Đề tài Công nghệ sản xuất fillet cá basa

oại bỏ chúng để đảm bảo an toàn thực phẩm. ♦ Yêu cầu Loại bỏ những kí sinh trùng có hình dạng đốm trắng bầu dục hoặc là đốm đen hình dạng không xác định. Ánh sáng đèn có cường độ 540- lux Công nhân được nghỉ 10 phút sau một giờ kiểm tra. - Phải soi cả 2 mặt của cá và thao tác phải nhanh chóng, chính xác. Công đoạn phân màu – phân cỡ sơ bộ ♦ Thao tác Lựa ra những miếng cá còn sót xương, da, mỡ, vết máu, vết rách để chỉnh lại cho đạt tiêu chuẩn. Phân màu sơ bộ cho màu sắc của sản phẩm đồng đều.Phân ra làm 4 loại màu: Bảng phân màu sơ bộ Loại Màu 1 Trắng + trắng đẹp 2 Hồng nhạt 3 Hồng đậm + vàng chanh ♦ Mục đích Đảm bảo sự đồng đều về trọng lượng, kích thước, màu sắc tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình quay tăng trọng. Công đoạn rửa 3 ♦ Thao tác Công nhân nhúng lần lượt mỗi rổ đựng không quá 5 kg qua 3 bồn nước 100 lít. ♦ Mục đích Loại bỏ vụn cá và vi sinh vật bám trên bề mặt miếng fillet. Làm sạch miếng fillet trước khi xử lý quay tăng trọng. Cân để biết khối lượng cá mà pha dung dịch thuốc quay tăng trọng cho phù hợp. ♦ Yêu cầu Khoảng 200 kg thì tiến hành thay nước 1 lần. Nhiệt độ nước rửa ≤ 80C Quá trình thay nước hợp lý. Công đoạn quay thuốc ♦ Thao tác Chuẩn bị dung dịch thuốc gồm: 2 % MP Seaphos VI (12 kg) 1 % muối NaCl (6 kg) Hòa tan tất cả vào 600 lít nước, vừa pha vừa cho đá vào để hạ thấp nhiệt độ dung dịch. Cho dung dịch vào máy, sau đó cho cá vào theo tỉ lệ 1:4. Mỗi lần cho vào máy 300-500 kg. Thời gian quay từ 6-12 phút tùy theo loại cá. Ba sa hầm < 220 g ; thời gian quay từ 8-10 phút. Ba sa hầm >220 g ; thời gian quay từ 10-12 phút. ♦ Mục đích Tăng giá trị cảm quan cho miếng fillet, màu sắc miếng cá tươi sáng, bóng đẹp hơn. Tăng trọng lượng miếng fillet, giảm định mức tiêu hao nguyên liệu, tăng giá thành sản phẩm. Tạo điều kiện thuận lợi cho công đoạn phân cỡ, bắt màu, phân loại cá. ♦ Yêu cầu Số vòng quay: 5-8 vòng/ phút Nhiệt độ dung dịch thuốc từ 60C ÷ 80C. Tỉ lệ tăng trọng từ 8-12 %. Nồng độ dung dịch thuốc xử lý phải phù hợp với từng loại cá, cỡ cá. Cá sau khi xử lý phải có màu đẹp, bóng và khả năng giữ nước tốt. Các hóa chất được sử dụng phải đúng theo tiêu chuẩn của bộ thủy sản. Công đoạn phân màu - phân cỡ ♦ Thao tác Phân cỡ: Tùy theo yêu cầu của khách hàng và tùy theo loại cá mà cá được phân làm các cỡ khác nhau. Việc phân cỡ được thực hiện bằng máy, cá đặt lên máy phân cỡ phân thành các size khác nhau theo yêu cầu khách hàng. Gồm có các cỡ Oz (1Oz = 28,35 g) Bảng 4.2 Bảng phân cỡ cá tra fillet Khối lượng (g) Size (Oz) Trắng và Trắng đục Hồng nhạt Hồng đậm và Vàng chanh 2-3 60-100 60-100 60-100 3-4 100-120 100-120 100-120 4-5 120-150 120-150 120-150 5-6 150-180 150-180 150-180 6-7 180-210 180-210 180-210 7-8 210-240 210-240 210-240 8-9 240-270 240-270 240-270 9-10 270-300 270-300 270-300 10-11 300-330 300-330 300-330 11-12 330-360 330-360 330-360 12-UP 360-UP 360-UP 360-UP Phân màu: Phân lại những màu mà trong quá trình phân màu sơ bộ còn sót. Do trong quá trình chế biến bản thân cơ thịt cá đã có màu khác nhau nên ta phải phân ra thành từng loại riêng biệt và theo yêu cầu của khách hàng.Cá sau khi ngâm quay thì màu sắc được thể hiện rõ ràng hơn nên việc phân màu thuận lợi hơn.Có 4 loại màu cơ bản: trắng, hồng nhạt, hồng đậm, vàng chanh. ♦ Mục đích Tạo sự đồng đều về kích cỡ và màu sắc của miếng cá. Tạo điều kiện cho cho công đoạn sau được thuận lợi hơn. ♦ Yêu cầu Phải thường xuyên hiệu chỉnh cân để đảm bảo độ chính xác của sản phẩm. Thao tác nhanh gọn, tránh để miếng fillet nằm lâu trên bàn. Phân cỡ, loại theo tiêu chuẩn ngành và theo yêu cầu của khách hàng. Cá được bắt màu đúng, tuyệt đối không được lẫn lộn màu sắc, sai cỡ không được vượt giới hạn 2 %. Công đoạn cân ♦ Mục đích: Cân để đáp ứng yêu cầu của khách hàng, xác định trọng lượng tịnh đồng thời là cơ sở để xác định năng suất của công nhân. Phân sản phẩm thành từng phần, tạo điều kiện thuận lợi cho công đọan sau, giúp dễ dàng hơn trong việc tiêu thụ sản phẩm. ♦ Thao tác Trọng lượng cá cân cho mỗi đơn vị sản phẩm là khác nhau tùy theo yêu cầu khách hàng. Thông thường cân theo khối luợng 3kg , 4.5kg. Đặt rổ lên bàn cân, trừ bì khối lượng sau đó cho cá lên cân đúng khối lượng Cân xong đặt thẻ cỡ vào ghi rõ size, khối luợng cân, ngày sản xuất. ♦ Yêu cầu: Cân phải đươc hiệu chỉnh thường xuyên để đảm bảo độ chính xác. Đảm bảo trọng lượng tịnh trên mỗi đơn vị sản phẩm. Công đoạn rửa 4 ♦ Thao tác Lần lượt cho từng rổ cá bán thành phẩm rửa qua nước sạch, lạnh.Nhiệt độ nước rửa từ 6-80C.Thời gian rửa 15-20 giây.Cho từng rổ cá vào bồn rửa và dùng tay khuấy đều, gạt bỏ lớp mỡ và bọt trên bề mặt ra.Lấy ra để ráo 3-5 phút rồi chuyển sang công đoạn khác. ♦ Mục đích Rửa để tăng giá trị cảm quan cho miếng fillet, loại bỏ vụn cá và vi sinh vật bám trên bề mặt miếng fillet. ♦ Yêu cầu Rửa bằng nước sạch, nhiệt độ nước rửa phải được kiểm tra thường xuyên. - Tần suất thay nước đúng quy định, 200 kg thay nước một lần. Công đoạn xếp khuôn (trong quá trình lạnh đông block) ♦ Mục đích Ngăn cản sự tiếp xúc với môi trường bên ngoài ,thuận lợi cho quá trình cấp đông ♦ Yêu cầu Miếng cá không được dính vào nhau , miếng cá phải ngay ngắn. Thao tác nhanh, đúng yêu cầu để đảm bảo nhiệt độ của cá khoảng 10oC. Công đoạn chờ đông ♦ Mục đích : Ngăn cảng sự phát triển của vsv. Hạn chế sự giảm khối lượng của sản phẩm. ♦ Thao tác Sau khi rửa cho vào bao PE (55*57 cm), mỗi bao 5 kg cho vào bồn. Mỗi lớp cá cho một lớp đá.Mỗi bồn khoảng 450-500 kg gồm 5 lớp cá và 6 lớp đá. Sau mỗi lớp đá dày 5 cm cho khoảng 500 g muối xay lên mặt để hạ thấp điểm đóng băng của nước giúp hạ thấp nhiệt độ bán thành phẩm. ♦ Mục đích Hạ thấp nhiệt độ sản phẩm, rút ngắn thời gian cấp đông. Ổn định chất lượng sản phẩm, hạn chế sự phát triên của vi sinh vật. ♦ Yêu cầu Thời gian chờ đông không quá 4h. Nhiệt độ kho chờ đông từ 1÷ 40C. - Kho chờ đông phải được vệ sinh sạch sẽ và kiểm tra hiệt độ thường xuyên. Công đoạn cấp đông ♦ Thao tác Tủ lạnh đông IQF trước khi vận hành tủ phải tiến hành làm vệ sinh băng chuyền và để ráo nước.Sau đó đóng cửa tủ và vận hành cho tủ chạy ở chế độ không tải đến khi nhiệt độ tủ ≤ -330C.