Thiết kế nhà máy chế biến thủy hải sản

Lịch sử phát triển của ngành lạnh, tổng quan về ngành chế biến thủy sản ở việt nam, tình hình về thủy sản ở việt nam, quá trình cấp đông, tình hình nghiên cứu và khai thác thủy sản, nguồn nguyên liệu nuôi trồng thủy sản, hoạt động nuôi trồng thủy sản, khai thác thủy sản, ngành chế biến, xuất khẩu thủy sản ở việt nam, các phương pháp cấp đông thủy sản, những biến đổi của thực phẩm khi làm lạnh và bảo quản lạnh, những biến đổi của thực phẩm trong quá trình làm lạnh đông, quy trình chế biến sản phẩm đông lạnh, phân tích lựa chọn phương pháp bảo quản, tính toán, bố trí mặt bằng nhà máy chế biến thủy sản, tính toán thiết kế phòng lạnh, tính toán thiết bị phụ tải nhiệt, phân tích lựa chọn phương án thiết kế hệ thống lạnh, tính toán kinh tế,..

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP.HCM

KHOA CÔNG NGHỆ HÓA HỌC

BỘ MÔN CÔNG NGHỆ HÓA HỌC & VẬT LIỆU

MỤC LỤC

LỜI MỞ ĐẦU ix

LỜI CẢM ƠN 2

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN 3

1.1 Lịch sử phát triển của ngành lạnh 3

1.2 Tổng quan về ngành chế biến thủy sản ở Việt Nam 3

1.2.1 Tình hình về thủy sản ở Việt Nam 3

1.2.2 Quá trình cấp đông 6

1.3 Tình hình nghiên cứu và khai thác thủy sản 8

1.3.1 Nguồn nguyên liệu nuôi trồng thủy sản 8

1.3.2 Hoạt động nuôi trồng thủy sản 9

1.3.3 Khai thác thủy sản 11

1.3.4 Ngành chế biến, xuất khẩu thủy sản ở Việt Nam 12

1.3.5 Các phương pháp cấp đông thủy sản 17

1.3.6 Những biến đổi của thực phẩm khi làm lạnh và bảo quản lạnh 19

1.3.7 Những biến đổi của thực phẩm trong quá trình làm lạnh đông 20

1.3.8 Kết luận 22

CHƯƠNG 2 QUY TRÌNH CHẾ BIẾN - BẢO QUẢN 23

2.1 Thông số công nghệ 23

2.1.1 Một số sản phẩm của nhà máy 25

2.1.2 Quy trình chế biến sản phẩm đông lạnh 28

2.1.3 Phân tích lựa chọn phương án bảo quản 52

CHƯƠNG 3 TÍNH TOÁN BỐ TRÍ MẶT BẰNG NHÀ MÁY 57

3.1 Sơ đồ bố trí mặt bằng nhà máy 57

3.2.1 Tính chọn thiết bị, dụng cụ cho phòng tiếp nhận nguyên liệu 58

3.2.2 Tính chọn thiết bị, dụng cụ cho phòng sơ chế 61

3.2.3 Tính chọn thiết bị, dụng cụ phòng phân cỡ 63

3.2.4 Tính chọn thiết bị, dụng cụ cho phòng cân, xếp khuôn 64

3.2.5 Tính chọn thiết bị, dụng cụ cho phòng chế biến tôm PTO 65

3.2.6 Tính chọn thiết bị, dụng cụ cho phòng chờ đông, cấp đông 66

3.3 Tính toán mặt bằng nhà máy 67

3.3.1 Phòng tiếp nhận nguyên liệu 67

3.3.2 Phòng bảo quản 68

3.3.3 Phòng sơ chế 68

3.3.4 Phòng phân cỡ, phân loại 69

3.3.5 Phòng cân - xếp khuôn 69

3.3.6 Phòng chế biến tôm PTO 70

3.3.7 Phòng cấp đông - bao gói 70

3.3.8 Phòng tẩm bột 71

3.3.9 Phòng sơ chế thủy sản khác 72

3.3.10 Phòng chế biến thủy sản khác 72

3.3.11 Phòng cấp đông- bao gói thủy sản khác 73

3.3.12 Phòng bảo quản thủy sản khác 74

3.3.13 Phòng sơ chế nông sản 74

3.3.14 Phòng phối trộn gia vị 75

3.3.15 Phòng định hình 76

3.3.16 Phòng máy 76

4.1 Tính toán thiết kế thể tích phòng lạnh 88

4.1.1 Kho bảo quản thành phẩm 88

4.1.2 Kho đá vảy 90

4.1.3 Kho chờ đông 91

4.2 Vật liệu xây dựng, cách ẩm 93

4.2.1 Cấu trúc bao che kho lạnh 93

4.2.2 Vật liệu xây dựng, cách ẩm, cách nhiệt 93

4.2.3 Tính toán cách nhiệt, cách ẩm 95

CHƯƠNG 5 TÍNH TOÁN PHỤ TẢI NHIỆT 104

5.1 Tính toán tổn thất nhiệt cho hệ thống cấp đông 104

5.1.1 Tổn thất nhiệt cho tủ đông tiếp xúc 104

5.1.2 Băng chuyền IQF 111

5.1.3 Tủ đông gió( ABF) 115

5.2 Tính tổn thất nhiệt kho trữ đông 120

5.3 Tính toán tổn thất nhiệt cho kho sản xuất nước đá 124

5.4 Tính toán phụ tải nhiệt cho dàn bay hơi và máy nén 129

5.4.1 Tính toán phụ tải nhiệt cho dàn bay hơi 129

5.4.2 Tính toán phụ tải nhiệt cho máy nén 129

CHƯƠNG 6 PHÂN TÍCH LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG LẠNH 130

