TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CHẾ TẠO VÀ KHẢO NGHIỆM MÁY HẤP GHẸ THEO NGUYÊN LÝ LIÊN TỤC 50 KGH

TÍNH TOÁN - THIẾT KẾ - CHẾ TẠO VÀ KHẢO NGHIỆM MÁY HẤP GHẸ THEO NGUYÊN LÝ LIÊN TỤC 50 KG/H Tác giả Trần Quốc Tiến Nguyễn Văn Ri Khóa luận được trình đề để đáp ứng yêu cầu cấp bằng kỹ sư n

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

TÍNH TOÁN - THIẾT KẾ - CHẾ TẠO VÀ KHẢO NGHIỆM MÁY HẤP GHẸ THEO NGUYÊN LÝ LIÊN TỤC 50 KG/H

Họ và tên sinh viên: TRẦN QUỐC TIẾN

NGUYỄN VĂN RI Ngành: CÔNG NGHỆ NHIỆT LẠNH Niên khóa: 2008 - 2012

Tháng 05 năm 2012

TÍNH TOÁN - THIẾT KẾ - CHẾ TẠO VÀ KHẢO NGHIỆM MÁY HẤP GHẸ THEO NGUYÊN LÝ LIÊN TỤC 50 KG/H

Tác giả

Trần Quốc Tiến Nguyễn Văn Ri

Khóa luận được trình đề để đáp ứng yêu cầu

cấp bằng kỹ sư ngành Công Nghệ Nhiệt Lạnh

Giáo viên hướng dẫn

TS Lê Anh Đức ThS Nguyễn Văn Lành

Tháng 05 năm 2012

LỜI CẢM ƠN

Trước tiên, con xin cảm ơn cha mẹ, người thân gia đình đã sinh ra, nuôi dưỡng,

động viên và yêu thương con trong suốt thời gian qua Gia đình đã là chỗ dựa vững chắc

giúp con trong suốt những năm học tại trường

Sau đó, em xin được gởi lời cảm ơn đến quý thầy cô Trường Đại Học Nông Lâm

TP Hồ Chí Minh, đặc biệt là toàn thể thầy cô Khoa Cơ Khí – Công Nghệ đã tận tình dạy

dỗ và truyền đạt cho em những kiến thức cần thiết trong suốt 4 năm theo học ở trường

Em xin được tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến thầy TS Lê Anh Đức Giám Đốc Trung

Tâm Nhiệt Lạnh trường đại học Nông Lâm TP HCM và thầy ThS Nguyễn Văn Lành đã

trực tiếp giúp đỡ, hướng dẫn em trong suốt quá trình thực hiện đề tài

Em xin cảm ơn các anh đang làm việc tại Trung Tâm Nhiệt Lạnh trường đại học

Nông Lâm TP Hồ Chí Minh đã giúp đỡ em trong suốt thời gian làm đề tài tại Trung Tâm

Cuối cùng, chúng tôi xin cảm ơn tập thể các bạn trong lớp DH08NL và cũng như

tất cả những người bạn đã giúp đỡ chúng tôi trong suốt những năm học vừa qua và trong

thời gian thực hiện khóa luận

Xin chân thành cảm ơn!

TP HCM, tháng 05 năm 2012 Sinh viên thực hiện:

- Khảo nghiệm đánh giá khả năng hoạt động của máy

2 Nội dung thực hiện:

- Tìm hiểu tổng quan về con ghẹ

- Tìm hiểu các phương pháp hấp hải sản và hấp ghẹ

- Tính toán thiết kế các bộ phận chính của máy hấp ghẹ theo nguyên lý liên tục 50 kg/h

