Đồ án Thiết kế phân xưởng sản xuất nước mắm theo phương pháp ngắn ngày với năng suất 500 000 lít/năm

ã đạt được những kết quả nhất định. Hiện nay đã có một số xưởng sản xuất nước mắm theo công nghệ mới sử dụng enzyme trong quá trình chế biến để tăng hiệu suất thu hồi đạm, tăng tốc độ thủy phân và rút ngắn thời gian sản xuất như nước mắm Cửa Hội ( Nghệ An), Tân Hải- Hải Hậu ( Nam Định)…nhưng sản lượng đó chỉ là một phần nhỏ so với tổng sản lượng nước mắm hiện trên thị trường. Như vậy cần phát triển và hoàn thiện công nghệ sản xuất nước mắm ngắn ngày và đưa phương pháp này ứng dụng rộng rãi trong thực tế. 1.2.Lựa chon địa điểm xây dựng phân xưởng Khi lựa chon địa điểm xây dựng phân xưởng ta cần quan tâm đến nhiều yếu tố.Đó là một hàm đa mục tiêu mà ta cần phải tối ưu nó.Sau đây là những yếu tố khi chọn địa điểm xây dựng cần phải xem xét: -Vị trí của phân xưởng đối với thị trường cung cấp nguyên liệu và tiêu thụ sản phẩm -Vị trí của phân xưởng đối với mạng lưới giao thông đô thị -Đặc điểm của khu đất sẽ xây dựng phân xưởng:diện tích,hình dạng,cách xa khu dân cư,cấu trúc nền đất,cơ sở hạ tầng… -Vấn đề xử lý chất thải cũng rất được quan tâm Huyện Diễn Châu- Nghệ An là nơi có nghề làm nước mắm từ lâu đời, tập trung chủ yếu là các xã như: Diễn Ngọc, Diễn Bích, Diễn Vạn… các địa phương này sản xuất nước mắm cung cấp cho địa bàn trong tỉnh. Đặc biệt Diễn Châu nổi tiếng với thương hiệu nước mắm Vạn Phần được khắp trong Nam ngoài Bắc biết đến. Do vậy em lựa chọn địa điểm xây dựng nhà máy là xã Diễn Bích, Huyện Diễn Châu, Tỉnh Nghệ An. Là một huyện ven biển do vậy gần nguồn nguyên liệu, giảm chi phí vận chuyển nguyên liệu Về giao thông vận tải Diễn Châu có mạng lưới giao thông thuận tiện cả về đường bộ, đường biển. là huyện giáp biển việc chuyên chở nguyên liệu dễ dàng và chi phí thấp. Có đường quốc lộ 1A chạy qua, có tuyến đường sắt Bắc Nam và ga Si nên rất thuận tiện để chuyên chở hàng hóa đi tiêu thụ. Mặt khác có 2 tuyến đường thông thương với nước bạn Lào nên việc mở rộng thị trường sang Lào rất thuận lợi. Thị trường tiêu thụ Là một tỉnh có dân số đông do vậy đây là thị trường tiềm năng rất lớn. Sản phẩm của nhà máy sản xuất sẽ phục vụ cho các địa bàn trong tỉnh và các tỉnh lân cận như: thanh Hóa, Hà Tĩnh và các tỉnh miền Trung khác. Mặt khác nước mắm là sản phẩm cổ truyền mang tính chất đặc trưng của người Việt, do vậy cơ hội để đưa sản phẩm xuất khẩu ra thị trường nước ngoài là rất lớn. Nguồn điện,nước Nguồn điện của nhà máy lấy từ hệ thống lưới điện quốc gia. Ngoài ra còn lắp đặt một máy phát điện phòng ngừa trường hợp điện gặp sự cố. Nguồn nhân lực Diễn châu có nguồn lao động trẻ, dồi dào do vậy nguồn nhân công sẽ lấy từ địa phương. Nguồn nhân công sẽ được đào tạo trước khi đi vào thực tiễn của nhà máy . Nguồn cán bộ kỹ thuật cao sẽ tuyển mộ bao gồm những người có kinh nghiệm và các kĩ sư có trình độ và lòng nhiệt tình với công việc. 1.3.Nguồn nguyên liệu 1.3.1.Cá 1.3.1.1.Giới thiệu và phân loại Nước mắm có thể làm từ nhiều loại nguyên liệu khác nhau nhưng đặc trưng nhất vẫn là sản phẩm nước mắm làm từ cá.Việc chọn lựa cá trong sản xuất có ý nghĩa hết sức quan trọng quyết định đến chất lượng sản phẩm sau này.Cơ thể cá gồm nhiều phần gồm đầu cá,xương,da,vây,vảy,thịt cá,nột tạng .Sản xuất nước mắm chỉ phân hủy phần thịt cá còn xương vây,vảy hầu như không bị thủy phân. Bảng 1.3.1: Thành phần khối lượng của một số loài cá STT Tên cá Thịt cá (%) Đầu cá(%) Xương cá (%) Vây vảy (%) Nội tạng (%) 1 Nhồng 65,2 19,4 8,36 1,67 4 2 Mòi 51,9 17,3 13,5 4,1 10,5 3 Nục sồ 55,,8 22,9 10,08 3,82 5,6 4 Phèn hai sọc 49,4 22,3 13,9 9,65 5,00 5 Mối thường 53,1 19,1 10,7 5,67 9,70 Cá được phân loại theo nhiều cách khác nhau để phân hạng cá Phân lọai theo đạm (protit) Dựa vào hàm lượng nitơ của cá và thời gian chế biến, người ta chia thành các lọai sau: -Cá có độ đạm cao: >300N (>=20% protid) như: cá cơm Kiên Giang, cá ve, cá nục… -Cá có đạm thấp: <300N (<=18,50% protid) như: cá cơm Duyên Hải, cá linh non, cá bò… Phân loại theo chất béo (lipid): Dựa vào lượng mỡ hay dầu trong cá mà người ta chia thành các lọai cá sau: -Cá ít mỡ :nhỏ hơn 4% lipid có ở hầu hết các loại cá nước mắm kể cả cá linh non. -Cá có mỡ vừa: 4-8% lipid như: cá linh, cá trích… -Cá có lượng mỡ nhiều lớn hơn 15% lipid, đa số là cá nước ngọt, nước lợ như cá basa, cá tra Biển Hồ… Phân lọai theo tập tính sống: -Cá sinh sống ở tầng nổi và tầng lơ lửng (cá ăn nổi) gồm cá cơm, cá trích, cá lầm, cá mòi, cá nục… -Cá sinh sống ở tầng đáy và tầng lơ lửng (cá ăn đáy gồm cá liệt thịt, cá xô tạp, cá bò… Phân loại theo giá trị sử dụng để làm nước mắm: -Cá nhóm I: Gồm cá cơm Kiên Giang (than, sọc tiêu), ve, trích,… vừa có đạm cao, vừa cho sản phẩm đặc trưng, chất lượng cao. Cá nhóm I thường được sử dụng lâu dài trong quá trình chế biến để tạo ra những sản phẩm có hương vị đặc trưng, ngòai ra còn được dùng đẻ tạo hương cho lòai cá không có hương hoặc ít hương (hương không tốt). -Cá nhóm II: Gồm cá sơn, cá nục, cá cơm Duyên Hải…chủ yếu là cá linh, sử dụng khử mùi cho các nhóm cá tạp, một phần dùng tạo hương riêng biệt cho một số lọai sản phẩm. Cá nhóm II thường được sủ dụng lâu dài trong quá trình sản xuất, đặc biệt là cá linh được sử dụng lâu dài từ 12-24 tháng. -Cá nhóm III: Gồm cá xô tạp, cá liệt thịt, cá bò, liệt Đồng Tháp. Chủ yếu dùng để lấy đạm để làm nền cho sản phẩm.Lọai này được sử dụng triệt để với thời gian sử dụng tương đối ngắn 4-6 tháng. 