6.1 Phân tích lựa chọn môi chất lạnh 130

6.1.1 Tính chất nhiệt động 130

6.1.2 Yêu cầu về hóa lý 131

6.1.3 Yêu cầu về lý sinh 131

6.1.4 Yêu cầu về kinh tế 132

6.1.6 Kết luận 133

6.2 Phân tích lựa chọn thiết bị sử dụng trong hệ thống lạnh 134

6.2.1 Chọn tủ đông tiếp xúc 134

6.2.2 Chọn tủ đông gió (ABF) 135

6.2.3 Băng chuyền IQF 136

6.2.4 Kết luận 139

6.3 Phân tích lựa chọn máy nén 139

6.4 Phân tích lựa chọn thiết bị ngưng tụ 141

6.5 Phân tích lựa chọn thiết bị bay hơi 143

6.6 Phân tích lựa chọn thiết bị tiết lưu 145

6.7 Phân tích lựa chọn chu trình hệ thống lạnh 147

CHƯƠNG 7 TÍNH TOÁN THIẾT BỊ CHÍNH 152

7.1 Tính chọn máy nén 152

7.1.1 Máy nén hạ áp 152

7.1.2 Máy nén cao áp 153

7.2 Tính chọn thiết bị ngưng tụ 155

7.3 Tính chọn thiết bị bay hơi( thiết kế dàn lạnh ngập dịch) 160

CHƯƠNG 8 TÍNH CHỌN THIẾT BỊ PHỤ 167

8.1 Bình chứa cao áp 167

8.2 Bình chứa hạ áp 168

8.3 Bình chứa dầu 169

8.4 Bình tách dầu 170

8.5 Bình tách lỏng 171

8.8 Bình quá lạnh 177

8.9 Ống dẫn 180

8.10 Các thiết bị đường ống 181

8.10.1 Van chặn 181

8.10.2 Van một chiều 181

8.10.3 Kính xem gas 182

8.10.4 Ống tiêu âm 182

CHƯƠNG 9 TÍNH TOÁN KINH TẾ 184

9.1 Tính nhu cầu nước cho nhà máy 184

9.1.1 Nhu cầu tiêu thụ nước 184

9.2 Tính điện cho nhà máy 185

TÀI LIỆU THAM KHẢO 194

Hình 1 1 Sơ đồ sản lượng nuôi trồng và khai thác thủy sản VN (1995-2019) 4

Hình 1 2 Quá trình cấp đông thủy sản 7

Hình 1 3 Tỉ lệ diện tích nuôi cá tra doanh nghiệp đầu tư 10

Hình 2 1 Tôm tẩm bột 25

Hình 2 2 Tôm xiên que 26

Hình 2 3 Tôm tẩm TM 26

Hình 2 4 Tôm PTO 26

Hình 2 5 Cá basa fillet 27

Hình 2 6 Cá hồi fillet 27

Hình 2 7 Cá ngừ cắt miếng 27

Hình 2 8 Cá basa cắt khoanh 27

Hình 2 9 Tôm sú PTO 28

Hình 2 10 Tôm thẻ PTO 29

Hình 2 11 Tôm chì PTO 29

Hình 2 12 Máy rửa tôm nguyên 32

Hình 2 13 Máy phân cỡ tôm 34

Hình 2 14 Thùng rửa tôm 3 ngăn 35

Hình 2 15 Lạnh đông IQF 37

Hình 2 16 Hệ thống mạ băng tôm 38

Hình 2 17 Hệ thống tái đông 39

Hình 2 18 Máy dò kim loại tôm 40

Hình 2 19 Máy cắt đầu, đuôi cá hồi 44

Hình 2 20 Máy fillet cá hồi 45

Hình 2 21 Soi kí sinh trùng 47

Hình 2 22 Rửa 3 48

Hình 2 23 Mạ băng 50

Hình 2 24 Tái đông 50

Hình 2 25 Máy dò kim loại 51

Hình 2 28 Bảo quản bằng kho lạnh 55

Hình 4 1 Kết cấu vách kho 95

Hình 5 1 Đồ thị quá trình kết đông của tôm 108

Hình 6 1 Tủ đông tiếp xúc 134

Hình 6 2 Tủ đông gió 136

Hình 6 3 Băng chuyền IQF 137

Hình 6 4 Chu trình 2 cấp nén có bình trung gian trao đổi nhiệt ống 149

Hình 8 1 Bình chứa cao áp 168

Hình 8 2 Bình chứa hạ áp 169

Hình 8 3 Bình tách dầu 171

Hình 8 4 Bình tách lỏng 172

Hình 8 5 Bình tách khí không ngưng 173

Hình 8 6 Bình trung gian 176

Hình 8 7 Các loại van chặn 181

Hình 8 8 Van một chiều 182

Hình 8 9 Kính xem gas 182

Hình 8 10 Ống tiêu âm 182

Hình 8 11 Van xả gas 183

DANH SÁCH BẢNG BIỂU

Bảng 1 1 Thành phần dinh dưỡng của các loài cá (%) giá trị trung bình 5

Bảng 1 2 Thành phần hóa học trung bình(%) của các loài giáp sát và nhuyễn thể 6

Bảng 1 3 Xuất khẩu thủy sản Việt Nam T1-12/2019 (triệu USD) 17

Bảng 2 1 Nhu cầu nguyên liệu theo ngày 24

Bảng 2 2 Bảng định mức tiêu hao nguyên liệu và bán thành phẩm 25

Bảng 2 3 Thành phần dung dịch tẩm,tỷ lệ thành phần trong khối lượng dung dịch tẩm .36

Bảng 3 1 Bảng thông số của máy rửa 59

Bảng 3 2 Bảng thiết bị và dụng cụ khâu tiếp nhận nguyên liệu 61

Bảng 3 3 Thiết bị và dụng cụ phòng sơ chế tôm 63

Bảng 3 4 Thiết bị, dụng cụ cho phòng phân cỡ 64

Bảng 3 5 Bảng dụng cụ thiết bị khâu xếp khuôn 65

Bảng 3 6 Thiết bị và dụng cụ khâu chế biến tôm PTO 66

Bảng 3 7 Bảng thiết bị, dụng cụ cho phòng chờ đông, cấp đông 67

Bảng 4 1 Cấu trúc vách kho ( bảng 3-1, 3-2, [TL4]) 95

Bảng 4 2 Bảng tính chất nhiệt vật lý của không khí ẩm 98

Bảng 4 3 So sánh các giá trị Px và Px” 100

Bảng 4 4 Bảng 3-1, 3-2 100

Bảng 5 1 Các thành phần của tôm 106

Bảng 6 1 Tính chất nhiệt động của một số môi chất lạnh tiêu biểu 131

Bảng 6 2 yêu cầu về an toàn môi trường đối với một số MCL tiêu biểu 132

Bảng 6 3 Thông số kỹ thuật của tủ đông tiếp xúc 135

Bảng 6 4 Thông số kỹ thuật của tủ đông gió 136

Bảng 6 5 Thông số kỹ thuật bang chuyền IQF xoắn ốc 137

Bảng 6 6 Thông số kỹ thuật băng chuyền IQF thẳng 138

Bảng 6 7 Thông số kỹ thuật băng chuyền IQF dạng tấm 138

Bảng 6 8 So sánh các thiết bị trong hệ thống cấp đông 139

Bảng 6 9 So sánh một số máy nén trong sử dụng trong hệ thống lạnh 141

Bảng 6 10 So sánh một số thiết bị ngưng tụ trong hệ thống lạnh 143

Bảng 6 11 So sánh một số thiết bị bay hơi trong hệ thống lạnh 145

Bảng 6 12 So sánh một số thiết bị tiết lưu trong hệ thống lạnh 147

Bảng 6 13 Bảng số liệ các điểm nút của chu trình và hệ thống trạng thái 150

Bảng 8 1 Thông số của bình chứa dầu 169

Bảng 9 1 Bảng thống kê điện năng tiêu thụ do chiếu sáng 193

PHIẾU GIAO NHIỆM VỤ KHÓA LUẬN

Họ và tên sinh viên: Hồ Thị Mỹ Phong MSSV: 2004170127

( Ký và ghi rõ họ tên)

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC

PHẨM TP.HCM

Khoa: CÔNG NGHỆ HÓA HỌC

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA

VIỆT NAM

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP.HCM

ĐƠN VỊ: KHOA CÔNG NGHỆ HÓA HỌC

BỘ MÔN: QUÁ TRÌNH THIẾT BỊ

PHIẾU THEO DÕI THỰC HIỆN TIẾN ĐỘ KHÓA LUẬN

Sinh viên thực hiện: Hồ Thị Mỹ Phong MSSV: 2004170127

Cán bộ hướng dẫn: TS Đỗ Hữu Hoàng

Tên đề tài: Thiết kế nhà máy chế biến thủy sản công suất 70 tấn thành phẩm/ngàyđược lắp đặt tại TP.HCM

tên1

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

Sinh viên thực hiện: Hồ Thị Mỹ Phong MSSV: 2004170127

Điểm:

Ký Tên (GVHD)

Đỗ Hữu Hoàng

LỜI MỞ ĐẦU

Đất nước ta có rất nhiều sông và bờ biển dài vì vậy thủy sản rất đa dạng vềchủng loại như: bạch tuộc, mực, cá, tôm…Từ xa xưa con người đánh bắt chỉ phục vụcho nhu cầu thuần túy Nhưng khi xã hội ngày càng phát triển, đặc biệt với nền kinh tếhội nhập thì việc đánh bắt thủy sản không còn gói gọn trong việc thỏa mãn nhu cầusống của một bộ phận dân cư mà nó trở thành bán thành phẩm, thành phẩm để xuấtkhẩu ra nước ngoài và đem lại nguồn thu nhập lớn cho đất nước

Nhu cầu sử dụng ngày càng cao đó là một phần cũng do con người nhận thấyrằng thủy sản là nguồn thực phẩm có giá trị dinh dưỡng cao, dễ tiêu hóa… Bên cạnh

đó xuất khẩu thủy sản cũng là một ngành mang lại nguồn ngoại tệ lớn tăng nguồn thunhập quốc gia, thúc đẩy nền kinh tế phát triển Mặt hàng thủy sản không thể dữ trữ lâu

Do đó để kéo dài thời gian sử dụng con người đã tìm ra phương pháp làm lạnh

và bảo quản lạnh thủy sản Nhưng phương pháp này chỉ bảo quản trong thời gian ngắn.Muốn bảo quản lâu thì người ta phải tiến hành làm lạnh đông Từ khi phương pháplạnh đông ra đời đã giải quyết được nhiều vấn đề, ngoài việc đáp ứng đầy đủ lượng sảnphẩm cho tiêu dùng còn tăng khối lượng và thời gian dữ trữ nguyên liệu cho côngnghệ chế biến thực phẩm, tăng khả năng điều hòa, cung cấp thực phẩm tươi sống chocác khu phố lớn đông dân cư và việc xuất khẩu mặt hàng lạnh đông ra nước ngoài

Do thời gian và kiến thức có hạn, sự mới mẻ của thiết bị và chưa có kinh

nghiệm thưc tế, được sự cho phép của thầy giáo hướng dẫn em chọn đề tài “Thiết kế nhà máy chế biến thủy hải sản với công suất 70 tấn thành phẩm/ ngày được lắp đặt tại TP.HCM”.