 Năng suất máy: 50 kg/h

 Công suất điện trở: 26 kW

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN iii

TÓM TẮT iv

MỤC LỤC v

DANH SÁCH CÁC KÝ HIỆU ix

DANH SÁCH CÁC HÌNH x

DANH SÁCH CÁC BẢNG xii

Chương 1 MỞ ĐẦU 1

1.1 Đặt vấn đề 1

1.2 Mục đích 2

Chương 2 TỔNG QUAN 3

2.1 Tổng quan về con ghẹ 3

2.1.1 Khái niệm, nguồn gốc và phân loại ghẹ 3

2.1.2 Các sản phẩm từ ghẹ 6

2.1.3 Thành phần dinh dưỡng trong ghẹ 10

2.1.4 Tình hình xuất khẩu hải sản ở Việt Nam 10

2.1.5 Biến đổi của thành phần hóa học của ghẹ xanh và biện pháp kiểm soát 11

2.1.6 Biện pháp giữ được chất lượng ghẹ 12

2.1.7 Các phương pháp khai thác ghẹ 12

2.1.8 Một số quy định về ghẹ 13

2.1.9 Giới thiệu quy trình chế biến ghẹ đông lạnh 14

2.2 Tổng quan về các thiết bị hấp 15

2.2.1 Sơ lược về hấp và luộc cua ghẹ 15

2.2.2 Nguyên tắc phân loại các thiết bị hấp 15

2.2.3 Giới thiệu các thiết bị hấp ghẹ hiện nay 16

2.2.4 Giới thiệu về thiết bị hấp thủy hải sản hiện nay 16

2.2.4.2 Hấp thủy hải sản theo nguyên lý liên tục 19

2.2.4.3 Nhận định chung 23

2.2.5 Chọn phương pháp hấp 24

2.3 Cơ sở lý thuyết tính toán các thiết bị trong máy hấp ghẹ 24

2.3.1 Cơ sở lý thuyết truyền nhiệt: truyền nhiệt qua vách phẳng 24

2.3.2 Cơ sở lý thuyết băng tải 26

2.3.2.1 Những bộ phận chính của băng tải đai 26

2.3.2.2 Lý thuyết tính toán băng tải 26

Chương 3 PHƯƠNG PHÁP VÀ PHƯƠNG TIỆN 28

3.1 Địa điểm thực hiện đề tài 28

3.2 Phương pháp nghiên cứu 28

3.2.1 Phương pháp nghiên cứu lý thuyết 28

3.2.2 Phương pháp thiết kế 28

3.2.3 Phương pháp chế tạo 29

3.2.4 Phương pháp khảo nghiệm 29

3.3 Vật liệu khảo nghiệm 29

3.4 Dụng cụ và thiết bị 29

3.4.1 Dụng cụ và thiết bị dùng cho chế tạo máy 29

3.4.2 Dụng cụ và thiết bị dùng cho khảo nghiệm 30

Chương 4 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 32

4.1 Số liệu ban đầu 32

4.2 Sơ đồ thiết kế máy hấp ghẹ theo nguyên lý liên tục 50 kg/h 32

4.2.1 Cấu tạo máy 32

4.2.2 Nguyên lý hoạt động 33

4.3 Tính toán thiết kế băng lưới 34

4.3.1 Tính toán chọn khay và băng tải lưới 34

4.3.2 Tính toán thiết kế băng tải lưới 34

4.3.2.1 Tính toán lựa chọn các thông số cơ bản của băng tải 34

4.3.2.2 Xác định tải trọng trên một mét dài 35

4.3.2.3 Tính toán bộ phận dẫn động 36

4.4 Tính toán thiết kế buồng hấp 37

4.4.1 Tính toán thiết kế vách buồng hấp 37

4.4.2 Tính toán thiết kế nắp buồng hấp 37

4.5 Tính toán nhiệt lượng cần thiết cung cấp cho buồng hấp 38

4.5.1 Nhiệt lượng tổn thất 38

4.5.1.1 Nhiệt lượng tổn thất do làm nóng buồng hấp 38

4.5.1.2 Nhiệt lượng tổn thất qua vách buồng hấp 38

4.5.1.3 Nhiệt lượng tổn thất qua nắp buồng hấp 39

4.5.2 Nhiệt lượng cần thiết để hấp chín ghẹ trong 1 giờ 40

4.5.3 Tính toán kích thước nồi nước 41

4.5.4 Tính toán công suất điện trở 41

4.6 Tính toán thiết kế các thiết bị phụ 43

4.6.1 Thiết kế bộ truyền xích 43

4.6.1.1 Chọn loại xích 43

4.6.1.2 Định số răng đĩa xích 43

4.6.1.3 Định bước xích 43

4.6.1.4 Định khoảng cách trục và số mắt xích 45

4.6.1.5 Tính đường kính vòng chia của đĩa xích 46

4.6.1.6 Tính lực tác dụng lên trục 46

4.6.2 Tính toán thiết kế các trục tang 47

4.6.2.1 Trục tang chủ động 47

4.6.2.2 Tính toán trục bị động 52

4.6.3 Tính toán chọn ổ lăn 52

4.6.4 Tính toán thiết kế khung máy 54

4.7 Thiết kế mạch điện và lắp ráp tủ điều khiển 55

4.7.1 Mục đích điều khiển 55

4.7.2 Yêu cầu điều khiển 55

4.7.3 Các thiết bị điện 55

4.7.4 Thiết kế mạch điện 56

4.7.4.1 Thiết mạch điện trở 56

4.7.4.2 Thiết kế mạch điều khiển 57

4.7.5 Nguyên lý hoạt động của mạch điện 58

4.8 Kết quả khảo nghiệm 59

4.8.1 Khảo nghiệm không tải 59

4.8.1.1 Mục đích 59

4.8.1.2 Nội dung tiến hành 59

4.8.1.3 Kết quả khảo nghiệm không tải 60

4.8.1.4 Nhận xét 61

