Phế phụ liệu đồ hộp ghẹ

Ngành nuôi trồng và chế biến thủy hải sản xuất khẩu của nước ta đã mang lại nguồn thu ngoại tệ lên tới hàng tỷ USD. Trong đó ghẹ là một trong những đối tượng quan trọng của ngành nuôi trồng và chế biến thủy sản Việt Nam. Hiện nay ở nước ta, kĩ thuật khai thác và nuôi thủy hải sản rất phát triển và ngày càng cung cấp nhiều nguyên liệu cho các nhà máy chế biến thủy sản trong nước và xuất khẩu trong đó có ghẹ. Tuy nhiên, đi liền đó là các vấn nạn về ô nhiễm môi trường, nhất là tại khu vực các nhà máy chế biến thủy hải sản xuất khấu, khi lượng vỏ ghẹ, cua, đầu tôm, tép, sam, … được chất lên hàng đống theo tiến bộ của các đơn đặt hàng xuất khẩu.Nhiều doanh nghiệp chỉ biết bỏ ra một số tiền theo thỏa thuận, rồi năn nỉ các nhân viên ở các công ty vệ sinh địa phương vào thu dọn, vận chuyển càng nhanh vì càng để lâu mùi bốc càng nặng, ruồi nhặng bu vào càng nhiều nếu không kịp đưa vào xử lý kịp thời thì sẽ dẫn đến đưa vào bãi rác. Cũng như chất thải rắn khác, các chất thải rắn chế biến thủy sản, khi có mặt nước dưới tác dụng của vi khuẩn có trong môi trường và các enzyme nội tại trong phế liệu, các hợp chất phức tạp như protit, lipit, gluxit sẽ bị phân hủy trong điều kiện hiếu khí, kí khí, thiếu khí tạo các chất khí có mùi hôi thối như acid béo không no, mercaptan, CH4, H2S, indol, skatol, NH3, ethylamin, các chất khí có mùi hôi thối cũng như các khoáng chất: NO2, NO3, PO4. Với tình hình đó thì hiện nay tình trạng ô nhiệm phế phụ liệu đang được khắc phục bằng cách đưa ra các sản phẩm tận dụng tốt hơn.

1 Tận dụng xử lý phế phụ liệu quy trình sản xuất đồ hộp ghẹ BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP.HCM Viện Công nghệ sinh học – thực phẩm XỬ LÝ PHẾ, PHỤ LIỆU TRONG CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM Đề tài: Tận dụng xử lý phế phụ liệu quy trình sản xuất đồ hộp ghẹ GVHD: ThS Lê Hương Thủy MỤC LỤC TP.HCM, Tháng 13/2017 GVHD: ThS Lê Hương Thủy Tận dụng xử lý phế phụ liệu quy trình sản xuất đồ hộp ghẹ Tổng quan 1.1 Tổng quan khối lượng phế phụ liệu ngành chế biến hải sản Ngành nuôi trồng chế biến thủy hải sản xuất nước ta mang lại nguồn thu ngoại tệ lên tới hàng tỷ USD Trong ghẹ đối tượng quan trọng ngành nuôi trồng chế biến thủy sản Việt Nam Hiện nước ta, kĩ thuật khai thác nuôi thủy hải sản phát triển ngày cung cấp nhiều nguyên liệu cho nhà máy chế biến thủy sản nước xuất có ghẹ Tuy nhiên, liền vấn nạn ô nhiễm môi trường, khu vực nhà máy chế biến thủy hải sản xuất khấu, lượng vỏ ghẹ, cua, đầu tôm, tép, sam, … chất lên hàng đống theo tiến đơn đặt hàng xuất Nhiều doanh nghiệp biết bỏ số tiền theo thỏa thuận, năn nỉ nhân viên công ty vệ sinh địa phương vào thu dọn, vận chuyển nhanh để lâu mùi bốc nặng, ruồi nhặng bu vào nhiều không kịp đưa vào xử lý kịp thời dẫn đến đưa vào bãi rác Cũng chất thải rắn khác, chất thải rắn chế biến thủy sản, có mặt nước tác dụng vi khuẩn có môi trường enzyme nội phế liệu, hợp chất phức tạp protit, lipit, gluxit bị phân hủy điều kiện hiếu khí, kí khí, thiếu khí tạo chất khí có mùi hôi thối acid béo không no, mercaptan, CH 4, H2S, indol, skatol, NH3, ethylamin, chất khí có mùi hôi thối khoáng chất: NO2-, NO3-, PO4- Với tình hình tình trạng ô nhiệm phế phụ liệu khắc phục cách đưa sản phẩm tận dụng tốt 1.2 Xu hướng tận dụng phế phụ liệu Đối với hải sản công nghiệp chế biến thủy sản xuất Việt Nam, tỷ lệ mặt hàng giáp xác đông lạnh chiếm từ 70-80% sản lượng chế biến Công nghiệp chế biến cua ghẹ tạo lượng phế thải rắn thường chiếm 50-70% nguyên liệu ban đầu Vỏ giáp xác sử dung làm thức ăn chăn nuôi với phương pháp truyền thống như: Sấy khô phơi nắng sau đem xay mịn bổ sung vào thức ăn chăn nuôi Việc sấy khô đòi hỏi lượng lớn, tốn Nghiên cứu thủy phân phế liệu tôm enzyme đến tận dụng protein hướng nhiều