bài giảng sản xuất bột cá, dầu cá và tận dụng phụ phẩm thủy sản

Tiêu chuẩn chất lượng bột cáTiêu chuẩn chất lượng của bột cá phụ thuộc vào nguyên liệu, phương pháp chế biến Tiêu chuẩn chất lượng còn phụ thuộc vào từng quốc gia, ngành, xí nghiệp, phụ

Chương 1: Nguyên liệu sản xuất

A Giới thiệu chung

I Giới thiệu Bột cá

(Khái niệm, giá trị, tình hình sản xuất, tiêu chuẩn chất lượng

và ứng dụng)

Back

2 Giá trị của bột cá

Giá trị dinh dưỡng cao, giá trị sử dụng cao.

Có giá trị dinh dưỡng cao:

+ Có hàm lượng đạm cao (đạm dễ tiêu hóa, hấp thu)

+ Cung cấp các acid béo, các vitamin

+ Có chứa hầu hết các khoáng đa lượng, vi lượng

+ Có chứa các chất có hoạt tính sinh học

Có giá trị sử dụng cao

+ Là sản phẩm không thay thế của ngành chăn nuôi

3 Tình hình sản xuất (trong và ngoài nước)

Various

390,000 Thailand

Various

600,000 China

Trimmings, Sandeel, Sprat, Blue whiting, Herring, Other

134,000 Other EU*

Sandeel, sprat, blue whiting, herring, other

297,000 Denmark

Blue-whiting, Capelin, Sandeel, Trimmings, Others

235,000 Norway

Capelin, Blue-whiting, Herring (incl trimmings)

275,000 Iceland

Jack Mackerel, Anchovy, Other, Sardine

OF PRODUCTION

4 Tiêu chuẩn chất lượng bột cá

Tiêu chuẩn chất lượng của bột cá phụ thuộc vào nguyên liệu, phương pháp chế biến

Tiêu chuẩn chất lượng còn phụ thuộc vào từng quốc gia, ngành, xí

nghiệp, phụ thuộc vào thỏa thuận giữa người bán và mua

250 ppm Max.

Histamine:

1800 ppm Max.

90 mg N/100g Max.

TVN in raw material:

II Giới thiệu chung về Dầu cá

1 Khái niệm

Dầu cá là sản phẩm ở dạng lỏng, được chế biến từ

mỡ cá và các bộ phận chứa dầu của cá

Back

2 Đặc điểm của dầu cá

3 Các ứng dụng của Dầu cá

* Ứng dụng trong y dược

* Ứng dụng trong thực phẩm

* Ứng dụng trong mỹ phẩm

* Ứng dụng trong công nghiệp

4 Tiêu Chuẩn chất lượng Dầu cá

* Chỉ tiêu vật lý, chỉ tiêu hóa học, vi sinh

* Hai chỉ tiêu quan trọng là (Xa và độ trong)