4.8.2 Khảo nghiệm có tải 62

4.8.2.1 Mục đích 62

4.8.2.2 Nội dung tiến hành 62

4.8.2.3 Kết quả khảo nghiệm có tải 62

4.8.2.4 Nhận xétchung 65

Chương 5 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 66

5.1 Kết luận 66

5.2 Đề nghị 67

TÀI LIỆU THAM KHẢO 68

DANH SÁCH CÁC KÝ HIỆU

Q – Nhiệt lượng, năng suất

C – Nhiệt dung riêng

r – Ẩn nhiệt hóa hơi của nước

t – Nhiệt độ, thời gian

Gr – Tiêu chuẩn Grashof

Ra – Tiêu chuẩn Raylegh

Nu – Tiêu chuẩn Nusselt

Pr – Tiêu chuẩn Prandtl

DANH SÁCH CÁC HÌNH

Hình 2.1 Ghẹ xanh 4

Hình 2.2 Ghẹ đốm 5

Hình 2.3 Ghẹ ba chấm 6

Hình 2.4 Thịt loại colossal và jumbo 7

Hình 2.5 Thịt loại super lump 7

Hình 2.6 Thịt loại backfin 8

Hình 2.7 Thịt loại special 8

Hình 2.8 Thịt loại claw meat 9

Hình 2.9 Sản phẩm cua ghẹ đóng bịch rút chân không 9

Hình 2.10 Sơ đồ quy trình chế biến ghẹ đông lạnh 14

Hình 2.11 Tủ hấp hải sản 17

Hình 2.12 Máy hấp có quạt thổi 17

Hình 2.13 Thiết bị hấp thanh trùng 18

Hình 2.14 Thiết bị hấp thủy hải sản của công ty Marel 19

Hình 2.15 Máy hấp cá ngừ tự động bằng hơi nước 20

Hình 2.16 Thiết bị hấp liên tục 21

Hình 2.17 Thiết bị hấp liên tục cho thủy hải sản có vỏ 22

Hình 2.18 Hệ thống hấp thủy hải sản 23

Hình 2.19 Đặc trưng thay đổi nhiệt độ khi truyền nhiệt qua tường phẳng 25

Hình 4.1 Mô hình máy hấp ghẹ theo nguyên lý liên tục 50 kg/h 32

Hình 4.2 Lưới Inox có đường kính sợi 1 mm 34

Hình 4.3 Kích thước vách buồng hấp 37

Hình 4.4 Kích thước nắp buồng hấp 37

Hình 4.5 Kích thước của nồi nước 42

Hình 4.6 Cách bố trí các thanh điện trở 1 kW và 2 kW 42

Hình 4.7 Kết cấu sơ bộ trục lắp trên tang dẫn động 47

Hình 4.8 Biểu đồ lực tác dụng và biểu đồ mômen xoắn nội lực 50

Hình 4.9 Cấu tạo trục chủ động 51

Hình 4.10 Cấu tạo trục bị động 52

Hình 4.11 Sơ đồ tính lực chọn ổ lăn 53

Hình 4.12 Hình chiếu đứng của khung máy 54

Hình 4.13 Sơ đồ mạch điện trở 56

Hình 4.14 Sơ đồ mạch điều khiển 57

Hình 4.15 Mặt trước và mặt trong của hộp điều khiển 58

Hình 4.16 Thịt ghẹ sau khi hấp ở 26 kW và thời gian 6 phút 62

Hình 4.17 Khảo nghiệm với mức 26 kW và thời gian 3 phút 63

Hình 4.18 Hấp ở chế độ 5 phút 63

Hình 4.19 Hấp ở chế độ 6 phút cùng công suất điện trở 64

Hình 4.20 Thời gian hấp 4 phút 64

Hình 4.21 Thời gian hấp là 5 phút với mức 16 kW điện trở 65

DANH SÁCH CÁC BẢNG

 

Bảng 2.1 Thành phần dinh dưỡng trong 100g ghẹ 10

Bảng 2.2 Yêu cầu về nguyên liệu 13

Bảng 4.1 Kết quả xác định tần số theo các mức thời gian hấp 61

Bảng 4.2 Kết quả xác định lượng nước bay hơi trong 1 giờ 61

Bảng 4.3 Kết quả đánh giá chất lương ghẹ ở các chế độ hấp 65

vô hoạt enzyme và tiêu diệt phần lớn vi sinh vật, giữ nguyên thành phần dinh dưỡng, mùi

vị và màu sắc đặc trưng, đảm bảo chất lượng trong quá trình chế biến Nhu cầu tiêu dùng các sản phẩm hải sản đóng hộp ngày càng tăng cao Các thiết bị làm chín hải sản và cua ghẹ chủ yếu dùng phương pháp luộc trong nước sôi, cách làm này có rất nhiều nhược điểm như làm mất chất lượng dinh dưỡng của sản phẩm, giảm mùi thơm và màu sắc của sản phẩm, năng suất thấp, nguồn nước thải gây ô nhiễm môi trường, công nhân vận hành rất vất vả làm việc với môi trường nóng bức

Gần đây đã xuất hiện một số thiết bị hấp theo nguyên lý hấp theo mẻ đã khắc phục được một số nhược điểm của phương pháp luộc, tuy nhiên vẫn còn tồn tại một số nhược điểm như năng suất thấp, vận hành của công nhân còn nặng nhọc, khó điều khiển và kiểm soát được độ chín trong quá trình vận hành Nhằm mục tiêu giữ được các chất dinh dưỡng trong chế biến ghẹ để cung cấp sản phẩm có giá trị dinh dưỡng cao và bảo vệ sức khỏe cho người tiêu dùng Nâng cao năng suất và chất lượng sản phẩm ghẹ đóng hộp, đóng gói hút chân không và góp phần cải thiện điều kiện làm việc của công nhân