LỜI CẢM ƠN

Trong suốt thời gian học tập vừa qua, được sự dìu dắt, tận tình dạy dỗ của cácthầy cô Trường Đại Học Công Nghiệp Thực Phẩm, em đã tiếp thu được rất nhiều kiếnthức bổ ích và thú vị, đó là món quà lớn mà em không thể nào đền đáp được

Nhân dịp viết khóa luận tốt nghiệp này, em xin gửi lời cảm ơn chân thành đếnthầy cô, bạn bè là những người đã giúp em rất nhiều trong học tập và hỗ trợ cho chúng

em trong suốt thời gian học tập vừa qua

Em xin chân thành cảm ơn quý thầy cô trong khoa Công Nghệ Hóa Học, đặcbiệt em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến thầy Đỗ Hữu Hoàng, người trực tiếp chỉ dẫn để

em có cơ sở, có kiến thức cần thiết để hoàn thiện bài khóa luận tốt nghiệp Em xinchân thành cảm ơn thầy rất nhiều

Vì đề tài khóa luận này là một đề tài lớn, nên điều thiếu xót và hạn chế là khôngthể tránh khỏi Mong được sự đóng góp ý kiến, chỉ dẫn từ các thầy và bạn bè để củng

cố thêm kiến thức chuyên môn

Em xin chân thành cảm ơn

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN

áp suất thấp Kể từ đó đến nay, kĩ thuật hiện đại đã có một bước tiến xa, phạm vi nhiệt

độ nhiều và được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực: công nghiệp ( ngành luyện kim hóalỏng không khí cho các lò luyện gang, ), nông nghiệp ( hóa lỏng không khí nitơ làmphân đạm, ), y tế ( dùng lạnh bảo quản men, máu,dùng nitơ lỏng để bảo quản phôi, ),quốc phòng ( dùng oxy lỏng cho tên lửa, vũ trụ, ), đặc biệt lĩnh vực được sử dụng

rộng rãi nhất là bảo quản thực phẩm ( bảo quản thịt, cá, rau, quả, ), [1].

Kĩ thuật lạnh là kĩ thuật tạo ra môi trường có nhiệt độ thấp hơn nhiệt độ bìnhthường của môi trường Giới hạn của môi trường lạnh là môi trường có nhiệt độ t <

20 °C Trong môi trường lạnh được chia làm hai vùng nhiệt độ: khoảng nhiệt độdương thấp t= (0÷20) °C còn khoảng nhiệt độ còn lại là nhiệt độ lạnh đông của sản

phẩm ( tùy theo từng sản phẩm mà có nhiệt độ đóng băng khác nhau), [1].

1.2 Tổng quan về ngành chế biến thủy sản ở Việt Nam

1.2.1 Tình hình về thủy sản ở Việt Nam

Thủy sản là một trong những ngành kinh tế mũi nhọn của nước ta, có giá trị xuấtkhẩu đứng hàng thứ tư trong các ngành kinh tế quốc dân ( sau dầu, gạo và hàng may

mặc) trước năm 2001 và đã vươn lên hàng thứ ba vào năm 2001, [2].

Chế biến thủy sản là một trong những lĩnh vực sản xuất chủ yếu tạo ra các sảnphẩm thực phẩm dùng để tiêu thụ nội địa và xuất khẩu Hiện nay cả nước đã có 75 %

số cơ sở chế biến thủy sản đạt tiêu chuẩn ngành về vệ sinh an toàn thực phẩm, 171 cơ

sở có đủ điều kiện xuất hàng thủy sản vào thị trường EU; 275 cơ sở đủ tiêu chuẩn xuấtkhẩu vào Hàn Quốc, 295 cơ sở đủ điều kiện xuất khẩu vào Trung Quốc; sản phẩm thủy

sản của Việt Nam đã có mặt ở 80 quốc gia và vùng lãnh thổ Việt Nam hiện đứng vào

vị trí thứ 7 trong danh sách các quốc gia xuất khẩu thủy sản hàng đầu của thế giới, [2]

Chế biến thủy sản là khâu rất quan trọng trong quá trình sản xuất, kinh doanhthủy sản bao gồm nuôi trồng- khai thác- chế biến và tiêu thụ Nguyên liệu thủy sảnđược cung cấp từ hai nguồn chính là khai thác thủy sản và nuôi trồng thủy sản Đặcbiệt là nuôi trồng thủy sản đã có sự phát triển nhanh, ổn định ở các đối tượng nuôi chủlực, có sản lượng hàng hoá lớn đang là nền tảng vững chắc để phát triển chế biến thủysản Trong đó các đối tượng nuôi có giá trị kinh tế cao, có sản lượng hàng hoá lớn như

tôm sú, cá tra, cá basa, nhuyễn thể hai mảnh vỏ… chiếm vị trí đặc biệt quan trọng, [2].

Hình 1 1 Sơ đồ sản lượng nuôi trồng và khai thác thủy sản VN (1995-2019)

Năm 2019, tốc độ tăng giá trị sản xuất thủy sản (giá so sánh năm 2010) đạt6,25% so với năm 2018, tổng sản lượng đạt khoảng 8,15 triệu tấn, tăng 4,9% trong đósản lượng khai thác đạt 3,77 triệu tấn, tăng 4,5%, nuôi trồng đạt 4,38 triệu tấn, tăng

5,2%.Kim ngạch xuất khẩu ước đạt 8,6 tỷ USD, [2].

Cả năm 2019, diện tích nuôi tôm đạt 720 nghìn ha, sản lượng tôm nước lợ ướcđạt 750 nghìn tấn bằng 98,3% so với năm 2018, trong đó tôm sú ước đạt 270.000 tấn,

tôm chân trắng là đạt 480.000 tấn, [2].

Tổng diện tích nuôi cá tra năm 2019 ước đạt 6,6 nghìn ha, tăng 22,2% so vớinăm 2018 Sản lượng đạt 1,42 triệu tấn, tương đương với năm 2018 Kim ngạch xuất

khẩu dự kiến đạt 1,9 tỷ USD, giảm 12% so với cùng kỳ năm 2018, [2].

Đối với khai thác thủy sản, nhờ thời thuận lợi, trong năm 2019 các tàu cá nghềlưới kéo, lưới vây, lưới chụp hoạt động nhiều, hiệu quả khá; tàu nghề lưới rê nhiều địa

phương hoạt động cầm chừng, hiệu quả thấp, [2].

Sản lượng và chất lượng, vệ sinh an toàn của nguyên liệu đầu vào từng bướcđược cải thiện, nâng cao, có ảnh hưởng tích cực đến chế biến và xuất khẩu thủy sản

Các cơ sở chế biến thủy sản phân bố nhiều ở các tỉnh ven biển, tập trung nhiều ởcác tỉnh Nam Trung Bộ và Nam Bộ, nơi có lợi thế về nguồn nguyên liệu khai thác,nuôi trồng thủy sản (đặc biệt là tôm sú, cá tra, cá basa ) có sản lượng lớn và tương đối

ổn định; hoặc nằm tại trung tâm thương mại lớn của cả nước, nơi lao động có trình độtay nghề cao và có nhiều thuận tiện cho hoạt động thương mại như Thành phố Hồ ChíMinh, Nha Trang, Cần Thơ, Sản phẩm chính của các cơ sở chế biến thủy sản quy

mô công nghiệp là đều hướng vào xuất khẩu, [2].