nhà khoa học quan tâm nghiên cứu 1.3 Bản chất pháp lý phế liệu Cùng với khái niệm phế liệu, Luật BVMT 2005 đề cập tới khái niệm chất thải khái niệm độc lập với khái niệm phế liệu GVHD: ThS Lê Hương Thủy Tận dụng xử lý phế phụ liệu quy trình sản xuất đồ hộp ghẹ Luật môi trường Việt Nam đưa định nghĩa chất thải khoản 10 Điều Luật BVMT 2005 sau: "Chất thải vật chất thể rắn, lỏng, khí thải từ sản xuất, dịch vụ, sinh hoạt hoạt động khác” Theo định nghĩa này, vật chất trở thành chất thải đáp ứng đầy đủ tiêu chí sau: Thứ nhất, chất thải vật chất, tồn dạng rắn, lỏng, khí dạng khác Những yếu tố phi vật chất chất thải Điều hoàn toàn phù hợp với yếu tố cấu thành môi trường theo pháp luật môi trường Thứ hai, vật chất bị chủ sở hữu thải hoạt động mình, trường hợp chủ động bị động, trở thành chất thải Thứ ba, vật chất tồn dạng chất thải kể từ chủ sở hữu người sử dụng hợp pháp thải người đưa vào sử dụng chu trình sản xuất chu trình sử dụng khác Cách tiếp cận Luật BVMT 2005, đưa tiêu chí rõ ràng cho việc phân biệt chất thải với phế liệu, tạo điều kiện thuận lợi cho trình xây dựng áp dụng quy định hoạt động quản lý chất thải, phế liệu, có hoạt động nhập phế liệu Từ phân tích trên, khái niệm chất thải khái niệm phế liệu đề cập Luật BVMT 2005 có khác biệt sau đây: Thứ nhất, yếu tố trở thành chất thải bao gồm loại vật chất có sản phẩm vật liệu, yếu tố trở thành phế liệu Thứ hai, với trường hợp trở thành phế liệu, việc từ bỏ giá trị, công dụng chủ sở hữu vật chất mang tính chủ động Trong trường hợp chất thải, việc từ bỏ giá trị công dụng chủ sở hữu vật chất bao gồm trường hợp chủ động bị động Thứ ba, khái niệm chất thải không đề cập tới mục đích sau trình thải pháp luật coi thu hồi nghĩa vụ người sản sinh chất thải Trong đó, mục đích "được thu hồi dùng làm nguyên liệu sản xuất" tiêu chí khái niệm phế liệu Tiêu chí "được thu hồi dùng làm nguyên liệu sản xuất" tiêu chí mang tính định tính Chúng ta khó đánh giá chất thải cụ thể thu hồi "dùng làm nguyên liệu" cho chu trình sản xuất đó, thực lãnh thổ Việt Nam giới hay không Pháp luật quốc tế môi trường pháp luật quốc gia không sử dụng tiêu chí để xác lập khái niệm phế liệu từ không phân biệt phế liệu với chất thải mà sử dụng khái niệm nhất: chất thải (tiếng Anh: waste, tiếng Đức: Abfall), kể trường hợp thu hồi để tái chế, tái sử dụng trường hợp thu hồi để xử lý Theo phụ lục I Công ước Basel kiểm soát vận chuyển chất thải nguy hiểm qua biên giới việc tiêu hủy chúng, hoạt động thu hồi để tái sử dụng công việc tiêu hủy GVHD: ThS Lê Hương Thủy Tận dụng xử lý phế phụ liệu quy trình sản xuất đồ hộp ghẹ vật chất thải hoạt động khác thu hồi "dùng làm nguyên liệu" chất thải Căn vào khả sử dụng chất thải, phân loại chất thải thành hai loại: chất thải không giá trị sử dụng (chất thải cuối cùng) chất thải khả sử dụng vào sản xuất (phế liệu) Từ khẳng định rằng, nội hàm khái niệm chất thải rộng bao trùm khái niệm phế liệu Hay nói cách khác, phế liệu dạng chất thải Các phế phụ liệu quy trình sản xuất đồ hộp ghẹ 2.1 Quy trình chế biến đồ hộp ghẹ Tiếp nhận ghẹ sống Rửa Hấp Làm nguội Tách mai Rửa Lấy thịt Làm Vô lon Đóng nắp Thanh trùng Làm nguội Sản phẩm GVHD: ThS Lê Hương Thủy Tận dụng xử lý phế phụ liệu quy trình sản xuất đồ hộp ghẹ 2.1.1 Tiếp nhận nguyên liệu Ghẹ thu mua vận chuyển nhà máy, đựng thùng có lỗ thoát nước ướp đá với tỉ lệ đá – ghẹ = 1:1 Nhiệt độ bảo quản nhỏ 4⸰C Chú ý thao tác nhẹ nhàng tránh dập nát Khi ghẹ đến xí nghiệp đ thig vận chuyển vào phòng tiếp nhận xe đẩy chuyên dụng, xe chứa thùng ghẹ, thùng chứa khoảng 20 – 30 kg ghẹ tươi Ghẹ có phòng tiếp nhận QC cân phân loại sợ để tính giá thành Tại phân xưởng ghẹ kiểm tra nhiệt độ chất lượng quan cảm: Ghẹ phải sống chết tươi, có mùi tự nhiên, mùi khai, không bị dập nát, không bị đốm đen bụng 2.1.2 Rửa