suất tách nước sau rửa, việc tách nước không quá 10 phút bằng phương pháp ly tâm

+ Độ cứng của nước rửa: nước rửa có độ cứng cao sẽ làm giảm khả năng tạo gel, tăng cường oxy hóa lipid và kích thích hoạt động của enzyme, có thể ảnh hưởng đến màu sắc của surimi, do đó cần xử lý nước trước khi rửa thịt cá [2]

Quá trình ép tách nước còn gọi là quá trình điều chỉnh lượng nước cho phù hợp để tạo gel của protein Hàm ẩm của thịt cá trước khi nghiền trộn từ 70 – 79 % cho độ bền đông kết surimi cao nhất, sao cho gần giống với hàm ẩm tự nhiên của thịt cá là tốt nhất Cá mối có hàm ẩm tự nhiên 73,3 %, do đó chọn độ ẩm sau ép tách nước là 74 % Nghiên cứu cho thấy độ bền đông kết của surimi cá tạp cao nhất tương đương với lực ép 0,2 kg/cm 2 [2]

Công đoạn phối trộn phụ gia ảnh hưởng quyết định đến sự tạo gel của surimi Quá trình này tạo ra nội lực ma sát làm xuất hiện các nút lưới gel và hình thành các liên kết gel, tạo nên cấu trúc gel làm surimi dẻo dai, bền chắc Trong quá trình nghiền và phối trộn cũng bổ sung các chất phụ gia đồng tạo gel, phụ gia làm bền và giữ nước cũng được bổ sung để nâng cao chất lượng cho surimi và các sản phẩm mô phỏng Tỷ lệ phối trộn các phụ gia phải theo tỉ lệ thích hợp nếu không sẽ không tạo được tính ổn định của hệ gel

Chất lượng của surimi phụ thuộc vào tỷ lệ phụ gia phối trộn và thời gian nghiền trộn Tỷ lệ phụ gia phối trộn:

+ Đường và sorbitol: hàm lượng đường thích hợp là 6% so với lượng surimi Để giảm vị ngọt do đường gây nên ta trộn sorbitol với đường (tỷ lệ 50/50)

+ Tinh bột: khi tăng hàm lượng tinh bột thì độ bền đông kết của surimi tăng Tuy nhiên, khi tỷ lệ tinh bột lớn hơn 4 % thì độ bền đông kết surimi giảm Độ bền đông kết của surimi đạt cao nhất khi tỷ lệ tinh bột nằm trong khoảng 3 – 4%

+ Gelatin: tỷ lệ gelatin ảnh hưởng tới độ bền đông kết gel của surimi Tỷ lệ gelatin thích hợp cho chất lượng surimi của mỗi loại cá khác nhau là khác nhau Đối với cá mối, tỷ lệ gelatin thích hợp là 0,6%

+ Natri hydrophosphate: tỷ lệ natri hydrophosphate thích hợp trong sản xuất surimi cá mối là 0,3%

LỰA CHỌN VÀ THUYẾT MINH QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ

Sản phẩm surimi

3.1.1 Quy trình công nghệ

Hình 3.1 Sơ đồ quy trình sản xuất surimi

Xử lý sơ bộ Vảy, nội tạng, vây, đầu

- Lần 1: [NaCl]=0,5%, nước rửa/cá=4/1, τ = 10 phút

- Lần 2:[CH 3 COOH] = 0,004%, nước rửa/cá=4/1, τ = 10 phút

- Lần 3: nước thường, nước rửa/cá=4/1, t = 15 o C, τ = 10 phút

(Tinh bột 3 %, sorbitol 6 %, gelatin 0,6 %, Na 2 HPO 4 0,3 %, τ = 20 phút)

( t=(-30) – (-35) o C, τ = 140 phút) Đóng thùng

Chờ định hình

3.1.2 Thuyết minh quy trình

+ Mục đích: kiểm tra và loại bỏ nguyên liệu không đạt yêu cầu về chất lượng, nguyên liệu có tốt thì sản phẩm mới đạt chất lượng tốt nhất