Sau đây là một số thành phần dinh dưỡng của một số loài cá và thủy sản khác

Bảng 1 1 Thành phần dinh dưỡng của các loài cá (%) giá trị trung bình

Tên Nước (%) Protein

(%)

Liquid(%)

Khoáng(%)

Phần ăn được(%)

Cấp đông là quá trình chuyển đổi hầu hết lượng nước trong thủy sản thành nước

đá Lượng nước trong thủy sản là 75 % trọng lượng và nước tồn tại dạng chất hòa tan

và dạng keo Điểm lạnh đông hạ xuống dưới 0 oC Điểm lạnh đông phụ thuộc vàonồng độ chất hòa tan trong dung dịch Điểm bắt đầu kết đông của thủy sản là -0,5oCđến -3 oC, chẳng hạn như là điểm đông của tôm ở nhiệt độ -2,2 oC, điểm đông của cásông là -1 oC, điểm đông của cá biển là -1,5 oC.Trong suốt quá trình lạnh đông, nướcdần dần chuyển đổi thành nước đá, nồng độ muối hữu cơ và vô cơ hòa tan tăng lên,điểm lạnh đông tiếp tục hạ thấp Ngay cả ở nhiệt độ -90 oC, chỉ có 90 đến 95 % nướcthực sự đóng băng Lượng nước này không bao gồm nước liên kết (nghĩa là nước liênkết hóa học với những phần tử đặc biệt như carbonyl, nhóm amino của protein và liênkết hydro) Vì vậy không bao giờ có điểm lạnh đông cố định Tuy nhiên, phần lớnnước (khoảng 75-80 %) được đông kết ở nhiệt độ -1oC và -5 oC Khoảng nhiệt độ này

được gọi là điểm tới hạn hay vùng lạnh đông, [3].

Dựa vào sự liên kết của nước trong cơ thể thủy sản người ta chia làm hai loại

Nguồn: [2]

- Nước tự do: là các phân tử nước có trong cấu trúc mô thủy sản và có tínhchất cấu trúc giống như nước thường Loại nước này rất linh động, dễ dịch chuyển tới

các vùng khác, điểm đóng băng của nó là (-1,5÷ -1) °C, [4].

- Nước liên kết: là nước duy trì trong tổ chức các mô, các tế bào bằng lực liênkết vững chắc với các chất vô cơ, hữu cơ Năng lượng để hình thành liên kết là rất lớn

và khó tách ra khỏi các mô và tế bào, nó bền vững cho nên điểm đóng băng là rất thấp,

[4].

Hình 1 2 Quá trình cấp đông thủy sản

Quá trình cấp đông xảy ra trong 3 giai đoạn sau:

• Giai đoạn 1- tiền đông: hạ nhiệt độ sản phẩm xuống nhiệt độ kết đông

- Nhiệt độ giảm nhanh xuống dưới điểm đóng băng của nước Điểm quá lạnhlàm xuất hiện mầm tinh thể đá ở gian bào ( khoảng trống giữa các tế bào) mà khôngxuất hiện trong tế bào vì nồng độ chất tan trong nước tự do ở gian bào rất thấp so với

bào, kết quả làm mất dịch và làm thay đổi cấu trúc của sản phẩm khi rã đông, [4].

- Nếu lượng nhiệt tách ra nhanh các tinh thể đá hình thành cả ở trong gian bào

và tế bào, kích thước đá nhỏ và phân bố đều khắp kết quả là thời gian đông lạnh đượcrút ngắn, tạo ra số lượng lớn tinh thể nước đá nhỏ Vì vậy giảm sự hao hụt chất dịch và

sự phá vỡ tế bào, [4].

• Giai đoạn 3- quá lạnh: tiếp tục hạ nhiệt độ xuống nhiệt độ trữ đông -18 °C hay -25oC

- Tiếp tục hạ nhiệt độ đến khi đạt nhiệt độ mong muốn ở tâm sản phẩm Bềdày của sản phẩm ảnh hưởng đến sự phân bố nhiệt từ ngoài vào trong Bảo quản

trong kho lạnh, [4].

1.3 Tình hình nghiên cứu và khai thác thủy sản

1.3.1 Nguồn nguyên liệu nuôi trồng thủy sản

Nguồn con giống trong hoạt động của ngành thủy sản đóng vai trò rất quantrọng, nó là khâu đầu tiên trong chuỗi giá trị của ngành thủy sản, nên có khả năng sẽảnh hưởng đến tất cả các khâu còn lại của chuỗi sản xuất Nhưng hiện chất lượngnguồn con giống thủy sản ở Việt Nam khá thấp:

♦ Đối với cá tra, tỉ lệ cá tra bột lên cá hương chỉ khoảng (20 ÷35) %, chất lượng cá

bố mẹ thấp, chưa được chọn lọc, tiêu chuẩn hóa nên có hiện tượng thoái hóa giống.Hiện nguồn cá tra giống chủ yếu được thu mua từ các hộ nuôi với chất lượng không

đảm bảo do trình độ kỹ thuật của các hộ nông dân còn nhiều hạn chế, [2].

♦ Đối với tôm, chất lượng nguồn tôm giống đang là vấn đề đáng báo động Hiệnlượng tôm giống đã qua kiểm dịch chưa cao, tôm bố mẹ gần như phụ thuộc hoàn toànvào khai thác tự nhiên nên chất lượng không đồng đều Việc quản lý nhà nước về tôm

giống còn nhiều bất cập ngay từ khâu nhập khẩu tôm bố mẹ, [2].

♦ Số lượng các cơ sở sản xuất giống thủy sản:

- Giống tôm nước lợ: Tính đến 31/10/2017, cả nước có 2.422 cơ sở sản xuấtgiống tôm nước lợ, trong đó 1.865 cơ sở sản xuất giống tôm sú và 566 cơ sở sản xuấtgiống tôm thẻ chân trắng Tình hình nhập khẩu tôm bố mẹ và cung ứng giống tính đếnngày 10/11/2017, đã có tổng số 183.421 con tôm giống bố mẹ nhập khẩu được kiểmtra chất lượng (tương ứng với 337 lô hàng của 162 cơ sở nhập khẩu) Số lượng tôm bố

mẹ được cung cấp chủ yếu từ Công ty SIS Hawaii, SIS Singaporevà Công ty CP - Thái

Lan, [2].

cá tra, tập trung chủ yếu ở Đồng Tháp (78 cơ sở) và An Giang (10 cơ sở) và khoảng3.500 cơ sở ương dưỡng giống cá tra theo 2 giai đoạn Số lượng sản xuất được khoảng

25 ÷ 28 tỷ con cá bột, hơn 2,0 tỷ cá tra giống, [2].

- Giống cá Rô phi: Cả nước hiện có 236 cơ sở sản xuất, kinh doanh giống cá rôphi, trong đó có 44 cơ sở có nuôi giữ đàn cá rô phi bố mẹ với khoảng 900 nghìn cá bố

mẹ, sản xuất được 250 triệu con giống, [2].

1.3.2 Hoạt động nuôi trồng thủy sản

Nước ta với hệ thống sông ngòi dày đặc và có đường biển dài hơn 3.260 km,nên rất thuận lợi phát triển hoạt động nuôi trồng thủy sản Đối với cá tra – basa: là loài

cá nước ngọt sống khắp lưu vực sông Mekong, ở những nơi mà nước sông không bịnhiểm mặn từ biển Với đặc tính này nên những tỉnh nằm dọc sông Tiền và sông Hậuthường rất thuận lợi cho việc nuôi cá tra, basa Hiện các tỉnh có sản lượng cá tra, basalớn nhất là Đồng Tháp, An Giang, Cần Thơ, Vĩnh Long, Bến Tre Sản lượng cá tranguyên liệu năm 2014 đạt 1.190 nghìn tấn, trong đó có 5 tỉnh vừa nêu cũng là nhữngtỉnh có sản lượng cá tra lớn nhất (đều trên 100.000 tấn/năm), cung cấp trên 87% sản

lượng cá tra chế biến của cả nước, [2].

Trong các năm qua, trước sức ép tăng giá của con giống, thức ăn, trong khi tíndụng từ ngân hàng bị hạn chế, đầu ra cá nguyên liệu bấp bênh, giá cá tra giảm mạnh,các hộ nuôi độc lập đã thua lỗ nặng và gặp nhiều khó khăn trong việc tiếp tục đầu tưthả nuôi mới Trong khi đó, doanh nghiệp lại có nhu cầu cao nguồn cá có chất lượng,đảm bảo vệ sinh an toàn thực phẩm và đạt các tiêu chuẩn chất lượng để được chấpnhận của các nhà nhập khẩu Điều này dẫn tới xu hướng nhiều doanh nghiệp thực hiệnnuôi liên kết với hộ nuôi hoặc tự đầu tư vùng nuôi cho riêng mình nhằm đảm bảo sự

ổn định và chất lượng nguồn cá nguyên liệu Theo ước tính có khoảng 65% là từ đầu

tư của các doanh nghiệp, [2].