Ghẹ sau cân mang rửa, dùng dao inox cắt đứt dây buộc phần vị trí Dùng bàn chải chà tạp chất bám chặt ghẹ ghẹ đựng 2/3 rổ nhúng rửa qua thùng nước tích 100 lít pha nồng độ clorin 100ppm Nhiệt độ nước rửa nhỏ hớn 10⸰C Khi rửa lắc nhẹ cho tạp chất Thay nước sau rửa ghẹ 2.1.3 Hấp Hấp nhằm mục đích làm chín nguyên liệu, tạo điều kiện thuận lợi cho công đoạn chế biến sau Ghẹ hấp nồi hấp băng chuyền luộc nồi tự động ghẹ sau xử lí phải tiến hành luộc không chờ 15 phút để tránh biến đổi chất lượng thịt Ghẹ xếp vào khay inox có lỗ thoát nước cà già nén luộc hấp băng chuyền Nhiệt độ nồi luộc từ 100 – 108 ⸰C Nhiệt độ nước luộc 94⸰C – 100⸰C Thời gian luộc tùy vào cỡ: Loại nhỏ 30 – 40g/con luộc vòng 2.8 – phút, cỡ lớn 50 – 100con/g thời gian luộc từ 3.2 – 3.5 phút 2.1.4 Làm nguội Ghẹ sau luộc xong phải tiến hành làm nguội phòng cách cho ghẹ qua thùng nước lạnh có nhiệt độ không ⸰C Thời gian làm nguội không phút nhiệt độ giảm xuống nhỏ 15⸰C 2.1.5 Tách mai 2.1.6 Rửa Ghẹ sau tách mai rửa sơ lại lần 2.1.7 Lấy thịt Thịt lấy từ phận khác ghẹ giữ lạnh - ⸰C để không bị hư hỏng GVHD: ThS Lê Hương Thủy Tận dụng xử lý phế phụ liệu quy trình sản xuất đồ hộp ghẹ Trước tách thịt, phải ngửi xem ghẹ có mùi hôi không, màu không tốt để phân loại riêng Dùng dao nhỏ bén nhọn tách nhẹ nhàng để đùi không bị bể, để đùi vào rổ Tách cách dùng dao kéo tách vỏ, lấy thịt ra, để riêng không xương, có xương vụn vào rổ riêng đặt thau có nước đá xay, không vỏ thịt Ngoe ghẹ: dùng kéo cắt rút thịt khỏi vỏ, bỏ thịt vào rổ đặt thau nước đá xay 2.1.9 Làm Mục đích: chuẩn bị cho công đoạn vô lon 2.1.10 Vô lon 2.1.11 Đóng nắp 2.1.13 Thanh trùng Sản phẩm sau đóng nắp đem trùng 30 phút nhiệt độ 100⸰C 2.1.14 Làm nguội 2.2 Các loại phế phụ liệu Trong ngành công nghiệp sản xuất sản phẩm từ thủy hải sản thải môi trường lượng lớn phế thải bao gồm phủ nội tạng, vỏ, mang, vảy, xương… Trong quy trình sản xuất ghẹ, phần phế thải chủ yếu phần mai ghẹ Bên cạnh có loại yếm, vỏ chân, vỏ Trong loại phế liệu chủ yếu phế liệu dạng cứng nên khó xử lí sử dụng vào làm nguyên liệu khác gặp khó khăn hàm lượng protein Lipid, glucid xếp vào dạng vi lipid vi glucid Hàm lượng tồn chủ yếu phế liệu chất Kali, Canxi, Magie Ngoài có protein bám lại protein có yếm ghẹ Để áp dụng triệt để phế liệu vỏ ghẹ làm nguyên liệu cho ngành khác để giải vấn đề môi trường nghành ngề, kỹ sư trường Đại học khắp nước toàn giới có đóng góp quan trọng Đáng ý như: trích ly chitin – chitosan từ vỏ tôm, cua, ghẹ để làm chất bảo quản sinh học 2.2.1 Phế phụ liệu trình sản xuất đồ hộp ghẹ: vỏ ghẹ GVHD: ThS Lê Hương Thủy Tận dụng xử lý phế phụ liệu quy trình sản xuất đồ hộp ghẹ Thành phần vỏ ghẹ vỏ ghẹ: Vỏ cứng tạo thành 93,5% muối canxi (Cacbonat canxi); 4,09% protein; 0,14% chất béo; 1,2% nước; 0,55% ôxit Mg; 0,25% photpho; 12% bioxit Si; 0,03% Na; 0,08% K Fe, Al Biểu đồ 2.1 Thành phần vỏ ghẹ Bảng 2.2 Thành phần hóa học vỏ ghẹ (* Thành phần Đơn vị Vật chất khô Protein khô Thô sợi Ether chiết suất Tro Tổng lượng %Fed %DM %DM %DM %DM MJ/Kg DM Khoáng chất Đơn vị Calcium g/kg DM g/kg DM g/kg DM g/kg DM Photpho Kali Magnesium Trung bình 90.5 24.6 11.3 1.6 56.5 9.1 SD Trung bình 238.7 SD Min Max Nb 1 1 * Min Max Nb 15.2 4.2 18.3 Dấu hoa thị giá trị trung bình thu phương trình.) Có thể thấy, canxi thành phần chủ đạo vỏ ghẹ, chiếm 90% khối lượng khô Do đó, hướng phát triển tận dụng nguồn canxi tử vỏ ghẹ vỏ ghẹ có hàm lượng canxi lớn nên chuyên dùng để làm nguyên liệu sản xuất thức ăn chăn nuôi, nguyên liệu sản xuất thức ăn thủy sản nhằm bổ sung chitin, canxi, photpho cho vật nuôi, chiết xuất chitin, chitosan, nguyên liệu xử lý ô nhiễm môi trường, ô nhiễm nguồn nước, xử lý kim loại nặng, giữ chất hữu bùn dùng làm phân bón hữu … Các nguyên tố khoáng tập trung chủ yếu lớp vỏ mà không sử dụng