Thiết kế kho lạnh bảo quản phi lê cá ngừ đại dương dung tích 90 tấn.

Do đó, việc sử dụng công nghệ lạnh đông trong bảo quản là hết sức cần thiết để đảm bảo chất lượng của cá ngừ nguyên liệu sau thu hoạch.. Vì vậy, hiện nay việc sử dụng CO bị cấm ở một số

THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

Tp Hồ Chí Minh, tháng 12/2021

THIẾT KẾ KHO LẠNH BẢO QUẢN PHI LÊ

CÁ NGỪ ĐẠI DƯƠNG DUNG TÍCH 90 TẤN

GVHD: PGS.TS TRỊNH VĂN DŨNG SVTH: ĐỖ THỊ XUÂN ĐÀO

S K L 0 0 8 4 8 7

i

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

KHOA CÔNG NGHỆ HÓA HỌC VÀ THỰC PHẨM

BỘ MÔN CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

MÃ SỐ: 2021-17116162

THIẾT KẾ KHO LẠNH BẢO QUẢN PHI LÊ CÁ

NGỪ ĐẠI DƯƠNG DUNG TÍCH 90 TẤN

GVHD: PGS TS.TRỊNH VĂN DŨNG SVTH: ĐỖ THỊ XUÂN ĐÀO

MSSV: 17116162

THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH – 12/2021

v

MỤC LỤC

NHIỆM VỤ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ii

LỜI CẢM ƠN iii

LỜI CAM ĐOAN iv

DANH MỤC HÌNH, ĐỒ THỊ xi

DANH MỤC BẢNG xii

TÓM TẮT KHÓA LUẬN xiv

MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN 2

1.1 Tổng quan về cá ngừ đại dương 2

1.1.1 Tên gọi, nguồn gốc phân bố 2

1.1.2 Một số chỉ tiêu hóa sinh và hóa lý của cá ngừ 2

1.1.3 Tiêu chuẩn chất lượng 4

1.1.4 Tình hình khai thác 4

1.1.4.1 Sản lượng khai thác 4

1.1.4.2 Chất lượng khai thác 4

1.2 Tổng quan về ngành công nghiệp cá ngừ 5

1.2.1 Tình hình thị trường 5

1.2.1.1 Tình hình thị trường hiện nay 5

1.2.1.2 Dự kiến khả năng phát triển trong tương lai 6

1.2.2 Các vấn đề cần quan tâm 7

1.2.2.1 Phụ phẩm trong quá trình chế biến 7

1.2.2.2 Màu sắc sản phẩm 8

1.2.2.3 An toàn chế biến cá ngừ 8

1.3 Tổng quan về công nghệ lạnh đông và kho lạnh 9

vi

1.3.1 Cấp đông 9

1.3.2 Bảo quản đông 9

1.3.3 Tổng quan về kho lạnh 10

CHƯƠNG 2 XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG SỐ THIẾT KẾ - QUI TRÌNH CÔNG NGHỆ 11