Hình 1 3 Tỉ lệ diện tích nuôi cá tra doanh nghiệp đầu tư

Đối với tôm: là loài sống phù hợp ở các vùng nước lợ gần biển Với đặc trưngnày, Miền Trung, Nam Trung Bộ (Khánh Hòa, Phú Yên, Ninh Thuận, Bà Rịa – VũngTàu…), Đồng Bằng Sông Cửu Long (Long An, Tiền Giang, Bến Tre, Trà Vinh, SócTrăng, Cà Mau, Kiên Giang) là nơi tập trung sản lượng tôm nuôi nhiều nhất cảnước.Do là loài chân khớp có thể trạng nhỏ, thân mềm, nên công tác nuôi tôm phứctạp và khó khăn hơn so với cá tra, basa Tôm sú với đặc tính phức tạp hơn, thường mấtkhoảng 5 tháng từ lúc thả đến lúc thu hoạch, trong khi tôm chân trắng dễ thích nghi

hơn chỉ mất khoảng 3 tháng, [2].

Phát triển nuôi trồng thủy sản những năm gần đây đã gia tăng nguồn nguyênliệu cho chế biến thủy sản Nuôi trồng thủy sản đã tạo ra khối lượng sản phẩm lớn, đápứng đủ nhu cầu thực phẩm tiêu dùng của người dân trong nước Mức tiêu thụ sảnphẩm thủy sản trong nước đạt khoảng 29 kg/người/năm (năm 2019), cao hơn khoảng1,3 lần so với tiêu thụ thủy sản bình quân đầu người toàn thế giới Nuôi trồng thủy sản

đã góp phần chuyển đổi được gần 380 nghìn ha ruộng trũng, đất bãi bồi hoang hóa,trồng trọt kém hiệu quả sang nuôi trồng thủy sản, tăng giá trị sử dụng đất lên từ 4-10lần Phát triển nuôi trồng thủy sản tạo việc làm chuyển đổi nghề nghiệp cho khu vực

ven biển, [2].

1.3.3 Khai thác thủy sản

Tính đến năm 2018, cả nước có 96.000 tàu cá trong đó có 46.491 tàu có chiềudài từ 6-12m, 8.914 tàu có chiều dài từ 12-15m, 27.484 tàu có chiều dài từ 15-24m,2.958 tàu có chiều dài từ 24m trở lên Tàu làm bằng gỗ chiếm 98,6%, còn lại là tàu

làm bằng thép hoặc các vật liệu mới, [2].

Số tàu lưới kéo đạt khoảng 19.170 chiếc, chiếm 20% tổng số tàu; số tàu lưới vâyđạt 6.046 chiếc, chiếm 6,3%; có 31.688 tàu lưới rê, chiếm 33%; số tàu làm nghề câu là13.258 chiếc, chiếm 13,8%; số tàu cá ngừ đại dương là 2.433 tàu, chiếm 2,5%; số tàukhai thác mực là 2.873 tàu, chiếm 3%; tàu logistic đạt 3.175 tàu, chiếm 3,3%; tàu khai

thác loại khác đạt 15.341 tàu, chiếm 16%, [2].

Đến nay, trên toàn quốc có 82 cảng cá đang hoạt động tại địa bàn của 27 tỉnh,thành phố ven biển, đạt 65% so với quy hoạch, trong đó có 25 cảng cá loại I (20 cảngloại I kết hợp với khu neo đậu tránh trú bão); có 57 cảng cá loại II (có 35 cảng cá loại

II kết hợp với khu neo đậu tránh trú bão, trong đó có 4 khu neo đậu tránh trú bão cấpvùng) Tổng số lượng hàng hóa qua cảng thiết kế/năm khoảng 1,8 triệu tấn/ 9.298 lượt

tàu/ngày, [2].

Các quy định mới trong Luật Thủy sản năm 2017 và các văn bản hướng dẫnLuật được ban hành và có hiệu lực thi hành từ 1/1/2019 tạo khung pháp lý là cơ sở đểtriển khai quản lý nghề cá phát triển bền vững, hiệu quả, nâng cao ý thức trách nhiệm

cộng đồng ngư dân, [2].

Trình độ khai thác hải sản có bước phát triển nhanh, đã thay thế dần nhữngphương tiện đánh bắt nhỏ sang các phương tiện đánh bắt có công suất lớn, trang bịhiện đại Đã có bước chuyển từ nghề cá thủ công quy mô nhỏ, hoạt động chủ yếu ởvùng biển ven bờ, sang khai thác vùng lộng, vùng khơi với công nghệ và trang thiết bị

hiện đại, [2].

Tăng số tàu cá đánh bắt xa bờ nhằm khai thác các đối tượng có giá trị kinh tếcòn tiềm năng, cung cấp nguyên liệu cho chế biến, góp phần bảo vệ an ninh quốcphòng trên biển và giải quyết việc làm, tăng thu nhập ngư dân Việc chuyển đổi từ khaithác gần bờ ra xa bờ cũng góp phần làm giảm áp lực lên nguồn lợi thủy sản vùng ven

bờ, tạo điều kiện cho công tác bảo tồn, bảo vệ nguồn lợi thủy sản đạt hiệu quả, [9].

Có sự phối hợp với các doanh nghiệp chế biến làm nòng cốt trong khai thác,tiêu thụ sản phẩm cho ngư dân ở 1 số vùng, tạo điều kiện phát huy năng lực của các

thành phần kinh tế thực hiện theo cơ chế thị trường, [2].

Hoạt động sản xuất, xuất khẩu thủy sản của Việt Nam nằm rải rác dọc đất nướcvới sự đa dạng về chủng loại thủy sản, nhưng có thể phân ra thành 5 vùng xuất khẩulớn:

♦ Vùng Bắc Trung Bộ, duyên hải miền Trung: nuôi trồng thủy sản nước mặn lợ,đặc biệt phát huy thế mạnh nuôi biển, tập trung vào một số đối tượng chủ yếu như:tôm các loại, sò huyết, bào ngư, cá song, cá giò, cá hồng…

♦ Vùng ven biển Nam Trung Bộ: nuôi trồng thủy sản trên các loại mặt nướcmặn lợ, với một số đối tượng chủ yếu như: cá rô phi, tôm các loại

♦ Vùng Đông Nam Bộ: Bao gồm 4 tỉnh là Ninh Thuận, Bình Thuận, Bà Rịa –Vũng Tàu và TP.HCM, chủ yếu nuôi các loài thủy sản nước ngọt hồ chứa và thủy sảnnước lợ như cá song, cá giò, cá rô phi, tôm các loại.…

♦ Vùng ven biển ĐBSCL: gồm các tỉnh nằm ven biển của Đồng Bằng Sông CửuLong như Tiền Giang, Bến Tre, Trà Vinh, Sóc Trăng, Bạc Liêu, Cà Mau, KiênGiang…Đây là khu vực hoạt động thủy sản sôi động, hoạt động nuôi trồng thủy sảntrên tất cả các loại mặt nước, đặc biệt là nuôi tôm, cá tra - ba sa, sò huyết, nghêu vàmột số loài cá biển

♦ Các tỉnh nội vùng: Bao gồm những tỉnh nằm sâu trong đất liền nhưng có hệthống sông rạch khá dày đặc như Hà Nội, Bình Dương, Cần Thơ, Hậu Giang, ĐồngTháp, An Giang, thuận lợi cho nuôi trồng các loài thủy sản nước ngọt như: cá tra -basa, cá rô phi, cá chép…

1.3.4 Ngành chế biến, xuất khẩu thủy sản ở Việt Nam

a Chế biến thủy sản tiêu thụ nội địa

Mặc dù thói quen của người Việt Nam chủ yếu sử dụng sản phẩm thủy sản tươisống trong các bữa ăn hàng ngày, nhưng từ năm 2001 đến nay, sản phẩm thủy sản quachế biến tiêu thụ nội địa không ngừng tăng lên, từ 277 ngàn tấn năm 2001 đến 680ngàn tấn năm 2010, đạt tốc độ tăng trưởng bình quân 10,5%/năm, giá trị tăng

Sản phẩm thủy sản chế biến ngày càng đa dạng về chủng loại, chất lượng ngày

một nâng cao, giá bán ngày càng cao hơn, [2].