Kiểm tra hồ sơ từ đại lý đảm bảo nguyên liệu được mua từ tàu cá có cam kết không sử dụng hóa chất bảo quản nguyên liệu sau khai thác Cân, lấy mẫu, kiểm tra kích cỡ, tạp chất Đảm bảo nguyên liệu đạt tiêu chuẩn về kích thước, mùi vị, màu sắc Loại bỏ cá ươn, hỏng, không đúng chủng loại để tránh ảnh hưởng chất lượng lô cá Tiếp nhận nguyên liệu ở nhiệt độ phòng

+ Mục đích: loại bỏ những phần không dùng để sản xuất surimi, có khả năng gây ảnh hưởng đến chất lượng của sản phẩm như đầu, vây, vảy, nội tạng…

+ Tiến hành: cắt đầu cá sao cho lượng hao hụt ít nhất Dùng dao và tay lấy sạch nội tạng và gân máu ở phần bụng sao cho nội tạng cá không bị vỡ, tránh bị lây nhiễm vi sinh vật Kiểm tra và loại bỏ tạp chất còn sót lại trên thân cá

+ Mục đích: loại bỏ nhớt bẩn, mô máu, nội tạng còn sót lại sau xử lý

+Tiến hành: cá được rửa bằng nước thường ở nhiệt độ 0 – 5 o C

+ Mục đích: tách xương, vảy, da bằng phương pháp cơ học Phần thịt cá có kích thước nhỏ sẽ tạo điều kiện cho quá trình rửa và hòa tan các chất gây cản trở khả năng tạo gel sau này

+ Tiến hành: Sử dụng máy nghiền với trống nghiền có các lỗ trống trên bề mặt có đường kính 5 mm Kích thước miếng cá sẽ giảm đi dưới tác dụng của lực ép mạnh giữa dây cao su và trống nghiền của máy Thịt cá được nghiền thành miếng dày 5 mm, xương, da vây không xuyên qua được lỗ trống bị cuốn ra ngoài, gạt xuống bộ phận thu hồi phế liệu

+ Mục đích: loại bỏ các chất phi protein, các protein tan trong nước, vì các protein này cản trở sự tạo gel, làm giảm sự ổn định và tính chất chức năng của surimi trong thời gian lưu trữ Loại bỏ các tạp chất màu, khử mùi tanh

+ Tiến hành: thịt cá được rửa 3 lần, tỷ lệ nước rửa thịt cá 4/1

Rửa lần 1: dùng dung dịch nước muối NaCl 0,5%, tỷ lệ dung dịch rửa / thịt cá (v/w) là 4/1, thời gian 10 phút, tốc độ khuấy đảo vừa phải

Rửa lần 2: bằng dung dịch acid acetic nồng độ 0,004%, tỷ lệ dung dịch rửa / thịt cá (v/w) là 4/1, thực hiện trong 10 phút, khuấy trộn vừa phải và đều đặn

Rửa lần 3: bằng nước thường ở nhiệt độ 15 o C, tỷ lệ nước rửa / thịt cá (v/w) là 4/1, thời gian rửa 10 phút, khuấy đảo đều đặn với tốc độ vừa phải [2]

Quá trình rửa được tiến hành trong các thùng rửa có cánh khuấy, sau mỗi lần rửa thịt cá được bơm lên trống quay ly tâm, nhờ lực ly tâm để tách riêng phần thịt cá được rửa và nước rửa Thịt cá được đưa sang thùng rửa tiếp theo Sau lần rửa cuối cùng, thịt cá cũng được tách nước sơ bộ bằng trống quay ly tâm rồi đưa sang thiết bị tinh chế [2] Nước rửa sẽ được đưa vào hệ thống xử lý thu hồi protein

Biến đổi: Các protein hòa tan, chất khoáng, lipid, vitamin khuếch tán vào nước, các chất gây mùi tanh bị loại bỏ, hàm ẩm của thịt cá tăng lên đến 80 – 85%, lượng vi sinh vật tăng lên [2]

+ Mục đích: loại bỏ xương, da và các thành phần khác gây ảnh hưởng đến quá trình sản xuất như các mảnh nội tạng sót, mô máu, vảy…