III Giới thiệu một số chế phẩm từ phế liệu TS

1 Sản phẩm Dầu cá và dầu vitamin.

2 Chitin, chitosan.

3 Collagen và gelatin.

4 Chế phẩm enzyme

5 Một số chế phẩm khác

Product from chitin-chitosan

Back

Collagen và gelatin

B Nguyên liệu sx bột cá Chăn nuôi và phương pháp

2 Bảo quản đông

3 Bảo quản bằng muối ăn

C Nguyên liệu sản xuất Bột cá Thực phẩm và phương

D Nguyên liệu sản xuất Dầu cá và phương pháp bảo

II Các phương pháp bảo quản

1 Bảo quản bằng nước muối bão hoà

2 Bảo quản bằng đóng hộp thanh trùng

E Nguyên liệu sản xuất các chế phẩm

Các phụ phẩm từ các nhà máy chế biến thủy

sản: xương, da, vây vẩy, nội tạng, vỏ, máu vv…

II Bảo quản nguyên liệu

Bảo quản theo phương pháp lạnh, lạnh đông

hay một số phương pháp khác…

Chương 2: Sản xuất Bột cá

theo phương pháp ép

Các vấn đề cần quan tâm

trong sản xuất bột cá

A Sản xuất Bột cá theo phương pháp ép

Ép Dịch ép (xử lý) Làm tơi, sấy khô

Làm nguội, tách KL, nghiền sàng

Bao gói, bảo quản

Back

Mô hình sản xuất

II Thuyết minh quy trình

3 Nấu chín

* Mục đích, yêu cầu

Hình ảnh thiết bị nấu

Back Thiết bị nấu

Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình Nấu

+ Nhiệt độ nấu

+ Môi trường nấu

+ Loại nguyên liệu

+ Kích thước nguyên liệu

+ Thời gian nấu

Biến đổi của nguyên liệu trong qt Nấu

* Thay đổi về cảm quan

(trạng thái, màu sắc, mùi vị)

4 Ép

* Mục đích,yêu cầu

* Các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu quả ép:

+ Quá trình ép theo định luật Poissenill:

V= (п.P.r4.z.t)/(8.η.l)

+ Yếu tố ảnh hưởng đến lượng dịch ép:

Áp lực ép, bán kính mao quản, kích thước miếng cá, độ nhớt dịch ép, thời gian ép

Thiết bị ép

5 Làm tơi, sấy khô

* Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình sấy

(xét với quá trình sấy bằng không khí nóng)

+ Độ ẩm, độ tơi của bã ép

+ Nhiệt độ sấy

+ Độ ẩm không khí sấy

Biến đổi bã ép trong qúa trình sấy

* Biến đổi về cảm quan.

Thiết bị làm tơi

Thiết bị sấy khô

6 Làm nguội, tách kim loại, nghiền sàng

Làm bột cá trở thành bột mịn tạo thuận lợi cho quá trình

phối trộn với các loại bột ngũ cốc khác.

Thức ăn sử dụng chăn nuôi có thể ở dạng bột mịn hoặc

đóng thành viên cho phù hợp với từng đối tượng.

Thiết bị nghiền

Thiết bị đóng viên

7 Bao gói, bảo quản

* Yêu cầu sản phẩm trước bao gói

+ Bột cá có độ ẩm thích hợp (10-11%), nhiệt độ < 300C+ Bột cá mịn, không vón cục, không có mùi lạ

* Yêu cầu bao bì bao gói

B Sản xuất Bột cá theo phương pháp ép

Ép Dịch ép (tận dụng) Nghiền sàng

Bao gói, bảo quản

Back

II Thuyết minh quy trình

6 Làm nguội, tách kim loại, nghiền sàng

7 Bao gói, bảo quản

8 Tinh chế dầu

C Sản xuất Bột cá theo phương pháp sấy nghiền

Nguyên liệu Xử lý Sấy khô Nghiền sàng Bao gói

I Quy trình công nghệ Nguyên liệu

Đặc điểm quy trình

Xử lý Nấu chín Ép

Sấy sơ bộ

Dầu cá Thu hồi dung môi Dịch chiết Chiết dung môi

Chương 4: Sản xuất Bột cá theo phương pháp Chiết

Nguyên lý của phương pháp

Dầu trong nguyên liệu được tách ra bằng cách sử dụng dung môi để

chiết dầu Tách nước bằng cách ép và sấy

II Thuyết minh quy trình

1 Nguyên liệu

Không kén nguyên liệu

2 Sấy sơ bộ

Mục đích: tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình chiết

Sấy nguyên liệu đến độ ẩm 20 -30%

3 Chiết dầu

3.1 Bản chất chiết dầu :

Là quá trình khuếch tán giữa Dung môi và Dầu

Khuếch tán bao gồm 2 dạng: (kt phân tử, kt đối lưu)

a Khuếch tán phân tử (kt tự nhiên)

3.2 Các loại dung môi sử dụng để chiết Dầu

Các dung môi hữu cơ: benzen, ete, aceton, cồn, xăng nhẹ,

tricloetylen vv…

3.3.Yêu cầu của dung môi khi sử dụng

3.4.Tiến hành chiết dầu

3.5.Các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu quả chiết Dầu

+ Nguyên liệu: độ khô, độ tơi xốp

+ Nhiệt độ chiết

+ Tỷ lệ dung môi/nl chiết, độ chênh lệch nồng độ của dung môi và dầu (nguyên lý ngược dòng).