Điều chỉnh sao cho tốc độ băng chuyền phù hợp với nhiệt độ trung tâm của sản phẩm là -180C.Công nhân đứng 2 bên băng chuyền đặt từng miếng cá lên băng tải và định hình miếng cá ngay ngắn, các miếng cá không được dính liền nhau, không được cách quá xa nhau.Sau mỗi một loại cá, phải đặt size lên băng chuyền để biết kích cỡ của cá. Đối với tủ đông tiếp xúc phải chạy khởi động tủ đến khi có một lớp băng mỏng phủ trên các tấm Plate mới cho hàng vào cấp đông; thời gian cấp đông không quá 3 giờ. Nhiệt độ trung tâm sản phẩm đạt £ - 180C. ♦ Mục đích Ở nhiệt độ thấp(-180C), nước trong sản phẩm gần như kết tinh hoàn toàn, enzym bị vô hoạt, vi sinh vật hầu như không thể phát triển, kéo dài thời gian bảo quản sản phẩm. Tạo hình dạng cố định cho sản phẩm và tạo điều kiện thuận lợi cho bao gói, bảo quản sản phẩm. ♦ Yêu cầu Đối với lạnh đông IQF Nhiệt độ tủ cấp đông ≤ -330C. Nhiệt độ tâm sản phẩm là -180C. Thời gian cấp đông 20 ÷ 30 phút tùy theo cỡ cá. Lạnh đông block Thời gian cấp đông ≤ 3 giờ. Nhiệt độ trung tâm sản phẩm: ≤-180C. Nhiệt độ tủ cấp đông: - 35 ¸ - 40oC. Công nhân làm việc trong công đoạn này phải mặc đầy đủ bảo hộ lao động và vệ sinh sạch sẽ. Lạnh đông Block Lạnh đông IQF Công đoạn tách khuôn: (Đối với dạng đông Block) ♦ Mục đích: Tách sản phẩm ra khỏi khuôn. ♦ Thao tác: Người công nhân cho khuôn sản phẩm úp đi qua vòi nước áp lực mạnh, rồi gõ nhẹ thành khuôn xuống bàn, bánh sản phẩm sẽ tách ra khỏi khuôn. ♦ Yêu cầu: Bánh sản phẩm phải nguyên vẹn, không bị nứt, bể. Công đoạn mạ băng (trong quá trình lạnh đông IQF) - Mạ băng là quá trình làm đóng băng 01 lớp nước đá trên bề mặt sản phẩm. Đối với cá đông Block đã được bọc kín trong bao nên việc mạ băng không phải thực hiện. Chỉ áp dụng phương pháp mạ băng đối với cá đông IQF. ♦ Thao tác Cá sau khi tách ra khỏi băng chuyền rơi xuống băng chuyền lưới. Phía trên băng chuyền lưới là hệ thống vòi phun dùng để mạ băng ngay sản phẩm khi rơi khỏi băng chuyền.Với hệ thống vòi phun này thì sản phẩm được mạ băng đồng đều và hợp vệ sinh hơn. ♦ Mục đích Bảo vệ sản phẩm, tăng giá trị cảm quan và hạn chế mất nước. Giảm tổn hao nhiệt trong quá trình bảo quản, làm tăng trọng lượng của miếng cá. Giảm thiểu va chạm trong quá trình vận chuyển, bảo quản. Lớp băng có tác dụng bảo vệ thực phẩm chống ôxi hoá các thành phần dinh dưỡng do tiếp xúc với không khí. Chống quá trình thăng hoa nước đá trong thực phẩm. ♦ Yêu cầu Nước mạ băng phải là nước lạnh, sạch. Nhiệt độ nước mạ băng từ 0 ÷ 30C. Tỉ lệ lớp mạ băng so với trọng lượng sản phẩm thông thường là 5 % có thể cao hơn tùy theo yêu cầu của khách hàng. Bán thành phẩm sau khi mạ băng tránh ứ đọng quá lâu gây ra hiện tượng tan băng ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm. Phương pháp mạ băng sản phẩm đông Có 2 phương pháp mạ băng: Nhúng trong nước lạnh và phun nước lên bề mặt sản phẩm Phương pháp nhúng đảm bảo đều hơn, đẹp hơn, thực hiện đơn giản nhưng tổn hao lạnh lớn, sau khi nhúng một số lần thì nước bị nhiễm bẩn nên phải thay thế. Nước nhúng có nhiệt độ khoảng 3÷5oC. Phương pháp phun thực hiện từ nhiều phía, hệ thống điều khiển tự động phải nhịp nhàng giữa các khâu. Tuy nhiên khi phun mặt dưới của sản phẩm sẽ không được mạ nên phải có biện pháp bổ sung. Do vậy người ta thường sử dụng kết hợp cả 2 phương pháp trên là vừa nhúng vừa phun. ở vị trí phun sản phẩm chuyển động vòng xuống máng chứa nước nên cả hai mặt đều được mạ băng: mặt trên được mạ do phun còn mặt dưới được mạ nhờ nước trong máng. Phương pháp này đảm bảo đều 2 mặt nhưng lượng nước cần thiết không nhiều và mất mát lạnh không đáng kể. Sau khi làm ướt bề mặt sản phẩm được để trong không khí, nước lấy lạnh từ thực phẩm và kết tinh trên bề mặt thực phẩm tạo thành lớp băng bám chặt bề mặt thực phẩm. Để tăng lớp băng mạ không nên kéo dài thời gian mạ băng, vì như vậy sẽ bị mất nhiệt mà nên thực hiện nhiều lần, giữa các lần xen kẻ làm lạnh tiếp thực phẩm. Để mạ đều sản phẩm cần tiến hành mạ nhiều lần, không để cho các lớp thực phẩm tiếp xúc với nhau nhiều. Chiều dày băng mạ ít nhất là 0,3mm. Sau khi mạ băng xong do nhiệt độ sản phẩm tăng nên người ta đưa vào tái đông lại lần nữa để làm lạnh thực phẩm. Hình 9.1&2 Công đoạn mạ băng Công đoạn tái đông ♦ Thao tác: Sản phẩm sau khi mạ băng được đưa vào buồng tái đông ♦ Mục đích: Hạ nhiệt độ sản phẩm nhằm bảo quản tốt hơn ♦ Yêu cầu: Chỉ sử dụng những dụng cụ đã làm vệ sinh sạch sẽ Dụng cụ sử dụng ở công đoạn này phải là dụng cụ chuyên dùng Công nhân phải làm vệ sinh sạch sẽ và đầy đủ bảo hộ lao động trước khi tiếp xúc với sản phẩm Đối với sản phẩm đông IQF sau khi mạ băng phải được tái đông ngay để nhiệt độ trung tâm sản phẩm đạt £  -180C. Hệ thống tái đông Công đoạn dò kim loại ♦ Thao tác Sản phẩm sau khi cân đạt yêu cầu được thực hiện cho vào PE/PA sau đó chuyển qua công đoạn dò kim loại. Đối với công đoạn dò kim loại sản phẩm dạng block: cho từng block sản phẩm đưa qua máy dò kim loại. Đối với sản phẩm dò kim loại dạng IQF: Sản phẩm được cân xong cho vào PE/PA đưa qua máy dò kim loại để phát hiện và loại bỏ mảnh kim loại hiện diện trong sản phẩm. Mục đích: Phát hiện và loại bỏ mảnh kim loại có thể hiện diện  trong sản phẩm. ♦Mục đích: Loại bỏ các mảnh kim loại ở trong sản phẩm Đảm bảo an toàn, vệ sinh thực phẩm ♦Yêu cầu: Sau khi đưa qua máy dò kim loại không còn hiện diện mảnh kim loại trong sản phẩm Tần suất kiểm tra  máy dò kim loại vào đầu ca, cuối ca và mỗi 1giờ/ lần Hình 21.1 Máy dò kim loại trong cá Công đoạn bao gói- hút chân không Để bảo vệ, bảo quản và làm tăng thẩm mỹ thực phẩm, sau cấp đông thực phẩm được chuyển sang khâu đóng gói bao bì. Đây là khâu hết sức quan trọng làm tăng giá trị thực phẩm, thu hút khách hàng và quảng bá sản phẩm ♦ Thao tác Sản phẩm sau khi mạ băng xong cho vào túi PE (PA nếu hút chân không) đưa qua máy hút chân không và hàn kín miệng bao lại.Trọng lượng mỗi túi tùy theo yêu cầu của khách hàng (thường là 1 kg hoặc 1.5 kg tùy theo yêu cầu khách hàng).Tùy theo loại hàng mà có thể không hút chân không, chỉ hàn miệng bao lại và đóng thùng.. ♦ Mục đích Thuận tiện cho quá trình đóng thùng. Tăng giá trị cảm quan cho sản phẩm và bảo vệ sản phẩm không cho cá tiếp xúc với môi trường bên ngoài. ♦ Yêu cầu Thao tác nhanh, nhẹ nhàng, tránh làm hỏng cá. Bao gói đúng loại, đúng cỡ, đúng qui cách qui định riêng của mỗi khách hàng. Bao bì