+ Tiến hành: dùng thiết bị lọc xương thùng quay có kích thước lỗ nhỏ (2 – 3 mm), phần thịt cá sẽ được đẩy ra ngoài, phần không ra được sẽ được đưa đi xử lý

+ Mục đích: độ ẩm trong thịt cá sau rửa tăng lên đến 80 – 85 %, theo yêu cầu, độ ẩm của thịt cá cho quá trình phối trộn phải gần giống với độ ẩm tự nhiên để tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình tạo gel Do đó, cần phải loại nước trong cá

+ Tiến hành: sử dụng thiết bị ép trục vít có kích thước lỗ khoảng 0,5 – 1,5 mm Lực ép phải đủ mạnh để nước tự do thoát ra hết nhưng thịt cá không bị nát, đối với các loại cá tạp như cá mối, lực ép 0,2 kg/cm 2 đem lại hiệu quả và độ bền đông kết cao nhất Thời gian ép khoảng 8 phút [2]

Biến đổi: hàm ẩm của thịt cá giảm về gần hàm ẩm tự nhiên: khoảng 74 – 76%, nhiệt độ khối thịt tăng, protein bị biến tính [2]

+ Mục đích: phối trộn các phụ gia bảo vệ cấu trúc và tính chất chức năng của protein tạo sự đồng nhất cho hỗn hợp, tăng độ bền cấu trúc gel của surimi

Sản phẩm mô phỏng cua que

3.2.1 Quy trình công nghệ

Hình 3.2 Sơ đồ quy trình sản xuất cua que

Phối trộn phụ gia τ = 20 phút (Nước chiết cua 10%, bột lòng trắng trứng 5%, tinh bột 2%, đường1% , muối 1%, bột ngọt 0,3%, surelesting 0,5%, carrageenan 0,6%, carramin 0,2%, chất xơ 0,3%)

Bao gói chân không Dò kim loại Bảo quản

3.2.2 Thuyết minh quy trình công nghệ

Sản phẩm của dây chuyền sản xuất surimi sẽ là nguyên liệu chính để sản xuất của dây chuyền sản xuất sản phẩm mô phỏng cua que

Nguyên liệu được sử dụng sản xuất cua que là surimi đông lạnh

Yêu cầu: surimi phải đảm bảo các chỉ tiêu chất lượng về hóa lí, vi sinh, cảm quan về surimi, vì thành phần và chất lượng của surimi quyết định đến chất lượng sản phẩm cuối cùng Surimi dùng sản xuất phải được bảo quản trong phòng bảo quản lạnh đông có nhiệt độ -18 ± 2ºC, sử dụng trong vòng 6 tháng để giữ đặc tính chức năng tốt nhất 3.2.2.2 Cắt lát

+ Mục đích: chia khối surimi thành những phần nhỏ để tạo thuận lợi cho quá trình phối trộn phụ gia tiếp theo

+ Tiến hành: công nhân sẽ tháo lớp bao bì nilon, sau đó cho vào máy cắt thành các lát mỏng

+ Mục đích: nhằm tạ ra mùi vị đặc trưng của sản phẩm thanh cua, làm cho sản phẩm gần giống tự nhiên, đáp ứng được yêu cầu của khách hàng

+ Tiến hành: phối trộn với các phụ gia được pha sẵn, tỷ lệ phụ gia phối trộn được tính theo khối lương nguyên liệu đưa vào sản xuất, tiến hành trong thời gian 20 phút

- Bột lòng trắng trứng 5 %

+ Mục đích: giúp hình thành cấu trúc gel chặt chẽ, cấu trúc sản phẩm đồng nhất, hình thành các sớ thịt cho sản phẩm cua que mô phỏng

+ Tiến hành: hỗn hợp sau nghiền trộn sẽ được đưa vào máy định hình và được cán mỏng có chiều rộng 25 cm và bề dày 1,2 mm nhờ hai thanh trục quay tự động

+ Mục đích: ổn định cấu trúc, hiệu chỉnh lượng nước trong sản phẩm

+ Tiến hành: sau khi cán các tấm surmi sẽ được gia nhiệt bằng hơi ở 75 – 80 o C trong thời gian 50 – 100 giây

