tiểu luận ứng dụng của ngành nhiệt trong bảo quản thủy hải sản

Đây chính là nguồn nguyên liệu dồi dào để phát triển ngành chế biến thủy hải sản phát triển Bảo quản thủy hải sản sau khi thu hoạch Lâu nay chúng ta thường làm khô , đông lạnh thủy hải s

KHOA CƠ KHS ĐỘNG LỰC

BỘ MÔN NHẬP MÔN NGÀNH NHIỆT

-BÁO CÁO CUỐI KỲ

***

ỨNG DỤNG CỦA NGÀNH NHIỆT TRONG

BẢO QUẢN THỦY HẢI SẢN

MÃ MÔN HỌC: INTE130132_22_1_01CLC

THỰC HIỆN: NHÓM ……….

LỚP: NHÓM LỚP 01_CLC

GVHD: Phó GS.TS.Đặng Thành Trung

Tp Hồ Chí Minh, ….tháng năm 2022

DANH SÁCH THÀNH VIÊN THAM GIA VIẾT BÁO CÁO

HỌC KỲ I NĂM HỌC 2022-2023

Tên đề tài: Ứng dụng của ngành nhiệt trong bảo quản thủy hải sản

STT HỌ VÀ TÊN SINH VIÊN MÃ SỐ SINH VIÊN TỈ LỆ %

HOÀN THÀNH

Ghi chú:

- Tỷ lệ % = 100%: Mức độ phần trăm của từng sinh viên tham gia.

- Trưởng nhóm: Đặng Nguyễn Minh Tâm SĐT: ………

Nhận xét của giáo viên

……….

……….

……….

Ngày … tháng … năm 2022

M c l c ục lục ục lục

Phần mở đầu

1 Lý do chọn đề tài ………

2 Mục tiêu nghiên cứu………

3 Phương pháp nghiên cứu………

Nội dung Chương 1:Giới thiệu ngành công nghệ kỹ thuật nhiệt……….

Chương 2: Ứng dụng ngành công nghệ kỹ thuật nhiệt trong bảo quản thủy hải sản……….

1 Giới thiệu về nguồn thủy hải sản ở nước ta……….

2 Bảo quản nguyên liệu thủy hai sản sau khi thu hoạch……

3 Phân loại bảo quản………

3.1 Bảo quản lạnh ………

3.1.1 Kho lạnh là gì ……….

3.1.1.1 Phân loại kho lạnh bảo quản………

3.1.1.1.1 Kho lạnh cấp đông……… ………

3.1.1.1.2 Kho lạnh trữ đông……… ………

3.1.1.1.3 Kho lạnh bảo quản mát……….…………

a Hệ thống lạnh bao gồm những gì………

b Ưu và nhược điểm………

c Thời gian sử dụng……….

3.2 Các loại thiết bị khác………

3.2.1 Hệ thống làm lạnh thấm………

3.2.2 Bể hạ nhiệt nhanh……….

3.2.3 Thiết bị làm chết nhanh và sơ chế………

3.2.4 Hầm bảo quản sản phẩm………

3.3 Bảo quản sấy………

3.3.1 Sấy khô là gì ……….

3.3.2 Ưu điểm của phương pháp sấy khô cá………

3.3.3 Thời gian sử dụng ……….

Chương 3: Tổng kết ………

Tài liệu tham khảo………

Ph ần mở đầu

1 lý do chọn đề tài :

2 mục tiêu nghiên cứu

3 phương pháp nghiên cứu

N ội dung

Chương 1: Giới thiệu ngành công nghệ Kỹ thuật nhiệt

Như mọi người đã biết Ngành Công nghệ Kỹ thuật nhiệt là ngành học nghiên cứu về các hệ thống kỹ thuật nhiệt, lạnh, ứng dụng khoa học kỹ thuật để thiết kế, vận hành các hệ thống, trang thiết bị nhiệt, lạnh, phục vụ cho nhu cầu con người cũng như trong lĩnh vực sản xuất công nghiệp Ngành này đào tạo những kỹ sư có khả năng thiết kế, chế tạo, sửa chữa, vận hành, bảo trì các thiết bị có liên quan đến ngành như: Kỹ thuật lạnh, kỹ thuật điều hòa không khí, năng lượng tái tạo, kỹ thuật nhiệt, kỹ thuật tiết kiệm năng lượng,

Sinh viên ngành Kỹ thuật nhiệt được trang bị những kiến thức nền tảng về nguyên lý làm việc và cấu tạo của các thiết bị trong

hệ thống điều hòa không khí, hệ thống lạnh công nghiệp, nhiệt công nghiệp, nhà máy nhiệt điện, cũng như các hệ thống sử dụng năng lượng tái tạo Bên cạnh đó, sinh viên còn được nâng cao thêm kiến thức về thu hồi nhiệt tải, vấn đề tiết kiệm và sử dụng hiệu quả năng lượng, để có thể hiểu được tầm ảnh hưởng của giải pháp kỹ thuật trong các vấn đề kinh tế, môi trường và xã hội

Chương 2 : Ứng dụng ngành công nghệ kỹ thuật nhiệt trong bảo quản thủy hải sản

Giới thiệu nguồn thủy hải sản ở nước ta

Nước ta được thiên nhiên ưu đãi với bờ biển dài hơn 3200km cùng với hệ thống sông ngòi dày đặc với tổng diện tích bờ biển khoảng hơn 42000km trả dài từ Bắc vào Nam do đó chúng ta có nguồn thủy hải sản dồi dào Ngành thủy hải sản ngày càng phát triển Sản lượng đánh bắt, khai thác thủy hải sản nước ta hàng năm đạt hơn

8 triệu tấn năm Đây chính là nguồn nguyên liệu dồi dào để phát triển ngành chế biến thủy hải sản phát triển

Bảo quản thủy hải sản sau khi thu hoạch

Lâu nay chúng ta thường làm khô , đông lạnh thủy hải sản bằng cách phơi nắng, nướng trên bếp củi, bếp than, cấp gió nóng , ướp đá cho tôm cá.Trong đó có công đoạn làm khô, sấy, làm lạnh

cá và các loại hải sản khác để tạo ra sản phẩm sạch cung cấp cho thị trường trong nước Điểm hạn chế của phương pháp này chính là : các dụng cụ bảo quản thường là đồ gỗ hoặc nhựa xốp rất khó làm vệ sinh Nhiệt độ đạt chưa tới Vì thế các dụng cụ trở thành môi trường lí thưởng cho vi sinh vật có hại phát triển và gây thối nguyên liệu Việc bảo quản nguyên liệu không tốt dẫn đến chất lượng sản phẩm thấp không đủ để chế biến và xuất khẩu tình trạng thiếu nguyên liệu trầm trọng khiến cho các nhà sản xuất phải nhập khẩu nguyên liệu để chế biến từ nước ngoài làm tăng chi phí sản xuất giảm hiệu quả kinh tế ở nước ta

Phân loại bảo quản

Ngày nay với công nghệ kỹ thuật phát triển đặc biệt là ngành công nghệ kỹ thuật nhiệt đang có xu hướng mở rông ra khắp toàn cầu , việc bao quản thủy hải sản không còn là trở ngại của các ngư dân

mà thay vào đó nó đã trở nên dễ dàng Giúp chúng ta có thể xuất khẩu trong nước và ngoài nước thu về nguồn kinh tế khổng lồ Đảm bảo cuộc sống của các ngư dân

3.1 Bảo quản lạnh

Bảo quản lạnh là phương pháp làm giảm nhiệt độ của thực phẩm, làm chậm lại quá trình sinh lý, sinh hóa và trao đổi chất của sản

phẩm, hạn chế sự tổn thất về khối lượng/chất lượng hàng hóa, kéo dài thời gian sử dụng để phục vụ cho mục đích thương mại, xuất khẩu & tiêu dùng

3.1.1 Kho lạnh

Kho lạnh, kho mát, … đều là cách nói chung về loại kho có khả năng điều chỉnh các điều kiện bảo quản như nhiệt độ, độ ẩm, phù hợp với các đặc tính lý tính, hóa học của hàng hóa lưu trữ

Bạn có thể tưởng tượng kho lạnh giống như một tủ lạnh được phóng

to (với cấu tạo và hệ thống làm lạnh phức tạp hơn), có diện tích lớn đáp ứng nhu cầu lưu trữ cho các hàng hóa như:

- Rau củ quả, hoa tươi

- Đồ thực phẩm, đồ đông lạnh, các sản phẩm cần cấp đông

- Thủy hải sản

- Vật tư, thiết bị y tế, các loại thuốc

- Vacxin, sinh phẩm y học, …

3.1.1.1.1 Phân loại kho lạnh

a) Kho lạnh cấp đông thủy sản

Cấp đông thủy sản

Cấp đông thủy sản là hạ thấp nhiệt độ, làm chậm sự hư hỏng của thủy

sản và quan trọng là sau khi rã đông thì sự sai khác giữ thủy sản đông lạnh và thủy sản tươi mới là không đáng kể