làm thực phẩm Mặt khác lớp vỏ tồn Chitin hợp chất sinh học có khối lượng phân tử lớn, áp dụng vào việc bảo quản thực phẩm nhờ khả ức chế hoạt động GVHD: ThS Lê Hương Thủy Tận dụng xử lý phế phụ liệu quy trình sản xuất đồ hộp ghẹ số loại vi khuẩn E Coli, số loại nấm có hại cho dâu tâu, cà rốt, đậu Ngoài chitosan dùng làm bao bì cho loại thực phẩm tươi sống khô có khả tự hủy sinh học, làm chậm trình mau chín rau Trong vỏ ghẹ, hàm lượng chitin – chitosan chiếm 14 -35% chất khô Với phát triển công nông nghiệp nuôi trồng thủy hải sản có ghẹ, lượng khoáng chất khoáng tập trung nhiều lớp vỏ, tập trung lượng lớn chitin có giá trị kinh tế Lượng chất thải vỏ ghẹ ngày nhiều cần tìm quy trình sản xuất phù hợp để xử lí mà vừa đáp ứng môi trường vừa đem lại lợi ích kinh tế Các sản phẩm tận dụng từ phế phụ liệu thực phẩm 3.1 Quy trình thu nhận chitin từ vỏ Ghẹ 3.1.1 Chitin-Chitosan Chitin polysaccharid xuất nhiều thiên nhiên, sau cellulose Chitin có gốc từ chữ "chiton", tiếng Hy Lạp có nghĩa vỏ giáp Chitin thành phần cấu trúc vỏ (bộ xương ngoài) động vật không xương sống có loài giáp xác (tôm, cua), có màng tế bào nấm thuộc họ Zygemycetes, sinh khối nấm mốc vài loài tảo Hình 2.1 Cấu trúc phân tử Chitin Chitosan dạng chitin bị khử axetyl, tên khoa học P-l,4-poly-Dglucosamin Công thức phân tử (C6HnN04) Trọng lượng phân tử trung bình 1000050000 Dalton Không giống chitin, lại tan dung dịch axit yếu Cả chitin chitosan có nhiều ứng dụng công nghiệp sống, đặc biệt chế biến bảo quản thực phẩm Hình 2.2 Cấu trúc phân tử Chitosan Chitosan có vỏ cua, ghẹ, tôm Ở nước ta, sản phẩm giáp xác đông lạnh chiếm sản lượng lớn sản phẩm đông lạnh Chính GVHD: ThS Lê Hương Thủy Tận dụng xử lý phế phụ liệu quy trình sản xuất đồ hộp ghẹ vậy, phế liệu nguồn nguyên liệu tự nhiên dồi dào, rẻ tiền, có sẵn quanh năm, nên thuận tiện cho việc cung cấp chitin chitosan Ứng dụng Chitosan Đặc tính Là polysacharide không độc hại, có khối lượng phân tử lớn Là chất rắn, xốp, nhẹ, hình vảy, xay nhỏ theo kích cỡ khác Chitosan có màu trắng hay vàng nhạt, không mùi vị, không tan nước, dung dịch kiềm axit đậm đặc tan axit loãng (pH = 6), tạo dung dịch keo trong, có khả tạo màng tốt, nhiệt độ nóng chảy 309 - 311°C Ở dạng muối acetate, ascorbate, lactate, malate tan nước Có tính acid yếu, pKa=6-6.8 Tham gia phản ứng tạo phức với kim loại: Ni, Cu, Zn, Cd 3.1.2.2 Tác dụng Phân huỷ sinh học dễ chitin Chitosan dẫn xuất chúng có tính kháng khuẩn, ức chế hoạt động số loại vi khuẩn E Coli, diệt số loại nấm hại dâu tây, cà Phếquản liệu ghẹ rốt, đậu có tác dụng tốt bảo loại rau có vỏ cứng bên Khi dùng màng chitosan, dễ dàng điều chỉnh độ ẩm, độ thoáng không khí cho thực phẩm (Nếu dùng bao gói PE mức cung cấp oxy bị hạn chế, nước bị ngưng đọng tạo môi trường cho nấm mốc phát triến) Màng chitosan dai, khó xé xay rách, có độ bền tương đương với số chất dẻo dùng làm bao gói Màng chitosan làm chậm lại trình bị thâm rau Rau sau thu hoạch bị thâm, làm giảm chất lượng giá trị Rau bị thâm Khử proteinhóa lần 1của oquinon Nhờ bao gói màng trình lên men tạo sản phẩm polyme chitosan mà ức chế hoạt tính oxy hóa polyphenol, làm thành phần anthocyanine, ílavonoide tổngRửa lượng hợp chất phenol biến đổi, giữ cho rau trung tính tươi lâu Hạn chế trình chín, trình hô hấp thoát nước Đảm bảo cấu trúc màu sắc sản phẩm Khử khoáng Trong thực tế người ta dùng màng chitosan để đựng bảo quản loại rau táo, lê, bơ, tiêu, khoai tây, khoai lang, cà chua, đào, dưa chuột, đậu, kiwi v.v Ứng dụng nhiều lĩnh vục học, xử lý nước thải, công nghiệp nhuộm, Rửanhư: trungytính giấy, mỹ phẩm, thực phẩm 3.1.3 Sơ đồ quy trình chế biến 3.1.2 3.1.2.1 Khử protein lần enzym alcalaza Khử protein lần NaOH 1% Rửa trung tính Sấy khô GVHD: ThS Lê Hương Thủy chitin Rửa trung tính Sấy khô chitin 10 