Những nội dung thực hiện 3.1 Xây dựng mô hình: chọn địa điểm lắp đặt nhà máy
3.3.2. Hoàn thiện quy trình công nghệ chế biến bột cá trong sản xuất
Để hoàn thiện quy trình công nghệ chế biến bột cá trong sản xuất, chúng tôi đã tiến hành sản xuất thử trên một trăm tấn nguyên liệu. Qua đó chúng tôi thực hiện thử nghiệm một số chế độ công nghệ với từng máy móc thiết bị và toàn bộ dây chuyền với nguyên liệu vào cuối vụ 2005 và đầu vụ 2006.
Vì nguyên liệu vào là quyết định đến toàn bộ năng suất của dây chuyền, và năng suất này đã đ−ợc tính toán khi thiết kế máy. Việc thử nghiệm để hoàn thiện công nghệ sản xuất đ−ợc tiến hành nh− sau:
- Cho nguyên liệu đầu vào thay đổi từ 1000, 1050, 1100, 1150, 1200kg /h - Điều chỉnh máy hấp sao cho nguyên liệu ra khỏi máy hấp đạt mức độ chín theo yêu cầu kỹ thuật của công đoạn ép: cá chín hoàn toàn, thịt ch−a tách khỏi x−ơng. Ghi lại áp suất hơi và nhiệt độ chỉ trên đồng hồ.
- Điều chỉnh máy ép sao cho độ ẩm của bánh cá từ 45 - 55% (kiểm tra bằng cách nắm trong bàn tay và máy đo hàm ẩm, chất khô theo n−ớc khoảng 10% (đo bằng chiết quang kế) ghi lại chế độ máy ép
- Điều chỉnh áp suất hơi và nhiệt độ máy sấy sao cho khi ra khỏi máy sấy độ ẩm của sản phẩm là 10% ( đo bằng máy đo độ ẩm Grainer II)
Trên cơ sở các số liệu ghi đ−ợc xác định các thông số công nghệ cho từng máy, đảm bảo đạt năng suất và chất l−ợng sản phẩm.
3.3.2.1 Công nghệ xử lý nguyên liệu tr−ớc khi ép Chuẩn bị nguyên liệu
Nguyên liệu cho sản xuất bột cá của nhà máy là sử dụng các loại cá tạp vì vậy nó chịu sự thay đổi theo mùa vụ. Nếu cá đ−ợc bảo quản bằng n−ớc đá thì phải chế biến ngay sau khi tan đá (6 - 8 giờ sau khi nhập về) để tránh thối rữa làm giảm chất l−ợng sản phẩm. Nếu cá đ−ợc bảo quản trong phòng kín có bảo ôn bằng hỗn hợp n−ớc đá
+ muối 5% có thể giữ t−ơi đ−ợc 16 ngày, hỗn hợp n−ớc đá + muối 15% có thể giữ t−ơi đ−ợc 30 ngày. Không bảo quản cá bằng hỗn hợp muối quá 15%, vì khi chế biến phải tiến hành nhả muối lâu khiến nguyên liệu bị mất nhiều protein, vitamin... kết quả làm giảm chất l−ợng bột cá. Nếu cá đ−ợc bảo quản bằng hỗn hợp đá + muối và phải xả muối trong n−ớc sạch đến khi hàm l−ợng muối trong cá < 1%. Tại Nhà máy bột cá Thịnh Long hiện nay chủ yếu sử dụng loại cá tạp −ớp đá không muối nên không cần phải xả muối. Với cá −ớp đá cần làm tan đá, phân loại và làm sạch tạp chất tr−ớc khi cho vào hấp. Cần chú ý loại bỏ rác lẫn trong nguyên liệu nh− ni lông, l−ới rách…để tránh những sự cố không đáng gặp trong quá trình sản xuất.
Cá nguyên liệu hầu hết là cá nhỏ (dài < 20cm) thì để nguyên con, với cá to có bề rộng trên 4 cm, bề dài trên 20 cm (cá cùi, cá hố…) đ−ợc cắt nhỏ bằng thủ công thành các mẩu có kích th−ớc 5 x 5 x 5 cm. Cần phải phối trộn đều nguyên liệu giữa cá nhỏ và cá to sau khi cắt rồi đ−a vào vít tải lên máy hấp để tăng hiệu quả làm việc của các thiết bị, đặc biệt là thiết bị ép.