Nhu cầu làm lạnh đông và trữ đông ngày càng tăng khi mà việc bảo quản lạnh thủy sản bằng ướp đá đã không còn thích hợp, nhất là khi thời gian bảo quản lâu dài Bảo quản bằng ướp lạnh chỉ có thể đáp ứng tròng 1 đến 2 tuần trong khi cấp đông thủy sản có thể bảo quản cho ta từ 6 tháng đến 1 năm, thậm chí còn có thể lâu hơn nữa

Bảo quản thủy sản bằng cấp đông có 1 số lợi ích đang kể như sau: + Nếu nơi đánh bắt xa và việc vận chuyển kéo dài nhiều ngày liền thì

kĩ thuật lạnh đông trên tàu sẽ đảm bảo cho chất lượng của mẻ cá

+ Nếu từ nơi đánh bắt đến nơi tiêu thụ xa, hoặc khi xuất khẩu thì chỉ

có cấp đông mới đảm bảo chất lượng của cá và thỏa mãn yêu cầu của các đối tác khó tính

Nhiệt độ trong kho cấp đông

Nhiệt độ trữ đông thủy sản ở các nước châu Âu hiện nay là -30˚C Viện nghiên cứu lạnh đông quốc tế đề nghị nhiệt độ trữ đông là -20˚C cho cá gầy( cá song, cá thu) và -30˚C cho cá béo(cá nục, cá trích), và nếu cá gầy bảo quản trên 1 năm cũng yêu cầu -30˚C

Còn ở Việt Vam, nhiệt độ bảo quản thủy sản lạnh đông quy định chung là -18˚C, bằng với nhiệt độ trung bình sản phẩm cuối quá trình cấp đông Nhiệt độ tâm sản phẩm sau quá trình cấp đông là -12˚C do

đó dòng khí lưu thông trong kho yêu cầu phải đạt nhiệt độ 35 đến -40˚C

Kho lạnh cấp đông thủy sản

Do yêu cầu nhiệt độ trong kho rất khắt khe nên kho cấp đông thủy sản

có những đặc điểm sau:

Vật liệu làm vỏ kho thường là panel cách nhiệt PU có chiều dày tối thiểu 150mm, tỉ trọng 40-44Kg/m3 và phải có lớp tôn cách ẩm 2 bên

bề mặt

Kho cấp đông bảo quản thủy sản lâu ngày chắc chắn sẽ xảy ra hiện tượng cơi nền đo băng nếu không lắp đặt tốt hệ thống các con lươn thông gió

Do nhiệt độ trong kho lạnh cấp đông rất thấp nên sự ảnh hưởng của nhiệt độ môi trường bên ngoài bến kho càng rõ ràng, vì vậy cửa kho

lạnh phải thiết kế loại 1 chiều hoặc có rèm chắn hoặc là sử dụng của

nhỏ để chuyển hàng

Kho cấp đông gió: Kho cấp đông gió thường được sử dụng để cấp

đông hải sản và các sản phẩm thực phẩm được sử dụng làm nguyên liệu cho công nghiệp chế biến Kho thực hiện cấp đông sản phẩm theo cách sử dụng gió lạnh cưỡng bức Dàn lạnh sẽ tạo một luồng không khí có nhiệt độ thấp, sau đó luồng khí sẽ được hệ thống quạt gió đẩy

đi tất cả các khu vực trong kho để cấp đông sản phẩm

Tủ cấp đông gió: Tủ cấp đông gió được sử dụng chủ yếu để cấp đông

các sản phẩm đông rời với khối lượng nhỏ nên phù hợp với các xí nghiệp trung bình và nhỏ Tủ cấp đông gió sử dụng phương pháp cấp bông bằng gió lạnh cưỡng bức tương tự với kho lạnh cấp đông gió Về

cơ bản, thiết kế kho lạnh cấp đông gió và tủ cấp đông gió có nhiều điểm tương tự Các bộ phận chính bao gồm các dàn lạnh, quạt gió và

một loạt các khay chứa Sản phẩm sẽ được xếp trên khay và chịu tác động luồng gió lạnh tới -35 độ C

2 Tủ cấp đông tiếp xúc (Contact Freezer)

Khác với phương pháp cấp đông gió phù hợp cấp đông các sản phẩm nhỏ, tác rời, tủ cấp đông tiếp xúc thường được sử dụng cho các mặt hàng dạng block Khối lượng trung bình của block vào khoảng 2kg

II Dây chuyền cấp đông

1 Hệ thống cấp đông IQF

Hệ thống cấp đông IQF là hệ thống cấp đông siêu tốc cho các sản phẩm rời Băng chuyền sử dụng cấp đông liên tục cho các sản phẩm trong ngành chế biến thủy sản và thực phẩm Công suất cấp đông 250kg/h; 350kg/h; 500kg/h và tùy theo yêu cầu của khách hàng