phải sạch, mới, nguyên vẹn, không dùng bao bì bị thủng và rách. Các mối hàn phải kín, nếu bị hở hoặc rách phải loại bỏ túi PE và thay túi khác. Phải kín tránh tiếp xúc không khí gây ra ôxi hoá sản phẩm. Mặt khác phải chống thâm nhập hơi ẩm hoặc thoát ẩm của thực phẩm. Thường sản phẩm được bao bọc bên trong là bao ny lông bên ngoài là thùng cactôn tráng sáp. Bao bì phải đẹp và hấp dẫn, đảm bảo thẩm mỹ công nghiệp. Bao bì dạng khối dễ dàng xếp đặt và vận chuyển. Bao gói sản phẩm đông IQF Bao gói sản phẩm đông block Công đoạn đóng thùng ♦ Thao tác Xếp các gói cùng cỡ, cùng loại đã qua máy dò kim loại vào thùng carton. Cứ 10 túi đóng thành một thùng, dùng băng keo dán kín miệng thùng. Đặt thùng lên máy niềng, niềng 4 dây quanh thùng (gồm 2 dây dọc và 2 dây ngang). Các dây niềng không được quá chặt hoặc quá lỏng sẽ ảnh hưởng đến bao bì và sản phẩm bên trong. Nếu chưa đóng hàng ngay hoặc chưa có bao bì thì phải cho vào bao bì tạm rồi chuyển vào trong kho. Đóng thùng được 10 kiện hàng thì phải tiến hành bảo quản trong kho lạnh. ♦ Mục đích Bảo vệ và thông tin về sản phẩm bên trong. Tạo điều kiện thuận lợi cho việc bảo quản, vận chuyển, phân phối và lưu kho. Tạo vẻ mỹ quan, đảm bảo chất lượng theo yêu cầu khách hàng. ♦ Yêu cầu Công nhân phải thực hiện vệ sinh cá nhân, mang đầy đủ bảo hộ lao động. Tất cả thiết bị nhà xưởng và thùng carton phải được vệ sinh sạch sẽ. Trên thùng phải ghi đầy đủ các thông tin về địa chỉ công ty, tên sản phẩm, cỡ, trọng lượng, ngày sản xuất, thời hạn sử dụng, điều kiện bảo quản, mã số lô hàng, mã số EU, hướng dẫn sử dụng. Sản phẩm sau khi đóng thùng phải được đưa vào kho bảo quản ngay, không được để ngoài kho quá 15 phút. Công đoạn bảo quản ♦ Thao tác Sau khi đóng thùng chuyển hàng đến cửa kho càng sớm, càng tốt. Đặt thùng hàng lên băng chuyền chuyển các thùng hàng vào trong kho đến xe vận chuyển bên trong. Công nhân điều khiển xe điện sắp xếp hàng hóa theo yêu cầu kỹ thuật đề ra. Các thùng hàng được xếp theo từng cụm riêng biệt tránh nhiễm chéo. ♦ Mục đích Duy trì nhiệt độ sản phẩm ở mức độ thấp, ở nhiệt độ này không có sự nóng chảy hoặc kết tinh của nước đá trong sản phẩm. Enzym bị vô hoạt, vi sinh vật trong sản phẩm không còn có khả năng phát triển, kéo dài thời gian bảo quản sản phẩm. Sản phẩm chứa trong kho bảo quản tránh được sự phá hoại của côn trùng, ngăn ngừa sự lây nhiễm của vi sinh vậy từ môi trường bên ngoài. ♦ Yêu cầu Hàng xếp trong kho sao cho tiết kiệm diện tích nhất nhưng phải đảm bảo nhiệt độ bảo quản đông của tâm sản phẩm. Tuyệt đối không được đưa hàng chưa cấp đông vào trong kho. Cần tạo lối đi thông thoáng, đảm bảo không khí lạnh lưu thông đều trong kho bảo quản. Các kiện hàng được chất lên pallet cách nền khoảng 15 cm, cách tường 40 cm, cách trần 80 cm. Hàng được chất theo từng chủng loại riêng biệt và đai kiện chắc chắn. Hàng nhập trong kho phải ghi đầy đủ các kí hiệu thông tin về sản phẩm theo yêu cầu. Nhiệt độ kho bảo quản ≤ -180C. Hàng vào trước ưu tiên xuất trước. C – KỸ THUẬT VÀ THIẾT BỊ NHIỆT LẠNH TRONG QUY TRÌNH SẢN XUẤT FILLET CÁ BA SA I. KỸ THUẬT LÀM LẠNH VÀ LẠNH ĐÔNG Nguyên lý làm lạnh Làm lạnh hay ướp lạnh là hạ nhiệt độ nguyên thủy của sản phẩm xuống đến gần điểm đóng băng, tức là làm cho phần nước tự do của tế bào lạnh đi (khoảng -50 oC đến -10 oC) chủ yếu là ở lớp bề mặt sản phẩm.Ở nhiệt độ này enzim sản phẩm và vi sinh vật bị ức chế, hoạt động chậm chạp. Cấu trúc tế bào vẫn giữ nguyên, không thay đổi, và trạng thái vật lý của tế bào chỉ là sự hạ nhiệt làm lạnh một phần nước tự do của gian bào. Nhằm làm giảm cường độ của các biến đổi về hóa học, hóa sinh và sinh học để kéo dài thời gian sử dụng của thực phẩm tươi sống hoặc thực phẩm đã qua chế biến. Như vậy nguyên liệu cần được làm lạnh phải là nguyên liệu tươi sống, vi sinh vật không có hay nếu có cũng chỉ ở lớp bề mặt hay gian bào và bị ức chế bởi nhiệt độ lạnh. Nguyên liệu cũng cần được làm sạch sẽ trước khi ướp lạnh, nguồn nhiễm bẩn là cơ hội giúp cho vi sinh vật dễ phát triển phá hủy nguyên liệu. Ngoài ra sự biến đổi thủy sản tươi sống diễn ra rất nhanh khiến chất lượng nguyên liệu thủy sản giảm cấp dần dần do đó cần làm lạnh tức khắc ngay khi thủy sản còn ở thời kỳ tươi sống. Khi làm lạnh lớp bề mặt hạ nhiệt trước rồi mới hạ nhiệt dần sâu vào bên trong cơ thể thủy sản, chính thời gian trì hoãn này làm cho lớp bên trong bị phân giải. Do đó, ngoài việc làm lạnh nhanh chóng, nguyên liệu cần được làm lạnh đều khắp và dưới dạng những lớp mỏng. Tóm lại, để đạt hiệu quả chất lượng cao trong việc ướp lạnh thủy sản cần phải: Rửa sạch nguyên liệu. Làm lạnh những nguyên liệu tươi tốt, không nhiễm vi sinh vật. Làm lạnh ngay, phân bố lạnh đều nguyên liệu dưới dạng lớp mỏng. Công dụng của việc làm lạnh a. Tác dụng của nhiệt độ thấp Nhiệt độ thấp ức chế tốc độ của các phản ứng hóa sinh trong chế biến thủy sản Nhiệt độ càng thấp thì tốc độ của phản ứng càng giảm; trong phạm vi nhiệt độ bình thường cứ hạ xuống 100C thì tốc độ phản ứng giảm xuống 1/2 đến1/3. Nhiệt độ thấp tác dụng đến hoạt động của các men phân giải nhưng không tiêu diệt được chúng; nhiệt độ xuống dưới 00C phần lớn hoạt động của các enzim bị đình chỉ. Men lipaza, trypsin, catalaza, ở nhiệt độ -1910C cũng không bị phá hủy, nhiệt độ càng thấp thì hoạt động của enzim càng giảm. Nhiệt độ thấp kìm hãm quá trình phát triển của vi sinh vật.Một số vi khuẩn ngừng phát triển ở -30C, một số ngừng ở -50C và số thứ ba ngừng ở -100C. Tuy đại đa số ngừng phát triển ở -100C, nhưng nấm mốc chịu lạnh tốt hơn. Để ngăn ngừa vi khuẩn phát triển trên thủy sản, phải bảo quản thủy sản ở nhiệt độ thấp hơn -100C. Để ngăn ngừa nấm mốc, nhiệt độ phải thấp hơn -150C. Ngoài ra nhiệt độ thấp làm nước trong tế bào đông đặc thành tinh thể và làm phá vỡ màng tế bào vi sinh vật.Vi sinh vật phát triển trong điều kiện ẩm độ nhất định, nếu môi trường sản phẩm không ẩm thì vi sinh vật sẽ bị ức chế. Các loại nấm mốc có thể sống ở nơi khan nước nhất nhưng lượng nước tối thiểu nhất phải là 15%. Do đó nhiệt độ thấp để bảo quản sản phẩm phải là -18oC vì nước trong sản phẩm đóng băng đến 86%, chỉ còn lại độ ẩm là 14%, không đủ cho vi sinh vật hoạt động. b. Hiệu ứng của làm lạnh đối với thủy sản Ướp lạnh là phương pháp được sử dụng nhiều nhất trong ngành