Để khắc phục các vấn đề trên và được sự hướng dẫn của thầy TS Lê Anh Đức và thầy Th.S Nguyễn Văn Lành giảng viên khoa Cơ Khí - Công Nghệ Trường ĐH Nông

Lâm TP HCM, chúng tôi đã thực hiện đề tài: “Tính toán, thiết kế, chế tạo và khảo nghiệm máy hấp ghẹtheo nguyên lý liên tục năng suất 50 kg/h”

1.2 Mục đích

 Tìm hiểu tổng quan về con ghẹ

 Tìm hiểu về các thiết bị hấp hải sản và hấp ghẹ hiện nay, nhằm làm cơ sở cho tính toán thiết kế máy hấp ghẹ theo nguyên lý liên tục năng suất 50 kg/h

 Tính toán, thiết kế, chế tạo và khảo nghiệm máy hấp ghẹ theo nguyên lý liên tục năng suất 50 kg/h

đạt được một số kết quả quan trọng, tạo cơ sở để mở rộng nghề nuôi ghẹ ở Việt Nam b) Nguồn gốc

Ghẹ là loài giáp xác thuộc ngành Arthopada, lớp Crustacea, bộ Decapoda, họ Portuniedie, giống Portunus

Ghẹ thường sống ở vùng nước cửa biển của Ấn Độ Dương và Thái Bình Dương (các bờ biển Châu Á) và bờ biển Trung Đông của biển Địa Trung Hải Các loại ghẹ được

phân bố rộng rãi ở phía Đông châu Phi, phía Nam và phía Đông châu Á, Úc và New Zealand

c) Phân loại: có 3 loại ghẹ chủ yếu

 Ghẹ xanh: Tên tiếng Anh: Green crab

Tên khoa học: Portunus pelagicus (Linaeus, 1766)

Ghẹ xanh xuất hiện khá phổ biển ở khắp các vùng biển của Việt Nam Ghẹ xanh ưa thích sống ở vùng nước có độ mặn 25 - 31 ‰ và thường sống ở độ sâu từ 4 đến 10 m nước ở những vùng biển có đáy là cát, cát bùn và cát bùn có san hô chết

Mùa sinh sản của ghẹ kéo dài quanh năm, nhưng thời gian ghẹ xanh ôm trứng nhiều nhất là tháng 2 - 4 ở vùng biển miền Trung Cũng như các loài cua biển, sau khi nở

ấu trùng ghẹ xanh phải qua nhiều lần lột vỏ và biến thái mới trở thành ghẹ giống Đến mùa sinh sản ghẹ xanh kết thành đàn ra biển, nơi có độ mặn 30 - 34 ‰ để đẻ trứng

Hình 2.1 Ghẹ xanh

Đặc điểm hình thái: Ghẹ thường có vỏ màu xanh, có các chấm trắng Cỡ khai thác

ở trong vịnh hoặc đầm, trung bình là 80 - 120 g/con; Cỡ khai thác ngoài biển khoảng 150

- 250 g/con

Phân bố: Khắp vùng biển Việt Nam

Mùa vụ khai thác: tháng 5 - 2 năm sau

Ngư cụ khai thác: Lưới ghẹ, lưới kéo, câu, lồng bẫy

Kích thước khai thác: 6,5 - 9 cm

Khả năng nuôi: Ghẹ xanh được nuôi nhiều bằng giống tự nhiên ở khu vực phía Bắc như Quảng Ninh, Hải Phòng, Nam Định Hiện nay đã có thể sản xuất được giống ghẹ nhân tạo, góp phần thúc đẩy nghề nuôi ghẹ phục vụ xuất khẩu

Hình thức nuôi: chủ yếu nuôi quảng canh cải tiến trong các đầm nước lợ và nuôi ghép với các đối tượng khác trên lồng bè ở vịnh Hạ Long và vịnh Cát Bà

Dạng sản phẩm: Sống, tươi, đông lạnh

 Ghẹ Đốm (ghẹ Cát)

Tên tiếng Anh: Gazami crab

Tên khoa học: Portunus trituberculatus (Mier, 1876)

Phân bố: Vịnh Bắc Bộ, ven biển miền Trung

Mùa vụ khai thác: Tháng 5 – 3 năm sau

Ngư cụ khai thác: Lưới kéo

 Ghẹ ba chấm:

Tên tiếng Anh: Three spots swimming crab

Tên khoa học: Portunus sanguinolentus (Herbst, 1796)

Phân bố: Vịnh Bắc Bộ và ven biển miền Trung

Mùa vụ khai thác: Tháng 7 - 3 năm sau

Ngư cụ khai thác: Lưới ghẹ hoặc lưói kéo, lồng bẫy, câu

Kích thước khai thác: 7 - 14,5 cm

Dạng sản phẩm: Sống, tươi, đông lạnh

Hình 2.3 Ghẹ ba chấm 2.1.2 Các sản phẩm từ ghẹ

Thịt ghẹ (crab meat) là thịt lấy ra từ các loài ghẹ, có nhiều hình dạng, hoặc loại, thịt ghẹ được lấy từ các bộ phận khác nhau của ghẹ Thịt ghẹ phải được nấu chín và nó thường có mùi vị đặc trưng riêng Thịt ghẹ hoặc giả thịt ghẹ (giả cua) đều được dùng trong các công thức nấu ăn thông dụng