Số lượng các doanh nghiệp chế biến thủy sản nội địa tăng nhanh và cơ cấu giữachế biến truyền thống và chế biến thủy sản đông lạnh cũng thay đổi để thích nghi với

sự thay đội nhu cầu thị trường nội địa, [2].

Hầu hết các doanh nghiệp chế biến thủy sản xuất khẩu đều vừa tập trung chếbiến xuất khẩu vừa kết hợp dây chuyên sản xuất chế biến các mặt hàng tiêu thụ nội địa,

[2].

Cơ cấu sản phẩm chế biến thay đổi mạnh Năm 2001, nước mắm chiếm 50%sản lượng và 31% giá trị, thủy sản đông lạnh chiếm tương ứng 12,9% và 17,6%, cònlại là cá khô, bột cá, mực khô, tôm khô… Đến năm 2010 thủy sản đông lạnh đã tăngtrưởng mạnh và chiếm 28,4% về sản lượng và 35% về giá trị Sản lượng và giá trịnước mắm vẫn tăng, nhưng chỉ còn chiếm 34,7% sản lượng và 21,3% về giá trị Bêncạnh đó, nhờ có phụ phẩm từ chế biến cá tra nên sản lượng và giá trị bột cá tăng mạnh,

chiếm 24,6% về sản lượng và 12,9% về giá trị, [2].

b Chế biến thủy sản xuất khẩu

Trong giai đoạn 2001 – 2015, xuất khẩu thủy sản Việt Nam tăng nhanh về cảgiá trị và khối lượng Đến năm 2015, giá trị xuất khẩu đạt 6,57 tỷ USD, sản phẩmthủy sản được xuất khẩu sang 164 nước và vùng lãnh thổ 3 thị trường chính là EU,

Mỹ và Nhật Bản chiếm trên 54% tỷ trọng, [2].

Trong giai đoạn này, có sự phân khúc rõ rệt về phân bố và quy mô các doanhnghiệp chế biến thủy sản xuất khẩu theo vùng Có trên 80% sản lượng chế biến thủysản xuất khẩu từ các tỉnh thành phố thuộc vùng Đông Nam Bộ và Đồng bằng sôngCửu Long Sản lượng chế biến thủy sản xuất khẩu của vùng đồng bằng sông Hồng

đông lạnh chỉ đạt 50 – 70%: đây là hạn chế trong sử dụng vốn đầu tư, trình độ quy

hoạch còn xa thực tế, [2].

c Tình hình xuất khẩu

Xuất khẩu thủy sản của Việt Nam đã có những bước tiến vượt bậc trong gần 20năm qua Kim ngạch xuất khẩu thủy sản từ mức thấp 550 triệu năm 1995 đã có nhữngbước tăng trưởng mạnh mẽ qua từng năm với mức tăng trưởng bình quân 15,6%/năm.Quá trình tăng trưởng này đã đưa Việt Nam trở thành một trong 5 nước xuất khẩu thủy

sản lớn nhất thế giới, giữ vai trò chủ đạo cung cấp nguồn thủy sản toàn cầu, [2].

Bắt đầu từ năm 2000, xuất khẩu thủy sản của Việt Nam có sự tăng trưởng độtphá nhờ phát triển mạnh ngành nuôi trồng, đặc biệt là nuôi cá tra và tôm nước lợ (tôm

sú và tôm chân trắng) Sau 12 năm, kim ngạch xuất khẩu thủy sản tăng gấp hơn 4 lần

từ mức gần 1,5 tỷ USD năm 2000 lên 7,8 tỷ USD năm 2014 Năm 2015, xuất khẩuthủy sản gặp khó khăn do giá tôm giảm, đồng USD tăng mạnh so với các tiền tệ kháclàm giảm nhu cầu và tăng áp lực cạnh tranh Kim ngạch xuất khẩu thủy sản năm 2016đạt 7,05 tỷ USD, tăng 7,3% so với năm 2015 Năm 2017, mặc dù phải đối mặt vớinhiều thách thức từ các thị trường như tác động của chương trình thanh tra cá da trơn

và việc EU cảnh báo thẻ vàng đối với hải sản Việt Nam, xuất khẩu thủy sản cả năm

2017 vẫn cán đích trên 8,3 tỷ USD, tăng 18% so với năm 2016 Năm 2018, xuất khẩuthủy sản của cả nước cán đích với kim ngạch trên 8,8 tỷ USD, tăng gần 6% so với năm

2017, [2].

Trong 5 năm qua, kim ngạch xuất khẩu thủy sản của Việt Nam luôn đứng thứ 4

trong số các mặt hàng XK chủ lực, sau dệt may, da giày và dầu thô, [2].

Thành tựu của ngành thủy sản thể hiện bằng kết quả xuất khẩu tăng nhanh về cảgiá trị và sản lượng trong giai đoạn 2001 – 2019 Năm 2019, sản phẩm thủy sản đượcxuất khẩu sang 158 nước và vùng lãnh thổ 3 thị trường chính là EU chiếm 15%, Mỹ17% và Nhật Bản 17% và đang có những thị trường tiềm năng như Trung Quốc (17%)

và ASEAN (8%) Số nhà máy và công suất cấp đông của các cơ sở chế biến tăng rấtnhanh trong giai đoạn 2001- 2015 Khu vực Đồng bằng sông Cửu Long đã hình thànhmột số công ty quy mô lớn như Tập đoàn TS Minh Phú, Công ty cổ phần Vĩnh Hoàn,

Năm 2019, giữa những bất lợi vì thuế CBPG - chống bán phá giá cao, thẻ vàng IUU - bất hợp pháp, không khai báo và không theo quy định và giá trung bình xuất

khẩu giảm, xuất khẩu thủy sản của Việt Nam đã cán đích với kết quả không như mongđợi với gần 8,6 tỷ USD, giảm 2,5% so với năm 2018 Hai sản phẩm thủy sản nuôi chủlực là tôm và cá tra đều giảm với mức tương ứng 7,1% và 8,5% so với năm trước, cácmặt hàng hải sản cũng bị giảm mạnh ở xuất khẩu mực, bạch tuộc, bù lại cá ngừ, cácloại cá biển khác và hải sản khác vẫn giữ tăng trưởng dương nên kéo lại phần nào tỷ lệsụt giảm trong tổng kim ngạch xuất khẩu thủy sản của cả nước xuất khẩu sang thịtrường Mỹ, EU, Hàn Quốc, Australia và Canada đều giảm trong khi xuất khẩu sangNhật Bản, Trung Quốc và các thị trường khác trong top 10 thị trường lớn nhất vẫn tăng

so với năm trước, [2].

Bảng 1 3 Xuất khẩu thủy sản Việt Nam T1-12/2019 (triệu USD)

1.3.5 Các phương pháp cấp đông thủy sản

Có nhiều phương pháp cấp đông thực phẩm

- Theo cách làm lạnh có thể chia ra:

+ Cấp đông trong luồng gió lạnh

+ Theo kiểu tiếp xúc

Chất lượng sản phẩm sau cấp đông phụ thuộc vào các yếu tố sau:

- Chất lượng ban đầu của sản phẩm khi đưa vào cấp đông

- Điều kiện vệ sinh và phương pháp gia công chế biến

- Vào độ chín tới của sản phẩm

- Quá trình cấp đông, thiết bị cấp đông,

1.3.5.1 Làm lạnh đông thủy sản bằng không khí lạnh

Môi trường không khí bảo đảm điều kiện vệ sinh cao, tự động hóa sản xuất, rẻtiền, thủy sản đưa vào làm lạnh đông không phụ thuộc vào hình dạng, kích thước, tốc

độ làm lạnh đông nhanh nhưng sản phẩm dễ bị oxy hóa không khí và tăng mức độ mất

nước của sản phẩm, [3].