1.3.1.2.Thành phần hóa học của cá Thành phần hóa học của cá khác nhau rất nhiều tùy từng loài,từng cá cụ thể,phụ thuộc tuổi giống,môi tường sống và mùa vụ. Sự biến đổi thành phần của cá có liên quan mật thiết với thức ăn mà chúng ăn,với sự di cư và biến đổi sinh dục liên quan đến sự sinh sản. Bảng 1.3.2: Thành phần hóa học chính của cá Thành phần Chỉ tiêu Nước Protein Lipid Muối vô cơ Thịt cá 48-85.1 10.3-24.4 0.1-5.4 0.5-5.6 Trứng cá 60-70 20-30 1-11 1-2 Gan cá 40-75 8-18 3-5 0.5-1.5 Da cá 60-70 7-15 5-10 1-3 Bảng 1.3.3: Thành phần hóa học của các loài cá nước ngọt STT Tên loại cá Thành phần hóa học(%khối lượng) Nước Protit Lipid 1 2 3 4 5 6 Diếc Chép Trắm đen Mè hoa Mè trắng Lòng canh 85 79 77 82 86 76 13 18,1 17,9 14,5 10,0 15,6 1,1 1,5 3,8 0,6 1,0 2,3 Bảng 1.3.4: Thành phần hóa học của các loài cá biển STT Tên loại cá Thành phần hóa học(%khối lượng) Nước Protit Lipid 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Nục sồ Mối thường Trích Phèn hai sọc Lươn ngắn Cơm Mòi Lép Chuồn 76,8 77,5 75,9 76,2 79,3 75,14 76,66 81,84 76,17 21,75 19,26 21,76 20,35 19,03 11,25 9,37 10,00 9,75 0,85 1,8 3,15 2,2 1,21 2,1 14,4 1,4 7,5 1.3.2.Phế liệu trong ngành chế biến thủy sản -Đầu cá,da,xương,vây,vảy Trong thành phần của loại phế liệu này chứa collagen là thành phần có thể sản xuất các sản phẩm khác nhau,phục vụ cho nhiều mục đích khác nhau.Ngoài ra chúng còn chứa các thành phần có giá trị tận dụng khác như:protein dễ tan,chất béo,chất khoáng….Hiện nay người ta tận dụng collagen trong da,xương,vây ,vảy cá để sản xuất gelatin,nấu keo,thuộc da… -Máu: Thành phần chủ yếu của máu cá là H2O(khoảng hơn 85%) còn lại là protein và các chất khoáng,trong đó thành phần có giá trị tận dụng nhất là protein.Từ đây người ta có thể sản xuất bột máu dung làm thức ăn gia súc,chất nhuộm màu….Gần đây cũng có một số nghiên cứu sản xuất protein từ máu cá để làm môi trường nuôi cấy vi sinh vật ứng dụng trong công nghệ sinh học và thực phẩm Bên cạnh những loại trên,thịt vụn cũng là một loại phế liệu của qui trình sản xuất.Đây là phế liệu của quá trình xử lý sơ bộ thịt cá,fillet chiếm 10% khối lượng của cá nguyên liệu.Tính riêng tại công ty Agifish An Giang,mỗi ngày có khoảng 200 tấn cá nguyên liệu được chế biến tương ứng sẽ có khoảng 20 tấn phế liệu thịt vụn bị thải ra.Con số này chắc chắn còn lớn hơn gấp nhiều lần nếu tính trên tổng nguyên liệu đưa vào chế biến mỗi ngày của tất cả các nhà máy chế biến cá da trơn.Tuy nhiên,hiện nay chưa có một qui trình công nghệ nào tận dụng phế liệu thịt vụn từ qui trình sản xuất mặc dù đây là loại nguyên liệu chứa thành phần protein có thể sử dụng được (khoảng 9%).Do đó việc nghiên cứu thành công công nghệ tận dụng protein từ thịt vụn có ý nghĩa hết sức quan trọng 1.3.3.Muối 1.3.3.1.Sơ lược về muối Muối trong tự nhiên gồm có mỏ, muối giếng, muối ở đáy hồ nước mặn và muối bể. Tùy theo phẩm chất và công dụng của mỗi loại muối người ta chia ra: muối ăn, muối công nghiệp, muối làm phân. Muối dùng để ướp cá thuộc loại muối ăn và do ở gần biển nên thường chỉ dùng muối bể để ướp cá. Muối là nguyên liệu quan trọng cho quá trình sản xuất nước mắm, thiếu muối nước mắm không hình thành được. Yêu cầu của muối trong sản xuất nước mắm phải là loại muối ăn, càng tinh khiết càng tốt, kết tinh hạt nhỏ có độ rắn cao, màu trắng óng ánh (không vón cục, ẩm ướt, vị đắng chát). Đối với muối ăn, yêu cầu có độ tinh khiết cao tức là: Hàm lượng: NaCl > 90% Hàm lượng: Mg++ ≤ 0,1% Hàm lượng: Ca++ ≤ 0,6% Hàm lượng cát sạn ≤ 0,5% Hàm lượng K+ ≤ 0,1% 1.3.3.2.Thành phần muối Thành phần của muối chủ yếu là NaCl, ngoài ra ít nhiều đều có tạp chất. Những tạp chất có thể chia làm hai loại: + Những chất không có hoạt tính hóa học như nước và các chất không hòa tan như sỏi, cát ,v.v. + Những chất có hoạt tính hóa học như: hợp chất Clor của Ca2+, Mg2+, Fe2+, Fe3+ và muối của gốc sulfat. Muối ăn tinh khiết là chất kết tinh, không màu. Khối lượng riêng d = 2.161, điểm nóng chảy: 8030C, điểm sôi 14390C. Muối ăn có màu trắng, tan trong nước, glycerin, hơi tan trong cồn, dễ hút ẩm, có vị mặn. Lượng nước trong muối luôn thay đổi. Nếu trong không khí có độ ẩm trên 75% muối sẽ hút nhiều nước. Nếu độ ẩm không khí dưới 75% thì muối sẽ khô rất nhanh. Ngoài ra lượng nước trong muối còn phụ thuộc vào độ to nhỏ của hạt muối, hạt muối to có hàm lượng nước ít hơn hạt muối có tinh thể nhỏ. 1.3.3.3. Ảnh hưởng của muối đến quá trình lên men cá: + Tác dụng phòng thối của muối ăn Muối ăn thẩm thấu vào nguyên liệu làm cho nước thoát ra, vi khuẩn thiếu nước không thể phát triển được. NaCl khi hòa tan sẽ cho ra ion Cl-, Cl- kết hợp với protide ở liên kết peptide làm cho các men phân hủy protide của vi sinh vật không còn khả năng phá vỡ protide để lấy chất dinh dưỡng để sinh sống. Cũng có thể do ion Cl- có độc tính làm cho vi khuẩn trúng độc. Nồng độ muối càng lớn thì áp suất thẩm thấu càng mạnh, vì vậy có thể làm rách màng tế bào vi khuẩn, gây cho chúng sát thương. Do có muối nên oxy ít hòa tan trong môi trường ướp muối. Vì vậy nhóm vi sinh vật hiếu khi không có điều kiện phát triển. Ngoài ra, trong môi trường nước muối, quá trình tự phân giải bị kiềm chế, sản phẩm phân giải sinh ra ít do đó làm cho vi khuẩn phát triển chậm. Nồng độ nước muối từ 4,4% trở lên có thể làm ngừng sự phát triển của các vi khuẩn gây bệnh và nói chung nồng độ nước muối đạt tới 10% thì có thể kìm chế được sự phát triển của vi khuẩn thông thường. Tuy vậy, đây không phải là giới hạn tuyệt đối vì các loại vi khuẩn khác nhau thì có khả năng chịu muối khác nhau . Thông thường, loại cầu khuẩn chịu muối mạnh hơn loại trực khuẩn, trong họ trực khuẩn thì loại không gây bệnh chịu muối mạnh hơn loại gây bệnh. Nấm men, nấm mốc có khả năng chịu muối tương đối tốt. Giới hạn phát triển của khuẩn lên men ở nồng độ muối 15% và của khuẩn lên mốc là 20 – 30%. +Ảnh hưởng của các thành phần khác trong muối ăn Trong muối ăn, ngoài NaCl còn có các muối khác như CaCl2, MgCl2... Các muối này đều làm trở ngại tốc độ thẩm thấu của NaCl vào cơ thể cá, vì độ hòa tan của chúng lớn hơn. Ngoài ra, còn làm cho màu sắc, mùi vị và độ vững chắc của sản phẩm kém đi + Tính thẩm thấu và khuếch tán Do tính hút nước của muối nên ướp cá với muối, nước ở trong cá thoát ra làm tan muối (gọi là quá trình khuếch tán). Song song đó là quá trình muối thấm vào cá (gọi là thẩm thấu). Sau cùng nước từ cá không thoát ra nữa nhưng muối trong dung dịch muối cá (nước bổi) vẫn tiếp tục ngấm vào cơ thể cá cho đến khi bão hòa muối. Độ bão hòa muối ở cá thường thấp hơn nước bổi. Cá càng tươi thì tốc độ thấm muối càng nhanh và nhiều hơn cá ươn. 1.3.4.Enzym protease Để rút ngắn quá trình sản xuất nước mắm, nhiều nhà khoa học nghiên cứu sử dụng enzyme protease có nguồn gốc thực vật, động vật, vi sinh vật bổ sung thêm vào trong quá trình chế biến nước mắm. -Enzym có nguồn gốc thự vật:papain(có trong đu đủ),bromelin(trong dứa),ficin(trong nhựa quả và thân một số loại sung) -Enzym có