Tận dụng xử lý phế phụ liệu quy trình sản xuất đồ hộp ghẹ 3.1.3.1 Thuyết minh quy trình 3.1.3.1.1 Nguyên liệu Phế liệu ghẹ xanh 3.1.3.1.2 Xay Mục đích làm giảm kích thước, tăng bề mặt tiếp xúc vỏ ghẹ Enzym, kiềm axit, tạo điều kiện cho trình khử protein khử khoáng Tiến hành xay để đạt kích thước vỏ ghẹ = mm 3.1.3.1.3 Khử protein lần GVHD: ThS Lê Hương Thủy 11 Tận dụng xử lý phế phụ liệu quy trình sản xuất đồ hộp ghẹ - Mục đích: loại bỏ protein khỏi liên kết với chitin vỏ ghẹ - Tiến hành: khử protein enzym alcaaza nhiệt độ 50 0C pH = 9, nồng độ enzym 2%, thời gian 165 phút, tỷ lệ vỏ ghẹ/nước 1/10 3.1.3.1.4 Rửa trung tính: - Mục đích: rửa trôi toàn phần protein sản phẩm thủy phân protein tách trình khử protein - Tiến hành rửa đến pH mẫu đạt 7.0 3.1.3.1.5 Khử khoáng: - Mục đích: loại bỏ chất khoáng chất màu khỏi liên kết với chitin vỏ ghẹ - Tiến hành khử khoáng nồng độ axit lactic 75g/l, tỷ lệ dung dịch axit/vỏ ghẹ 1/10, thời gian phản ứng 5h 3.1.3.1.6 Rửa trung tính: - Mục đích: loại bỏ chất khoáng chất màu khỏi liên kết với chitin vỏ ghẹ - Tiến hành: Tiến hành rửa đến pH mẫu đạt 7.0 3.1.3.1.7 Khử protein lần 2: - Mục đích: tiếp tục loại bỏ protein để thu vỏ ghẹ có hàm lượng protein lại nhỏ 5% - Tiến hành: • Phương pháp sinh học: khử protein enzym alcalaza nhiệt độ 50 0C, pH = 9, nồng độ enzym % • Phương pháp sinh học kết hợp hóa học: khử protein NaOH % điều kiện nhiệt độ 50 0C, thời gian tiếng tỷ lệ NaOH / mẫu 1/10 Hiệu trình khử protein phụ thuộc vào nhiệt độ, nồng độ tỉ lệ dung dịch với khối lượng vỏ giáp xác Nồng độ NaOH thường dùng sử dụng khoảng – 10 % nhiệt độ 50 – 100 0C Quá trình khử protein thích hợp đạt việc xử lý với dung dịch KOH 3.1.3.1.8 Rửa trung tính: - Mục đích: rửa trôi toàn phần protein sản phẩm thủy phân protein tách trình khử protein - Tiến hành: Tiến hành rửa đến pH mẫu đạt 7.0 3.1.3.2 Các phương pháp khác 3.1.3.2.1 Phương pháp học GVHD: ThS Lê Hương Thủy 12 Tận dụng xử lý phế phụ liệu quy trình sản xuất đồ hộp ghẹ Nguyên lý: sử dụng lực học để tách phần protein khỏi nguyên liệu vỏ ghẹ Quá trình tiến hành sau: vỏ lưng vỏ khung vỏ chân, sau ép trục lăn trục vít, thu protein đem sấy khô bảo quản hiệu thu hồi protein phương pháp không cao 3.1.3.2.2 Phương pháp sinh học Trong phương pháp sinh học giống phương pháp hóa học khác công đoạn khử protein deacetyl không sử dụng hóa chất mà sử dụng hệ vi khuẩn, nấm men enzym để loại bỏ protein cách triệt để Sản phẩm chitosan thu có chất lượng cao không bị ảnh hưởng nhiều hóa chất 3.1.3.2.3 Phương pháp hóa lí Áp dụng phương pháp nhằm thu hồi protein từ dịch thủy phân công nghệ sản xuất chitin – chitosan theo phương pháp hóa học phương pháp sinh học Nguyên lý dựa việc kết tủa protein cách dung axit để điều chỉnh pH dung dịch chứa protein điểm đẳng điện protein, sau dùng phương pháp lắng, lọc để thu hồi protein Muốn sản phẩm chitin có đồng đặc tính lý hóa phải áp dụng phương pháp xử lý êm dịu viêc sử dụng enzym Legarraeta cộng (1996) sử dụng enzym proteaza vi khuẩn có khả tạo proteaza để tách protein nhằm thay cho phương pháp hóa học Hall De Silva (1994) đề xuất phương pháp khử khoáng đơn giản việc sử dụng lên men lactic phương pháp bảo quản phế liệu Phương pháp dạng ủ chua ban đầu phát triển cho bảo quản phế liệu tôm pandan trước trình chế biến khí hậu nhiệt đới Ủ chua trình đơn giản việc quản nguyên liệu tránh vi sinh vật gây thối ứng dụng cho quản cá nhiều năm (Hall De Silva, 1994) 3.2 Sản xuất bột vỏ ghẹ 3.2.1 Quy trình sản xuất bột vỏ ghẹ: GVHD: ThS Lê Hương Thủy 13 Tận dụng xử lý phế phụ liệu quy trình sản xuất đồ hộp ghẹ Vỏ ghẹ NaOH 10% Xử lý Để khô Xay Ray Thành phẩm 3.2.2 Thuyết minh quy trình 3.2.2.1 Nguyên liệu Vỏ ghẹ lấy từ nhà máy, dính nhiều tạp chất vi sinh vật, nên cần phải qua công đoạn xử lý nước hóa