chế biến thủy sản để ngăn ngừa sản phẩm bị hư hỏng lãng phí.Làm lạnh có ưu điểm rất lớn trong ngành thủy sản vì: Về bản chất: phần lớn thủy sản thích ứng tốt với phương pháp này và được bảo quản mau lẹ hữu hiệu. Bản chất thủy sản là rất mau hư, hơn nữa mang nặng tính chất mùa vụ, có những lúc bội thu.Làm lạnh sẽ giảm thiểu tối đa về hao hụt số lượng, chất lượng thủy sản Về kỹ thuật: phương pháp này có khả năng giải quyết cùng một lúc thủy sản tại nơi đánh bắt.Ngoài ra có thể linh động sức sản xuất của các cơ sở chế biến và có thể điều chỉnh trang bị theo ý muốn. Về kết quả: bảo toàn được tối đa những thuộc tính tự nhiên của thủy sản, giữ gìn được hương vị, phẩm chất của thủy sản như lúc ban đầu c. Các yếu tố ảnh hưởng Bản chất của nguyên liệu: thành phần hóa học và cấu trúc của nguyên liệu là yếu tố ảnh hưởng đến nhiệt dung riêng và tính chất dẫn nhiệt của nguyên liệu. Do đó, nó ảnh hưởng trực tiếp đến tốc độ làm lạnh năng lượng tiêu hóa cho quá trình làm lạnh. Nhiệt dung riêng càng lớn , năng lượng tiêu tốn cho quá trình làm lạnh càng nhiều. Độ dẫn nhiệt của các nguyên liệu càng lớn, tốc độ quá trình làm lạnh càng nhanh. Kích thước và hình dạng của nguyên liệu: trong quá trình làm lạnh, diện tích tiếp xúc với tác nhân lạnh ảnh hưởng đến tốc độ của quá trình làm lạnh. Diện tích được quyết định bởi kích thước và hình dạng của nguyên liệu. Tỷ lệ diện tích bề mặt và thể tích của nguyên liệu càng lớn thì quá trình làm lạnh càng nhanh. Nhiệt độ ban đầu của nguyên liệu càng cao thì năng lượng tiêu tốn cho quá trình làm lạnh càng nhiều. Làm lạnh đông sản phẩm thủy sản Làm lạnh đông thủy sản là quá trình làm lạnh thủy sản do sự hút nhiệt của chất là lạnh để đưa nhiệt độ ban đầu của cơ thể thủy sản xuống dưới điểm đóng băng và tới -8OC ÷ -10OC và có thể xuống thấp hơn nữa:-180C, -30OC hay -40OC. Quá trình làm lạnh đông có 3 giai đoạn: Giai đoạn 1: Làm lạnh tới điểm đóng băng Giai đoạn 2: Đóng băng ở băng điểm Giai đoạn 3: Tiếp tục làm lạnh đông đến nhiệt độ bảo quản lạnh đông. Nếu hạ nhiệt nhanh, giai đoạn 2 rút ngắn lại; hạ nhiệt chậm thì kéo dài giai đoạn 2. Ngoài ra do bề dày của sản phẩm mà có sự phân bố nhiệt độ từ ngoài vào trong. Khi sản phẩm đến điểm đóng băng, chủ yếu là phần bề mặt, sẽ có hiện tượng khuếch tán ẩm từ trong ra ngoài do lớp trong chưa tới điểm quá lạnh và nồng độ chất tan ở lớp bề mặt tăng lên.Hiện tượng vẫn tiếp tục suốt quá trình làm lạnh đông vì nhiệt độ lạnh đông vẫn xâm nhập từ ngoài vào trong và sự di chuyển ẩm từ trong ra ngoài. Đường ranh giới giữa phần đã đóng băng và phần chưa đóng băng sẽ dịch chuyển dần dần vào sâu trong lớp sản phẩm, và các lớp ngoài đã đóng băng vẫn tiếp tục giảm nhiệt độ tăng ngày càng nhiều lượng ẩm đóng băng. Như vậy chất tan sẽ dịch chuyển về trung tâm sản phẩm. Một số biến đổi của thủy sản trong quá trình làm lạnh đông a. Biến đổi vi sinh vật Khi thủy sản hạ nhiệt xuống đến điểm đóng băng, vi sinh vật hoạt động chậm lại. Xuống đến -100C vi trùng các loại không phát triển được nhưng men mốc chưa bị ức chế. Phải xuống đến -150C men mốc mới ngừng phát triển. Do đó nhiệt độ dưới - 150C sẽ ngăn chặn được vi trùng lẫn men móc vì ở khoảng nhiệt độ này ẩm độ thủy sản chỉ xấp xỉ trên dưới 10%. Ngoài ra ở khoảng nhiệt độ -10C ÷ - 50C gần như đa số nước tự do của tế bào thủy sản kết tinh thành đá. Nếu lạnh đông chậm, các tinh thể nước đá to, sắc làm phá vỡ tế bào vi trùng và tiêu diệt vi trùng mạnh nhất ở giai đoạn này. Do đó phương pháp lạnh đông chậm tiêu diệt vi trùng nhiều hơn là phương pháp làm lạnh đông nhanh nhưng lại gây hại cho thể chất của sản phẩm. b. Biến đổi hóa học Biến đổi chất đạm: ở -200C chất đạm bị đông lại, sau 6 tháng bảo quản có phân giải nhẹ. Ở khoảng nhiệt -10C ÷ -50C, prôtêin bị biến tính, đặc biệt là Miozin bị kết tủa.Thời gian lạnh đông càng kéo dài thì prôtêin càng bị biến tính. Làm lạnh đông nhanh sẽ đỡ bị biến tính prôtêin. Dưới -200C thì prôtein hầu như không bị biến tính. Biến đổi chất béo: cá béo dễ bị oxi hóa chất béo. Chất béo bị hóa chua và hàm lượng acid béo ở thể tự do phụ thuộc vào nhiệt độ và thời gian bảo quản. Nếu nhiệt độ -120C sau 10 tuần lễ thì chỉ số pêroxit tăng lên rõ rệt; sau 30 tuần chỉ số này vượt quá qui định về phẩm chất vệ sinh. Tính chất hòa tan của vitamin trong mỡ cũng thay đổi, chất mỡ sẽ đặc lại và dẽo. Biến đổi glucid: khi lạnh đông chậm, glycogen phân giải ra nhiều axit lactic ở nhiệt độ thấp hơn là ở trường hợp lạnh đông nhanh. Biến đổi vitamin: vitamin ít bị mất trong giai đoạn lạnh đông, đa số bị mất trong lúc chế biến, rửa. Ở nhiệt độ lạnh, vitamin A tỏ ra bền vững. Vitamin B2, PP mất một ít. Vitamin C mất nhiều khi sản phẩm mất nước, cháy lạnh. Bị hao hụt toàn bộ phải kể đến vitamin E. Biến đổi chất khoáng: Nhiệt độ lạnh không ảnh hưởng lên chất khoáng nhưng do sự biến đổi cơ cấu sản phẩm khi làm lạnh đông khiến hao hụt một lượng lớn khoáng chất tan trong dịch tế bào chảy ra ngoài khi rã đông. c. Biến đổi lý học Tăng thể tích: Nước trong thủy sản đóng băng làm tăng thể tích lên 10%. Thay đổi nàu sắc: Do mất nước, các sắc tố hêmôglôbin, miôglôbin và mêthêmôxyanin chuyển thảnh mêthêmôglôbin và mêthêmôxyanin làm sắc, màu chậm lại. Ngoài ra do tốc độ lạnh đông chậm hay nhanh, tinh thể băng hình thành lớn hay nhỏ mà có tiết xạ quang học khác nhau.Tinh thể băng nhỏ thì thủy sản đông lạnh có màu lợt hơn thủy sản làm lạnh động chậm có tinh thể băng to. Giảm trọng lượng: Sản phẩm đông lạnh bị giảm trọng lượng do bốc hơi nước hoặc do thiệt hại lý học trong quá trình làm lạnh đông. Thiệt hại lý học có thể do xáo động trong khi lạnh đông khiến cho nhiều mãnh nhỏ bị vỡ vụn, chẳng hạn như khi sản phẩm bị hóa lỏng bởi luồng không khí mát.Hình thức thiệt hại khác là thủy sản dán chặt vào mâm cấp đông hoặc đai chuyền, làm tróc mất một phần toreng lượng khi tách khỏi mâm. Nếu xịt nước dưới mặt đáy để tách sẽ giảm được thiệt hại này. Thiệt hại lý học trong một máy đông không đáng kể và không hơn 1% nếu thực hiện làm lạnh đông không đúng cách. Riêng việc giảm trọng lượng do bốc hơi tùy vào các yếu tố như loại máy đông, thời gian lạnh đông, loại sản phẩm, cỡ dạng sản phẩm, tốc độ không khí và điều kiện vận hành máy.Hao hụt do bốc hơi trong máy đông bản phẳng không nhiều bằng hao hụt do đông trong máy đông quạt gió và máy dùng hoi lạnh trực tiếp như Nitơ hay cacbônic.Tuy nhiên việc giảm trọng lượng sản phẩm trong máy đông Nitơ, cacbônic sẽ thấp do thời gian lạnh đông ngắn quá. Thời gian trong một máy đông không quan hệ trực tiếp với hao hụt trọng lượng vì tỉ lệ của tỉ suất hao hụt và thời gian là không tỉ lệ thuận.