Không khí được đối lưu cưỡng bức nhờ quạt gió qua dàn lạnh, nhiệt độ không

khí sau khi trao đổi nhiệt với môi chất ở dàn lạnh có nhiệt độ từ (-35 ÷ -40 )°C, [3].

Đối với những sản phẩm có kích thước lớn thì được làm đông theo kiểu hầmTunnel Các sản phẩm thủy sản được treo lên móc hoặc được đặt trên các giá đỡ, dànlạnh được bố trí thích hợp sao cho không khí được đối lưu phân bố đều khắp buồngđông, năng suất lạnh đông khá lớn, thời gian làm đông tùy thuộc vào khối lượng sản

phẩm, kích thước và mật độ sản phẩm, [3].

Các sản phẩm có kích thước nhỏ( < 200 gram) thì dùng thiết bị cấp đông kiểutầng sôi Thủy sản được đặt trên băng chuyền lưới, dàn lạnh dùng quạt gió thổi từ dướilên làm cho sản phẩm chuyển động lên khỏi bề mặt băng chuyền lưới rồi lại rớt

xuống( hiện tượng giả sôi) do đó nhiệt độ phân phối rất đều và nhanh, [3].

a Buồng kết đông

Buồng kết đông được trang bị các dàn lạnh ống cánh quạt gió cưỡng bức mạnh

để tăng cường trao đổi nhiệt giữa sản phẩm không khí và dàn lạnh Các dàn lạnh là cácdàn lạnh trực tiếp, môi chất lạnh sôi trong ống Buồng được trang bị các dàn lạnh mộthàng ống, bố trí không chỉ trên trần, dọc theo chiều dài buồng, giữa các hàng cột người

ta còn bố trí các dàn lạnh có quạt gió cưỡng bức đạt tốc độ gió lưu thông 2m/s, [3].

b Làm đông thủy sản bằng tủ đông băng chuyền IQF

Phương pháp kết đông này kết hợp giữa trao đổi nhiệt tiếp xúc kim loại vàkhông khí lạnh đối lưu cưỡng bức nên có khả năng trao đổi nhiệt rất lớn, tốc độ làmđông nhanh, hoạt động liên tục, có thể tự động hóa quá trình sản xuất Tuy nhiên sử

- Buồng cấp đông băng chuyền kiểu xoắn( Spiral IQF).

- Buồng cấp đông băng chuyển thẳng( Straight IQF)

- Buồng cấp đông băng chuyền tấm( Flast Bell IQF)

1.3.5.2 Làm đông thủy sản bằng tủ đông tiếp xúc

Thủy sản được đặt trên các khay và được đặt ở giữa các tấm truyền nhiệt Bêntrong tấm truyền nhiệt có môi chất lạnh, do đó sự truyền nhiệt dựa vào khả năng dẫnnhiệt của kim loại Vì vậy, tốc độ trao đổi nhiệt lớn, hạn chế được ảnh hưởng của oxykhông khí và mất nước của thủy sản Nhược điểm của phương pháp này là chỉ sử dụng

để kết đông những sản phẩm đặt trong khuôn và tốc độ cấp đông chậm, [3].

1.3.5.3 Làm lạnh bằng khí hóa lỏng

Kết đông trong khí hóa lỏng thường được thực hiện với nito lỏng Vì nito lỏngsôi ở nhiệt độ -196 °C, do có sự chênh lệch nhiệt độ rất lớn giưa sản phẩm và nhiệt độsôi nên sản phẩm cấp đông hầu như tức thời Quá trình đông lạnh xảy ra rất nhanh nên

chất lượng sản phẩm gần như được giữ nguyên vẹn, [3].

1.3.6 Những biến đổi của thực phẩm khi làm lạnh và bảo quản lạnh

• Những biến đổi về vật lý

Do sự giảm nhiệt độ và một phần do sự giảm lượng nước trong thực phẩm làm

cho nồng độ chất tan tăng và độ nhớt tăng, [3].

Sự mất nước của thực phẩm phụ thuộc vào phương pháp và điều kiện làm lạnh.Nếu làm lạnh trong môi trường lỏng hay môi trường nước đá thì nước có thể ngấm vàocấu trúc tế bào Nhưng trong quá trình trao đổi nhiệt, nước luôn có xu hướng chuyểnđộng từ nơi có nhiệt độ cao tới nơi có nhiệt độ thấp qua câu trúc mao quản và màng

bán thấm, [3].

Nguyên nhân của hiện tượng trên là do áp suất hơi nước phụ thuộc vào nhiệt độ,

mà nhiệt độ bên trong lớn hơn nhiệt độ bên ngoài nên nước chuyển động từ trong rangoài Điều này làm cho tỷ lệ nước tự do trong cấu trúc thực phẩm tăng, nước kết hợpgiảm Ban đầu làm lạnh bằng nước và nước đá thì khối lượng thực phẩm tăng , nhưngkhi đưa thực phẩm vào sử dụng thì khối lượng giảm, do nhiệt độ tăng Trong trườnghợp thực phẩm được làm lạnh bằng không khí thì có hiện tượng bay hơi nước trên bềmặt thực phẩm do sự chênh lệch áp suất hơi nước của các lớp không khí gần và xa bề

mặt thực phẩm Khi nước bay hơi làm giảm lượng nước trên bề mặt, làm chênh lệchlượng nước bên trong và bên ngoài thực phẩm làm cho nước di chuyển từ trong ra

ngoài, [3].

• Những biến đổi về hóa học

Trong quá trình làm lạnh, các biến hóa học xảy ra ít vì thời gian làm lạnh ngắn,nhiệt độ giảm đã kìm hãm biến đổi hóa học tự nhiên và tác động của vi sinh vật.Nhưng trong quá trình bảo quản những biến đổi tự nhiên của thực phẩm sẽ diễn ra với

mức độ đáng kể, [3].

Ở những thực phẩm có nguồn gốc từ động vật, những biến đổi tự nhiên là cocứng, phân giải, chúng làm cấu trúc thực phẩm bị biến đổi từ phức tạp đến đơn giản.Các cấu trúc liên kết bị đứt gãy, làm cho độ săn chắc cơ thịt giảm, khả năng hút nước

và giữ nước giảm, khả năng tiêu hóa sản phẩm cao nhưng lại tạo điều kiện cho vi sinh

vật gây thối rửa thực phẩm, [3].

• Biến đổi về vi sinh vật

Trong quá trình làm lạnh, số lượng vi sinh vật giảm do sự không thích nghi vớinhiệt độ thấp của các vi sinh vật gây thối rửa Những vi sinh vật còn lại sẽ giảm khảnăng hoạt động Nhưng trong quá trình bảo quản, khả năng tự bảo vệ của thực phẩmgiảm Mặt khác quá trình tự phân giải tạo điều kiện thuận lợi để vi sinh vật phát triển

gây thối rửa thực phẩm, [3].

Thời gian bảo quản thực phẩm chủ yếu phụ thuộc vào sự phát triển của vi sinhvật, điều này phụ thuộc số lượng ban đầu của vi sinh vật trên thực phẩm và trong thực

phẩm, phụ thuộc vào khả năng tự vệ của thực phẩm, [3].

1.3.7 Những biến đổi của thực phẩm trong quá trình làm lạnh đông

• Về vật lý

Khi nước đóng băng, cấu trúc thực phẩm trở nên rắn chắc Màu sắc có thể thay

đổi Thể tích thực phẩm tăng do tinh thể đá hình thành, [4].