2.1 Xác định các thông số thiết kế 11

2.1.1 Chọn địa điểm xây dựng kho lạnh 11

2.1.2 Thông số về khí hậu tại nơi lắp đặt kho lạnh 13

2.1.3 Các thông số thiết kế bên trong kho bảo quản sản phẩm 14

2.1.4 Kiểu kho lạnh xây dựng 14

2.1.5 Thiết kế năng suất 15

2.1.6 Thiết kế sản phẩm 15

2.2 Phương pháp thiết kế kho lạnh 16

2.2.1 Yêu cầu đối với quy hoạch mặt bằng kho lạnh 1 tầng 16

2.2.2 Yêu cầu buồng máy và thiết bị 16

2.2.3 Xếp hàng trong kho lạnh 16

2.2.4 Cấu trúc xây dựng kho lạnh 18

2.3 Quy trình chế biến CNĐD fillet đông lạnh 19

2.3.1 Qui trình công nghệ 19

2.3.2 Thuyết minh quy trình 19

2.3.2.1 Nguyên liệu cá ngừ 19

2.3.2.2 Thu mua 19

2.3.2.3 Tiếp nhận nguyên liệu 20

2.3.2.4 Rửa 21

2.3.2.5 Cấp đông 21

2.3.2.6 Bảo quản nguyên liệu 21

vii

2.3.2.7 Fillet 21

2.3.2.8 Đóng gói chân không 22

2.3.2.9 Đóng thùng 22

2.3.2.10 Rà kim loại 22

2.3.2.11 Bảo quản 22

2.4 Chọn thiết bị sản xuất 23

2.4.1 Máy cưa vòng lớn 23

2.4.2 Máy làm sạch cá đông lạnh 23

2.4.3 Máy cưa vòng nhỏ 24

2.4.4 Máy đóng gói chân không 25

2.4.5 Cân 26

2.4.6 Máy rà kim loại 26

2.4.7 Xe nâng 27

CHƯƠNG 3 CÂN BẰNG VẬT CHẤT - TÍNH KÍCH THƯỚC KHO LẠNH 28

3.1 Tính cân bằng vật chất 28

3.2 Tính kích thước kho lạnh 28

3.2.1 Diện tích phòng trữ đông sản phẩm 28

3.2.2 Diện tích phòng cấp đông nguyên liệu 29

3.2.3 Diện tích trữ đông nguyên liệu 29

3.2.4 Diện tích phòng trữ đông phụ phẩm 30

3.2.5 Diện tích các phòng khác trong phân xưởng 30

3.3 Các công trình khác của nhà máy 31

CHƯƠNG 4 TÍNH NHIỆT TẢI - CHỌN THIẾT BỊ CHO HỆ THỐNG LẠNH 32

4.1 Tính nhiệt tải 32

4.1.1 Nhiệt tải cho phòng cấp đông nguyên liệu 32

4.1.2 Nhiệt tải cho phòng trữ đông nguyên liệu 35

viii

4.1.3 Nhiệt tải cho phòng trữ đông sản phẩm 35

4.1.4 Nhiệt tải cho phòng trữ đông phụ phẩm 37

4.1.5 Nhiệt tải cho các khu vực lạnh trong phân xưởng sản xuất 38

4.2 Chu trình lạnh và chọn máy nén 40

4.2.1 Phòng cấp đông nguyên liệu 40

4.2.2 Các phòng trữ đông 45

4.2.3 Phân xưởng sản xuất (khu vực lạnh) 49

4.3 Chọn các thiết bị trao đổi nhiệt và các thiết bị phụ 52

4.3.1 Chọn thiết bị ngưng tụ 52

4.3.2 Chọn thiết bị bay hơi 53

4.3.3 Bình chứa cao áp 55

4.3.4 Bình tách lỏng 56

4.3.5 Bình tách dầu 57

4.3.6 Bình chứa dầu 57

4.3.7 Bình trung gian 58

4.3.8 Tính chọn tháp giải nhiệt 59

4.3.9 Các thiết bị khác 59

4.4 Sơ đồ hệ thống lạnh 59

4.4.1 Sơ đồ thiết bị 59

4.4.2 Nguyên lý hoạt động của sơ đồ thiết bị hệ thống lạnh một cấp nén kết hợp hai cấp nén 60

CHƯƠNG 5 TỔ CHỨC – KINH TẾ 62

5.1 Tổ chức – Bố trí nhân sự – Tiền lương 62

5.1.1 Sơ đồ tổ chức 62

5.1.2 Bố trí nhân sự 62

5.1.3 Tính tiền lương 63

ix

5.2 Tính điện 64

5.2.1 Tính điện động lực 64

5.2.2 Tính điện chiếu sáng 64

5.2.3 Xác định hệ số công suất và dung lượng bù 64

5.2.4 Chọn máy biến áp 66

5.3 Tính nước 66

5.4 Tính vốn đầu tư cho nhà máy 68

5.4.1 Vốn đầu tư cố định 68

5.4.1.1 Vốn đầu tư xây dựng 68

5.4.1.2 Vốn đầu tư máy móc, thiết bị 69

5.4.1.3 Tổng vốn đầu tư cố định 69

5.4.2 Vốn lưu động 70

5.4.3 Tổng vốn đầu tư ban đầu cho nhà máy 70

5.5 Hiệu quả kinh tế 70

5.5.1 Chi phí cho một ngày sản xuất 70

5.5.2 Thời gian hoàn vốn 71

5.6 An toàn lao động và vệ sinh công nghiệp 73

5.6.1 An toàn lao động 73

5.6.1.1 An toàn lao động cho người 73

5.6.1.2 An toàn về trang thiết bị 73

5.6.1.3 An toàn về điện sản xuất 73

5.6.1.4 An toàn kho 74

5.6.2 Vệ sinh công nghiệp 74

5.6.2.1 Vệ sinh cá nhân 74

5.6.2.2 Vệ sinh máy móc thiết bị 74

5.6.2.3 Vệ sinh phân xưởng, nhà máy 74

x

5.6.2.4 Xử lý nước sản xuất 74 5.6.2.5 Xử lý nước thải 75 KẾT LUẬN – KIẾN NGHỊ 76 TÀI LIỆU THAM KHẢO 77 PHỤ LỤC 1 80 PHỤ LỤC 2 86

xi

DANH MỤC HÌNH, ĐỒ THỊ

Hình 1-1 Biểu đồ xuất khẩu cá ngừ của Việt Nam giai đoạn 2015-2019 [25] 6 Hình 2-1 Sơ đồ vị trí khu khu công nghiệp Nhơn Hội - Khu A [30] 12 Hình 2-2 Cách xếp hàng trên pallet 17 Hình 2-3 Quy trình chế biến CNĐD phi lê đông lạnh [32],[36] 19 Hình 2-4 Cây xuyên dạng piston 20 Hình 2-5 Mặt cắt ngang của cơ thịt cá ngừ và vị trí chính xác để thực hiện việc lấy mẫu lõi

cá ngừ nguyên liệu 20 Hình 2-6 Máy cưa vòng lớn 600S [33] 23 Hình 2-7 Máy làm sạch cá đông lạnh M450 [33] 23 Hình 2-8 Máy cưa vòng nhỏ A16 [33] 24 Hình 2-9 Máy đóng gói chân không tự động dạng băng tải FVB-U9II-500 [33] 25 Hình 2-10 Cân bàn điện tử A12 [34] 26 Hình 2-11 Máy rà kim loại Anritsu M6h-700W [33] 26 Hình 2-12 Xe nâng tay cao HS15/16 [29] 27 Hình 4-1 Chu trình hai cấp nén bình trung gian có ống xoắn [14] 42 Hình 4-2 Chu trình một cấp amoniac 50 Hình 4-3 Sơ đồ thiết bị hệ thống lạnh một cấp nén và hai cấp nén liên hoàn với nhau 60 Hình 5-1 Sơ đồ tổ chức của nhà máy 62

xii

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1-1 Kích thước của cá ngừ đại dương [9] 2 Bảng 1-2 Một số thông số vật lý của cá ngừ đại dương đánh bắt tại Việt Nam [13] 3 Bảng 1-3 Thành phần dinh dưỡng trong 100g phần ăn được của cá ngừ [26] 3 Bảng 1-4 Sản lượng khai thác cá ngừ đại dương ở Việt Nam giai đoạn 2019 – 2020 [4],[5],[6] 4 Bảng 2-1 Thông số về khí hậu của thành phố Qui Nhơn, tỉnh Binh Định [14] 13 Bảng 2-2 Lịch làm việc trong nhà máy 15 Bảng 2-3 Tổng kết năng suất nhà máy 15 Bảng 2-4 Sản phẩm cá ngừ đại dương phi lê đông lạnh 15 Bảng 2-5 Đặc tính kỹ thuật của máy cưa vòng lớn 600S [33] 23 Bảng 2-6 Đặc tính kỹ thuật của máy làm sạch cá đông lạnh M450 [33] 24 Bảng 2-7 Đặc tính kỹ thuật của máy cưa vòng nhỏ A16 [33] 24 Bảng 2-8 Đặc tính kỹ thuật của máy đóng gói chân không tự động dạng băng tải FVB-U9II-