chất để loại tạp 3.2.2.2 Xử lý Quá trình xử lý gồm bước xử lý thô (khô) xử lý ướt - Xử lý khô: Vỏ ghẹ sau tiếp nhận, nghiền thô thành mảnh nhỏ để giúp cho trình rửa nước thuận lợi Xử lý nước: Sau nghiền thô, vỏ ghẹ đưa qua bồn NaOH 10% có tác dụng tách vụn thịt dính lại vỏ, đồng thời rửa phần tạp chất khác vỏ GVHD: ThS Lê Hương Thủy 14 Tận dụng xử lý phế phụ liệu quy trình sản xuất đồ hộp ghẹ Sau đó, vỏ đưa qua công đoạn rửa lại với nước sạch, để rửa lớp sút vỏ loại lần tạp chất hữu vô khác vỏ 3.2.2.3 Làm khô Sau qua công đoạn xử lý đến công đoạn làm khô: Vỏ ghẹ sau xử lý, sấy khô nhiệt độ 60 0C 30 phút có tác dụng làm ráo, đồng thời tạo thuận lợi cho công đoạn xay nhuyễn 3.2.2.4 Xay Vỏ sau làm khô, chuyển sang máy xay, vỏ nghiền mịn thành bột mịn, có đường kính từ 0.02 milimet đến 0.1 milimet 3.2.2.5 Ray Sau xay mịn, bột vỏ ghẹ qua công đoạn ray để tách hạt sạn, tạp, hạt to khỏi bột, đồng thời tạo đông kích thước hạt Bột ray sàng ray, có kích thước lỗ từ 0.1 đến 0.2 milimet 3.5 Sản xuất thức ăn chăn nuôi 3.5.1 Sơ đồ quy trình Phế liệu ghẹ Điều kiện thủy phân: - Nhiệt độ Thời gian Tỉ lệ eyme/cơ Xay nghiền Thủy phân Lọc Dịch thủy phân GVHD: ThS Lê Hương Thủy Cô đặc Sản phẩm Đóng Sấygói - Enzyme: Neutrazza Pâpin Bromel 15 Tận dụng xử lý phế phụ liệu quy trình sản xuất đồ hộp ghẹ 3.5.2 Thuyết minh quy trình 3.5.2.1 Xay nghiền: - Mục đích: giảm kích thước nguyên liệu, chuẩn bị cho trình thủy phân Thiết bị: Thiết bị xay công nghiệp thiết kế gồm nhiều lăn có tốc độ khác Trên bề mặt lăn có rãnh cưa: bề mặt lăn tốc độ cao có cưa hình chữ U năm nghiêng, bề mặt lăn tốc độ thấp có cưa hình chữ U thẳng đứng Hai lăn với tốc độ quay khác tạo thành cặp, cặp có khoảng cách thích hợp với mức độ nghiền Đi từ xuống dưới, mức độ nghiền từ thô sang tinh GVHD: ThS Lê Hương Thủy 16 Tận dụng xử lý phế phụ liệu quy trình sản xuất đồ hộp ghẹ Hình 3.1 Thiết bị xay 3.5.2.2 Thủy phân - Mục đích: khai thác thu nhận dịch thủy phân chitin Thiết bị: Hình 3.2 Thiết bị thủy phân - Thông số công nghệ: + Enzym sử dụng: E Neutrase, enzyme nội + Tỷ lệ E/ s tối ưu :1.5ml/ 100 ml + Thời gian thủy phân: 2h + Nhiệt độ: 50 0C + Hiệu suất thủy phân: 49% GVHD: ThS Lê Hương Thủy 17 Tận dụng xử lý phế phụ liệu quy trình sản xuất đồ hộp ghẹ Lọc Mục đích: phân riêng phần bã dịch thủy phân Biến đổi: + Biến đổi vật lý: khối lượng riêng hỗn hợp giảm, nhiệt độ giảm + Biến đổi hóa lý: pha đồng Thiết bị: lọc khung Nguyên lý hoạt động: + Dịch lọc chảy từ qua hệ thống đường ống lấy + Bã giữ bề mặt vách ngăn lọc chứa khung + Khi bã khung đầy dừng trình lọc để tiến hành rửa tháo bã 3.5.2.3 - - - - - (rửa bã trình trích ly chất hòa tan nằm pha rắn vào nước rửa) Ưu điểm: + Thời gian lọc: nhanh + Lượng nước rửa: + Độ ẩm bã: thấp + Tính linh động cao (dễ tăng giảm diện tích lọc) + Giá bảo trì thấp Nhược điểm: + Độ tổn thất chất chiết cao + Thiết bị hở nên không áp dụng cho thực phẩm dễ nhiễm vi sinh vật + Mức độ giới hóa tự động hóa: không cao + Thiết bị làm việc gián đoạn nên tốn thời gian cho việc tháo bã rửa bã Thông số công nghê: Áp lực lọc: 3at (được tạo bơm nhập liệu) Hình 3.3 Thiết bị lọc khung Bảng 3.1 Thành phần bã vỏ ghẹ dịch thủy phân sau xử lý: Bã vỏ ghẹ Chitin GVHD: ThS Lê Hương Thủy Dịch thủy phân Peptid Astaxanthin 18 Tận dụng xử lý phế phụ liệu quy trình sản xuất đồ hộp ghẹ Phần dịch thủy phân đem cô đặc, sấy làm thức ăn gia súc Phần bã vỏ ghẹ có chứa nhiều chitin thu nhận để sản xuất chitosan 3.5.2.4 Cô đặc: - Mục đích: tăng nồng độ dung dịch đến 60-65%, chuẩn bị cho trình sấy - Nguyên tắc: trình cô đặc có thông số nhiệt độ sôi, thời gian cô đặc cường độ bốc + Nhiệt độ sôi: Nhiệt độ sôi sản phẩm phụ thuộc vào áp suất bề mặt sản phẩm, nồng độ chất khô tính chất hóa lí sản phẩm Khi áp suất bề mặt sản phẩm thấp nhiệt độ sôi sản phẩm giảm, người ta tạo độ chân không thiết bị cô đặc để hạ nhiệt độ sôi sản phẩm nồng độ chất khô sản phẩm lớn nhiệt độ sôi cao Lúc cô đặc, sản phẩm có độ khô thấp (chỉ 5-15%) nên nhiệt độ sôi xấp xỉ với nhiệt độ sôi nước Sau đó, độ khô tăng lên nên nhiệt độ sôi tăng, độ khô đạt 70- 75% nhiệt độ sôi đạt 105-110 0C Ở nhiệt độ sôi thấp, sản phẩm bị biến đổi sử dụng chất tải nhiệt có nhiệt độ thấp thứ thiết bị ăn mòn Tuy nhiên, nhiệt độ sôi thấp làm giảm tốc độ trao đổi nhiệt xảy tượng bốc bề mặt giống trình sấy + Thời gian cô đặc: cường độ bốc sản phẩm vận hành thiết bị ảnh hưởng đến thời gian cô đặc Thời gian cô đặc kéo dài làm giảm chất lượng sản phẩm hiệu suất sử dụng thiết bị thấp + Cường độ bốc hơi: cường độ bốc phụ thuộc chủ yếu vào hệ số truyền nhiệt Hệ số truyền nhiệt lớn nồng độ chất khô độ nhớt thấp, nhiệt độ sôi cao, tốc độ tuần hoàn sản phẩm lớn, bề mặt truyền nhiệt sạch, lượng không khí khí trơ nước ít, lượng nước ngưng tụ buồng đốt thải tuần hoàn nhanh chóng - Thiết bị: cô đặc chân không GVHD: ThS Lê Hương Thủy 19 Tận dụng xử lý phế phụ liệu quy trình sản xuất đồ hộp ghẹ Hình 3.4 Thiết bị cô đặc chân không Thông số kĩ thuật: Model RPB- 100 Diện tích truyền nhiệt: m2 Lượng cần dùng: 110 Kg/h Năng suất: 1,5 /giờ Công suất: 10 Kw 3.5.2.5 Sấy - Mục đích: chế biến thành thức ăn gia súc - Thiết bị: Sấy phun Hình 3.5 Thiết bị sấy phun giai đoạn - • Nguyên tắc hoạt động: Quá trình tách ẩm từ nguyên liệu ban đầu hàm ẩm cuối thực buồng sấy thiết bị GVHD: ThS Lê Hương Thủy 20 Tận dụng xử lý phế phụ liệu quy trình sản xuất đồ hộp ghẹ Không khí quạt thổi qua phận lọc vào Câloriphe để gia nhiệt đến 150250°C, sau phân phối vào buồng sấy Nguyên liệu phun sưomg vào buồng sâỷ trộn với tác nhân sấy làm bốc nước Do diện tích bề mặt tiếp xúc tăng nên ẩm bốc nhanh liên tục, từ tạo gradient ẩm làm dịch chuyển ẩm bên mao quản hay lỗ xốp bề mặt bay Bột thành phẩm có nhiệt độ khoảng 70-80°C nhiệt thu từ tác nhân sấy dùng để làm bay liên tục lượng ẩm có nguyên liệu Sự giảm lượng nước hạt làm giảm khối lượng bột xuống khoảng 50%, thể tích bột xuống 40% đường kính giảm xuống 75% so với kích thước hạt rời khỏi thiết bị phun sương Trong suốt trình, bột tháo liên tục đáy buồng sấy vận chuyển khí động đến phận đóng gói Sau làm nguội, hỗn hợp không khí bột đưa vào phận để tách khí khỏi sản phẩm chuẩn bị đóng gói Những hạt có kích thước nhỏ, nhẹ bị theo tác nhân sấy thu hồi cyclone 6,7 Sau thu hồi hạt trộn với dòng bột đường vận chuyển đến phận đóng gói 3.6 Tách chiết Astaxanthin từ vỏ ghẹ 3.6.1 Astaxanthin (CTCT: C40H52O4) Astaxanthin có công thức hoá học dihydroxy -3, 3’ dioxo -4,4’ b-caroten, sắc tố thuộc dòng họ xanthophylle (carotenoid), kết tinh màu tím Hợp chất hoà tan mỡ chất dầu Astaxanthin diện loài giáp xác (như cua, tôm càng, tôm sú, tôm hùm), cá hồi, cá tráp hồng, sô cá có màu đỏ lông sô loài chim Là chất chống oxy hóa mạnh Astaxanthin có khả trung hoà oxy nguyên tử thải trừ gốc tự Phân tử Astaxanthin tương đồng với beta-caroten, Astaxanthin không chuyển hoá thành vitamin A thể người Sử dụng y học loại thuốc chống ung thư, tăng cường hệ miễn dịch, tim mạch Được sử dụng chất màu thực phẩm 3.6.2 Thu nhận - Chuẩn bị phế liệu vỏ ghẹ GVHD: ThS Lê Hương Thủy 21 Tận dụng xử lý phế phụ liệu quy trình sản xuất đồ hộp ghẹ - Đem sấy 50°C 24h, sau đem bảo quản 25°C hay trữ đông -20°C sử dụng 3.6.2.1 Phương pháp hóa học Trộn 5g bột phế liệu vỏ ghẹ, với 50ml hexan, 5mg bột thủy tinh khuấy 30s, sau đặt bể nước 50°C 10 phút Nước chất hữu tách lớp sau khuấy 3000 rpm phút Quá trình lặp lại nhiều lần hezane màu Cuối cho 6ml DMSO (dimethyl sulíbxide) vào ống khuấy liên tục lại để bể nước 50°C 10 phút khuấy lần Cho dung dịch cô đặc chạy TLC (Thin Layer Chromatography) sử dụng giấy 60 silica gel