+ Thời gian chiết

+ Tránh trường hợp nguyên liệu ngậm nhiều dung môi.

4 Chưng đổi dung môi

Tách dung môi ra khỏi hỗn hợp bằng cách nâng nhiệt

làm bay hơi dung môi.

III Các phương pháp chiết

1 Phương pháp chiết gián đoạn

2 Phương pháp chiết bán liên tục

3 Phương pháp chiết liên tục

Chương 3: Sản xuất bột cá theo phương pháp thuỷ phân bằng enzyme

I Nguyên lý chung

II Quy trình công nghệ

Đặc điểm quy trình

Bột cá chăn nuôi Sấy khô, nghiền sàng Phần đặc Phân ly

Bột đạm hoà tan Sấy phun Cô đặc, tẩy mùi Dịch đạm hoà tan

Back

Nguyên liệu Rửa Xay nhỏ Phòng thối Thuỷ phân

Nâng nhiệt

Tận dụng Dầu thô

3 Phòng thối:

Mục đích: chống thối cho dịch thủy phân

Các chất phòng thối:

muối ăn, ethanol, acid sorbic, benzoat natri vv…sử dụng riêng lẻ

hoặc kết hợp nhiều chất phòng thối với nhau

+ Nồng độ NaCl (3 - 5%), ethanol (2-10%), acid sorbic (1-3%),

bezoat natri (0,01-0,2%) vv… trong dịch thủy phân

4 Thủy phân

Nguồn enzyme protease: Nội tại và bên ngoài

Sản phẩm có chất lượng cao nhưng thời gian thủy

phân dài Có bổ sung chất phòng thối.

thối

phòng thối.

Thiết bị thủy

phân

Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình thủy phân:

Lượng và hoạt tính enzyme, kích thước nguyên liệu, lượng nước bổ sung, nhiệt độ, pH, thời gian, chế

độ ổn nhiệt, chất phòng thối, chế độ khuấy đảo

vv…

5 Nâng nhiệt

Mục đích: tạo thuận lợi cho quá trình phân ly.

6 Phân ly

Sử dụng các phương pháp lắng, lọc và ly tâm.

7 Cô đặc, tẩy mùi

Sử dụng thiết bị cô chân không để đảm bảo chất dinh dưỡng và các chất có hoạt tính sinh học Cô đặc đến

độ ẩm 50 – 55%

8 Sấy phun

Dịch đạm sau khi được cô đặc, tẩy mùi được

sấy phun thu được bột đạm hòa tan 88 – 92%,

độ ẩm 3 – 5%, dầu rất thấp (ở dạng vết).

Thiết bị sấy phun

9 Bao gói bảo quản.

Giống như đối với bột cá

Bảo quản bột cá và xử lý khí thải

I Bảo quản Bột cá

1 Nguyên nhân hư hỏng của Bột cá

(Bột cá hút ẩm, độ ẩm còn cao, dầu cá bị oxy hóa - hiện tượng tự

phát nhiệt ngẫu nhiên, bình thường)

2 Giải pháp bảo quản

+ Yêu cầu bột cá trước đóng gói

+ Sử dụng các chất bảo quản

+ Yêu cầu bao bì và điều kiện bảo quản trong nhà xưởng

II Xử lý khí thối

1 Nguyên nhân hình thành khí thối

(Do nguyên liệu, do quá trình chế biến.)