Ở lúc đầu trọng lượng mất nhiều hơn ở lúc cuối.Cá đông từng con hao hụt nhiều hơn là cá đông dạng bánh (khối). Bao gói cá khi lạnh đông sẽ giảm hao hụt rất nhiều nhưng nếu bao gói không chặt, trong lượng sẽ vẫn bị hao hụt do bốc hơi bề mặt bên trong lớp bao gói.Gói sản phẩm sẽ vẫn còn nguyên trọng lượng nhưng bên trong, lượng nước đã bị tách ra bớt. II. CÁC PHƯƠNG PHÁP VÀ THIẾT BỊ CẤP ĐÔNG 1. Các phương pháp cấp đông Thiết bị cấp đông có rất nhiều dạng, hiện nay ở nước ta sử dụng phổ biến các hệ thống như sau: - Kho cấp đông gió (Air Blast Freezer); - Tủ cấp đông tiếp xúc (Contact Freezer); - Tủ cấp đông gió; - Hệ thống cấp đông dạng rời , có băng chuyền IQF + Hệ thống cấp đông có băng chuyền cấp đông thẳng + Hệ thống cấp đông có băng chuyền dạng xoắn + Hệ thống cấp đông siêu tốc - Hệ thống cấp đông nhúng N2 lỏng 1.1 Lạnh đông tiếp xúc Các sản phẩm được đặt trên các khay và được kẹp giữa các tấm lắc cấp đông. Các tấm lắc kim loại bên trong rỗng để cho môi chất lạnh chảy qua, nhiệt độ bay hơi đạt t o= - 40 ÷ - 45oC. Nhờ tiếp xúc với các tấm lắc có nhiệt độ rất thấp, quá trình trao đổi nhiệt tương đối hiệu quả và thời gian làm đông được rút ngắn đáng kể so với làm đông dạng khối trong các kho cấp đông gió, đạt τ = 1,5÷2 giờ nếu cấp dịch bằng bơm hoặc 4÷ 4,5 giờ nếu cấp dịch từ bình giữ mức theo kiểu ngập dịch. Truyền nhiệt trong tủ đông tiếp xúc là dẫn nhiệt. Phương pháp làm đông tiếp xúc thường được áp dụng cho các loại sản phẩm dạng khối (block). 1.2 Làm đông cực nhanh Thực phẩm được di chuyển trên các băng chuyền và được phun làm lạnh bằng nitơ lỏng có nhiệt độ bay hơi rất thấp -196oC. Vì thế thời gian làm lạnh đông cực nhanh từ 5÷10 phút. Hiện nay các nước phát triển ứng dụng rộng rãi phương pháp này. 1.3 Làm đông bằng hỗn hợp đá và muối Phương pháp này thực hiện ở những nơi không có điện để chạy máy lạnh. Khi cho muối vào nước đá thì tạo nên hỗn hợp có khả năng làm lạnh. Tuỳ thuộc vào tỷ lệ muối pha mà đạt được các hổn hợp nhiệt độ khác nhau. Phương pháp này có ưu điểm đơn giản dễ thực hiện. Nhưng có nhược điểm là nhiệt độ hỗn hợp tạo ra không cao cỡ -12oC, vì vậy chỉ có khả năng bảo quản trong thời gian ngắn và thực phẩm tươi sạch. Nhược điểm khác của phương pháp này là thực phẩm mất trọng lượng và giảm phẩm chất bề mặt. 1.4 Làm đông bằng nước muối lạnh Có 2 cách: Ngâm trong nước muối Cá được xếp vào giỏ lưới rồi nhúng vào bể nước muối được làm lạnh bởi giàn bốc hơi amôniăc. Nước muối được lưu động bằng bơm, nhiệt độ -18oC, thời gian làm đông 3 giờ. Phun nước muối lạnh Phương pháp này được ứng dụng trong chế biến thuỷ sản. Cá vận chuyển trên băng chuyền và được phun nước muối lạnh -25oC. Khi đã đông lạnh cá được phun nước sạch 20oC để rửa muối bám lên cá, cuối cùng cá được phun nước 0oC để mạ băng trước khi chuyển về kho bảo quản. Theo phương pháp này thời gian làm đông ngắn mà hao hụt trọng lượng ít, lượng muối ngấm vào ít. Tuy nhiên phương pháp này cũng làm cho thực phẩm ngấm muối ít nhiều. 2. Các thiết bị cấp đông 2.1 Hệ thống kho cấp đông Nguyên lý cấp đông của kho là làm lạnh bằng không khí đối lưu cưỡng bức. Sản phẩm cấp đông dạng block hoặc dạng rời được đặt trong các khay và chất lên các xe cấp đông. Xe cấp đông làm bằng vật liệu inox, có nhiều tầng, khoảng cách giữa các tầng đủ lớn để sau khi xếp các khay sản phẩm vào vẫn còn khoảng hở nhất định để không khí lạnh tuần hoàn đi qua. Không khí lạnh tuần hoàn cưỡng bức trong kho xuyên qua khe hở giữa các khay và trao đổi nhiệt về cả hai phía. Quá trình trao đổi nhiệt ở đây là trao đổi nhiệt đối lưu cưỡng bức, phía trên trao đổi trực tiếp với sản phẩm, phía dưới trao đổi qua khay cấp đông và dẫn nhiệt vào sản phẩm. Nhiệt độ không khí trong buồng cấp đông đạt –35oC. Do đó thời gian cấp đông khá nhanh, đối với sản phẩm dạng rời khoảng 3 giờ/mẻ, sản phẩm dạng block khoảng 7÷9 giờ/mẻ. Dàn lạnh kho cấp đông có thể treo trên cao hoặc đặt dưới nền. Đối với kho công suất lớn, người ta chọn giải pháp đặt nền, vì khối lượng dàn khá nặng. Khi treo trên cao người ta phải làm các giá treo chắc chắn đặt trên trần panel và treo lên các xà nhà. Dàn lạnh kho cấp đông thường bám tuyết rất nhiều, do sản phẩm cấp đông còn tươi và để trần, nên phải được xả băng thường xuyên. Tuy nhiên không nên lạm dụng xả băng, vì mỗi lần xả băng bao giờ cũng kèm theo tổn thất nhiệt nhất định, đồng thời ngừng làm lạnh nên thời gian xả băng bị kéo dài. Người ta thường chọn giải pháp xả băng bằng nước cho dàn lạnh kho cấp đông. Sơ đồ nguyên lý hệ thống và cấu tạo các thiết bị sử dụng trong các kho cấp đông tương đối đơn giản, dễ chế tạo. Kho cấp đông có ưu điểm là khối lượng hàng cấp đông mỗi mẻ lớn. Tuy nhiên, do thời gian cấp đông khá lâu nên kho cấp đông ít được sử dụng. 2.2 Hệ thống tủ cấp đông tiếp xúc Cấu tạo tủ cấp đông Tủ cấp đông tiếp xúc được sử dụng để cấp đông các mặt hàng dạng block. Mỗi block thường có khối lượng 2 kg. Tủ gồm có nhiều tấm lắc cấp đông (freezer plates) bên trong, khoảng cách giữa các tấm có thể điều chỉnh được bằng ben thuỷ lực, thường chuyển dịch từ 50÷105mm. Kích thước chuẩn của các tấm lắc là 2200Lx1250Wx22D (mm). Đối với tủ cấp đông lớn từ 2000 kg/mẻ trở lên, người ta sử dụng các tấm lắc lớn, có kích thước là 2400Lx1250Wx22D (mm). Sản phẩm cấp đông được đặt trong các khay cấp đông sau đó đặt trực tiếp lên các tấp lắc hoặc lên các mâm cấp đông, mỗi mâm có 4 khay. Đặt trực tiếp khay lên các tấm lắc tốt hơn khi có khay vì hạn chế được nhiệt trở dẫn nhiệt. Trên hình 4-10 giới thiệu cách sắp xếp các khay cấp đông trên các tấm lắc. Ben thuỷ lực nâng hạ các tấm lắc đặt trên tủ cấp đông. Pittông và cần dẫn ben thuỷ lực làm bằng thép không rỉ đảm bảo yêu cầu vệ sinh. Hệ thống có bộ phân phối dầu cho truyền động bơm thuỷ lực. Khi cấp đông ben thuỷ lực ép các tấm lắc để cho các khay tiếp xúc 2 mặt với tấm lắc. Quá trình trao đổi nhiệt là nhờ dẫn nhiệt. Trong các tấm lắc chứa ngập dịch lỏng ở