Khi lạnh đông, do sự hình thành tinh thể đá gây hư hỏng cấu trúc thực phẩm nênkhi rã đông thực phẩm trở nen mềm hơn, tính đàn hồi giảm, khả năng giữ nước giảm

và màu sắc có thể giảm Mùi vị của thực phẩm thường nhạt đi do hao phí trong lạnh

Điểm quan trọng nhất là sự mất nước, sự mất nước trải qua 3 giai đoạn:

- Giai đoạn 1: khi nước chưa đóng băng, có hiện tượng bay hơi nước từ bề mặt

thực phẩm ra môi trường lạnh do chênh lệch nhiệt độ

- Giai đoạn 2: khi nước đã đóng băng, có sự di chuyển nước từ nơi có nhiệt độ

cao đến nơi có nhiệt độ thấp Hiện tượng này xảy ra do: nước ở gian bào đóng băngtrước làm tăng nồng độ chất tan, do áp suất thẩm thấu nước trong tế bào di chuyển rangoài gian bào đưa đến tăng lượng nước tự do, giảm lượng nước liên kết

- Giai đoạn 3: khi làm tan băng, một phần nước nóng chảy từ tinh thể đá và

không thể quay lại vị trí cũ do cấu trúc và tính chất của các chất đã bị thay đổi dẫn đếnhao hụt khối lượng do nước tự do khuếch tán ra ngoài Ngoài ra trong quá trình bảoquản có sự thăng hoa nước đá, sự thăng hoa này không đáng kể Bao gói sản phẩm khilạnh đông sẽ hạn chế hiện tượng mất khối lượng nhưng lại tăng hao phí lạnh cho baobì

• Biến đổi hóa học

• Biến đổi Protein

- Ở t= -20 °C protein bị đông tụ, sau 6 tháng bảo quản có phân giải nhẹ

- Ở t= (-1 ÷5) °C, protein bị biến tính đặc biệt miodin bị kết tủa Thời gian càngkéo dài thì protein càng bị biến tính Quá trình làm lạnh đông nhanh protein ít bị biến

tính Dưới -20 °C thì protein hầu như không bị biến tính, [4].

• Biến đổi Lipit

- Chất béo dễ bị oxi hóa đặc biệt là chất béo dễ bị thủy phân, hàm lượng axitbéo tự do phụ thuộc vào nhiệt độ và thời gian bảo quản Nếu ở -12 °C sau 10 tuần chỉ

số peroxit tăng rõ rệt; sau 30 tuần vượt quá chỉ tiêu an toàn thực phẩm Khả năng hòa

tan vitamin A trong lipit cũng thay đổi, lipit bị cô đặc lại và dẻo, [4].

• Biến đổi Gluxit

Khi lạnh đông chậm glycogen phân giải ra nhiều axit lactic hơn so với lạnhđông nhanh Biến đổi vitamin ít bị mất trong quá trình lạnh đông, đa số bị mất trong

quá trình rửa và gia nhiệt, [4].

• Biến đổi khoáng chất

Nhiệt độ lạnh không ảnh hưởng đến khoáng chất nhưng do sự biến đổi cơ cấusản phẩm khi làm ạnh đông khiến hao hụt 1 lượng lớn hóa chất tan trong dịch bào chảy

ra khi rã đông, [4].

• Biến đổi vi sinh vật

Khi thực phẩm hạ nhiệt độ đến điểm đóng băng, vi sinh vật hoạt động chậm lại.Xuống đến -10 °C vi sinh vật không phát triển được nhưng các loại nấm men mốcchưa bị ức chế, xuống -15 °C mới ức chế nấm men mốc Do đó ở nhiệt dộ dưới -15 °C

sẽ ngăn chặn vi trùng và nấm men mốc vì ở nhiệt dộ này hàm ẩn trong thực phẩm là

10 % Tuy nhiên ở 20 °C, vẫn còn 1 số vi sinh vật sống và phát triển, [4].

Ngoài ra ở nhiệt độ (-1÷5) °C gần như đa số nước tự do đều kết tinh thành đánếu lạnh đông chậm, các tinh thể đá to, xát cạnh làm vỡ tế bào và tiêu diệt tế bào làmạnh nhất Do đó phương pháp lạnh đông chậm tiêu diệt tế bào vi sinh vật mạnh hơn

lạnh đông nhanh nhưng tổn hại thực phẩm, [4].

1.3.8 Kết luận

Việc nghiên cứu về tính chất nhiệt vật lý của các đối tượng cụ thể vẫn chưađược thực hiện một cách chặt chẽ, ảnh hưởng không nhỏ của các thông số chính củamôi trường làm lạnh tới kết quả cấp đông, dẫn tới việc thiết kế, lắp đặt, vận hành, hệthống cấp đông chưa thật hợp lý với tiêu hao năng lượng cao, trong khi chất lượng sảnphẩm lại khó kiểm soát Sự biến đổi tính chất của thực phẩm khi cấp đông là một quátrình hóa lý rất phức tạp Sự giảm nhiệt độ của thực phẩm xuống nhiệt độ âm sẽ khiếndung dịch lỏng bên trong thực phẩm chuyển thành dạng rắn Quá trình chuyển pha sẽlàm thay đổi hoàn toàn tính chất vật lý của thực phẩm

CHƯƠNG 2 QUY TRÌNH CHẾ BIẾN - BẢO QUẢN

2.1 Thông số công nghệ

Nhà máy chế biến thủy hải sản với công suất 70 tấn thành phẩm/ ngày với hailoại thủy sản chính là tôm và cá đông lạnh Trong đó, sản phẩm tôm đông lạnh vớicông suất 30 tấn thành phẩm/ ngày và sản phẩm cá với công suất 40 tấn thành phẩm/ngày

Thành phẩm tôm đông lạnh của nhà máy trong ngày là 30 tấn/ ngày:

♦ Tôm đông lạnh Block( gồm những mặt hàng tôm bỏ đầu còn vỏ - HLSO): 40%( 40%.30=12 tấn/ ngày)

♦ Tôm đông lạnh IQF( gồm những mặt hàng tôm bỏ vỏ còn đuôi - PTO): 60%( 60%.30=18 tấn/ ngày)

Thành phẩm cá đông lạnh của nhà máy trong ngày là 40 tấn/ ngày:

♦ Cá tra, cá basa fillet đông lạnh: 30% ( 30%.40=12 tấn/ ngày)

♦ Cá hồi fillet đông lạnh: 70% ( 70%.40= 28 tấn/ ngày)

Vị trí xây dựng, lắp đặt: tại Thành phố Hồ Chí Minh với nhiệt độ t= 37°C và độ

ẩm tương đối φ= 74%

* Cân bằng nguyên vật liệu

Lượng nguyên liệu cần thiết là:

Trong đó:

- DMTlà định mức nguyên liệu cá , tôm ( nguyên liệu/ thành phẩm)

- Theo thực nghiệm, [5] ta có:

+ Định mức nguyên liệu tôm Block là 1,6

+ Định mức nguyên liệu tôm PTO là 1,7

+ Định mức nguyên liệu cá hồi fillet là 1,7

+ Định mức nguyên liệu cá tra, cá basa là 1,6

Lượng nguyên liệu cần thiết cho một ngày sản xuất là:

♦ Nguyên liệu tôm gồm:

Nhu cầu nguyên liệu( tấn/ngày)

Bảng 2 1 Nhu cầu nguyên liệu theo ngày

* Nguyên liệu, bán thành phẩm qua các công đoạn chính

- Gslà khối lượng nguyên liệu hoặc bán thành phẩm sau khi xử lý

- GTlà khối lượng bán thành phẩm trước khi xử lý

- G là định mức tiêu hao nguyên vật liệu qua các giai đoạn

Từ công thức trên ta có bảng số liệu như sau:

Nguyên liệu

• Đặc điểm: đây là sản phẩm cao cấp

được chế biến qua nhiều công đoạn như lột

PTO, Nobashi, tẩm bột với hỗn hợp đặc biệt

b Sản phẩm tôm xiên que

• Tên sản phẩm: tôm xiên que

• Đặc điểm: sản phẩm được chế biến

qua các công đoạn như lột PD, ngâm quay,

• Đặc điểm: sản phẩm được chế biến

qua các công đoạn như lột PD, ngâm quay,

• Tên sản phẩm: tôm PTO

• Đặc điểm: sản phẩm được chế biến

qua các công đoạn như lột PTO, ngâm quay

chần,

• Size: 16/20, 21/25, 26/30, 31/40,

41/50, 51/60, 61/70

• Thị trường tiêu thụ: EU, Nhật Bản,

Hình 2 2 Tôm xiên que

Hình 2 3 Tôm tẩm TM

Hình 2 4 Tôm PTO

• Đóng gói: 250g IQF, đóng gói chân

không, 500g hoặc 1kg/printed bag

• Thị trường tiêu thụ: Hoa Kỳ, Mỹ,

b Sản phẩm cá hồi fillet

• Size: 120/170, 120/220

• Đóng gói: đóng gói chân không, 500g

hoặc 1kg/printed bag

• Thị trường tiêu thụ: Mỹ, Na Uy,