Cấu tạo:

 Sử dụng máy nén của các nhà sản xuất hàng đầu trên thế giới Môi chất lạnh: R 404 hoặc R502…

 Băng tải làm từ thép không rỉ dạng tấm phẳng giữ nguyên

bề ngoài thực phẩm khi cấp đông

 Tiết kiệm nước nhờ hệ thống vệ sinh và rửa belt có tái tuần hoàn nước

 Vỏ thiết bị làm từ tấm cách nhiệt PU chất lượng cao, đảm bảo an toàn vệ sinh thực phẩm

 Tốc độ băng chuyền có thể điều chỉnh

 Điều khiển qua bàn phím và màn hình tinh thể lỏng LCD

Nguyên lý hoạt động:

Trong buồng IQF, sản phẩm được di chuyển trên băng tải dạng tấm phẳng bằng vật liệu thép không rỉ Hàng ngàn tia và màn khí lạnh với tốc độ cực cao thổi trực tiếp và liên tục lên mặt trên của sản phẩm và mặt dưới của băng tải, cùng với hệ số dẫn nhiệt cao của loại băng tải

sử dụng, đã làm lạnh nhanh sản phẩm bằng hai phương pháp là trao đổi nhiệt đối lưu và tiếp xúc

Do sự trao đổi nhiệt diễn ra đồng thời trên tất cả bề mặt sản phẩm, nên quá trình cấp đông diễn ra nhanh và hiệu quả hơn IQF belt tấm phẳng truyền thống

Điểm nổi bật

 Quá trình cấp đông diễn ra nhanh và hiệu quả hơn IQF belt tấm phẳng truyền thống

 Sản phẩm dễ tách sau khi cấp đông

 Băng tải thép không rỉ dạng tấm phẳng giữ nguyên bề ngoài thực phẩm khi cấp đông

 Đảm bảo tiêu chuẩn vệ sinh an toàn thực phẩm theo HACCP/FDA

 Tiết kiệm nước nhờ hệ thống vệ sinh và rửa belt có tái tuần hoàn nước

 Vỏ thiết bị làm từ tấm cách nhiệt PU chất lượng cao, đảm bảo an toàn vệ sinh thực phẩm

 Tốc độ băng chuyền có thể điều chỉnh

 Điều khiển qua bàn phím và màn hình tinh thể lỏng LCD

 Hao hụt trọng lượng của sản phẩm thấp

2 Băng chuyền dạng phằng:

Dạng băng truyền thẳng, sản phẩm ra và vào ở hai đầu Thiết kế đơn giản, dễ lắp đặt sửa chữa, bảo trì nhưng tốn nhiều diện tích Tốc độ băng tải cấp đông nhanh

Băng chuyền sử dụng cấp đông liên tục cho các sản phẩm trong ngành chế biến thủy sản và thực phẩm Công suất cấp đông 250kg/h; 350kg/ h; 500kg/h và tùy theo yêu cầu của khách hàng Sử dụng máy nén của các nhà sản xuất hàng đầu trên thế giới Môi chất lạnh: R 404 hoặc R502…

3 Băng chuyền dạng xoắn:

Cấu tạo: Băng tải được bố trí hình xoắn ốc nên nhỏ gọn, tiết kiệm

diện tích nhưng đồng thời cũng gây khó khăn trong quá trình bảo dưỡng sửa chữa Thiết kế cố thể loại bỏ sức căng băng tải Bộ băng tải dạng xoắn lò xo từ dưới lên trên Buồng cấp đông nhỏ gọn, tổn thất nhiệt ít nhưng đòi hỏi chế tạo, vận hành và sửa chữa khá phức tạp Công suất chuẩn: 500kg/h, 750kg/h, 1000kg/h, 1500kg/h, 2000kg/h Tuy nhiên băng chuyền loại này có chi phí đầu tư cao

4 IQF siêu tốc:

Có thiết kế giống như IQF thông thường nhưng có khả năng cấp đông siêu tốc và hiệu quả hơn và có thể điều chỉnh tốc độ phù hợp với nhu cầu sử dụng

Với các cấp đông này, sản phẩm được di chuyển trên băng tải dạng tấm phẳng bằng vật liệu không rỉ Hàng ngàn tia và màn khí lạnh với tốc độ cực cao thổi trực tiếp và liên tục lên mặt trên của sản phẩm và mặt dưới của băng tải làm lạnh nhanh sản phẩm bằng hai phương pháp là trao đổi nhiệt đối lưu và tiếp xúc