+ Mục đích: định hình sản phẩm và tạo điều kiện thuận lợi cho công đoạn bọc màu

+ Tiến hành: sau khi gia nhiệt, các tấm surimi được làm nguội trên băng tải, cuối băng tải có hai trục vít nhỏ, khi tấm surimi tới sẽ tự động cuốn tròn và chuyển đến công đoạn tiếp theo

+ Mục đích: làm cho thanh cua có màu sắc gần giống với sản phẩm tự nhiên, tăng giá trị cảm quan cho sản phẩm

+ Tiến hành: màu được cho vào các phễu đựng, bên ngoài có một lớp đá để giữ cho nhiệt độ màu được ổn định Màu được các ống dẫn bên dưới phễu phun lên các tấm nhựa mỏng PE, sau đó các dây bán thành phẩm chạy qua máy phun màu sẽ được ghép mí bao nhựa lại để cố định lớp màng Bán thành phẩm sau khi được bọc màu sẽ được chuyển đến công đoạn hấp để làm chín

+ Mục đích: hấp chín để tiêu diệt vi sinh vật gây bệnh, tạo mùi thơm đặc trưng cho sản phẩm

+Tiến hành: bao bì có chứa bán thành phẩm đi trên băng chuyền hấp – làm nguội Nhiệt độ buồng hấp ≥ 95 o C, thời gian 15 – 20 phút, nhiệt độ buồng làm mát: 15 – 20 o C 3.2.2.9 Làm nguội

+ Mục đích: hạ nhiệt độ của bán thành phẩm, làm khô hơi nước đọng trên bề mặt + Tiến hành: có các ống thổi hơi lạnh vào để làm nguội ngay trên băng tải thiết bị 3.2.2.10 Cắt khúc

+ Mục đích: tạo kích thước theo yêu cầu khách hàng

+ Tiến hành: bán thành phẩm được cắt thành khúc dài từ 6 – 8 cm

+ Mục đích: kéo dài thời gian sử dụng sản phẩm

+ Tiến hành: thiết bị lạnh đông nhanh IQF, nhiệt độ cấp đông từ -30 – -35 o C, nhiệt độ tâm sản phẩm đạt –18 ± 2 o C Thời gian cấp đông 17 – 20 phút

+ Mục đích: thuận lợi cho quá trình vận chuyển, tránh sự xâm nhập của vi sinh vật + Tiến hành: bán thành phẩm sau khi cắt khúc sẽ được đóng gói chân không tự động bằng những bao PE có kích thước tùy thuộc vào sản phẩm và yêu cầu khách hàng + Yêu cầu kỹ thuật: đảm bảo độ chân không của thiết bị, tránh nhiễm vi sinh vật 3.2.2.13 Dò kim loại

+ Mục đích: phát hiện và loại bỏ những sản phẩm có lẫn mảnh kim loại, đảm bảo chất lượng, an toàn của sản phẩm

+ Tiến hành: sử dụng máy dò kim loại có gắn cảm biến từ, những khối sản phẩm có mảnh kim loại sẽ bị loại ra và đem đi xử lí

+ Mục đích: duy trì chất lượng sản phẩm ở mức tốt nhất có thể trong thời gian dài

+ Tiến hành: các thùng surimi được đặt trong phòng bảo quản lạnh đông có nhiệt độ -18 ± 2ºC

Sau khi đã xây dựng được quy trình công nghệ của 2 sản phẩm, em tiến hành tính toán và xử lý số liệu từ năng suất ban đầu đề ra cho từng công đoạn trong quy trình.

TÍNH CÂN BẰNG VẬT CHẤT

TÍNH VÀ CHỌN THIẾT BỊ

TÍNH NHIỆT – HƠI – NƯỚC

TÍNH XÂY DỰNG VÀ QUY HOẠCH TỔNG MẶT BẰNG

KIỂM TRA SẢN XUẤT – ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG SẢN PHẨM

AN TOÀN LAO ĐỘNG – VỆ SINH XÍ NGHIỆP – PHÒNG CHỐNG CHÁY NỔ 100