Thịt chân ghẹ là loại ít đắt đỏ nhất và dễ mua nhất của ghẹ Thịt này lấy từ chân và càng ghẹ, nó có màu hồng sẫm khi nấu

Các loại thịt ghẹ theo thứ tự giá trị kinh tế cũng như giá trị dinh dương:

- Thịt thân ghẹ loại “colossal” và “jumbo” chỉ phần thịt ghẹ nối giữa thân ghẹ và chân sau của ghẹ, có màu trắng và hương vị tinh tế

Hình 2.4 Thịt loại colossal và jumbo

- Thịt thân ghẹ loại “super lump” là loại bị vỡ, nhỏ hơn từ loại “jumbo”

Hình 2.5 Thịt loại super lump

- Thịt ghẹ loại “backfin” là những mảnh vỡ của các loại tốt hơn và cũng phù hợp cho những sản phẩm như bánh cua và xà lách

Hình 2.6 Thịt loại backfin

- Thịt ghẹ loại “special”, loại này gồm những mảnh vỡ của thịt ghẹ và loại này được

sử dụng nhiều trong các món ăn như bánh cua, xà lách và súp

Hình 2.7 Thịt loại special

- Loại thịt càng và chân ghẹ “claw meat” có màu nâu thay vì màu trắng và có mùi nặng nhất, do đó nó được dùng chủ yếu trong các loại nước chấm từ ghẹ

Hình 2.8 Thịt loại claw meat

Đặc biệt còn có sản phẩm cua, ghẹ đóng bịch nylon hút chân không

Hình 2.9 Sản phẩm cua ghẹ đóng bịch rút chân không

2.1.3 Thành phần dinh dưỡng trong ghẹ

Theo Viện Nghiên Cứu Nuôi Trồng Thủy Sản III

Bảng 2.1 Thành phần dinh dưỡng trong 100g ghẹ

Thành phần dinh dưỡng trong 100 g thực phẩm ăn được

Những loại hải sản trữ quá lâu trên ngăn đá chỉ thích hợp để xào, chiên, hạn chế luộc hay hấp Sau thời gian cất trữ, vi khuẩn dần hình thành, protein mất đi nhiều, hương

vị không còn… nên chế biến ở nhiệt độ cao sẽ an toàn cho sức khỏe hơn

2.1.4 Tình hình xuất khẩu hải sản ở Việt Nam

Xuất khẩu hải sản cần đạt tiêu chuẩn HACCP

Bất kỳ doanh nghiệp xuất khẩu sản phẩm thủy sản sang châu Âu và Bắc Mỹ đều phải thực hiện chương trình HACCP Nếu không chứng minh được với các cơ quan quản

lý ở các nước nhập khẩu rằng là đang thực hiện một chương trình quản lý chất lượng hiệu quả trong các xí nghiệp chế biến, người nhập khẩu sẽ không được phép nhận sản phẩm của xí nghiệp này

Đối với thịt cua, ghẹ khi xuất khẩu: cần kiểm tra lượng Chloramphenicol (theo quy đinh từng khu vực hoặc quốc gia nhập khẩu)

Theo số liệu từ công ty cổ phần dịch vụ Bến Thành: cua, ghẹ và giáp xác khác (trừ tôm) là nhóm mặt hàng tiềm năng với tốc độ tăng trưởng cao Khối lượng xuất khẩu cả năm 2010 đạt 16.000 tấn, trị giá 112 triệu USD, chiếm 2,2% tổng giá trị xuất khẩu thuỷ sản Có 127 doanh nghiệp tham gia xuất khẩu nhóm sản phẩm này sang 38 thị trường Trong đó, thị trường Mỹ chiếm tỷ trọng lớn nhất với trên 52%, ước tính xuất khẩu 5.300 tấn giáp xác từ Việt Nam, trị giá trên 59 triệu USD năm 2010, tăng hơn 4 lần so với năm

2009 về cả khối lượng và giá trị Thị trường EU đứng thứ 2, chiếm tỷ trọng trên 16% với khoảng 2.330 tấn, trị giá 18,25 triệu USD, tăng gần 5 lần về khối lượng và gần 6 lần về giá trị so với năm 2009 Thị trường Pháp tăng trưởng mạnh nhất, 5.6%

2.1.5 Biến đổi của thành phần hóa học của ghẹ xanh và biện pháp kiểm soát

Đặc điểm của nguyên liệu thủy sản là theo mùa vụ và xa nội địa nên việc bảo quản thủy sản sau khi khai thác hoặc thu họach là rất quan trọng Tùy theo điều kiện cụ thể mà bảo quản sản phẩm thủy sản sau thu hoạch tốt nhất Bảo quản và chế biến ở nhiệt độ thấp

là một trong những phương pháp được sử dụng phổ biến hiện nay

Thành phần cơ bản của nguyên liệu thủy sản gồm có: protein, lipid, glucid, vitamin, nước, khoáng, chất ngấm ra, sắc tố, đồng thời còn chứa đựng hệ thống các enzyme, vi sinh vật và các chất hoạt động sinh học khác