Thích hợp để cấp đông nhiều loại sản phẩm khác nhau: cá fillet, tôm, tôm tẩm bột

5 Hệ thống cấp đông nhúng lỏng Nito N2

Phương pháp cấ p đông chủ yếu được sử dụng để làm đông các sản phẩm đặc biệt hoặc sản phẩm có giá trị kinh tế cao

Phương pháp:

Khí hóa lỏng được phun lên sản phẩm trên băng chuyền theo chiều ngược chiều chuyển động của băng tải

Nước trong thủy sản là dạng chất hòa tan và dạng keo Lạnh đông là quá trình chuyển đổi hầu hết lượng nước trong thủy sản thành nước

đá Nhiệt độ lạnh đông tiêu biểu của thủy sản là -1 đến -2 độ C Trong quá trình lạnh đông, nước dần chuyển đổi thành nước đá, nồng độ muối hữu cơ và vô cơ hòa tan tăng lên Khi ở nhiệt độ -25 độ C, chỉ

có 90 đến 95% nước ở dạng đóng băng Tuy nhiên, phần lớn nước (khoảng 75-80%) được đông kết ở nhiệt độ -1 độ C và -5 độ C Khoảng nhiệt độ này được gọi là vùng lạnh đông

Khi quá trình cấp đông diễn ra, nhiệt độ giảm nhanh xuống dưới điểm lạnh đông của nước là 0 độ C Khi đó giai đoạn ngưng nhiệt diễn ra, chuyển lượng nước liên kết thành nước đá Có khoảng 3/4 nước được chuyển đổi tạo thành nước đá, nhiệt độ một lần nữa bắt đầu giảm và trong suốt giai đoạn này hầu như lượng nước còn lại đóng băng, một lượng nhỏ nhiệt đã được tách ra

Tuy nhiên, ở dưới nhiệt độ 0 độ C sự ươn hỏng vẫn tiếp tục diễn ra.

Vì vậy cần chuyển tới nhiệt độ lạnh đông Quá trình này cần diễn ra nhanh do sản phẩm sẽ có chất lượng kém, gây ra phân giải protein nếu quá trình lạnh đông chậm

Khi nhiệt độ của sản phẩm giảm xuống dưới 0 độ C, dung dịch đầu tiên được làm lạnh xuống nhanh, sau đó dung dịch bắt đầu kết tinh hoặc hình thành kết tủa và tinh thể nước đá hình thành Đầu tiên có một ít phân tử, đó là những phân tử nhỏ của chất lơ lửng không hòa tan trong chất lỏng hoặc sự kết hợp ngẫu nhiên của các phân tử nước

để tạo thành tinh thể nước đá theo tiêu chuẩn

Sang giai đoạn 2 trong hệ thống cấp đông, các tinh thể lớn dần lên, lượng nhiệt tách ra chậm kết quả làm cho quá trình lạnh đông chậm lại, tinh thể đá hình thành với kích thước lớn hơn và số lượng ít hơn,

có thể gây ra sự phá vỡ vách tế bào, kết quả làm mất chất dịch và làm thay đổi cấu trúc của sản phẩm khi tan giá Ngược lại, lượng nhiệt tách ra nhanh là kết quả của quá trình lạnh đông nhanh, tạo ra số lượng lớn tinh thể nước đá nhỏ Vì vậy giảm sự hao hụt chất dịch và

sự phá vỡ vách tế bào

Tuy nhiên, vách tế bào của thủy sản được xem như là lớp màng elastic

để chống lại sự phá vỡ vách tế bào từ sự hình thành tinh thể nước đá lớn để giảm sự mất dịch khi tan giá cá lạnh đông Thực tế, phần lớn lượng nước được liên kết trong cấu trúc của protein và sẽ không bị mất đi khi tan giá

Sự tan giá của bất kỳ loại sản phẩm nào cũng có sự mất chất dịch từ phần thịt thủy sản, do có sự phân giải protein trong suốt quá trình lạnh đông bảo quản thủy sản gây nên sự biến đổi protein Sự phân giải protein dựa trên nồng độ và nhiệt độ Sự gia tăng nồng độ enzym làm gia tăng tốc độ phân giải Sự phân giải này sẽ giảm khi nhiệt độ hạ thấp

Khoảng nhiệt độ tối ưu cho quá trình phân giải protein từ -1 độ C đến -2 độ C Vì vậy để giảm sự rò rỉ chất dịch khi tan giá đến mức thấp nhất, thời gian để nhiệt độ sản phẩm nằm trong khoảng nhiệt độ này