500 [33] 25 Bảng 2-9 Đặc tính kỹ thuật của cân bàn điện tử A12 [34] 26 Bảng 2-10 Đặc tính kỹ thuật của máy rà kim loại Anritsu M6h-700W [33] 27 Bảng 2-11 Thông số kỹ thuật xe nâng tay cao HS15/16 [29] 27 Bảng 3-1 Tổn thất qua các quá trình và khối lượng nguyên liệu cần dùng trong 1 năm 28 Bảng 3-2 Các phòng trong phân xưởng 30 Bảng 3-3 Các công trình khác của nhà máy 31 Bảng 4-1 Tổng kết các kết quả tính toán nhiệt ở phòng trữ đông [8] 40 Bảng 4-2 Thông số các điểm nút chu trình [8] 42 Bảng 4-3 Thông số kỹ thuật của máy nén MYCOM N124B [14] 45 Bảng 4-4 Tổng kết các kết quả tính toán nhiệt ở các phòng trữ đông [8] 45

xiii

Bảng 4-5 Thông số các điểm nút chu trình [8] 46 Bảng 4-6 Thông số kỹ thuật của máy nén MYCOM N42A 49 Bảng 4-7 Tổng kết các kết quả tính toán nhiệt cho phân xưởng [8] 49 Bảng 4-8 Thông số các điểm nút chu trình 50 Bảng 4-9 Thông số kỹ thuật của máy nén MYCOM N4WA [14] 51 Bảng 4-10 Tổng kết chu trình lạnh và máy nén 51 Bảng 4-11 Thông số kỹ thuật của bình ngưng KTT-90 [14] 52 Bảng 4-12 Thông số kỹ thuật của bình ngưng KTT-20 53 Bảng 4-13 Thông số kỹ thuật của dàn quạt BO230 [14] 54 Bảng 4-14 Thông số kỹ thuật của dàn quạt BO50 [14] 54 Bảng 4-15 Thông số kỹ thuật của bình chứa cao áp 0,4PB [14] 55 Bảng 4-16 Thông số kỹ thuật của bình chứa cao áp 0,75PB [14] 56 Bảng 4-17 Tốc độ dòng chảy thích hợp ω, [TL14, tr345] 56 Bảng 4-18 Thông số kỹ thuật của bình tách lỏng 250-0Ж [14] 56 Bảng 4-19 Thông số kỹ thuật của bình tách lỏng 70-0Ж [14] 57 Bảng 4-20 Thông số kỹ thuật của bình chứa dầu 300CM [14] 58 Bảng 4-21 Thông số kỹ thuật của bình trung gian 60C3 [14] 58 Bảng 4-22 Thông số kỹ thuật của bình trung gian 40C3 [14] 58 Bảng 4-23 Thông số kỹ thuật của tháp giải nhiệt FRK200 [14] 59 Bảng 5-1 Dự kiến tiền lương 63 Bảng 5-2 Tổng kết công suất các thiết bị, máy móc trong nhà máy trong ngày 64 Bảng 5-3 Chi phí nguyên liệu với năng suất 3.210 kg sản phẩm/ngày 70 Bảng 5-4 Tổng chi phí cho một ngày sản xuất 71 Bảng 5-5 Tổng thu trong một ngày sản xuất 71

xiv

TÓM TẮT KHÓA LUẬN

Cá ngừ đại dương là một loài cá lớn trong họ Cá bạc má (Scombridae), chủ yếu thuộc chi Thunnus, sống ở các vùng biển ấm cách bờ biển khoảng 185 km, được đánh bắt quanh năm, chủ yếu từ tháng 12 đến tháng 6 năm sau

Cá ngừ là loài có giá trị dinh dưỡng cao, chứa nhiều vitamin và khoáng chất, đồng thời cũng giàu protein và ít cholesterol Thành phần dinh dưỡng của cá ngừ thay đổi tùy theo loài, độ tuổi, giới tính và mùa vụ Tuy hàm lượng chất béo trong cá thấp nhưng chứa khoảng 90% axit béo không no có giá trị sinh học cao, bao gồm: axit docosahexaenoic (DHA), axit eicosapentaenoic (EPA), axit oleic, linoleic, axit archadonic,… Cá ngừ đại dương có thịt chiếm phần lớn (gần 70%), ruột chiếm hơn 10%, phần còn lại là các bộ phận khác (đầu, vây, xương, da)

Cá ngừ đại dương được xác định là một trong những đối tượng xuất khẩu chủ lực của ngành thủy sản Việt Nam, cho giá trị kinh tế cao Tuy nhiên, cá ngừ được đánh bắt xa

bờ cho nên rất dễ bị hư hỏng trong quá trình bảo quản và vận chuyển sau khi rời khỏi môi trường nước mà chúng sinh sống Do đó, việc sử dụng công nghệ lạnh đông trong bảo quản

là hết sức cần thiết để đảm bảo chất lượng của cá ngừ nguyên liệu sau thu hoạch

Mục đích của đồ án này sẽ tính toán, thiết kế kho lạnh để bảo quản đông sản phẩm phi lê cá ngừ đại dương, đồng thời cũng xét tính hiệu quả về kinh tế của toàn nhà máy

Kết quả tính toán, thiết kế như sau: Kho lạnh thành phẩm có nhiệt độ -20℃, độ ẩm 85% với dung tích chứa 90 tấn sản phẩm, 1 tầng với kích thước 12000 x 8000 x 3500 mm Trong kho sử dụng pallet có kích thước 1200 x 1000 x 150 mm để chất hàng, kích thước thùng carton chứa hàng là 400 x 200 x 150 mm (12kg/thùng), trọng lượng một pallet là 1440

kg gồm có 12 lớp thùng carton xếp theo nguyên tắc so le (nguyên tắc xếp gạch) Sau khi tính toán về các chi phí và bố trí mặt bằng sản xuất của nhà máy thì nhà máy sẽ hoàn lại vốn sau

1 năm 2 tháng 17 ngày với điều kiện năng suất đạt 100% và doanh thu cũng đạt 100%

1

MỞ ĐẦU

Nước ta có lợi thế về đường bờ biển dài trên 3.200 km và thềm lục địa dài trên một triệu km2 Chính vì lẽ đó, công nghiệp chế biến thủy sản đã trở thành một trong những ngành công nghiệp có giá trị xuất khẩu cao