nguồn gốc động vật:enzyme tuyến tụy trypsin và chymotrypsin -Enzym có nguồn gốc vi sinh vật Các protease vi sinh vật được sử dụng nhiều trong công nghiệp thực phẩm. Tất cả chúng đều là enzyme ngoại bào. Khác với protease thực vật và protease động vật protease vi sinh vật có tính đặc hiệu cao. Protease vi sinh vật được sản xuất chủ yếu từ vi khuẩn và nấm mốc và được chia thành 3 nhóm: protease kiềm tính, trung tính và axit. Các chế phẩm enzyme protease sử dụng trong công nghệ chế biến nước mắm là: *Neutrase: Là sản phẩm thương mại của hãng Novo (Đan Mạch). Là enzyme thủy phân liên kết peptít nội mạch (Endopeptidase) được sản xuất theo phương pháp vi sinh vật từ Bacillus Subtilis. Neutrase là một protease kim loại (Zn), được ổn định bằng Ca2+, bị EDTA ức chế, hoạt động tối ưu ở pH 5,5-7,5, nhiệt độ 45-550C[6]. *Flavourzyme: Được sản xuất từ chủng Asp. oryzae, chế phẩm này bao gồm cả enzyme endopeptidase và exopeptidase. pH thích hợp cho quá trình thủy phân là 5,0-7,0, nhiệt độ thích hợp 45-550C[5]. Qua nhiều nghiên cứu cho thấy việc sử dụng enzyme protease có nguồn gốc vi sinh vật có những ưu việt hơn hẳn các loại enzyme có nguồn gốc khác. Đó là: - Chủ động về nguồn nguyên liệu enzyme. - Giá thành thấp vì môi trường nuôi cấy rẻ tiền và dễ kiếm, có thể sử dụng phế thải của ngành công nghiệp khác. - Độ tinh khiết, đồng đều của chế phẩm enzyme cao do đó không tạo mùi vị lạ cho sản phẩm. - Hoạt lực của enzyme từ vi sinh vật mạnh do đó hiệu suất thu hồi đạm cao, tăng hiệu quả kinh tế, thu sản phẩm có chất lượng cao và rút ngắn thời gian thủy phân. Vì vậy, ở đồ án này em sử dụng chế phẩm Flavourzyme. 1.4.Sản phẩm nước mắm 1.4.1.Giới thiệu Hình 1.4.1: Một số loại nước mắm Nước mắm là một sản phẩm do thịt cá ngâm dầm trong nước muối mặn, phân giải dần từ chất protein phức tạp đến protein đơn giản và dừng lại ở giai đọan tạo thành amino acid nhờ tác dụng của enzym có sẵn trong thịt cá và ruột cá làm cho nước mắm có mùi vị đặc trưng. Đây là sản phẩm của nhiều quá trình phức tạp gồm đạm hóa, quá trình phân giải đường trong cá thành acid, quá trình phân hủy một phần amino acid dưới tác dụng của vi khuẩn có hại, tiếp tục bị phân hủy thành những hợp chất đơn giản như amin, amoniac, cacbonic hydrosunfua… Nước mắm được sản xuất từ cá và muối không chỉ đuợc sử dụng rộng rãi ở Việt Nam mà còn được ưa chuộng tại nhiều nước khác trên thế giới. Đặc biệt, nước mắm được sản xuất ở hầu hết các nước Châu Á. Mỗi nước có kiểu sản xuất khác nhau tạo ra sản phẩm có giá trị dinh dưỡng và giá trị cảm quản khác nhau. Bảng 1.4.1: Tên các loại nước mắm và tỷ lệ phối trộn tạo sản phẩm Nước mắm Điều kiện và thời gian lên men Nhật Bản Shottsuru Uwo – shoyu Tỷ lệ 5 : 1 = Cá : Muối + gạo lên men và koji (3 : 1)Thời gian lên men : 6 tháng Hàn Quốc Jeot – kal Tỷ lệ 4 : 1 = Cá : Muối (6 tháng) Việt Nam Nước mắm Tỷ lệ 3: 1 - 3 : 2 = Cá : Muối ( 4 - 12 tháng) Thái Lan Nam – pla Tỷ lệ 5 : 1 = Cá : Muối (5 - 12 tháng) Malaysia Budu Tỷ lệ 5 : 1 - 3 :1 = Cá : Muối + đường + me ( 3 - 12 tháng) Philippine Patis 3 : 1 - 4 : 1 = Cá : Muối (3 - 12 tháng) Bruma Ngapi 5 : 1 = Cá : Muối (3 - 6 tuần) 1.4.2. Phân loại Đặc biệt: độ đạm > 300N Nước mắm đặc biệt hay còn gọi là nước mắm nhỉ vì được kéo chảy nhỏ giọt đến thật nhỏ, nhỉ từng giọt. có màu cánh gián, có mùi thơm nồng, vị ngọt dụi đậm, độ đạm cao 30 g/lit, càng để lâu càng ngon. Thượng hạng: độ đạm > 250N Nước mắm thượng hạng hay còn gọi là nước mắm cốt có màu vàng rơm đến cánh gián, hương thơm, vị ngọt dịu đậm, độ đạm cao 25 g/lit, càng để lâu càng thơm ngon và có màu nâu đen lại, làm gia vị cho thức ăn. Hạng 1: độ đạm >150N Do nước kéo qua chượp đã rút 90% cốt, hàm lượng đạm 15 g/lit, dùng làm nước chấm. Hạng 2: độ đạm > 100N Do nước kéo qua bã chượp đã rút hết 90% loại 1, hàm lượng đạm 10 g/lit, dùng để nấu nếm thức ăn. Hạng 3: độ đạm <100N Do nước mắm kéo qua bã chượp đã rút 90% loại 2, hàm lượng đạm thấp, dùng làm nước mắm chượp cho mùa nước mắm sau. 1.4.3. Chỉ tiêu chất lượng nước mắm 1.4.3.1.Chỉ tiêu cảm quan Bảng 1.4.2:Chỉ tiêu chất lượng cảm quan nước mắm Tên chỉ tiêu Yêu cầu Đặc biệt Thượng hạng Hạng 1 Hạng 2 Hạng 3 1. Màu sắc Nâu vàng, nâu vàng đến nâu đỏ, nâu đỏ 2. Độ trong Trong, sáng, sánh, không vẩn đục Trong, không vẩn đục 3. Mùi Mùi thơm dịu, đặc trưng của nước mắm, không có mùi lạ 4. Vị Ngọt đậm của đạm, có hậu vị rõ Ngọt của đạm, có hậu vị rõ Ngọt của đạm, có hậu vị Ngọt của đạm, ít hậu vị 5. Tạp chất nhìn thấy bằng mắt thường Không được có 1.4.3.2.Chỉ tiêu vi sinh Bảng 1.4.3:Chỉ tiêu chất lượng vi sinh nước mắm Thứ tự Tên chỉ tiêu Mức độ tối đa cho phép 1 Tổng số vi sinh vật hiếu khí, tính theo số khuẩn lạc trong 1ml 104 2 Coliforms, tính theo số khuẩn lạc trong 1ml 10 3 Clostridium perfringens, tính theo số khuẩn lạc trong 1ml 0 4 Escherichia coli, tính theo số khuẩn lạc trong 1ml 0 5 Staphyloccocus aureus, tính theo số khuẩn lạc trong 1ml 0 6 Tổng số nấm men và nấm mốc, tính theo số khuẩn lạc trong 1ml 10 1.4.3.3. Chỉ tiêu hóa học và hóa lý. Bảng 1.4.4:Chỉ tiêu hóa học và hóa lý của nước mắm Tên chỉ tiêu Mức chất lượng Đặc biệt Thượng hạng Hạng 1 Hạng 2 Hạng 3 1. Hàm lượng nitơ toàn phần, tính bằng g/l, không nhỏ hơn 40 35 30 25 20 2. Hàm lượng nitơ axit amin, tính bằng % so với nitơ toàn phần, không nhỏ hơn 55 45 3. Hàm lượng nitơ amôniac, tính bằng % so với nitơ toàn phần, không lớn hơn 14 15 4. Hàm lượng axit, tính bằng g/l theo axit axetic, không nhỏ hơn 12 5. Hàm lượng muối Natri clorua, tính bằng g/l, trong khoảng 250 – 295 6. Hàm lượng Histamin, tính bằng mg/l, không lớn hơn 200 1.4.4. Giá trị dinh dưỡng của nước mắm Các chất đạm: Chiếm chủ yếu và quyết định giá trị dinh dưỡng của nước mắm. gồm 3 loại đạm: Đạm tổng số: là tổng lượng nitơ có trong nước mắm (g/l), quyết định phân hạng của nước mắm. Đạm amin: là tổng lương đạm nằm dưới dạng acid amin (g/l), quyết định giá trị dinh dưỡng của nước mắm. Đạm amon: càng nhiều,nước mắm càng kém chất lượng. Ngoài ra trong nước mắm còn chứa đầy đủ các acid amin, đặc biệt là các acid amin không thay thế: valin, leucin, methionin, isoleucin, pheylalanin, alanin… các phần trung gian này làm cho nước mắm dễ bị hư hỏng do hoạt động của vi sinh