2 Các phương pháp xử lý

Dùng hóa chất, dùng nhiệt, ngưng tụ, kết hợp nhiệt và ngưng tụ

vv…

Back

Chương 5: Sản xuất và tinh chế Dầu cá

3 Một số phương pháp thu dầu dùng nhiệt

a Phương pháp đun trực tiếp

+ Nguồn nhiệt cung cấp trực tiếp: than, gas, củi, điện vv…

+ Dụng cụ, thiết bị: nồi, chảo

+ Sơ đồ quy trình:

Nguyên liệu cắt nhỏ gia nhiệt (nấu, rán) thu dầu

b Phương pháp chưng hơi gián tiếp

Sử dụng nồi hai vỏ gia nhiệt làm cho dầu tách ra.

c Phương pháp chưng hơi trực tiếp

Sử dụng hơi nước sục thẳng vào khối nguyên liệu, gia nhiệt phá vỡ tế bào dầu tạo điều kiện dầu thoát ra.

d Phương pháp gia nhiệt trong acid hoặc kiềm

Nấu trong acid cho năng suất cao, ít tạo nhũ tương nhưng chỉ áp dụng với nguyên liệu xấu, Xa cao, dầu thu được sử dụng trong công nghiệp.

Nấu trong kiềm được dùng rộng rãi, ít ảnh hưởng đến vitamin A trong dầu Nhược điểm là hao tổn nhiều dầu trung tính, dễ tạo nhũ tương.

II Một số phương pháp sản xuất Dầu khác

Phương pháp cơ học (ép), dòng điện, lạnh đông, kết hợp lạnh và cơ học vv…

B.Tinh chế Dầu cá

Mục đích, yêu cầu:

+ Nâng cao chất lượng và giá trị của dầu, mở rộng ứng dụng của

dầu, kéo dài thời gian bảo quản

+ Tách tạp chất triệt để và tránh ảnh hưởng đến chất lượng và hao

hụt dầu

Nhiệm vụ của tinh chế:

+ Khử acid béo, khử màu, khử mùi, khử mỡ cứng, tách nước và các

tạp chất khác

+ Ngoài ra để mở rộng ứng dụng của dầu: hydrogen hóa, ức chế sự

đông đặc của mỡ cứng, vv…

Quy trình tinh chế dầu

Gum: cục gôm, dán dính

Further processing / refining of fish oil

Caustic: ăn da hay chất kiềm Soapstock: xà phòng hóa Split : chia tách

Process line for recovering and refining soy oil using the example of water

degumming

Process line

for

recovering and refining sunflower oil using the example of cold-refining

Process line for recovering and refining

cottonseed oil using the example of 3-

stage

neutralization

Clarify : gạn lọc, làm trong hơn

Process line for recovering and refining

cottonseed oil using the example of miscella refining

Miscella :

dịch chiết

I Khử acid béo cho Dầu cá

1 Nguyên nhân làm tăng Xa

Do trong chế biến và bảo quản không tốt.

2 Nguyên lý khử acid béo

Sử dụng các chất hóa học để tách acid béo hay gia nhiệt làm bay hơi acid béo ra khỏi dầu.

3 Các phương pháp khử acid béo

(phương pháp este hoá, chưng cất, trao đổi ion, hoà tan acid béo, trung hoà vv…).

Phương pháp trung hòa:

* Nguyên lý:

+ Dùng kiềm trung hòa các acid béo tự do có trong dầu

(NaOH, nước vôi, KOH, Na2C03 vv…)

- Tiến hành ly tâm thu dầu

- Phần xà phòng được rửa lại bằng nước nóng để tận thu thêm dầu

* Các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu quả khử acid béo

Loại kiềm, nồng độ kiềm, chế độ cho kiềm, nhiệt độ (45-650C), thời gian (15-30 phút), chế độ khuấy đảo vv

II Khử màu cho Dầu cá

1 Nguyên nhân hình thành màu của dầu

Trong nguyên liệu (sắc tố astaxanthin, Xantofyl, caroten, fucoxanthin,

Phương pháp vật lý

* Nguyên lý: dùng các chất có hoạt tính bề mặt để hấp phụ chất màu.