Nghề khai thác cá ngừ đại dương du nhập vào nước ta từ những năm 1990 và phát triển mạnh ở 3 tỉnh duyên hải Nam Trung Bộ là Bình Định, Phú Yên và Khánh Hòa Cá được đánh bắt xa bờ, rất dễ bị hư hỏng trong quá trình bảo quản và vận chuyển sau khi rời khỏi môi trường nước mà chúng sinh sống Vì vậy, để đảm bảo chất lượng cá sau khi thu hoạch và chế biến, người ta sử dụng công nghệ chế biến đông lạnh Công nghệ này là một trong những phương pháp chính được sử dụng trong chế biến thủy sản trong và ngoài nước

Do đó, việc xây dựng các kho lạnh để bảo quản cá ngừ đại dương gần với nguồn nguyên liệu

là một vấn đề cấp thiết hiện nay

Đó là lý do tôi thực hiện đề tài “Thiết kế kho lạnh bảo quản phi lê cá ngừ đại dương dung tích 90 tấn”

Mục tiêu của đề tài bao gồm: Xây dựng quy trình chế biến phi lê cá ngừ dại dương, lựa chọn địa điểm để tiến hành xây dựng nhà máy Tính toán, thiết kế nhiệt độ, độ ẩm trong kho lạnh của nhà máy, tính chọn hệ thống lạnh phù hợp cho kho lạnh Thiết kế mặt bằng cho phân xưởng sản xuất và mặt bằng tổng thể của nhà máy sao cho đạt hiệu quả kinh tế cao nhất

Nội dung tính toán, thiết kế kho lạnh để bảo quản phi lê cá ngừ đại dương được thực hiện thông qua các phương pháp:

- Phương pháp nghiên cứu:

+ Phương pháp tham khảo tài liệu + Phương pháp phân tích tổng hợp

- Phương pháp tính toán:

+ Tính cân bằng vật chất, cân bằng năng lượng + Tính toán chọn máy móc thiết bị

2

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan về cá ngừ đại dương

1.1.1 Tên gọi, nguồn gốc phân bố

Cá ngừ đại dương là một loài cá lớn trong họ Cá bạc má (Scombridae), chủ yếu thuộc chi Thunnus, sống ở các vùng biển ấm cách bờ biển khoảng 185 km Ở Việt Nam, cá ngừ đại dương là tên địa phương dùng để đề cập đến cá ngừ mắt to và cá ngừ vây vàng [7], và thường được ngư dân gọi là “cá bò gù” vì nó có thịt đỏ tương tự như thịt bò, lưng gù và rất lớn, kích cỡ trung bình từ 40 đến 50kg, cũng có nhiều con lên đến cả 100kg

Cá ngừ được đánh bắt quanh năm, chủ yếu từ tháng 12 đến tháng 6 năm sau Ngư trường khai thác cá ngừ của nước ta khá tập trung, gồm 3 ngư trường chính là: vùng biển xa

bờ tỉnh Phú Yên, tọa độ 110o30E-112o00E, 12o00N-13o30N, vùng biển tỉnh Khánh Hoà (110o00E-112o00E, 12o00N-13o00N) và vùng biển phía tây quần đảo Trường Sa (11o00E-

112o00E, 8o00N-10o00N) Sản lượng khai thác cá ngừ rất nhỏ, thậm chí không bắt gặp ở các khu vực [7]

Bảng 1-1 Kích thước của cá ngừ đại dương [9]

Giống loài Kích thước phổ biến (cm) Kích thước tối đa (cm)

1.1.2 Một số chỉ tiêu hóa sinh và hóa lý của cá ngừ

Theo một nghiên cứu đối với cá ngừ vây vàng và cá ngừ mắt to đánh bắt ở Việt Nam

có trọng lượng từ 20 kg trở lên cho thấy thịt cá ngừ chiếm phần lớn (gần 70%), ruột chiếm hơn 10%, phần còn lại là các bộ phận khác (đầu, vây, xương, da) [13]

3 Nhiệt dung riêng 0,8140 - 0,835 (kcal/kg

oC) (trên điểm băng) 0,454 - 0,459 (kcal/kgoC) (dưới điểm băng)

4 Nhiệt hàm

20,356 - 20,869 (kcal/kg) để giảm nhiệt độ thịt cá

từ 25oC đến 0oC 21,914 - 22,466 (kcal/kg) để giảm nhiệt độ thịt cá

từ 25oC đến điểm băng Thành phần dinh dưỡng của cá ngừ thay đổi tùy theo loài, độ tuổi, giới tính và mùa

vụ Tuy hàm lượng chất béo trong cá thấp nhưng chứa khoảng 90% axit béo không no có giá trị sinh học cao, bao gồm: axit docosahexaenoic (DHA), axit eicosapentaenoic (EPA), axit oleic, linoleic, axit archadonic,… [26]

Bảng 1-3 Thành phần dinh dưỡng trong 100g phần ăn được của cá ngừ [26]

4

1.1.3 Tiêu chuẩn chất lượng

Tiêu chuẩn chất lượng của cá ngừ nguyên liệu ở nước ta được quy định tại Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 12153:2018 [xem phụ lục 1]

1.1.4 Tình hình khai thác

1.1.4.1 Sản lượng khai thác

Ở Việt Nam, nghề câu cá ngừ đại dương là thế mạnh của các tỉnh Nam Trung bộ Trong giai đoạn 2014 - 2018, sản lượng khai thác cá ngừ đại dương tăng bình quân 6%/năm

và kim ngạch xuất khẩu tăng 7%/năm [20]

Năm 2019, tổng sản lượng khai thác cá ngừ đại dương ước đạt khoảng 17.686 tấn Đến năm 2020, do ảnh hưởng của dịch covid và hai cơn bão đổ bộ vào cuối năm tại các tỉnh miền trung, sản lượng cá ngừ đại dương chung cả nước giảm 5%, chỉ còn khoảng 17.000 tấn, tổng giá trị xuất khẩu đạt 648 triệu USD [20]

Bảng 1-4 Sản lượng khai thác cá ngừ đại dương ở Việt Nam giai đoạn 2019 – 2020

[4],[5],[6]