vật,thành phần dinh dưỡng của nước mắm phụ thuộc vào nguyên liệu mang đi chế biến. Các chất bay hơi: Rất phức tạp và quyết định hương vị của nước mắm. Hàm lượng các chất bay hơi trong nước mắm mg/100g nước mắm Các chất cacbonyl bay hơi: 407-512 (formaldehyde) Các acid bay hơi: 404-533 (propionic) Các acid amin bay hơi: 9,5-11,3 (izopropylamin) Các chất trung tính bay hơi: 5,1-13,2 (acetaldehyde) Mùi trong nước mắm được hình thành chủ yếu do hoạt động của vi sinh vật yếm khí trong quá trình sản xuất nước mắm tạo ra. Các chất khác: Các chất vô cơ: Nacl chiếm 250-280 g/l và một số các chất khoáng như: S, Ca, Mg, P, I, Br. Vitamin: B1, B12, B2, PP. Bảng 1.4.5: Thành phần các chất vô cơ P (g/l) 0.266-0.566 Ca (g/l) 0.439-0.541 Mg (g/l) 2.208-2.310 S (g/l) 0.546-1.163 I (mg/l) 5.08-7.62 Br (mg/l) 68.80-97.50 Bảng 1.4.6 :Hàm lượng các vitamin trong nước mắm Vitamin B1 (mg) Vitamin B2 (mg) Vitamin B12 (mg) Vitamin PP (mg) 7 8.7 3.3 4.4 CHƯƠNG 2: QUI TRÌNH CÔNG NGHỆ 2.1.Qui trình sản xuất nước mắm theo công nghệ ngắn ngày Nguyên liệu Rửa Xử lý cơ Trộn enzym Xử lý nhiệt Chiết rút Lọc Lên men Thanh trùng Phối trộn Muối Chế phẩm enzym protease Rót chai Sản phẩm Chai Bã Tạp chất 2.2.Thuyết minh qui trình công nghệ 2.2.1.Rửa Mục đích: chuẩn bị cho quá trình phối trộn cá với các nguyên liệu khác,quá trình này có thể xảy ra hay không xảy ra. Tùy vào nguồn nguyên liệu mà sẽ có những cách xử lý khác nhau -Đối với nguồn nguyên liệu là cá tươi: Thông thường cá sau khi đánh bắt được rửa bằng nước biển tương đối sạch nên khi mua về nhà máy không cần rửa lại nhằm tránh gây tổn thất -Đối với nguyên liệu là cá đã qua ướp muối: Khi nhận nguyên liệu về phải kiểm tra kĩ độ mặn của cá. Nếu lượng muối ướp vào cá trên thuyền quy định ứng với lương muối cho vào đợt 1 (4-6%) thì chỉ cần khử tạp chất sau đó cho vào thiết bị ngay, nước bổi đem phơi riêng. Nếu quá mặn phải rửa cá cho bớt mặn rồi mới phối trộn với các nguyên liệu khác. -Đối với nguyên liệu là cá lạnh đông: Đối với cá đông lạnh,trước khi trộn muối phải rã đông nếu không chượp sẽ đen từng vùng, trong bản thân cá thì đen từ xương sống trở ra… Khi phát hiện hiện tượng đen ta thường lầm tưởng nguyên nhân từ sắc tố hoặc vì khối chượp có mạch lươn (mao quản)… chứ ít ai biết được từ cá đông lạnh. Khi giám định trường hợp này, ta chỉ việc tách thịt cá ra nhìn xương là biết. 2.2.2.Xử lý Mục đích -Xử lý cơ:xay nhỏ giúp tăng diện tích tiếp xúc giữa cá với nấm mốc -Xử lý nhiệt:đối với nguyên liệu là đầu cá,xương,do tính chất cơ cứng nên cần xử lý sơ bộ nhằm làm mềm,biến tính một phần protein Cách tiến hành -Sau khi qua quá trình rửa tách tạp chất,nguyên liệu sẽ được đưa vào thiết bị xay cắt cá nhằm làm giảm kích thước cá trước khi phối trộn với muối 2.2.2.Phối trộn Mục đích: -Chuẩn bị: cho quá trình lên men Cách tiến hành -Cá sau khi xử lý nguyên liệu xong,được băng tải vân chuyển đến thiết bị phối trộn.Lúc này ta cho lượng enzyme protease vào đến lượng cần thiết,rồi để yên trong 30 phút.Quá trình phối trộn này giúp tăng diện tích tiếp xúc giữa nguyên liệu và cá hơn,thúc đẩy quá trình thủy phân protein cá nhanh hơn. 2.2.3.Lên men Mục đích -Chế biến: +tạo hỗn hợp nhiều loại axit amin,tăng giá trị dinh dưỡng cho nước mắm +tạo màu sắc,hương vị thơm ngon cho nước mắm thành phẩm Biến đổi -Vật lý +có sự thoát dịch trong cá ra ngoài +muối ngấm dần vào cá,cấu trúc cá trở nên mềm dần theo thời gian lên men +có sự tăng nhiệt độ khối cá khi ủ chín +tỷ trọng,thể tích khối chượp thay đổi theo thời gian -Hóa học +có sự hình thành các cấu tử hương cho nước mắm thành phẩm(hương do vi sinh vật và các cấu tử hương của dứa tạo thành) +pH thay đổi +có sự thay đổi hàm lượng axit amin,béo,đạm tổng:trong quá trình chế biến nước mắm hàm lượng protein giảm xuống theo thời gian,hàm lượng đạm tổng số,đạm axit amin,đạm thối tăng lên rõ rệt và hàm lượng béo giảm. +có xảy ra phản ứng thủy phân,oxy hóa chất béo,phản ứng Mailard,phản ứng deamin hóa,cacboxyl hóa…tạo màu sắc và hượng vị đặc trưng cho nước mắm. -Hóa lý Quá trình thủy phân cũng gây một số biến đổi về pha như thịt cá rắn chuyển thành dạng khối nhão.Khi quá trình lên men kết thúc ta thu được khối chượp là dạng rắn nhão. -Hóa sinh +Do tác dụng của hệ enzyme protease gồm enzym có trong nội tạng cá,enzyme bromelin của dứa,enzyme của nấm mốc lên protein của thịt cá nên quá trình phân giải protein sẽ tạo thành các sản phẩm theo chuỗi phản ứng Protein pepton polypeptide peptide axit amin +Vi sinh vật gây thối làm rữa nát thịt cá,xuất hiện ngay giai đoạn đầu hay trong suốt quá trình lên men và nếu không khống chế kịp thời thì nước mắm tạo thành sẽ có mùi thối +Enzym lipoxydase xúc tác quá trình oxy hóa chất béo tạo thành các sản phẩm andehit,xeton,rượu…. -Sinh học +có sự sinh trưởng và phát triển của các loài vi sinh vật trong khối cá -Cảm quan +màu sắc nước dịch chảy ra có màu nâu vàng +có mùi vị đặc trưng của nước mắm Cách tiến hành -Khối chượp sau khi để yên trong 30 phút sẽ được cho vào thiết bị lên men.Thời gian lên men khoảng 30 ngày.Trong quá trình lên men lượng muối bổ sung là 20% so với nguyên liệu cá nhưng được chia nhỏ bổ sung nhiều lần. -Lượng muối bổ sung lúc đầu là 4% so với nguyên liệu và được bổ sung 5 lần,mỗi lần cách nhau khoảng 5 ngày -Nhiệt độ khối chượp sẽ được giữ ở nhiệt độ 30-450C,đây là điều kiện tối ưu để enzyme hoạt động tốt. -Trong khối chượp tồn tại nhiều loại vi sinh vật và enzymm khác nhau nhưng quan trọng là các enzyme pepsin,tripsin trong cá,enzyme protease của nấm mốc.Mỗi loại hoạt động tốt ở những điều kiện pH khác nhau. Pepsin hoạt động tốt ở môi trường axit có pH=1,5-2,2.Môi trường muối mặn cũng như môi trường có muối MgCl2 ,NH4Cl…môi trường kiềm ức chế sự hoạt động củ enzyme này. Tripsin có vai trò quan trọng hơn pepsin hoạt động ở pH=8-9,nồng độ muối NaCl cao thì enzyme vẫn hoạt động được Enzym protease của nấm mốc hoạt động tốt nhất ở pH=6-8,nhiệt độ 37-410C +Chượp chế biến bằng phương pháp tự nhiên như trên thường có pH=5,5-6,5.