Các nguyên liệu thủy sản thường có cấu trúc đa bào, đặc biệt lại chứa đựng các lớp

tế bào sống, mô sống kết cấu lỏng lẻo, nước chiếm tỉ lệ cao, lại chứa các chất xúc tác sinh học và hệ tế bào vi sinh vật hiện hữu tự nhiên Do đó nguyên liệu thủy sản rất dễ bị biến đổi Chính vì vậy mà việc bảo quản và chế biến nguyên liệu thủy sản là rất cần thiết để hạn chế và bảo đảm cho nguyên liệu không bị biến đổi

Nhìn chung nhiệt độ chế biến và bảo quản có ảnh hưởng rất lớn đến tốc độ phân giải và ươn hỏng do vi sinh vật Nhiệt độ bảo quản giảm, tốc độ phân hủy giảm và khi nhiệt độ đủ thấp sự hư hỏng hầu như bị ngừng lại Trong đó, phương pháp bảo quản và chế biến ở nhiệt độ thấp được sử dụng rộng rãi, phổ biến.

2.1.6 Biện pháp giữ được chất lượng ghẹ

Bảo quản ghẹ tốt nhất tránh sự biến đổi thành phần hóa học là giữ sống

Ức chế sự hoạt động của vi sinh vật của enzym, nguyên nhân chính gây ra sự biện đổi của các thành phần trong ghẹ

Bảo quản ghẹ ở nhiệt độ thấp, tránh tiếp xúc với oxy không khí

Sử dụng các chất chống oxy hóa tocopherol, sesamol, butylhidroxytoluen… kết hợp với các hóa chất như: acid sorbic, nacl, formaldehyt, acid citric…

Hút chân không sẽ hạn chế được sự oxy hoá thành phần lipit làm hư hỏng thịt ghẹ Bảo quản bằng cách điều chỉnh hỗn hợp khí trong không gian bảo quản như: CO2,

2.1.8 Một số quy định về ghẹ

Bảng 2.2 Yêu cầu về nguyên liệu

1 Mùi Không có mùi lạ Thơm tự nhiên, không có mùi lạ

3 Trạng thái

Nguyên vẹn, không óp, không long đốt chân, không

vỡ vỏ, khớp chân không bị biến đen, gạch nguyên vẹn

Thịt chắc, nước luộc trong, gạch nguyên vẹn

Nguồn: TCVN 8337 – 2010: ghẹ miếng đông lạnh

2.1.9 Giới thiệu quy trình chế biến ghẹ đông lạnh

Theo Lê Thanh Long (2008), qui trình thịt ghẹ chín đông lạnh block hút chân không

Nhiệt độ hấp bằng nồi hơi từ 100 oC – 108 oC

Nhiệt độ nước luộc 94 oC – 100 oC

Thời gian hấp (luộc) dao động từ 2,8 – 6 phút, tùy thuộc vào phương pháp và trọng lượng ghẹ

Hình 2.10 Sơ đồ quy trình chế biến ghẹ đông lạnh

Bảo quản nguyên liệu

Hấp (luộc)

Bao gói

Dò kim loại Hút chân

Làm nguội

2.2 Tổng quan về các thiết bị hấp

2.2.1 Sơ lược về hấp và luộc cua ghẹ

Khi luộc cua - ghẹ, hương vị và chất dinh dưỡng sẽ bị hòa vào trong nước, khiến cua - ghẹ bớt đi mùi vị ngon và chất dinh dưỡng Đặc biệt là với những loại cua - ghẹ biển, cơ thể có chứa nhiều tạp chất, bùn cát và ký sinh trùng Nếu luộc cua và sử dụng nước luộc, những chất gây hại này sẽ theo nước luộc đi vào cơ thể, mất vệ sinh an toàn thực phẩm Nước luộc thải ra ngoài với số lượng lớn sẽ gây ô nhiễm môi trường

Hấp cua - ghẹ để giữ lại được nhiều nhất hương vị và chất dinh dưỡng: Cách tốt nhất khi chế biến cua - ghẹ là hấp Khi hấp, thực phẩm giữ lại được nhiều mùi vị và chất dinh dưỡng nhất Thời gian hấp cũng kéo dài hơn so với luộc, và với nhiệt độ cao thì các

vi sinh vật và ký sinh trùng sẽ bị tiêu diệt Hấp cua - ghẹ cũng giữ lại được toàn vẹn hình dáng của cua - ghẹ, đồng thời, màu sắc của món ăn được tươi sáng hơn

Ghẹ nguyên con trong qui trình hấp được thực hiện như sau: là ghẹ khi qua quá trình sơ chế được làm sạch, tách mai ghẹ, bỏ yếm, nhưng thân ghẹ vẫn được giữ nguyên không cắt làm đôi và được hấp chín