nhiệt độ âm sâu -40÷-45oC . Theo nguyên lý cấp dịch, hệ thống lạnh tủ cấp đông tiếp xúc có thể chia ra làm các dạng sau: - Cấp dịch từ bình trống tràn (có chức năng giống bình giữ mức - tách lỏng). Với tủ cấp dịch dạng này, dịch lỏng chuyển dịch dần vào các tấm lắc nhờ chênh lệch cột áp thuỷ tĩnh, nên tốc độ chuyển động chậm và thời gian cấp đông lâu 4÷6 giờ/mẻ - Cấp dịch nhờ bơm dịch. Môi chất chuyển động vào các tấm lắc dưới dạng cưỡng bức do bơm tạo ra nên tốc độ chuyển động lớn, thời gian cấp đông giảm còn 1h30 đến 2h30 phút/mẻ. Hiện nay người ta thường sử dụng cấp dịch dạng này. 1 - Máy nén; 2- Bình chứa cao áp; 3- Dàn ngưng; 4-Bình tách dầu; 5- Bình chứa hạ áp; 6- Bình trung gian; 7- Tủ cấp đông; 8 - Bình thu hồi dầu; 9 -Bơm dịch; 10- Bơm nước giải nhiệt Sơ đồ nguyên lí tủ cấp đông cấp dịch bằng bơm Theo sơ đồ này, dịch lỏng được bơm bơm thẳng vào các tấm lắc nên tốc độ chuyển động bên trong rất cao, hiệu quả truyền nhiệt tăng lên rỏ rệt, do đó giảm đáng kể thời gian cấp đông. Thời gian cấp đông chỉ còn khoảng 1giờ 30’đến 2 giờ 30’. Tuy nhiên hệ thống bắt buộc phải trang bị bình chứa hạ áp. Bình chứa hạ áp đóng vai trò rất quan trọng, cụ thể: - Chứa dịch để cung cấp ổn định cho bơm hoạt động. - Đảm nhiệm chức năng tách lỏng: Do dịch chuyển động qua các tấm lắc là cưỡng bức nên ở đầu ra các tấm lắc vẫn còn một lượng lớn lỏng chưa bay hơi, nếu đưa trực tiếp về đầu hút máy nén sẽ rất nguy hiểm, đưa vào các bình tách lỏng nhỏ thì không có khả năng tách hết vì lượng lỏng quá lớn. Vì thế chỉ có bình chứa hạ áp mới có khả năng tách hết lượng lỏng này. Bình chứa hạ áp có dung tích khá lớn, tương đương bình chứa cao áp, được bọc cách nhiệt polyurethan dày khoảng 200mm, bên ngoài bọc inox thẩm mỹ. Bình được bảo vệ bằng: 03 van phao, van an toàn. Nhiệm vụ của các van phao như sau: - Van phao trên cùng, bảo vệ mức dịch cực đại, ngăn ngừa hút lỏng về máy nén. Khi mức dịch trong bình đạt đến mức cực đại, van phao này tác động đóng van điện từ cấp dịch vào bình trống tràn. - Van phao giữa, bảo vệ mức dịch trung bình, tác động mở van điện từ cấp dịch cho bình. - Van phao dưới cùng bảo vệ mức dịch thấp, đây là mức dịch sự cố. Khi dịch lỏng quá thấp, sẽ tác động dừng bơm, tránh bơm làm việc không có dịch. Bình trung gian kiểu đặt đứng của tủ cấp đông được bảo vệ bằng 02 van phao, 01 van an toàn. Nhiệm vụ của các van phao như sau: - Van phao trên, bảo vệ mức lỏng cực đại, ngăn ngừa hút ẩm về máy nén cao áp. Khi mức lỏng dâng lên cao, van phao sẽ tác động đống van điện từ cấp dịch vào bình. - Van phao dưới, bảo vệ mức dịch cực tiểu: Khi mức dịch trong bình quá thấp, không đủ ngập ống xoắn ruột gà, nên hiệu quả làm lạnh ống xoắn kém, trong trường hợp này van phao sẽ tác động mở van điện từ cấp dịch cho bình. Thông số kỹ thuật: - Kiểu cấp đông : Tiếp xúc trực tiếp, 2 mặt - Sản phẩm cấp đông : Thịt, thuỷ sản các loại - Nhiệt độ sản phẩm đầu vào: +10oC ÷12oC - Nhiệt độ trung bình sản phẩm sau cấp đông : -18oC 2.3 Hệ thống tủ cấp đông gió Tủ cấp đông gió được sử dụng để cấp đông các sản phẩm đông rời với khối lượng nhỏ, được trang bị cho các xí nghiệp nhỏ và trung bình. Năng suất chủ yếu từ 200 đến 500 kg/h. Trong trường hợp khối lượng nhiều, người ta chuyển sang cấp đông dạng có băng chuyền I.Q.F. Thiết bị chính của hệ thống là tủ đông làm lạnh nhờ gió cưỡng bức. Cấu tạo và hình dáng bề ngoài tương tự tủ đông tiếp xúc. Bên trong tủ có các cụm dàn lạnh, quạt gió, hệ thống giá đặt các khay chứa hàng cấp đông. Các sản phẩm dạng rời như tôm, cá philê vv… được đặt trên khay với một lớp mỏng, được làm lạnh nhờ gió tuần hoàn với tốc độ lớn, nhiệt độ rất thấp, khoảng -35C, do đó thời gian ngắn. Sơ đồ nguyên lý tủ đông gió 1-Máy nén ; 2-Tháp giải nhiệt ; 3-Bình chứa ; 4-Bình ngưng; 5-Bình tách dầu ;6-Bình tách lỏng; 7-Bình trống tràn; 8-Tủ đông gió ;9-Bình thu hồi dầu;10-Bình trung gian;11-Bể nước xả băng;12-Bơm xả băng;13-Bơm giải nhiệt.  Nguyên lý làm việc của hệ thống: Đầu hút của hạ áp hút hơi từ bình chứa tuần hoàn (bình trống tràn) về qua bình tách lỏng, vào đầu hút của máy nén hạ áp rồi nén lên đến áp suất trung gian đẩy vào bình trung gian ống xoắn. Tại bình trung gian, môi chất sau khi nén hạ áp, hòa trộn với môi chất lạnh tại bình sau tiết lưu lần thứ nhất được máy nén cao áp hút vào. Hơi môi chất đã được làm mát, và nén lên đến áp suất cao pk, nhiệt độ cao tk. Hơi môi chất đi qua bình tách dầu đẩy vào bình ngưng. Tại bình ngưng hơi môi chất thực hiện quá trình trao đổi nhiệt trở thành lỏng. Môi chất lỏng sau khi ngưng tụ chảy vào bình chứa cao áp, đi vào bình trung gian ống xoắn và được quá lạnh, một phần môi chất đi vào tiết lưu làm lạnh bình trung gian và thực hiện quá trình trao đổi nhiệt trong bình trung gian. Môi chất lạnh sau khi được quá lạnh đi vào tiết lưu hai, giãm áp suất xuống áp suất thấp p0 và nhiệt độ t0 chứa vào bình chứa tuần hoàn. Từ bình chứa tuần hoàn môi chất lỏng lạnh được phân phối tới các ống phân phối lỏng (ống góp) để phân phối cho các dàn lạnh. Sau khi bay hơi làm lạnh tủ cấp đông. Hơi môi chất trở về ống góp quay về bình chứa tuần hoàn. Lượng lỏng rơi xuống dưới để được cung cấp lỏng cho dàn bay hơi tiếp còn hơi được dẫn về qua bình tách lỏng và trở về đầu hút của máy nén cao áp. Bình chứa tuần hoàn làm cả nhiệm vụ tách lỏng nhưng đề phòng trường hợp tải nhiệt quá lớn, dòng hơi quá mạnh vẫn còn vẫn cuốn theo lỏng về máy nén, nên phải đặt thêm bình tách lỏng trước khi hơi môi chất về máy nén hạ áp. Trước van tiết lưu người ta bố trí van điện từ để khống chế mức lỏng tiêu chuẩn trong bình chứa tuần hoàn. 2.4 Hệ thống cấp đông I.Q.F Hệ thống lạnh I.Q.F được viết tắt từ chữ tiếng Anh Individual Quickly Freezer, nghĩa là hệ thống cấp đông nhanh các sản phẩm rời. Một trong những điểm đặc biệt của hệ thống I.Q.F là các sản phẩm được đặt trên các băng chuyền, chuyển dộng với tốc độ chậm, trong quá trình đó nó tiếp xúc với không khí lạnh nhiệt độ thấp và nhiệt độ hạ xuống rất nhanh. Buồng cấp đông kiểu I.Q.F chuyên sử dụng để cấp đông các sản phẩm dạng rời. Tốc độ băng tải di chuyển có thể điều chỉnh được tuỳ thuộc vào loại sản phẩm và yêu cầu công nghệ. Trong quá trình di chuyển trên băng chuyền sản phẩm tiếp xúc với không khí đối lưu cưỡng bức với tốc độ lớn, nhiệt