Ở môi trường tự nhiên này tuy không ưu tiên phát triển loại nào,nhưng hệ enzyme trong chượp vẫn hoạt động được. +Trong quá trình lên men cũng thường xuyên đánh khuấy khối chượp giúp quá trình phân giải protein diễn ra nhanh hơn. 2.2.4.Chiết rút Mục đích -Hoàn thiện +chiết rút hết lượng dịch từ cá thoát ra +chiết rút nhiều lần giúp náo đảo dung dịch từ trên xuống dưới,dưới lên trên làm cho nhiệt độ khối chượp được ổn định +chiết rút nhiều lần có tác dụng làm trong nước mắm +chiết rút nhiều lần còn có tác dụng làm cho khí NH3,CO2 bay bớt ra ngoài không khí Biến đổi -Vật lý +khối cá xẹp xuống do sự chảy dịch +có sự thay đổi về thể tích,tỷ trọng,độ ẩm khối chượp -Hóa học +có sự thay đổi các thành phần axit amin,peptid và các thành phần khác trong khối chượp -Hóa lý +có sự khuếch tán dịch cá ra bên ngoài và muối ngấm sâu vào bên trong cá -Cảm quan +màu sắc thay đổi sẫm dần +có mùi vị đặc trưng của nước mắm +cấu trúc thịt cá mềm Cách tiến hành -Sau 2-3 ngày,nước dịch trong cá thoát ra ngoài,,nước này gọi là nước bổi. Nước bổi có màu đỏ nâu mùi tanh,chứa nhiều chất dinh dưỡng,là môi trường tốt cho nhiều vi sinh vật phát triển.Sau một thời gian lên men,lượng dịch thu được cuối cùng sẽ được rút theo một ống lù đặt phía dưới đáy thiết bị -Trong quá trình lên men nhiệt độ luôn được giữ ở nhiệt độ thích hợp cho quá trình phân giải protein bằng bộ phận điều nhiệt bên ngoài và thường xuyên đánh khuấy khối chượp tăng diện tích tiếp xúc giữa enzyme và cá. 2.2.5.Lọc Mục đích -Hoàn thiện:loại bỏ tạp chất,tăng độ trong cho nước mắm -Bảo quản: do lọc được các phân tử kích thước lớn polypeptide nên làm giảm đi sự xâm nhập của vi sinh vật gây thối Cách tiến hành -Nguyên liệu được chứa trong bồn, được bơm qua thiết bị lọc chân không 2.2.6.Thanh trùng Mục đích -Hoàn thiện: +làm bay hơi các hợp chất mùi gây khó chịu cho nước mắm do trong quá trình lên men sinh ra -Bảo quản +vô hoạt enzyme và ức chế một số vi sinh vật gây thối trong nước mắm Cách tiến hành -Nước mắm được đưa qua thiết bị thanh trùng bản mỏng,thanh trùng ở nhiệt độ 650C,15-20 phút 2.2.7.Phối trộn Mục đích -Quá trình này nhằm mục đích bổ sung hương,phối trộn các loại nước mắm với nhau tạo ra sản phẩm có độ đạm khác nhau. Cách tiến hành -Vì nước mắm sản xuất theo phương pháp ngắn ngày nên vấn đề hương nước mắm là điều phải quan tâm.Do vậy,để tăng giá trị cảm quan cho nước mắm,ta cần bổ sung chế phẩm hương -Để đa dạng cho sản phẩm,ta có thể pha đấu các loại nước mắm với nhau,tạo ra sản phẩm có độ đạm khác nhau -Thiết bị phối trộn có cánh khuấy,nhiệt độ thường. 2.2.8.Đóng chai Mục đích -Bảo quản:tạo môi trường kín,ngăn cách với môi trường bên ngoài -Hoàn thiện:tăng giá trị cảm quan cho sản phẩm Biến đổi Các biến đổi xảy ra không đáng kể Cách tiến hành Nước mắm được đưa qua thiết bị đóng chai,dán nhãn để hoàn thiện sản phẩm. CHƯƠNG 3: TÍNH CÂN BẰNG VẬT CHẤT 3.1. Lượng đạm toàn phần có trong 1 kg nguyên liệu: Nguyên liệu dùng để sản xuất là các loại cá tạp có giá trị kinh tế thấp như: cá nục, cá liệt, cá mối, cá lẹp… Theo bảng 2.2 thì hàm lượng protein chiếm từ 10 – 21 % trọng lượng cá, do đó ta lấy hàm lượng protein trung bình trong cá nguyên liệu là 16 %. Trong thành phần protein có nhiều nguyên tố khác nhau như : N, C, H, S, O… hàm lượng N chỉ chiếm 15 -18%. Hệ số chuyển đổi từ hàm lượng N sang protein là 6,25. Vậy hàm lượng Nitơ có trong 1 kg nguyên liệu cá là: 1000 x 0,16 : 6,25 = 25,6 g N/kg 3.2. Hàm lượng N thu được trong nước mắm từ 1 kg nguyên liệu Trong quá trình sản xuất nước mắm không thể tránh khỏi tổn thất đạm. do quá trình thủy phân protein thành các axit amin còn kèm theo sự phân hủy protein tạo thành các hợp chất bay hơi gọi là đạm thối như NH3, indol, trimetylamin, skatol… Ngoài ra còn một lượng đạm còn lại trong bã chượp chưa thủy phân hết. trong qui trình sản xuất sử dụng enzyme protease nên thời gian chế biến rút ngắn, do vậy lượng đạm thối bay hơi tạo ra cũng ít hơn phương pháp cổ truyền. Lượng đạm thối khoảng 17-18%. Mặt khác quá trình thủy phân cũng triệt để hơn do vậy lượng đạm còn lại trong bã ít khoảng 3-4 %. Như vậy lượng đạm tổn thất trong quá trình chế biến khoảng 20 – 22%. Lượng N thu được từ 1 kg nguyên liệu cá là : 25,6 x 0,78 = 20 gN/ kg. 3.3.Tính toán cân bằng vật chất cho 100kg nguyên liệu Bảng 3.3.1:Tỉ lệ hao hụt của từng quá trình STT Công đoạn Hao hụt 1 Rửa 4% 2 Xử lý cơ 2% 3 Xử lý nhiệt 1% 4 Chiết rút 0.4% 5 Lọc 2% 6 Thanh trùng 2% 7 Rót chai 0.5% Lượng nguyên liệu sau quá trình rửa M1==96(kg) Sau khi rửa,nguyên liệu được đưa vào máy xay,cắt nhỏ đầu,xương cá.Tổn thất trong quá trình này là 3% =>lượng nguyên liệu thu được là: M2==94,08(kg) Lượng nguyên liệu sau quá trình xử lý nhiệt M3=(kg) Quá trình phối trộn:có sự tăng khối lượng do có bổ sung thêm enzym Lượng enzym bổ sung 0,1% so với nguyên liệu =>lượng enzym cho vào là: (kg) Tổng khối lượng thu được M4=93,14+0,093=93,233(kg) Quá trình lên men -Lượng muối bổ sung 20-25% so với nguyên liệu,ở đây chọn 20% =>lượng muối thêm vào là:0,2x93,14=18,628(kg) -Tổng khối lượng thu được M5=.93,233+18,628=111,861(kg) -Theo bảng 1.3.2 lượng nước trong cá chiếm 75 – 81 % trọng lượng cơ thể cá. Lấy hàm lượng nước trung bình trong cá là 77 %. Trong 93,14 kg nguyên liệu cá hàm lượng nước chiếm: 93,14 x 0,77 = 71,72 kg - Hàm lượng nước trong muối từ 10 – 13 % do đó ta có thể chọn hàm lượng nước trung bình trong muối là 10%. Vậy lượng nước trong muối dùng để ướp 93,14 kg nguyên liệu cá là: 93,14 x 0,2 x 0,1 = 1,863 kg -Tổng hàm lượng nước có trong 93,14 kg nguyên liệu đã ướp muối là: 71,72+ 1,863 = 73,583 kg -Trong bã của cá chứa chủ yếu là xương, vây, vảy. Trong quá trình thủy phân tạo nước mắm, xương và vảy hầu như không tham gia vào quá trình thủy phân. Do đó chúng không thay đổi về cả hình dạng và khối lượng. Sau khi thu dịch thì xương và vảy là những phần chủ yếu trong bã. -Qua bảng 1.3.1 ta thấy hàm lượng xương cá chiếm từ 10 – 13 % trọng lượng cơ thể cá, vây vảy chiếm 3 – 9 % trọng lượng cơ thể cá. Ta lấy hàm lượng xương trung bình là 11 % và hàm lượng vây, vảy trung bình là 5%. =>Khối lượng vây vảy, xương có trong 93,14 kg nguyên liệu là: 93,14 x ( 0,11 + 0,05) =14,9 kg -Trong bã không chỉ có xương, vây, vảy mà còn có cả thịt cá chưa thủy phân hết vẫn còn lại trong bã chượp. Lượng đạm còn lại trong bã chượp khi kéo rút khoảng 5,6 gN/ kg. -Trong 100 kg cá nguyên liệu ban đầu thì lượng protein