Sản lượng (tấn)

TĐTBQ (%/năm)

Sản lượng (tấn)

TĐTBQ (%/năm)

1.1.4.2 Chất lượng khai thác

Năm 2020, đại diện Hiệp hội Cá ngừ Việt Nam cho biết, chỉ có 10% trong 15.000 tấn cá ngừ đại dương mà ngư dân khai thác đủ tiêu chuẩn xuất khẩu nguyên con sang thị

Nhìn chung, chất lượng sản phẩm cá ngừ của Việt Nam vẫn còn khá thấp so với các nước trong khu vực và trên thế giới Nếu so sánh các điều kiện vùng đánh bắt với một số quốc gia như Philippine (thời gian đánh bắt 4-5 ngày) và Nhật Bản (thời gian đánh bắt trung bình là 2 ngày), thì ngư trường khai thác của Việt Nam xa hơn, thời gian đánh bắt quá dài (trên 20 ngày/chuyến) Đây là điểm bất lợi đối với các sản phẩm tươi, dẫn đến làm suy giảm chất lượng khi xuất khẩu [24] Bên cạnh đó, công nghệ bảo quản còn quá lạc hậu (chủ yếu bằng nước đá) vì vậy chất lượng sản phẩm không cao, tỷ lệ hao hụt sản phẩm còn khá cao trên dưới 20% [12]

1.2 Tổng quan về ngành công nghiệp cá ngừ

1.2.1 Tình hình thị trường

1.2.1.1 Tình hình thị trường hiện nay

Cá ngừ chủ yếu được chế biến dưới dạng các sản phẩm đông lạnh, đóng hộp, hun khói và đặc biệt là sản phẩm tươi sống sashimi

Theo thống kê của VASEP (Hiệp hội Chế biến và Xuất khẩu Thủy sản Việt Nam), giá trị xuất khẩu cá ngừ tăng 58% từ 455 triệu USD lên 719 triệu USD trong giai đoạn 2015-

2019 và tỷ trọng xuất khẩu luôn duy trì ở mức 21-22% tổng kim ngạch xuất khẩu hải sản của Việt Nam [25] Các loài cá ngừ xuất khẩu chủ yếu của nước ta là cá ngừ vây vàng, cá ngừ mắt to, cá ngừ vằn…

Năm 2019, xuất khẩu cá ngừ tăng 10,2% so với năm 2018, và đã xuất được sang 108 thị trường Tám thị trường nhập khẩu cá ngừ lớn nhất của Việt Nam trong năm 2019 bao gồm Mỹ, EU, ASEAN, Israel, Nhật Bản, Canada, Mexico và Trung Quốc, chiếm 87% tổng giá trị xuất khẩu cá ngừ của Việt Nam [25]

6

Hình 1-1 Biểu đồ xuất khẩu cá ngừ của Việt Nam giai đoạn 2015-2019 [25]

Năm 2020, do ảnh hưởng đại dịch Covid-19, cùng với việc thủy sản Việt Nam bị cảnh báo “thẻ vàng” của Ủy ban châu Âu (EC) về chống khai thác thủy sản bất hợp pháp, không báo cáo và không theo quy định (IUU) nên việc xuất khẩu cá ngừ Việt Nam gặp nhiều khó khăn, đặc biệt là thị trường châu Âu [22]

Tuy nhiên, những tháng đầu năm 2021, việc xuất khẩu cá ngừ Việt Nam sang các nước đang dần phục hồi trở lại, đặc biệt là thị trường Mỹ có nhiều dấu hiệu khởi sắc

Theo số liệu thống kê từ Tổng cục Hải quan Việt Nam, xuất khẩu cá ngừ của Việt Nam sang thị trường EU trong nửa đầu năm 2021 đạt 15.870 tấn, trị giá 73,33 triệu USD, tăng 39,3% về lượng và tăng 31,6% về trị giá so với cùng kỳ năm 2020 Mặt hàng cá ngừ chiếm 15,2% về lượng và 15,1% tổng trị giá xuất khẩu thủy sản của Việt Nam sang EU khi tuân thủ các quy định IUU (khai thác hải sản bất hợp pháp, không khai báo và không theo quy định) của thị trường EU để được hưởng ưu đãi từ EVFTA (Hiệp định thương mại tự do Liên minh châu Âu-Việt Nam) [22]

1.2.1.2 Dự kiến khả năng phát triển trong tương lai

Khi dự báo về tình hình xuất khẩu cá ngừ, theo Cục Xuất nhập khẩu, mặt bằng giá

cá ngừ thế giới nói chung và EU nói riêng sẽ tiếp tục tăng trong bối cảnh nhu cầu tiêu dùng

1.2.2.1 Phụ phẩm trong quá trình chế biến

Việc xác định hiệu suất trong ngành công nghiệp chế biến cá thường dựa trên phần đầu của con cá đã bị rút ruột Theo Arason (2003), một con cá rút ruột có đầu chứa 62% thịt

ăn được và 46% phi lê cá ngừ bỏ da [1]

Bởi vì chỉ có phần thịt trắng của cá ngừ được sử dụng trong đóng hộp hoặc sashimi, ngành công nghiệp cá ngừ tạo ra một lượng lớn chất thải hoặc phụ phẩm (tới 70% chất thải rắn từ nguyên liệu cá ban đầu) Chất thải này bao gồm cơ (sau khi lấy thăn), nội tạng, mang, thịt/cơ sẫm màu, đầu, xương và da [10]

Ngành công nghiệp cá ngừ cũng đã có những tiến bộ đáng kể trong việc sử dụng các phụ phẩm Phế phẩm, phụ phẩm cá ngừ được dùng để sản xuất dầu cá ngừ, thông thường chỉ dùng đầu, thịt và xương Dầu cá ngừ là nguồn cung cấp axit béo không bão hòa đa, đặc biệt

là EPA (axit eicosapentaenoic) và DHA (axit docosahexaenoic), là axit béo omega-3 Dầu chứa khoảng 5,7% EPA và 18,8% đến 25,5% DHA [2]