* Các chất thường dùng: Than hoạt tính (than dừa, than xương vv…), canxi hoạt tính, đất sét trắng, chitosan vv…

Khử màu bằng đất sét

*Chuẩn bị đất sét:

Đất sét trắng qua acid H2SO4 1%, sấy khô, làm tơi với kích thước

(0,1-0,5 mm), lượng dùng 1-5% so với dầu

* Tiến hành: (có thể áp dụng với than hoạt tính)

Dầu cho vào thiết bị, nâng nhiệt lên 60 – 850C, cho đất sét đã xử lý vào, khuấy đảo liên tục để tăng hiệu quả khử màu

Sau thời gian 15 – 60 phút, tiến hành ly tâm tách chất hấp phụ và thu dầu

* Các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu quả khử màu

Loại, lượng đất sét, kích thước đất sét, độ khô, tơi của đất sét, nhiệt

độ, thời gian, chế độ khuấy đảo vv…

III Khử mùi cho Dầu cá

1 Nguyên nhân hình thành mùi của dầu

+ Trong nguyên liệu (mùi tanh (TMA), NH3, acid béo clupadonic, tinh

dầu essentian vv…)

+ Hình thành trong chế biến, bảo quản (oxy hóa, phân hủy vv…)

2 Nguyên lý khử mùi cho dầu

Sử dụng nhiệt độ cao trong môi trường chân không làm bay hơi, đa tụ

phân tử các chất mang mùi, làm mất mùi

3 Phương pháp khử mùi cho dầu

(Phương pháp Pergiuc, Xallpeld, acid H2CO3, chưng hơi vv…)

a Phương pháp pergiuc:

Nâng nhiệt khối dầu lên 250 – 3000C trong thiết bị hút chân không, sục

b Phương pháp Xallpeld

c Phương pháp dùng H2CO3

d Phương pháp chưng hơi

* Một số phương pháp khác

+ Phương pháp chưng phân tử

+ Dùng các chất oxy hóa khử (KMnO4, acid oxalic, acid malic, Citric, acid acetic loãng vv…) nhưng khử

không triệt để Sau một thời gian mùi trở lại.

Lưu ý : quá trình khử mùi có thể kết hợp với quá trình khử nước cho dầu.

IV Tinh chế lạnh

1 Nguyên lý :

Dùng nhiệt độ thấp để tách dầu có nhiệt độ đông đặc khác nhau

Tùy theo mức độ tinh chế, mục đích sử dụng mà sử dụng nhiệt độ

thấp khác nhau

Ví dụ: dùng nhiệt độ thấp khác nhau để tách các loại dầu có nhiệt độ

đông đặc khác nhau (chủ yếu để tách mỡ cứng-stearin) hoặc tách các loại dầu có chứa các acid béo quan trọng

2 Tiến hành:

3 Nhiệt độ đông đặc của dầu phụ thuộc vào:

Mạch C, số lượng nối đôi của acid béo: Mạch C càng ngắn thì t0

đông đặc càng thấp Số lượng nối đôi nhiều t0 đông đặc càng thấp

4 Tiêu chuẩn của dầu cá tinh chế:

+ Không còn mùi tanh,

V Hydrogen hoá Dầu

1 Nguyên lý:

Dùng phản ứng cộng H2 vào các liên kết chưa bão hoà trong

phân tử dầu với với điều kiện nhiệt độ và xúc tác thích hợp

để no hoá chuyển dầu từ dạng lỏng về đặc

2 Cơ chế: Thuyết hợp chất trung gian và thuyết hấp phụ

+ chất xúc tác kết hợp với H2 tạo hợp chất trung gian, phức chất trung gian xảy ra biến đổi nội chất, có sự sắp xếp lại