độ thấp -35÷-43oC và hạ nhiệt độ rất nhanh. Vỏ bao che buồng cấp đông là các tấm cách nhiệt polyurethan, hai mặt bọc inox. Buồng cấp đông I.Q.F có 3 dạng chính sau đây: - Buồng cấp đông có băng chuyền kiểu xoắn : Spiral I.Q.F - Buồng cấp đông có băng chuyển kiểu thẳng : Straight I.Q.F - Buồng cấp đông có băng chuyền siêu tốc : Impingement I.Q.F Đi đôi với buồng cấp đông các hệ thống còn được trang bị thêm các băng chuyền khác như băng chuyền hấp, băng chuyền làm nguội, băng làm khô, băng chuyền mạ băng, và buồng tái đông. Hệ thống cấp đông I.Q.F với buồng cấp đông có băng tải dạng xoắn Hệ thống cấp đông với buồng cấp đông có băng tải dạng xoắn yêu cầu công suất lạnh tương đối lớn, thời gian đông lạnh ngắn nên thường sử dụng phương pháp cấp dịch bằng bơm. Thiết bị đi kèm băng chuyền cấp đông là băng chuyền tái đông. Người ta thường sử dụng nước để xả băng cho các dàn lạnh của băng chuyền cấp đông và tái đông. Để làm khô băng chuyền người ta sử dụng khí nén. Các thiết bị khác bao gồm: Bình chứa cao áp, hạ áp , thiết bị ngưng tụ, bình tách dầu, bình trung gian, bình thu hồi dầu, bơm dịch, bơm nước giải nhiệt, xả băng và bể nước xả băng. 1- Máy nén; 2- Bình chứa; 3- Dàn ngưng; 4- Bình tách dầu; 5- Bình chứa hạ áp; 6 – Bình trung gian; 7- Buồng đông IQF; 8- Buồng tái đông; 9- Bình thu hồi dầu; 10- Bể nước xả băng; 11- Bơm xả băng; 12- Bơm giải nhiệt; 13- Bơm dịch Sơ đồ nguyên lý hệ thống cấp đông I.Q.F dạng xoắn Buồng cấp đông dạng xoắn Buồng có cấu tạo dạng khối hộp, các tấm vách là tấm cách nhiệt polyurethan dày 150mm, tỷ trọng 40 kg/m3, hai mặt inox. Bên trong bố trí một băng tải vận chuyển sản phẩm cấp đông đi theo dạng xoắn lò xo từ dưới lên trên. Dàn lạnh không khí đối lưu cưỡng bức với tốc độ cao và nhiệt độ rất thấp, đạt –40÷-30oC. Buồng cấp đông với băng tải kiểu xoắn có cấu tạo nhỏ gọn, nên tổn thất lạnh không lớn, hiệu quả làm lạnh cao và không gian lắp đặt bé. Tuy nhiên việc chế tạo, vận hành và sửa chữa khá phức tạp, nhất là cách bố trí băng tải. Buồng có 04 cửa ra vào ở hai phía rất tiện lợi cho việc kiểm tra, vệ sinh và bảo trì bảo dưỡng. Nền buồng được gia cố thêm lớp nhôm để làm sàn và máng thoát nước, nhôm đúc có gân dạng chân chim chống trượt dày 3mm. Băng tải hàng làm bằng vật liệu inox hoặc nhựa đặc biệt, có thể điều chỉnh chuyển động nhanh chậm vô cấp nhờ bộ biến tần điện tử (Inverter) tương ứng kích cỡ sản phẩm khác nhau. Buồng có hệ thống rửa vệ sinh bằng nước và thổi khô băng tải bằng khí nén. Buồng cấp đông có búa làm rung để chống các sản phẩm dính vào nhau và vào băng tải. Dàn lạnh sử dụng môi chất NH3, ống trao đổi nhiệt là vật liệu inox, cánh nhôm, xả băng bằng nước. Dàn lạnh có quạt kiểu hướng trục, mô tơ chịu được ẩm ướt. Tất cả các chi tiết của băng chuyền cấp đông IQF như ; Khung đỡ băng chuyền, khung đỡ dàn lạnh, vỏ che dàn lạnh đều làm bằng vật liệu không rỉ. Tuần hoàn gió trong buồng Hệ thống cấp đông I.Q.F buồng cấp đông có băng chuyền thẳng Cấu tạo băng chuyền thẳng Các dàn lạnh được bố trí bên trên các băng chuyền, thổi gió lạnh lên bề mặt băng chuyền có sản phẩm đi qua. Vỏ bao che là polyurethan dày 150mm, bọc inox hai mặt. Toàn bộ băng chuyền trải dài theo một đường thẳng Băng chuyền dạng thẳng đơn giản dễ chế tạo, sản phẩm cấp đông được đưa vào một đầu và ra đầu kia. Để thời gian cấp đông đạt yêu cầu, chuyền dài của băng chuyền khá lớn nên chiếm nhiều diện tích. Để hạn chế tổn thất nhiệt ở cửa ra vào của các băng tải, khe hở vào ra rất hẹp. Một số buồng cấp đông có khe hở có thể điều chỉnh được tuỳ thuộc từng loại sản phẩm. Nguyên lý hoạt động của hệ thống băng chuyền thẳng Vì máy nén có tỷ số nén cao nên phải sử dụng chu trình 2 cấp nén Hơi môi chất sẽ được máy nén hạ áp nén lên bình trung gian, tại đây môi chất sẽ được làm mát trung gian. Sau khi được làm mát trung gian xong hơi môi chất được máy nén cao áp hút vế và tiếp nén cao áp. Hơi sau khi nén cao áp đi vào bình tách dầu. Tại đây, dầu sẽ được tách ra khỏi hơi môi chất để trở về lại máy nén tránh trường hợp máy nén thiếu hay dầu sẽ theo hơi môi chất vào các thiết bị trao đổi nhiệt sẽ làm giảm hiệu quả trao đổi nhiệt. Sau đó, môi chất sẽ đi vào bình ngưng tụ. Bình ngưng tụ là thiết bị trao đổi nhiệt ngược dòng nên lỏng môi chất được quá lạnh ngay ở thiết bị ngưng tụ. Đây là bình ngưng ống chùm nằm ngang. Tại bình ngưng lỏng môi chất sẽ được làm mát bằng nước nhờ tháp giải nhiệt. Sau khi hơi môi chất được làm mát thành lỏng đi qua bình chứa cao áp, đường ống nối tiếp từ bình ngưng xuống bình chứa cao áp đó là đường ống cân bằng áp. Bình chứa cao áp dùng để chứa lỏng môi chất ở áp suất cao, giải phóng bề mặt của thiết bị ngưng tụ duy trì sự cấp lỏng liên tục cho van tiết lưu. Sau đó lỏng sẽ qua mắt gas và tiết lưu tự động, nhờ mắt gas mà chúng ta có thể biết lượng gas trong hệ thống đủ hay thiếu, hoặc gas có lẫn tạp chất. Lỏng tiếp tục đi theo ống dẫn lỏng đi qua phin lọc, khi qua đây thì các cặn bẩn cơ học, nước, các axit sẽ được loại trừ. Lỏng qua phin sấy lọc rồi qua van điện từ, van điện từ với nhiệm vụ đóng mở nhầm cung cấp dịch cho tiết lưu hoặc ngưng cấp dịch cho tiết lưu. Môi chất sau đó lại đi vào tiết lưu nhiệt (ở đây ta dùng van tiết lưu tự động ), van tiết lưu tự động trong quá trình làm việc tự động điều chỉnh khe hở giữa chốt và than van nhầm khống chế mức dịch vào bình trung gian vừa đủ và duy trì, hơi đầu ra của bình trung gian có một mức độ thấp nhất, lỏng qua van tiết lưu vào bình trung gian, với nhiệm vụ duy trì mức dịch luôn ổn định và trên bình có gắn van phao để khống chế mức dịch cực đại trong bình. Môi chất tiếp tục đi qua van điện từ vào van tiết lưu để điều chỉnh quá trình cấp dịch cho hệ thống. Trước khi vào băng chuyền thì môi chất lỏng phải vào van tiết lưu, ở đây ta dùng van tiết lưu cân bằng ngoài ( vì trở lực của coil lạnh lớn và vì sự chênh áp giữa áp suất trước khi vào coil lạnh và áp suất trước khi ra khỏi coil lạnh lớn vì lý do đó nên phải sử dụng van tiết lưu cân bằng ngoài với đường ống lấy áp suất tín hiệu ở đầu ra của coil lạnh ), van tiết lưu nhiệt có đầu cảm biến đặt đường ống hút phía sau coil lạnh, trong bầu cảm biến có chứa môi chất, khi mà nhiệt độ của môi chất trong dàn lạnh sẽ tăng lên thì môi chất trên trong bầu cảm biến