Ngoài ra, đầu và vây của cá ngừ rất được ưu chuộng bởi người dân địa phương Cơ quan nội tạng như gan, tim và ruột là một phần của món ăn địa phương Nội tạng của cá ngừ cũng là nguyên liệu để sản xuất nước mắm

Thông thường, các sản phẩm phụ giàu protein từ ngành công nghiệp cá ngừ được chế biến thành các sản phẩm có giá trị thị trường thấp, chẳng hạn như bột cá và phân bón Tuy nhiên, một cách sử dụng thay thế đầy hứa hẹn của những sản phẩm phụ này là làm thành phần thực phẩm chức năng Thủy phân protein cá (FPH), thu được thông qua quá trình thủy phân phụ phẩm cá ngừ, có thể được sử dụng như một thành phần trong ngành công nghiệp thực phẩm để cung cấp các tác dụng chức năng như đánh bông, tạo gel và các đặc tính tạo kết cấu Gần đây, FPH được phát hiện là một nguồn tiềm năng của chất chống oxy hóa

Vì vậy, các nhà chế biến đã dùng khí monoxit cacbon (CO), CO sẽ liên kết mạnh mẽ với heme trong Mb hình thành Carboxymyoglobin có khả năng chống lại sự tự oxi hoá CO tạo ra một màu đỏ anh đào bền có thể tồn tại trong một khoảng thời gian đáng kể và thường vượt quá thời hạn sử dụng thực tế của thịt cá [31] Điều này gây trở ngại cho việc xác định hạn sử dụng của cá thông qua các dấu hiệu như thay đổi như màu sắc và có thể khiến người tiêu dùng nhầm lẫn về chất lượng của sản phẩm

Chính điều này khiến việc xử lý Carbon Monoxide có thể khiến cá kém chất lượng lọt vào túi người tiêu dùng và tăng nguy cơ ngộ độc do histamine khi histamine trong cá ngừ

sẽ tăng cao khi được xử lý Carbon Monoxide Vì vậy, hiện nay việc sử dụng CO bị cấm ở một số thị trường như EU, Canada họ cho rằng sử dụng CO có thể gây cho người tiêu dùng

sự nhầm lẫn giữa độ tươi của sản phẩm xử lí CO với độ tươi thực của sản phẩm, hơn nữa nó che dấu những dấu hiệu hư hỏng của sản phẩm do các tác nhân gây hư hỏng trong quá trình bảo quản gây ra [31]

Cấp đông sâu cũng cho giá trị cảm quan ngang bằng với sản phẩm xông CO, nhưng lại tốn rất nhiều chi phí

1.2.2.3 An toàn chế biến cá ngừ

Do cá ngừ rất giàu histidine tự do, khi cá ngừ chết, cơ chế phòng chống dịch bệnh của chính nó sụp đổ, vi sinh vật sinh sôi nhanh chóng và có thể tạo ra một số lượng lớn histidine decarboxylase chuyển hóa histidine thành histamine Histamin có đặc tính chịu nhiệt, thậm chí khi được nấu chín cũng không bị phá hủy, nó có thể gây đau đầu, buồn nôn

và nôn, tiêu chảy, phát ban ngứa, hạ huyết áp và một loạt các phản ứng dị ứng [3] Do đó, histamine đã trở thành một yếu tố quan trọng hạn chế sự phát triển của ngành chế biến cá ngừ

9

1.3 Tổng quan về công nghệ lạnh đông và kho lạnh

Công nghệ lạnh đông gồm 2 công đoạn chính: Cấp đông - Bảo quản đông

1.3.1 Cấp đông

Cấp đông hay làm lạnh đông thủy sản là quá trình làm lạnh thủy sản do sự hút nhiệt của chất làm lạnh (băng môi) để đưa nhiệt độ ban đầu của thủy sản xuống dưới điểm đóng băng và tới -8÷ -10oC và có thể xuống thấp hơn nữa: -18oC, -30oC hay -40oC Cấp đông là công đoạn có tính quyết định đến chất lượng của sản phẩm và hiệu quả của quá trình cấp đông tùy thuộc vào thời gian cấp đông nhanh hay chậm [14]

Cấp đông làm chậm sự hư hỏng của thủy sản, sao cho đến khi rã đông, ta không thể phân biệt được thủy sản đông lạnh hay tươi sống [23]

Với thủy sản đánh bắt xa bờ, việc vận chuyển mất nhiều thời gian và khoảng cách từ cảng cá đến nơi tiêu thụ, chế biến quá lớn thì công nghệ cấp đông trực tiếp trên tàu được sử dụng để giữ nguyên liệu tươi ngon Hơn nửa, do sản lượng khai thác thủy sản không đồng đều, quan hệ cung cầu biến động liên tục nên việc cấp đông, trữ đông lúc rộ mùa có thể giúp điều tiết và phân phối các loại thủy sản chất lượng cao vào mọi thời điểm với giá cả ổn định

Xuất khẩu thủy sản đông lạnh cũng ngày càng được chú trọng hơn vì nó tạo ra lợi nhuận cao hơn tiêu thụ trong nước Làm lạnh đông thủy sản rất quan trọng vì nó giúp thủy sản được phân phối đến tất cả các thị trường trên thế giới

1.3.2 Bảo quản đông

Để giữ được nhiệt độ của sản phẩm sau cấp đông, sản phẩm được đưa vào bảo quản lạnh đông Mục đích của công đoạn này là nhiệm vụ duy trì nhiệt độ sản phẩm ≤ -18ºC là giới hạn nhiệt độ có thể ức chế hoạt động sống của vi sinh vật và các enzyme có trong nguyên liệu nhằm giữ nguyên được chất lượng sản phẩm ở trạng thái sau rã đông Thời gian bảo quản có thể kéo dài từ một vài tháng đến một vài năm Thường sau cấp đông, sản phẩm được lưu trữ ở dải nhiệt độ an toàn (-18ºC ÷ -25ºC) trong suốt quá trình bảo quản [14]

Giữa nhiệt độ và độ ẩm có mối liên quan mật thiết trong bảo quản đông lạnh, cho nên khi thiết kế và hoạt động một kho trữ đông, cần ghi nhớ những yếu tố quan trọng sau đây [14]:

10

1 Nhiệt độ thấp: Nhiệt độ càng thấp càng tốt vì độ ẩm tương đối sẽ cao, và sản phẩm ít bị

cháy lạnh

2 Nhiệt độ ổn định: Nhiệt độ giữ vững ở mức thấp, không lên xuống bất thường gây nên rã

đông và tái kết tinh chậm ở sản phẩm, làm ảnh hưởng đến cơ cấu sản phẩm

3 Nhiệt độ đồng đều: Nhiệt độ phải giống nhau ở các vị trí trong kho, nếu không sản phẩm

bị bốc hơi liên tục và mau bị cháy lạnh

4 Phân phối tốt không khí: Không khí lạnh lưu thông điều hòa khắp kho lưu trữ, len lỏi đến

từng kiện hàng, không bị cản trở ở bất kỳ nơi nào là điều kiện tốt cho điều hòa nhiệt độ kho, tránh bớt sự bốc ẩm sản phẩm

5 Tốc độ lưu thông tối thiểu của không khí: Không khí kho trữ cần được lưu chuyển ở một

tốc độ nhất định để phân phối tốt lượng không khí lạnh đến sản phẩm trữ đông, nhưng tốc

độ này phải ở một mức tối thiểu cần thiết để tránh làm tăng sự bốc âm sản phẩm

6 Mức xâm nhập nhiệt độ tối thiểu: Nhiệt độ xâm nhập vào kho qua lớp cách nhiệt, cửa kho,

vết nứt, người làm việc sẽ làm mất tính ổn định và đồng đều của nhiệt độ kho trữ, dẫn đến sản phẩm mau cháy lạnh Do đó cần hạn chế lượng nhiệt xâm nhập vào kho ở mức tối thiểu Ngoài ra, loại máy lạnh, thiết kế và phương pháp vận hành hệ thống lạnh cũng là những yếu

tố có liên quan đến chất lượng kho trữ đông

1.3.3 Tổng quan về kho lạnh

Thực phẩm tươi sống, thủy hải sản, nông sản hay rau quả là những sản phẩm chịu ảnh hưởng của điều kiện môi trường và nhiệt độ bên ngoài Vì vậy, việc sử dụng kho lạnh, hầm đông là một giải pháp để ngăn ngừa tình trạng hàng hóa bị hư hỏng

Phương pháp phổ biến nhất hiện nay để làm lạnh kho trữ đông là dùng máy lạnh có không khí đối lưu Máy lạnh được lắp đặt với chi phí rất thấp, có thể xả đá ngay mà không ảnh hưởng nhiều đến điều kiện kho, mà cũng không yêu cầu xây dựng giá đỡ nặng nề để giữ thân máy Tuy nhiên, bộ máy lạnh cần được bố trí sao cho nguồn khí lạnh phân phối đều đặn trong kho Yêu cầu chủ yếu là không khí lạnh phải được hướng theo đường đi nhất định để tạo sự phân bố đều đặn khắp kho trữ

11

CHƯƠNG 2 XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG SỐ THIẾT KẾ - QUI TRÌNH CÔNG NGHỆ

2.1 Xác định các thông số thiết kế

2.1.1 Chọn địa điểm xây dựng kho lạnh

Đối với kho lạnh bảo quản đang thiết kế, nguồn nguyên liệu được mua từ các cảng

cá, đồng thời thị trường tiêu thụ mặt hàng này chủ yếu là xuất khẩu sang các nước Do đó, nên chọn địa điểm không cách quá xa cảng cá và giao thông thuận tiện để đảm bảo cho nhà máy hoạt động liên tục và giảm chi phí vận chuyển … Ngoài ra, vị trí đặt kho lạnh cần quan tâm đến yếu tố cơ sở hạ tầng như điện, nước, hệ thống thoát nước, xử lí nước thải và yếu tố nguồn nhân lực

Qua việc tìm hiểu và thu thập thông tin từ nhiều nguồn về những địa điểm có khả năng xây dựng kho lạnh, tôi chọn xây dựng kho lạnh ở Khu công nghiệp Nhơn Hội – Khu

A

Địa chỉ: Khu công nghiệp Nhơn Hội - Khu A, Khu kinh tế Nhơn Hội, xã Nhơn Hội, Thành phố Qui Nhơn, Bình Định [30]

Khu công nghiệp Nhơn Hội - Khu A, diện tích 630 ha, là khu công nghiệp tập trung

đa ngành; Có vị trí đắc địa, nhiều thuận lợi, gần trung tâm thành phố Quy Nhơn - một trong

ba trung tâm thương mại, dịch vụ và giao dịch quốc tế của khu vực miền Trung và Tây Nguyên; có vị trí chiến lược quan trọng trong Khu vực Hành lang Kinh tế Đông - Tây, hội nhập kinh tế khu vực ASEAN và các nước tiểu vùng sông Mekong mở rộng; thuận lợi trong lưu thông có sân bay, cảng biển quốc tế, đường bộ, đường sắt

 Vị trí địa lý:

- Khoảng cách tới Thành phố lớn gần nhất: Cách trung tâm thành phố Quy Nhơn 6 km

- Đường bộ: QL 1A đi Hà Nội – TPHCM và QL 19 đi Tây Nguyên, Lào, Campuchia

- Đường sắt: Tuyến đường sắt Bắc Nam - Cách ga Diêu Trì (1 trong 10 ga lớn của Việt Nam) 15km

- Cảng biển: Cách cảng Quy Nhơn 8 km, Cách cảng Nhơn Hội 2 km

12

- Đường hàng không: Cách sân bay Phù Cát 30 km

- Điều kiện đất: Nền cát đồng nhất; sức chịu tải 20 tấn/m2; mặt bằng đã san lấp

- Độ cao so với mực nước biển: Thấp nhất là +4.5 m và cao nhất là +20m

Hình 2-1 Sơ đồ vị trí khu khu công nghiệp Nhơn Hội - Khu A [30]

 Cơ sở hạ tầng:

- Hệ thống giao thông trong khu công nghiệp rộng: 65m, 56m, 45m, 29m, 27m, 20m

- Cung cấp điện: Điện lưới quốc gia 220 KV từ Phú Tài đến KKT Nhơn Hội Tại Khu

Kinh tế có trạm biến áp 220/110KV công suất 2x125 MVA và 110/22KV công suất

2x63MVA

- Cung cấp nước và xử lý nước thải: Có khả năng cung cấp 24.000m3/ngày Có xây dựng trạm xử lý nước thải riêng của KCN: xử lý nước thải qua 2 cấp: xử lý sơ bộ theo tiêu chuẩn và xử lý tại trạm xử lý Nước thải xử lý đạt TCVN 6980-2001 Hệ thống

thoát nước mưa theo các tuyến đường trong KCN

- Hệ thống cứu hỏa, hệ thống cáp quang và hệ thống viễn thông hoàn chỉnh

- Khu nhà ở cho công nhân với qui mô trên 700 ha

- Diện tích cây xanh che phủ là 15% tổng diện tích quy hoạch

Việc đặt kho lạnh trong khu công nghiệp còn được hưởng rất nhiều lợi ích như:

- Tiết kiệm được cơ sở hạ tầng như điện, nước…

- Tận dụng được các công trình hữu ích

13

- Được nhận nhiều ưu đãi của nhà nước

- Giảm vốn đầu tư ban đầu

 Chi phí thuê đất:

Các dự án đầu tư kinh doanh hạ tầng KCN Nhơn Hội A được miễn 100% tiền thuê đất thô suốt vòng đời dự án theo quy định nên trong cơ cấu giá thành cho thuê lại đất gắn với hạ tầng KCN không có chi phí tiền thuê đất thô [28]

- Đơn giá thuê đất đã có hạ tầng: Từ 16 ~ 18 USD/m2/50 năm Thu theo phương thức thu 50% trong năm thứ nhất, số còn lại thu trong 5 năm tiếp theo (mỗi năm 10%)

- Thời hạn cho thuê đất tối đa là 70 năm tính từ năm 2006

- Phí sử dụng hạ tầng: 0,2 USD/m2/năm (thu sau 5 năm kể từ ngày doanh nghiệp đi vào hoạt động, thu hàng năm)

- Cấp nước sạch cho sản xuất: năm 2014: 8.900 VND/m3; năm 2015: 9.100VND/m3

- Phí xử lý nước thải KCN: từ 5.813 VNĐ/m3 đến 13.627 VNĐ/m3

- Giá điện: Theo Khung giá chung do Thủ tướng Chính phủ quy định

2.1.2 Thông số về khí hậu tại nơi lắp đặt kho lạnh

Theo bảng 1-1, trang 8, tài liệu [14], ta có các thông số môi trường sau:

Bảng 2-1 Thông số về khí hậu của thành phố Qui Nhơn, tỉnh Binh Định [14]

Trung bình cả năm Mùa hè Mùa đông Mùa hè Mùa đông

Các thông số này đã được thống kê trong nhiều năm, khi tính toán để đảm bảo độ an toàn cao thì ta thường lấy các giá trị cao nhất (chế độ khắc nghiệt nhất) từ đó sẽ đảm bảo kho vận hành là an toàn trong mọi điều kiện có thể xảy ra mà ta đã ước tính

Từ các thông số khí hậu kết hợp với đồ thị Molier h – x của không khí ẩm ở áp suất khí quyển B = 760 mmHg ta có các trạng thái không khí sau:

- TN = 37,9˚C là nhiệt độ của không khí ngoài trời

- φ = 74% độ ẩm của không khí tại thành phố Qui Nhơn

14

- tƯ = 33,5˚C nhiệt độ nhiệt kế ướt

- tS = 32,5˚C nhiệt độ đọng sương

2.1.3 Các thông số thiết kế bên trong kho bảo quản sản phẩm

 Chọn nhiệt độ bảo quản

Nhiệt độ bảo quản sản phẩm đông theo lý thuyết nhiệt độ càng thấp thì chất lượng sản phẩm càng tốt, thời gian bảo quản càng lâu nhưng tùy từng mặt hàng cụ thể mà chúng

có nhiệt độ bảo quản khác nhau Các mặt hàng trữ đông cần bảo quản ở nhiệt độ ít nhất bằng nhiệt độ của sản phẩm sau cấp đông tránh không để rã đông và tránh tái kết tinh lại làm giảm chất lượng sản phẩm Ở Việt Nam hiện nay, nhiệt độ bảo quản sản phẩm thủy sản đông lạnh quy định chung là -18 ÷ -25oC [14]

Để giữ được chất lượng cao của thịt cá ngừ trong thời gian dài, nhiệt độ bảo quản của thịt cá ngừ phải dưới – 50oC [35]

Tuy nhiên, nhiệt độ bảo quản thấp dưới – 50oC thì chi phí lạnh càng cao, điều đó làm tăng chi phí vận hành và hiệu quả kinh tế đạt được thấp Kho lạnh đang thiết kế có thời gian bảo quản thường ít hơn 3 tháng vì thế em chọn nhiệt độ bảo quản là -20oC ± 2oC

 Chọn độ ẩm của không khí trong kho

Độ ẩm của không khí trong kho có ảnh hưởng rất lớn đến chất lượng của sản phẩm khi sử dụng Bởi độ ẩm không khí trong kho có liên quan mật thiết đến hiện tượng thăng hoa của nước đá trong sản phẩm Đối với sản phẩm lạnh đông không được bao gói cách ẩm thì

độ ẩm không khí lạnh là phải đạt 95% Còn đối với sản phẩm bao gói cách ẩm thì độ ẩm của không khí lạnh khoảng 85 ÷ 90% [14]

Kho đang thiết kế chủ yếu bảo quản các sản phẩm cá ngừ được bao gói bằng túi PA

và thùng cactông khi đưa vào kho lạnh cho nên chọn độ ẩm không khí lạnh trong kho φ = 85%

2.1.4 Kiểu kho lạnh xây dựng

Có 2 phương án xây kho lạnh: Kho xây và kho lắp ghép

Mặc dù kho lạnh lắp ghép có những ưu điểm vượt trội so với kho lạnh xây nhưng giá thành lại cao hơn khá nhiều so với kho lạnh xây Vì vậy, tôi lựa chọn phương án thiết kế là kho lạnh xây