còn lại trong bã là: 93,14 x 5,6 x 6,25 = 3259,9 g = 3,26 kg Vậy phần chất khô còn lại trong bã là : 14,9+ 3,26 = 18,16 kg -Bã thu được có hàm lượng ẩm khá cao, khoảng 80 %, do vậy lượng nước còn lại trong bã khi chế biến 93,14 kg nguyên liệu là: 18,16 x 0,8 = 14,528 kg -Khối lượng bã là: 18,16+ 14,528 = 32,688 kg -Lượng dịch lọc thu được là : V1=73,583 – 14,528 = 59,055 kg = 59,055 lít Quá trình lọc -Thể tích nước mắm thu được Quá trình thanh trùng -Thể tích nước mắm thu được Quá trình phối trộn -Lượng hương bổ sung vào làm tăng thể tích nước mắm lên không đáng kể -Tùy vào mục đích mà ta có thể phối trộn các loại nước mắm vối nhau để tạo sản phẩm có độ đạm khác nhau Quá trình rót chai,đóng nắp -Thể tích nước mắm sau khi rót chai 3.4.Tính toán cân bằng vật chất cho 100 lít nước mắm thành phẩm 3.4.1.Tính tiêu hao nguyên liệu cho 100 lít nước mắm thành phẩm Tiêu hao cá cho 100 lít nước mắm Tiêu hao muối cho 100 lít nước mắm Tiêu hao enzym cho 100 lít nước mắm 3.4.2.Tính lượng chai cần dùng cho 100 lít nước mắm thành phẩm Giả sử nước mắm được chiết vào chai có thể tích 500ml Tổn thất trong quá trình bảo quản chai trong kho là 0,45% Tổn thất trong quá trình rửa chai là 2% Tổn thất trong quá trình rót, đóng nắp là 2% Số chai cần dùng để chiết 100 lít nước mắm thành phẩm Số chai thực tế cần dùng trước quá trình rửa chai Số chai thực tế cần dùng ban đầu là Số chai còn lại sau quá trình rót,đóng nắp là 3.5.Tính cân bằng vật chất theo năng suất nhà máy 3.5.1.Tính lịch làm việc Chọn năng suất nhà máy là 500 000 lít/năm Thời gian hoàn thành một mẻ là 30 ngày Số ngày làm việc trong một năm 300 ngày =>Số mẻ sản xuất trong 1 năm là 10 mẻ =>Vậy 1 mẻ sản xuất được 50 000 lít nước mắm 3.5.2.Tính tiêu hao nguyên liệu cho sản xuất Tiêu hao cá cho 1 mẻ sản xuất Tiêu hao cá cho 1 năm (tấn) Tiêu hao cá cho một ngày sản xuất =2,953(tấn) Tiêu hao muối cho 1 mẻ sản xuất Tiêu hao muối cho 1 năm Tiêu hao muối cho một ngày sản xuất Tiêu hao nấm mốc cho 1 mẻ sản xuất Tiêu hao nấm mốc cho 1 năm Tiêu hao nấm mốc cho một ngày sản xuất CHƯƠNG 4: TÍNH VÀ LỰA CHỌN THIẾT BỊ 4.1.Thiết bị cân nguyên liệu Lượng cá trong 1 ngày 2,953 tấn Chọn loại cân bàn điện tử Nhà phân phối công ty cổ phần thiết bị đo lường Tân Phát Loại cân A12(500kgx0,1kg) Nguồn điện sử dụng : 220V/50Hz / Pin sạc (100 giờ). Kích thước đĩa cân :(300 x 400),(400 x 500),(500 x 600)mm và (700 x 800)mm (Đĩa cân bằng inox). 4.2.Hệ thống băng tải vận chuyển Hỗn hợp cá, enzyme được vận chuyển đến các thiết bị lên men ngắn ngày bằng hệ thống băng tải. Lựa chọn băng tải -Năng suất: 5 tấn/h -Vận tốc băng tải: 0,05 m/s -Chiều rộng băng tải 900mm. -Công suất động cơ: 5 kW. Cá sau khi rửa được đưa đến máy trộn cá với enzyme bằng băng tải lưới sắt để róc sạch nước. Chọn băng tải: -Năng uất: 5 tấn/h -Vận tốc băng tải 0,05 m/s -Kích thước băng tải: 5000 x 900 x 400 (mm) -Công suất động cơ: 6 kW 4.3.Máy rửa cá Khối lượng cá trước khi rửa m=2953kg Lượng nước cần sử dụng V=6m3 Hiệu suất làm việc của thiết bị là 80% Thời gian rửa dự kiến là 30 phút =>Năng suất của thiết bị Chọn máy rửa cá có các thông số kĩ thuật sau: - Sử dụng máy rửa cá dạng thùng quay -Năng suất 10 tấn/h -Kích thước 4000x2000x1800(mm) -Công suất 10kw Hình 4.3: Máy rửa cá dạng thùng quay 4.4.Xử lý cơ,nhiệt -Quá trình này có thể xảy ra hoặc không tùy thuộc vào nguồn nguyên liệu đưa vào phân xưởng 4.5.Máy trộn cá Cá sau khi xử lý được băng tải lưới sắt đưa vào máy trộn để trộn đều cá và enzyme. Hình 4.5: Máy trộn cá Chọn máy trộn cá: -Năng suất 5 tấn/h -Thùng quay làm bằng inox có kích thước Ф = 1.5 m, L = 5 m -Số vòng quay 15 vòng/phút -Công suất động cơ: 15 kW 4.6.Thiết bị vận chuyển vít tải Cá sau khi trộn với enzyme được vít tải vận chuyển đưa đến các nhà xưởng. Vít tải để vận chuyển muối đến phân xưởng lên men ngắn ngày Năng suất: 5 tấn /h Số lượng : 2 cái Hình 4.6: Thiết bị vận chuyển vít tải 4.7.Thiết bị lên men Do yêu cầu của qui trình công nghệ chế biến nước mắm sử dụng enzyme kết hợp tiếp nhiệt, nhiệt độ trong quá trình thủy phân 450C do đó em chọn thiết bị thủy phân hình trụ, đáy hình cầu có đáy giả. Thiết bị được trang bị hai vỏ để điều chỉnh nhiệt độ và giữ nhiệt trong chượp. Có đầy đủ bộ phận phụ như van, nhiệt kế, kính quan sát. Tính thiết bị thủy phân -Chu kì thủy phân cá T=30 ngày -Lượng cá chế biến trong 1 ngày 2953kg -Lượng muối dùng trong 1 ngày 550kg -Lượng enzyme cho vào 2,75kg =>tổng khối lượng thu được: 2953+550+2,75=3505,75(kg) Theo thực tế xác định được khối lượng riêng của khối chượp là: 1 170 kg/m3 Thể tích khối chượp là: Vc = 3505,75 : 1 170 = 3 m3 Do hệ số sử dụng của bể là 0,8 nên thể tích của bể là: 3 : 0,8 = 3,75(m3) -Chọn chượp thủy phân có chiều cao h=1,8D -Thể tích thiết bị thủy phân(không kể phần đáy giả) được tính theo công thức V=Sxh=(πD2/4)xh=1,414D3=3,75 =>D=1,38(m) =>h=2,5(m) -Chiều cao chóp bể h=0,15D=0,207m -Chiều cao đáy bể h=0,15D=0,207m -Chiều cao của toàn bộ thiết bị H=2,5+0,207+0,207=2,914m -Thiết bị có cánh khuấy,đường kính cánh khuấy 0,8D=1,104m.Công suất động cơ cánh khuấy 8kw,tốc độ quay 10 vòng/phút 4.8.Thiết bị lọc Nước mắm sau khi chiết rút được đem đi lọc để loại bỏ các tạp chất, các vi sinh vật trong nước mắm nhằm ổn định nước mắm, kéo dài thời gian bảo quản và nâng cao chất lượng nước mắm. Lượng nước mắm đem đi lọc cho 1 ngày là: Chọn thời gian lọc là 4h =>Năng suất của máy cần là: 1872,3 : 4 = 468,075 lít/h Hệ số sử dụng của máy là 0,8. do vậy năng suất máy thực tế là: 468,075: 0,8 = 585,1 lít/h Chọn máy lọc có năng suất 1 m3/h Kích thước máy lọc: -Chiều dài: 2,4 m -Chiều rộng: 1 m -Chiều cao: 1,5 m Kích thước bản 500x500 mm Vật liệu chế tạo bản:thép không rỉ Hình 4.8:Thiết bị lọc khung bảng 4.9.Thiết bị thanh trùng Lượng nước mắm đem đi thanh trùng Chọn thời gian thanh trùng là 15 phút =>Năng suất của máy cần là: 1834,89:0,25=7339,6(lít/h) Hệ số sử dụng của thiết bị là 0,8.Do đó năng suất thực tế của thiết bị là: 7339,6 : 0,8=9174,46(lít/h) Chọn thiết bị thanh trùng có các thông số -Năng suất 10m3/h Hình 4.9: Thiết bị thanh trùng bản mỏng 4.10.Thiết bị phối trộn Để tăng hương vị cho nước mắm sản xuất ngắn ngày,sau khi thanh trùng ta sẽ đưa nước mắm qua thiết bị phối