sẽ nở ra và tác dụng lên màng của van tiết lưu nhiệt làm cho van mở ra và cấp dịch cho coil lạnh với bầu cảm biến nhiệt đặt trên đường ống hút phía sau coil lạnh, khi mà nhiệt độ của môi chất ra khỏi băng chuyền tăng lên thì môi chất trong bầu cảm biến nhiệt sẽ nở ra và tác dụng lên màng của van tiết lưu nhiệt làm cho van mở ra và cấp dịch cho coil lạnh. Trong trường hợp ngược lại nếu gas sau khi ra khỏi dàn lạnh có nhiệt độ thấp thì van tiết lưu sẽ đóng bớt lại, lượng dich cung cấp cho coil lạnh sẽ giảm. Ở hệ thống băng chuyền này ta dùng chất tải lạnh là không khí, khi môi chất vào coil lạnh thì chúng sẽ trao đổi nhiệt với lương gió do các quạt lạnh thổi ra, lượng gió này sau khi được làm lạnh sẽ được các bec phun, phun các tia khí lạnh với tốc độ cao hướng trực tiếp lên mặt trên và mặt dưới của sản phẩm, thổi hơi nóng bao bọc quanh sản phẩm đẩy nhanh quá trình trao đổi nhiệt. Tách lỏng dòng gas hút về máy nén. Lượng lỏng sau dàn bay hơi khá lớn nếu sử dụng bình tách lỏng thì không có khả năng tách hết, rất dễ gây ngập lỏng. Mục đích của việc tách lỏng này nhằm không cho các môi chất lỏng về máy nén gây va đập thủy lực hư hỏng máy nén. Hơi môi chất sau tách lỏng sẽ được hút về lại máy nén thấp áp, chu trình mới sẽ được lập lại tiếp tục. 2.4.3 Hệ thông cấp đông IQF siêu tốc Cấu tạo và nguyên lý làm việc Cấu tạo: Về cấu tạo băng chuyền cấp đông IQF siêu tốc không khác mấy so với băng chuyền dạng thẳng. Bên trong bố trí 1 hoặc 2 băng tải sản phẩm có khả năng điều chỉnh tốc độ vô cấp, tuỳ theo yêu cầu cấp đông của nhiều sản phẩm khác nhau. Các dàn lạnh xếp thành 02 dãy 2 bên băng tải. Để dòng không khí hướng tập trung vào sản phẩm trên băng tải, người ta lắp hệ thống ống hướng gió cũng bằng vật liệu thép không rỉ. Buồng cấp đông có bao che cách nhiệt bằng polyurethan, dày 150÷200mm, hai bên 2 lớp inox, phủ sơn nhựa thực phẩm màu trắng hai mặt. Buồng cấp đông có cửa ra vào kiểu kho lạnh với hệ thống điện trở nhiệt sưởi cửa, bên trong cũng có hệ thống đèn chiếu sáng. Hệ thống băng tải rất đơn giản được thiết kế để giảm thiểu chi phí bảo dưỡng. Tốc độ của băng có thể thay đổi cho từng loại sản phẩm cấp đông khác nhau. Băng tải cấp đông chuyển động có thể điều chỉnh vô cấp nhờ bộ biến tần và đạt tốc độ khoảng từ 0,5 ÷ 10 m/phút, cho thời gian cấp đông từ 0,5 phút đén 10 phút. Khung đỡ băng tải và các thiết bị cũng làm bằng vật liệu inox. Dàn lạnh làm bằng thép không rỉ với các cánh tản nhiệt bằng nhôm thiết kế cho bơm cấp dịch tuần hoàn NH3/R22 bước cánh được thiết kế đặc biệt để tăng hiệu quả truyền nhiệt và vệ sinh dễ dàng. Băng tải bằng inox dạng lưới có kích cỡ M8 x 2,5 (bước 8mm và thanh inox cỡ 2,5mm). Chiều cao cho thông sản phẩm khoảng 50mm (tiêu chuẩn 35mm) Vệ sinh các băng tải bằng nước có áp lực do người sử dụng đấu vào hệ thống vòi phun bằng đồng để rửa băng tải và hệ thống xả tuyết để làm sạch dàn. Các bộ phận bên trong máy có thể xịt rửa thủ công bằng nước có pha hoá chất phù hợp. Quạt gió kiểu ly tâm với mô tơ nối trực tiếp, cánh quạt bằng nhôm và lồng dẫn khí vào trong, mô tơ quạt bằng hợp kim nhôm đặc biệt được sơn phủ. - Buồng cấp đông được thiết kế với một hoặc nhiều băng tải thẳng xuyên suốt có nhiều cỡ rộng và luồng gió khác nhau. - Khu vực mở để tiếp nhận nguyên liệu đầu vào của máy cấp đông có thể thay đổi dễ dàng để phù hợp với độ dày sản phẩm cấp đông. - Băng tải được làm bằng thép không rỉ - Hệ thống được thiết kế theo từng môđun lắp sẵn cho phép tăng giảm năng suất cấp đông trong một dải rộng. Mỗi môđun đều có dàn lạnh, quạt làm bằng nhôm được lắp hoàn chỉnh. Băng chuyên cấp đông siêu tốc Tất cả bề mặt và sàn đều kín nước, bên trong máy cấp đông có độ dốc nghiêng để tháo nước dễ dàng. Hệ thống xả tuyết dàn lạnh bằng nước hoạt động tự động vào cuối ca sản xuất. Những chức năng của hệ thống • Các tấm phân phối khí phía bên trên có thể dễ dàng được nâng lên hoặc hạ xuống để vệ sinh thường xuyên và bảo dưỡng cho khu vực tiếp xúc và để cấp đông sản phẩm. • Dàn lạnh bố trí hở ở cả 2 phía để kiểm tra dễ dàng khi dừng máy • Băng tải làm bằng thép không rỉ được thiết kế bằng 01 lớp lưới inox đơn giản, để hạn chế việc sản phẩm kẹt trong quá trình sản xuất. • Bảng điện điều khiển máy cấp đông và điều chỉnh thời gian cấp đông ở mọi chế độ vận hành, vệ sinh xả tuyết dàn lạnh. Việc điều chỉnh nhiệt độ giúp dễ dàng theo dỏi và kiểm soát chất lượng sản phẩm. Nguyên lý làm việc Trong suốt thời gian cấp đông, khi sản phẩm di chuyển xuyên qua buồng cấp đông trên những băng chuyền, hàng ngàn tia khí lạnh với tốc độ cao hướng trực tiếp và liên tục lên mặt trên và mặt dưới của sản phẩm, thổi hơi nóng bao bọc quanh sản phẩm đẩy nhanh quá trình trao đổi nhiệt. Các tia khí lạnh này làm lạnh đạt hiệu quả tương đương phương pháp nhúng nitơ lỏng. Khi các tia khí lạnh thổi qua bề mặt sản phẩm, trên bề mặt sản phẩm nhanh chóng tạo nên một lớp băng mỏng bao bọc quanh sản phẩm, làm giảm mất nước và giữ sản phẩm không bị biến dạng về mặt cơ học. Hình dạng và kích thước ban đầu của sản phẩm được duy trì trong suốt quá trình cấp đông. D - KẾT LUẬN Từ lâu ngành chế biến thủy sản nói chung và chế biến fillet cá ba sa nói riêng đã là một trong những ngành phát triển hàng đầu của Việt Nam. Nhiều máy móc thiết bị cơ sở hạ tầng đã và đang được đầu tư phát triển nhằm tạo ra những sản phẩm thủy sản tốt nhất. Trong đó fillet cá ba sa là một sản phẩm đóng góp quan trọng trong kim ngạch xuất khẩu thủy sản , được rất nhiều thị trường ưa chuộng. Tuy nhiên do sự đầu tư không đồng bộ về trang thiết bị, trong quá trình chế biến còn nhiều thiếu sót trong việc đảm bảo vệ sinh an toàn thực phẩm nên vẫn gặp không ít khó khăn khi xuất khẩu ra thị trường thế giới.Với lợi thế vị trí địa lí và điều kiện tự nhiên thuận lợi, nguồn nguyên liệu dồi dào, ngành chế biến fillet cá ba sa sẽ còn nhiều sự phát triển đáng kể và đóng góp cho nền kinh tế Việt Nam. TÀI LIỆU THAM KHẢO Lê Văn Việt Mẫn, Công nghệ chế biến thực phẩm, NXB ĐHQG TP Hồ Chí Minh Lê Bạch Tuyết, Các quá trình công nghệ cơ bản trong sản xuất thực phẩm, NXB Giáo Dục, 1996 Phạm Văn Bôn, Quá trình và thiết bị truyền nhiệt, NXB ĐHQG TP Hồ Chí Minh, 2007 PGS.TS Đinh Văn Thuận, Võ Chí Chính, Hệ thống máy và thiết bị lạnh, NXB Khoa học kỹ thuật, 2009 HẾT