điện tử hydro làm nó được hoạt hóa, linh động hơn, dễ dàng tác dụng vào các nối đôi

+ cả hydro và dầu đều được hấp thụ lên bề mặt chất xúc tác

và đều bị biến đổi

3 Lịch trình hydrogen hoá : Thứ tự theo số nối đôi, vị trí nối

đôi, phân tử lượng acid béo vv…)

4 Hydrogen hoá : Điều chế và tinh sạch chất xúc tác, điều chế

+ Làm nguội dầu xuống 1300C, tách xúc tác.

Biến đổi của dầu sau quá trình hydrogen hóa

+ Dầu có Xi giảm, tdd giảm, màu sắc nhạt hơn,

+ Mùi tanh giảm do các chất mang mùi bị thay đổi cấu tạo, bị tụ hợp phân tử, bay hơi vv, Xa tăng

+ Có sự hình thành acid béo oleic dị tính

Lưu ý: Trước khi hydrogen hóa phải tách vitamin A,D vì chúng dễ bịmất hoạt tính Tách photphatit vì dễ làm chất xúc tác bị trúng độc

VI Phương pháp ức chế đông đặc mỡ cứng

1 Nguyên lý: Sử dụng chất có khả năng ức chế không cho dầu đông

đặc lại khi nhiệt độ hạ thấp

2 Cơ chế:

+ Khi nhiệt độ xuống thấp, mức độ phân tán của các phân tử mỡ

cứng giảm, nội lực ma sát giữa các phân tử tăng lên

+ Độ nhớt giảm, giữa các phân tử có xu hướng hình thành các liên

kết thứ cấp, các phân tử sẽ đa tụ, đông đặc lại

+ Các liên kết thứ cấp này thường là liên kết phân tử, liên kết

vandervan, liên kết hydro, liên kết tĩnh điện vv…

3 Phương pháp

(Dùng các chất có khả năng ức chế đông đặc của mỡ cứng như acid, KMnO4, Leuxithin vv…)

+ dùng KMnO4 sẽ tạo thành phức ổn định với các nối đôi

+ dùng acid tăng khả năng phân tán, giảm nội lực ma sát, độ nhớt

VII.Bảo quản dầu cá

1 Các dạng hư hỏng của dầu cá

+ Màu sắc của dầu cá thay đổi sang màu tối

+ Độ nhớt, độ trong, Xa thay đổi

+ Mùi thay đổi, dầu có mùi hôi, ôi khét

2 Nguyên nhân

+ Dầu tinh chế chưa đạt yêu cầu, tạp chất còn lại nhiều (protein

còn lại làm cho vi sinh vật phát triển, nước làm tăng quá

trình thủy phân và oxy hóa vv )

+ Dầu có chứa các ion kim loại chuyển tiếp dễ tạo điều kiện

thuận lợi cho quá trình oxy hóa

+ Trong quá trình bảo quản dầu tiếp xúc với ánh sáng

3 Bảo quản dầu

+ Dầu trước khi bảo quản phải được tinh chế để loại tạp chất+ Bảo quản dầu trong bao bì cách ẩm, cách khí và ánh sáng tốt

Chương 7: Sản xuất Dầu cá y dược

từ gan động vật thuỷ sản

A Khái quát chung

1 Khái niệm:

Dầu cá vitamin, dầu vitamin tự nhiên, dầu vitamin cô đặc

Nguyên liệu sản xuất dầu vitamin chủ yếu là gan động vật TS

2 Ứng dụng của dầu vitamin

Ứng dụng chủ yếu trong y học (chữa các bệnh về mắt, còi xương,

chậm lớn, viêm tấy vv…)

3 Dạng tồn tại của dầu và vitamin trong nguyên liệu

+ Dầu tồn tại ở 2 dạng tự do và liên kết

+ Vitamin cũng tồn tại ở 2 dạng tự do và liên kết