trộn dạng trụ đứng,có cánh khuấy,hương bổ sung là hương vô trùng -Chọn thiết bị có thông số: +Công suất 6.6 Kw +Kích thước 1100x1700(mm) Hình 4.10: Thiết bị phối trộn 4.11.Máy chiết chai,đóng nắp Năng suất nhà máy là 500000 lít/năm Chai có dung tích 500 ml. Như vậy mỗi năm nhà máy sản xuất : 500 000 : 0,5 = 1 000 000 chai Mỗi mẻ nhà máy sản xuất số chai là: 1 000 000 : 10 = 100 000 chai Ngày làm việc 16 giờ, hệ số làm việc của máy là 0,8. Năng suất cần thiết của máy chiết chai là: (100000 : 16) : 0,8 =7812,5 chai/h Chọn máy chiết chai năng suất 6 000 chai/h. Công suất máy chiết chai đóng nắp: 6 Kw Chọn máy chiết có kích thước ngoài: Chiều dài: 1 850 mm Chiều rộng : 1 630 mm Chiều cao: 2 200 mm Số đầu chiết rót : 18 đầu Số đầu đóng nắp: 6 đầu 4.12.Máy dán nhãn Chọn máy dán nhãn có công suất đồng bộ với máy chiết chai là 6000 chai/h -Kích thước máy 1500x890x1200 mm -Công suất máy 4kw 4.13.Hệ thống bơm Trong phân xưởng sẽ sử dụng các bơm sau: -1 bơm để bơm dịch chiết rút được sang thiết bị lọc -1 bơm để bơm dịch lọc sang thiết bị thanh trùng -1 bơm để bơm nước mắm từ thiết bị thanh trùng sang máy chiết rót chai Phân xưởng sử dụng hệ thông bơm ly tâm công suất 2 m3/h 4.14.Thùng chứa trung gian -1 thùng để chứa dịch chiết rút được từ thiết bị lên men -1 thùng để chứa nước mắm từ thiết bị lọc -1 thùng để chứa từ thiết bị thanh trùng Chọn loại thùng chứa có dung tích 2 m3 CHƯƠNG 5: TÍNH HƠI – ĐIỆN – NƯỚC 5.1.Tính lượng hơi dùng cho toàn nhà máy Hơi trong nhà máy dùng để nâng nhiệt độ của chượp lên 450C và giữ ở nhiệt độ này trong suốt quá trình thủy phân đối với các chượp lên men ngắn ngày. Hơi dùng để nấu bã tận thu đạm, để sát trùng chai trước khi đưa đi đóng chai. 5.1.1.Tính hơi cho thiết bị lên men Lượng hơi cần dùng cho thiết bị thủy phân ngắn ngày là hơi dùng để nâng nhiệt độ khối chượp từ nhiệt độ môi trường ( lấy trung bình là 300C) lên 450C, sau khi nâng nhiệt độ khối chượp lên 450C thì sau đó giữ ở nhiệt độ này trong khoảng 30 ngày để tiến hành thủy phân. Trong quá trình thủy phân xảy ra phản ứng tỏa nhiệt đủ bù phần nhiệt tổn hao ra môi trường do đó đảm bảo giữ nhiệt cho khối chượp mà không cần cấp hơi để giữ nhiệt. Lượng nhiệt dùng để nâng nhiệt tính cho 1 thiết bị là: Q1 = Gc x Cc x ( t2 - t1 ) Theo sổ tay quá trình thiết bị công nghệ hóa chất tập 1 ta có : Nhiệt dung riêng của muối khan ở 450C tính theo công thức : Cm x 10-3 = a + bT - cT-2 Trong đó: - a, b, c là hệ số tra theo bảng I.142 trang 153 sổ tay quá trình thiết bị công nghệ hóa chất - T : nhiệt độ tuyệt đối của muối khan a = 2,04 ; b = 4,54 x 10-4 ; c = 0,8 x 104 T = 45 + 273 = 3180K Cm x 10-3 = 2,04+ 4,54 x 10-4 x 318 - 0,8 x 104 x 318-2 =2,105 =>Cm = 2105 J/kg.độ Nhiệt dung riêng của dung dịch muối 200Bé là: Cd= Cm x A + 4186 ( 1- A) Trong đó Cm là nhiệt dung riêng của muối khan ở 450C, A là nồng độ chất hòa tan tính theo phần khối lượng A = 0,2 Cd = 2105 x 0,2 + 4186 ( 1 - 0,2 ) = 3769,8J/kg.độ Lượng hơi dùng để nâng nhiệt độ khối chượp lên 450C là : Q1 = Cc x Gc x ( t2 – t1) Trong đó : - Gc là khối lượng của chượp - C là nhiệt dung riêng của chượp ( xem Cc = Cd) - t2 là nhiệt độ sau khi nâng nhiệt ( t2 = 450C) - t1 là nhiệt độ môi trường ( t1 = 300C) Lượng nhiệt cần dùng để nâng nhiệt độ khối chượp từ 300C lên 450C là : Q1 = 3769,8 x3505,75 x ( 45- 30 ) = 198239645,3J =1,98x105 (KJ)=4,73x104(kcal) 5.1.2.Tính lượng hơi dùng cho quá trình lên men Lượng hơi D và nhiệt lượng Q có quan hệ theo công thức sau: Trong đó: -ih:hàm nhiệt của hơi nước bão hòa(kcal/kg) -i:hàm nhiệt của hơi nước ngưng tụ(kcal/kg) Tra theo bảng giá trị ở P=3,5kg/cm2,t=137,90C ta có: ih=653,5 kcal/kg i =100 kcal/kg Vậy lượng hơi cần dùng cho lên men trong một ngày là: Thời gian cung cấp hơi để nâng nhiệt cho quá trình lên men là 1h =>lượng hơi cần cung cấp trong 1h là: D=85,46(kg/h) 5.1.3.Lượng hơi dùng cho toàn phân xưởng Lượng hơi để vệ sinh sát trùng thiết bị, chai và cho các mục đích khác. Lượng hơi này lấy bằng 10% tổng lượng hơi cung cấp cho sản xuất: DVS=(D x 0,1) = 85,46 x 0,1 = 8,546 kg/h Vậy lượng hơi tiêu tốn cho phân xưởng là: D=85,46+8,546=94,006(kg/h) 5.1.4.Tính và chọn lò hơi Lượng hơi tổn thất trong quá trình vận chuyển là 10%.Lượng hơi lò hơi cần cung cấp là : Dcc=94,006x(1+0,1)=103,4066(kg/h) Chọn 1 lò hơi có công suất tối đa là 500 kg/h do nhà máy nồi hơi và thiết bị Đông Anh chế tạo Áp suất làm việc : 8 at. Diện tích bề mặt đốt nóng : 45 m2. Thể tích nước trong lò : 5 m3. Đường kính ống sinh hơi : 60 mm. Đường kính nồi : 2200 mm. Chiều cao : 4000 mm. Hệ số hữu ích : 80%. 5.2.Tính lượng nước sử dụng cho phân xưởng Nước dùng để rửa ở phân xưởng xử lý nguyên liệu gồm nước rửa cá,sàn,thiết bị -Nước rửa cá Cứ 1 kg cá cần 2 lít nước rửa. Vậy lượng nước rửa cần cho 1 ngày nguyên liệu lớn nhất là: 2 x 10-3 x 2953 = 5,906 m3 -Nước dùng để rửa thiết bị Các thiết bị ở phân xưởng xử lý nguyên liệu gồm các băng tải, máy rửa cá, máy trộn cá, vít tải. Cứ mỗi ngày vệ sinh 1 lần. Lượng nước vệ sinh các thiết bị trong 1 ngày là : 3m3 -Nước dùng để rửa sàn Lượng nước dùng để rửa sàn khoảng 2m3,lượng nước dùng tùy vào diện tích khu xử lý nguyên liệu =>Lượng nước dùng ở khu xử lý nguyên liệu là: V1=5,906+3+2=10,906 m3 Nước dùng ở khu lên men -Nước rửa thiết bị lên men Lượng nước vệ sinh thiết bị lên men ngắn ngày lấy bằng 20% thể tích của mỗi thiết bị. Mỗi ngày vệ sinh một thiết bị, mỗi thiết bị có thể tích là 3,75 m3 nên lượng nước cần dùng để vệ sinh thiết bị trong một ngày: 3,75x0,2=0,75(m3) -Nước dùng để rửa thùng chứa nước muối Lấy 10% so với thể tích của thùng nên lượng nước dùng để rửa là 0,1x2=0,2m3 =>lượng nước cần dùng là:V2=0,75+0,2=0,95 m3 Nước dùng để rửa thiết bị chiết chai là 2m3 Nước dùng để rửa thiết bị lọc khung bản trong 1 ngày là 3m3 Nước dùng cho nồi hơi Theo tính toán thì lượng nước cung cấp cho nồi hơi bằng lượng hơi cung cấp cho phân xưởng.Do đó,lượng nước dùng cho nồi hơi trong một ngày(1 ngày lò hơi làm việc 8 tiếng) là: 103,4066x8=827,253(lit/ngày)=0,83m3 Vậy tổng lượng nước dùng cho phân xưởng trong 1 ngày là V=10,906+0,95+2+3+0,83=17,686(m3/ngày) =>Lượng nước dùng trong 1 mẻ là 17,686x30=530,58 (m3/mẻ) =>Lượng nước dùng trong 1 năm 