2.2.2 Nguyên tắc phân loại các thiết bị hấp

- Làm việc gián đoạn (theo mẻ) hay liên tục

- Trong chân không, áp suất thường hay áp suất cao

Thiết bị hấp liên tục: thường có một băng tải đặt trong thùng chứa nước hay phun hơi, hơi nước theo ống phun vào thùng hay phòng hấp, băng tải di chuyển với tốc độ sao cho khi qua thiết bị, nguyên liệu đã được hấp đạt yêu cầu

2.2.3 Giới thiệu các thiết bị hấp ghẹ hiện nay

Nước ta trong những năm gần đây đã xuất hiện một số thiết bị hấp theo nguyên lý hấp theo mẻ đã khắc phục được một số nhược điểm của phương pháp luộc nước sôi, tuy nhiên vẫn còn tồn tại một số nhược điểm như năng suất thấp, vận hành của công nhân còn nặng nhọc, khó điều khiển và kiểm soát được độ chín trong quá trình vận hành (là một trong những yếu tố quan trọng quyết định đến chất lượng của sản phẩm trong quá trình chế biến),… Dự án "Nghiên cứu ứng dụng hệ thống hấp chín ghẹ (nguyên con) năng suất

400 kg/h phục vụ vùng chế biến thủy sản xã Vàm Láng - huyện Gò Công Đông" do Phòng Kinh tế và Hạ tầng huyện Gò Công Đông phối hợp với Trung tâm Nghiên cứu ứng dụng và dịch vụ khoa học công nghệ chủ trì thực hiện đã chế tạo thiết bị hấp ghẹ theo nguyên lý hấp theo mẻ năng suất hấp 400 kg/h dạng khay hấp đặt trên xe gòong

Ngoài dự án trên, chúng tôi đã cố gắng tìm kiếm thông tin trên mạng và sách báo nhưng vẫn chưa tìm thấy thông tin nào nói về các loại thiết bị hấp ghẹ theo nguyên lý liên tục

2.2.4 Giới thiệu về thiết bị hấp thủy hải sản hiện nay

Hình 2.11 Tủ hấp hải sản b) Máy nấu hấp thực phẩm có quạt thổi

Thiết bị sử dụng nguyên lý hấp theo mẻ

Không điều chỉnh được nhiệt độ

Điều chỉnh được nhiệt độ

Áp suất cung cấp không khí: 5 bar

Áp suất cung cấp nước: 3 - 6 bar

Cung cấp hơi nước áp suất: 6 - 8 bar

Vật liệu: inox

Hình 2.13 Thiết bị hấp thanh trùng

2.2.4.2 Hấp thủy hải sản theo nguyên lý liên tục

a) Thiết bị hấp Dantech

Theo nguyên lý hấp liên tục dạng băng tải

Hấp trong một môi trường bão hòa hơi nước ở 100°C và áp suất khí quyển

Vật liệu: inox

Xuất xứ: Hà lan

Hình 2.14 Thiết bị hấp thủy hải sản của công ty Marel

Ưu điểm:

- Sử dụng các thiết bị hiện thị và điều khiển hiện đại

- Có thể hấp được nhiều loại thực phẩm: tôm, cá, gà, thịt…

- Thiết bị được cách điện, cách nhiệt cực tốt, đảm bảo an toàn cho người vận hành

- Năng suất khá cao và ổn định với hệ thống cài đặt tốc độ tự động

b) Máy hấp cá ngừ tự động bằng hơi nước – Tunivac

Máy hấp cá ngừ tự động bằng hơi nước có thể rút ngắn thời gian chế biến, duy trì

độ ẩm phù hợp cho các công đoạn chế biến tiếp theo, nâng cao hiệu quả sử dụng nguyên

liệu nhờ tránh làm cháy và oxy hóa

Theo nguyên lý hấp theo mẻ, trong môi trường áp suất cao

Vật liệu: thép không gỉ AISI-316-L

Áp suất làm việc tối đa: 3 kg/cm2

Nhiệt độ hơi nước: 100oC

Xuất xứ: Tây Ban Nha

Hình 2.15 Máy hấp cá ngừ tự động bằng hơi nước

c) Thiết bị hấp liên tục PATKOL

Xuất xứ : Thái lan

Hấp sử dụng hơi nước áp lực thấp, hơi nước được cung cấp liên tục Theo nguyên lý hấp liên tục

Năng suất có thể lên đến 1000 kg/h

- Đảm bảo an toàn vệ sinh thực phẩm,

- Có thể hấp được nhiều loại thực phẩm khác nhau

d) Thiết bị hấp liên tục cho thủy sản có vỏ

Sử dụng hơi nước 100°C trong môi trường hấp

Kích thước: 6x1,4x2 m

Công suất động cơ băng tải: 2 HP

Áp suất hơi cung cấp: 5 – 8 bar

Làm việc theo nguyên lý hấp liên tục

- Năng suất quá cao so với nguồn nguyên liệu cung cấp,

- Giá thành quá đắt,

- Cấu tạo phức tạp, khó vận hành, bảo dưỡng và sửa chữa,

- Trình độ cơ khí nước ta chưa cao để có thể chế tạo đại trà

2.2.5 Chọn phương pháp hấp

Với kết quả nghiên cứu đã nêu trên:

- Ghẹ có hàm lượng dinh dưỡng cao, dễ mất chất dinh dưỡng khi để ghẹ chết quá lâu (chủ yếu Protein 19,9 g/100g thịt ghẹ)

- Thời gian làm chín ngắn (5 – 10 phút) dễ áp dụng phương pháp hấp liên tục

- Hàm lượng dinh dưỡng ít biến đổi khi nhiệt độ hấp dưới 105 oC

Để khắc phục một số nhược điểm của phương pháp luộc và hấp theo mẻ, chọn phương pháp hấp theo nguyên lý liên tục, sử dụng nguồn nhiệt của nồi nước sôi 100oC Đảm bảo được hàm lượng dinh dưỡng trong ghẹ không bị biến đổi, thời gian ngắn, năng suất cao

2.3 Cơ sở lý thuyết tính toán các thiết bị trong máy hấp ghẹ

2.3.1 Cơ sở lý thuyết truyền nhiệt: truyền nhiệt qua vách phẳng

Giả sử có một tường phẳng một lớp có chiều dày δ, bề mặt tường là F, hệ số dẫn nhiệtλ, một phía của tường là lưu thể nóng có nhiệt độ t1, và một phía lưu thể nguội hơn

có nhiệt độ t2

Hệ số cấp nhiệt từ lưu thể nóng đến tường là 1và tường đến lưu thể nguội là 2

Quá trình truyền nhiệt từ lưu thể nóng đến lưu thể nguội gồm ba giai đoạn sau:

- Nhiệt truyền từ lưu thể nóng đến tường (cấp nhiệt)

- Nhiệt dẫn qua tường (dẫn nhiệt)

- Nhiệt truyền từ mặt tường đến lưu thể nguội (cấp nhiệt)

Hình 2.19 Đặc trưng thay đổi nhiệt độ khi truyền nhiệt qua tường phẳng

Ta xét quá trình nhiệt ổn định, do đó lượng nhiệt vận chuyển qua mỗi giai đoạn trong khoảng thời gian T đều như nhau

Phương trình truyền nhiệt đẳng nhiệt:

1 2

( )

Trong đó: K – hệ số truyền nhiệt, W/m2 độ

Đối với tường phẳng một lớp:

2.3.2 Cơ sở lý thuyết băng tải

2.3.2.1 Những bộ phận chính của băng tải đai

Băng tải khép kín (có nhể là băng vải, cao su hay băng được phủ bằng các loại vật liệu khác, băng sợi kim loại, băng thép hoặc băng có lõi thép…)

Trạm dẫn động, trạm kéo căng, bộ phận chuyển hướng, bộ phận nạp liệu và dỡ liệu, khung hoặc cột đỡ thiết bị

Hệ thống con lăn đỡ

2.3.2.2 Lý thuyết tính toán băng tải

a) Tính toán năng suất băng tải

 Năng suất tính toán

Năng suất của máy vận chuyển liên tục phụ thuộc vào khối lượng vật liệu và vận tốc của nó:

Q= 3600

a

G

Trong đó: G – Khối lượng vật liệu, kg

a – Khoảng cách giữa 2 vật liệu, m

v – Vận tốc băng tải, m/s

 Năng suất thực tế trung bình

Do việc cấp liệu cho máy không đều nên năng suất thực tế nhỏ hơn năng suất tính toán:

b) Tính toán bộ phận dẫn động

Đường kính tang dẫn động tính theo công thức:

Trong đó: a – bước của thanh liên kết sợi kim loại đan

Số vòng quay của tang trong một phút:

D k

v n

T v W



 102

Trong đó: kh– là hiệu suất khớp nối

Chương 3

PHƯƠNG PHÁP VÀ PHƯƠNG TIỆN

3.1 Địa điểm thực hiện đề tài

Quá trình thực hiện đề tài bao gồm:

- Phần tính toán thiết kế là quá trình tổng hợp kiến thức đã được học

- Phần chế tạo và khảo nghiệm được tiến hành ở trung tâm nhiệt lạnh trường Đại Học Nông Lâm thành phố Hồ Chí Minh

3.2 Phương pháp nghiên cứu

3.2.1 Phương pháp nghiên cứu lý thuyết

Tìm hiểu tổng quan các tài liệu trong và ngoài nước về con ghẹ thông qua sách báo

và các tài liệu trên mạng

Nghiên cứu tài liệu về lý thuyết truyền nhiệt và nguyên lý liên tục. 

3.2.2 Phương pháp thiết kế

Dựa vào các loại máy hấp các loại hải sản theo nguyên lý liên tục

Tính toán nhiệt lượng cần thiết mà thiết bị điện trở cung cấp cho quá trình hấp Tính toán kích thước buồng hấp dựa vào nhiệt lượng cần thiết cung cấp cho quá trình hấp và kích thước, trọng lượng con ghẹ

Tính công suất của điện trở dựa vào công suất hơi nước cung cấp cho quá trình Thiết lập bảng vẽ