F MERCK TLC 3.6.2.2 Phương pháp vi sinh - Sử dụng vi sinh vật: Lactobacillus sp - Canh trường: 100 ml nước cất, 10 g phế liệu tôm - Thời gian: ngày - Nhiệt độ: 30°C - Nồng độ CO2: 5% Sau lên men, lọc canh trường ly tâm 3000 rpm trog phút 3.6.3 Tinh Tinh Astaxanthin TLC (sắc ký mỏng) Sắc ký giấy: dùng giấy silica gel 60 F MERCK TLC Có nhóm dung môi để trích ly astaxanthin: + Ete : Aceton : Diethylamine =10:4: + Hexane : Aceton = 3:1 + Benzene : ethyl acetate =1:1 3.6.4 Ứng dụng Astaxanthin Thử nghiệm cho thấy Astaxanthin làm giảm phản ứng viêm vitamin E không làm thay đổi Astaxanthin làm giảm triệu chứng viêm loét dày Helicobacter pylori Các nhà nghiên cứu cho rằng điều tác dụng chống oxy hoá Astaxanthin Một số công trình nghiên cứu khác lại cho thấy Astaxanthin làm hồi phục phần đáp ứng miễn dịch thể dịch bị giảm sút cách kích thích sản xuất immunoglobulin GVHD: ThS Lê Hương Thủy 22 Tận dụng xử lý phế phụ liệu quy trình sản xuất đồ hộp ghẹ Một công trình nghiên cứu chuột cho thấy Astaxanthin có hiệu làm giảm tổn thương võng mạc cách bảo vệ thụ thể tiếp nhận ánh sáng khỏi bị thoái hoá Kết nghiên cứu cho thấy Astaxanthin hữu ích việc phòng ngừa điều trị tổn thương tế bào thần kinh liên quan đến thoái hoá điểm vàng tuổi tác Thử nghiệm thú vật cho thấy vật nuôi Astaxanthin tránh tổn thương mắt tia cực tím chữa khỏi nhanh chóng tổn thương vật không dùng Astaxanthin Nhiều công trình nghiên cứu thú vật cho thấy Astaxanthin có tác dụng chống ung thư, với ung thư bàng quang Astaxanthin bệnh tim mạch: Trong thử nghiệm phòng thí nghiệm người, hấp thu hàng ngày lượng 3,6mg Astaxanthin tuần liên tục bảo vệ LDL -cholesterol khỏi bị oxy hoá Trong nghiên cứu khác, việc bổ sung Astaxanthin làm tăng nồng độ HDL -cholesterol máu, có tác dụng bảo vệ tim mạch Như vậy, Astaxanthin có tác dụng hữu ích tim mạch cách thay đổi nồng độ LDL HDL đồng thời làm giảm phản ứng viêm, mà yếu tố nguy bệnh tim mạch Đề xuất ý tưởng nghiên cứu phát triển sản phẩm Sau trích ly chitin – chitosan, phần vỏ lại chủ yếu khoáng chất: K, Ca, Mg… Để tận dụng phế phụ liệu cách triệt để, cần sử dụng khoáng với vai trò nguồn nguyên liệu lâu dài như: Tách K, Ca, Mg thêm vào lọai phân bón Sản xuất viên bổ sung Kali, Canxi, Magie cho người sử dụng GVHD: ThS Lê Hương Thủy 23 Tận dụng xử lý phế phụ liệu quy trình sản xuất đồ hộp ghẹ TÀI LIỆU THAM KHẢO Tuyển tập công trình nghiên cứu "nghề cá biển”, Tập II, Viện Nghiên cứu Hải sản http://rimf.org.vn Đỗ Văn Nam ctv, 2005 Nghiên cứu đánh giá trạng môi trường sở chế biến thủy sản, đề xuất giải pháp quản lí Viện nghiên cứu Hải Sản Lưu Văn Chính (2002) Tổng hợp nghiên cứu hoạt tính sinh học số dẫn xuất từ chitin Luận án tiến sĩ Trần Thị Luyến (2004) Báo cáo tổng kết dự án sản xuất thử nghiệm cấp Bộ-Sản xuất Chitin-Chitosan từ phế liệu chế biến thủy sản (vỏ tôm, vỏ ghẹ) Vụ Khoa học Công nghệ Bộ GD-ĐT, mã số B2002-33-01-DA Bùi Văn Miên Nguyễn Anh Trinh (2003) Nghiên cứu tạo màng vỏ bọc chitosan ứng dụng bảo quản thủy sản Tạp chí KHKT nông lâm nghiệp, số 2, Đại học Nông Lâm Tp HCM Châu Văn Minh (1996) Sử dụng chitosan làm chất bảo quản tươi Tạp chí khoa học, trang 34, số 4-1996 GVHD: ThS Lê Hương Thủy ... ghẹ để làm chất bảo quản sinh học 2.2.1 Phế phụ liệu trình sản xuất đồ hộp ghẹ: vỏ ghẹ GVHD: ThS Lê Hương Thủy Tận dụng xử lý phế phụ liệu quy trình sản xuất đồ hộp ghẹ Thành phần vỏ ghẹ vỏ ghẹ: ... sản xuất (phế liệu) Từ khẳng định rằng, nội hàm khái niệm chất thải rộng bao trùm khái niệm phế liệu Hay nói cách khác, phế liệu dạng chất thải Các phế phụ liệu quy trình sản xuất đồ hộp ghẹ 2.1... xử lý phế phụ liệu quy trình sản xuất đồ hộp ghẹ 3.1.3.1 Thuyết minh quy trình 3.1.3.1.1 Nguyên liệu Phế liệu ghẹ xanh 3.1.3.1.2 Xay Mục đích làm giảm kích thước, tăng bề mặt tiếp xúc vỏ ghẹ Enzym,