530,58x10=5305,8 (m3/năm) CHƯƠNG 6:VỆ SINH AN TOÀN LAO ĐỘNG 6.1. Vệ sinh Vệ sinh là một công việc luôn được các nhà máy sản xuất công nghiệp, đặc biệt là trong lĩnh vực thực phẩm quan tâm, đòi hỏi phải được thực hiện một cách nghiêm túc và nghiêm ngặt. Chất lượng sản phẩm phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố trong sản xuất, trong đó khâu vệ sinh đóng vai trò then chốt. Cuộc sống người dân ngày càng được nâng cao, yêu cầu nước mắm sạch, chất lượng cao là yêu cầu tất yếu của người dân, của xã hội. Cần phải đảm bảo vệ sinh trong quá trình sản xuất để thu được sản phẩm đáp ứng được yêu cầu của thị trường. Có như vậy công ty mới có thể cạnh tranh, đứng vững và phát triển được. Việc vệ sinh trong nhà máy bao gồm một số nội dung chính sau: 6.1.1. Vệ sinh cá nhân - Công nhân trực tiếp sản xuất phải được trang bị đầy đủ quần áo và dụng cụ bảo hộ lao động. - Nhân viên kỹ thuật, kiểm nghiệm, pha đấu nước mắm phải được trang bị áo blu trắng, mũ trắng, khẩu trang và găng tay cao su. - Trước và sau khi tiếp xúc với sản phẩm, sau khi đi vệ sinh, mọi người phải rửa sạch tay bằng xà phòng diệt khuẩn. - Cán bộ, công nhân khi tham gia vào sản xuất phải đảm bảo vệ sinh cá nhân, không mắc các bệnh truyền nhiễm và định kỳ kiểm tra sức khoẻ hàng năm 6.1.2. Vệ sinh thiết bị nhà xưởng - Các loại thiết bị, dụng cụ sản xuất, dụng cụ chứa đựng có bề mặt tiếp xúc trực tiếp với chượp và nước mắm phải được duy trì trong điều kiện vệ sinh; đảm bảo sạch trước khi sử dụng và rửa sau khi sử dụng. - Trong quá trình làm vệ sinh và khử trùng thiết bị dụng cụ, không được làm nhiễm bẩn. Phải có nơi rửa riêng phù hợp với từng loại thiết bị dụng cụ. - Thiết bị, dụng cụ sau khi đã làm vệ sinh, khử trùng phải được cất giữ và bảo quản đúng nơi quy định. - Thiết bị, dụng cụ của từng công đoạn phải được để riêng và không sử dụng với mục đích khác. - Cơ sở phải có kế hoạch làm vệ sinh đảm bảo nhà xưởng sạch sẽ. Hàng ngày phải có người chuyên trách quét dọn, thu gom chất thải. - Các khu vực chế biến, chứa thành phẩm, đóng gói…..phải có quy định riêng phù hợp với điều kiện thực tế. - Các cống rãnh thoát nước thải phải được quét dọn thường xuyên, đảm bảo không có bùn rác, không đọng nước, giảm thiểu mùi hôi. - Cơ sở phải có biện pháp hữu hiệu ngăn chặn được côn trùng, động vật gây hại xâm nhập vào khu vực sản xuất. 6.2. An toàn lao động Bảo hộ an toàn lao động cũng là một khâu quan trọng trong sản xuất vì nó ảnh hưởng trực tiếp đến sức khỏe, tính mạng người lao động và tuổi thọ thiết bị. Đối với nhà máy sản xuất bia, cần phải quan tâm tới một số điểm quan trọng sau đây: 6.2.1. Chống khí độc trong nhà máy - Khí độc trong nhà máy nước mắm chủ yếu là khí sinh ra trong quá trình thủy phân cá.Các chất khí gồm NH3, khí chứa lưu huỳnh và các axit bay hơi. Do đó cần có ống thông khí cao nhằm khuếch tán khí lên cao giảm thiểu ảnh hưởng tới môi trường sống xung quanh.. - Khói thải lò hơi: để hạn chế tác hại do khói thải lò hơi gây ra cho môi trường xung quanh, cần lắp đặt hệ thống ống khói cao trên 10m để khuếch tán khói lên cao, giảm ảnh hưởng tới môi trường xung quanh. 6.2.2. An toàn khi vận hành thiết bị - Các thiết bị chịu áp như lò hơi, cần được kiểm tra định kỳ, vận hành cẩn thận, đúng hướng dẫn. - Các thiết bị khác cũng cần được kiểm tra thường xuyên để kịp thời phát hiện hỏng hóc. - Thường xuyên theo dõi, kiểm tra các đường ống, van, đồng hồ đo... để kịp thời xử lý sự cố. - Công nhân khi vận hành phải được trang bị đầy đủ bảo hộ lao động, không bỏ vị trí khi đang làm việc, thực hiện nghiêm túc chế độ giao ca. 6.2.3. An toàn về điện Trong quá trình sản xuất, công nhân luôn phải thường xuyên tiếp xúc với các thiết bị sử dụng điện, do đó cần chú ý: - Phải thực hiện tuyệt đối nội quy an toàn về điện để tránh xảy ra sự cố hay tai nạn. Cách điện tốt các phần mang điện, đặc biệt là tại các khu vực có độ ẩm cao và nhiều nước. - Bố trí các đường dây cách xa tầm tay hoặc lối đi lại của người sản xuất. Bố trí cầu dao điện hợp lý để có thể ngắt mỗi khi có sự cố. 6.2.4. Phòng cháy chữa cháy Mỗi phân xưởng đều phải có thiết bị chữa cháy, đặt ở vị trí hợp lý để có thể dễ tìm khi có sự cố. KẾT LUẬN Nước mắm là sản phẩm truyền thống của nước ta. Nó ra đời từ rất lâu nhưng hiện nay nghề làm nước mắm vẫn theo qui trình thủ công, thời gian quá dài, hiệu quả kinh tế thấp. Mặc dù đã có nhiều nghiên cứu được thực hiện để cải tiến quá trình sản xuất nhưng chưa được triển khai rộng trong thực tế, chỉ dừng ở qui mô thí điểm với sản lượng nhỏ Qua việc thực hiện đề tài này,em có một số nhận xét sau: -Việc sản xuất theo phương pháp ngắn ngày đã rút ngắn được thời gian chế biến nước mắm xuống còn 30-45 ngày -Cơ giới hóa dây chuyền sản xuất nâng cao năng suất phân xưởng -Tuy nhiên việc sản xuất nước mắm theo phương pháp ngắn ngày cũng tồn tại một số nhược điểm Vì sản xuất ngắn ngày nên hương vị nước mắm sẽ không ngon như nước mắm truyền thống.Do đó ta phải bổ sung hương nước mắm hoặc có thể kéo rút qua bã chượp tốt làm bằng cá cơm Phương pháp làm nước mắm ngắn ngày chưa được áp dụng phổ biến ở qui mô công nghiệp vì dân ta vốn đã có nghề làm nước mắm từ lâu đời TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. Nguyễn Trọng Cẩn – Đỗ Minh Phụng, 1996. Công nghệ chế biến thực phẩm thủy sản tập 1: nguyên liệu chế biến thủy sản. Nhà xuất bản nông nghiệp 2. Nguyễn Trọng Cẩn – Đỗ Minh Phụng, 1990. Công nghệ chế biến thực phẩm thủy sản tập 2:ướp muối, chế biến nước mắm, chế biến khô, thức ăn chín. Nhà xuất bản nông nghiệp 3. Nguyễn trọng Cẩn,Nguyễn Thị Hiền, Đỗ Thị Giang, Trần Thị Luyến ,1998 Công nghệ enzyme 4. GS.TS. Nguyễn Thị Hiền, 2006. Công nghệ sản xuất mì chính và các sản phẩm lên men cổ truyền. Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật 5. TS. Đặng Văn Hợp. Tối ưu hóa công nghệ chiết xuất proteaza từ Asp. Oryzae và ứng dụng nó trong sản xuất nước mắm. Luận án tiến sỹ kỹ thuật 6. Lương Hữu Đồng, 1975. Kỹ thuật sản xuất nước mắm. Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật 7. PGS.TS. Phạm Thu Thủy: Bài giảng công nghệ enzyme 8. www.baovietnam.vn: Chọn nước mắm ngon, tốt cho sức khỏe 9. www.mpi.gov.vn: Sản lượng thủy sản 10. Qui trình sản xuất nước mắm