Hấp cá
Cá đ−a vào chế biến đ−ợc chuyển đến máy hấp qua vít vận chuyển, ở đây cá đ−ợc làm chín. Quá trình làm chín có tác dụng làm đông kết prôtêin, phá vỡ liên kết dầu tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình ép. L−ợng cấp hơi để hấp cá phụ thuộc vào bề dầy lớp cá, độ cứng, l−ợng dầu của cá, độ nóng của thiết bị.
Hơi n−ớc cấp vào máy hấp bằng đ−ờng vào áo hơi máy hấp, nhiệt độ trung bình bên trong máy hấp dao động 95-1050
C. L−ơng cung cấp nguyên liệu 1050kg – 1100kg/h.
Chế độ hấp tốt nhất của nguyên liệu đ−ợc đánh giá bởi l−ợng thịt lấy ra sau khi ép (bánh cá). Mức độ làm chín cá đ−ợc điều chỉnh bằng l−ợng cung cấp hơi vào máy hấp. Quan sát đồng hồ chỉ nhiệt độ và áp suất hơi trong máy hấp để điều chỉnh cho đạt độ chín yêu cầu. Ngoài ra còn phải chú ý điều chỉnh l−ợng cung cấp để điều chỉnh đ−ợc chế độ hấp ổn định. Nhiệt độ của nguyên liệu ra từ 90 - 95 0
C.
Thời gian hấp chín bình th−ờng kéo dài 15 – 20 phút. Với cá đầu vụ th−ờng là cá non thời gian hấp chín th−ờng ngắn, còn với cá cuối vụ thời gian hấp phải kéo dài do đó trong tr−ờng hợp này phải giảm l−ợng cá cung cấp.
Cá hấp sống hoặc kỹ quá đều ảnh h−ởng đến quá trình ép và tỷ lệ thu hồi sản phẩm. Bởi vậy chế độ làm việc của máy hấp phải đ−ợc theo dõi nghiêm túc và th−ờng xuyên.
Bảng 3.3 Thành phần nguyên liệu cá sau khi hấp
Các chất Hàm l−ợng các chất trong NL (%)
Hàm l−ợng các chất sau hấp (%)
Đầu vụ Cuối vụ Đầu vụ Cuối vụ
Chất béo 1,5 4,6 1,5 4,6
Chất khô 18,0 24,4 18.0 24,4
3.3.2.2 Công nghệ ép dầu, n−ớc
Cá sau khi hấp chín đ−ợc chuyển đến máy ép, xung quanh trục vít máy ép đ−ợc bao bởi l−ới hình trụ qua đó n−ớc cá bao gồm n−ớc, dầu, một ít chất khô.
Mức độ ép kiệt n−ớc đ−ợc điều chỉnh bởi tốc độ ép, l−ợng cung cấp. Tốc độ ép trung bình của máy ép luôn duy trì ≈ 4,5 v/phút.
Trong toàn bộ quá trình chế biến, quá trình ép là quan trọng nhất bởi vì nó quyết định đến năng xuất, tỷ lệ thu hồi sản phẩm. Trong quá trình vận hành chất l−ợng ép bị ảnh h−ởng bởi thành phần nguyên liệu gia công, quá trình chuẩn bị tr−ớc khi ép (nghiền nát, hấp chín) và chế độ vận hành: l−ợng cung cấp, tốc độ dịch chuyển dọc trục trong vít ép, mức độ thay đổi thể tích khi tiến hành ép.
ở chế độ bình th−ờng độ ẩm bánh cá khoảng 48 - 55%.
Đối với nguyên liệu cá đầu vụ mức độ ép kiệt nhỏ (độ ẩm lớn hơn). Để tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình sấy nên cố gắng giảm độ ẩm xuống d−ới 55 %. Trong quá trình ép để đạt đ−ợc độ ẩm này cần phải kiểm tra th−ờng xuyên mức độ mất đạm, thất thoát chất khô theo n−ớc.
Bảng 3.4 . Thành phần bánh cá và n−ớc cá
Bánh cá N−ớc cá
Đầu vụ Cuối vụ Đầu vụ Cuối vụ Thành phần % % % % N−ớc 52,2 48,5 93,2 86,8 Mỡ 1,5 2,7 - 5,0 Chất khô 46,3 48,8 6,8 8,2 Cộng 100 100 100 100 3.3.2.3. Công nghệ sấy bánh cá
Bánh cá sau khi ép đ−ợc vận chuyển đến máy làm tơi bằng thiết bị kiểu nghiền búa, sau đó chuyển vào máy sấy trống.
Bánh cá trong quá trình sấy đ−ợc cấp nhiệt bằng hơi n−ớc qua ống hơi trong máy sấy và hút ẩm bằng quạt đến hệ thống xử lý khí thải tr−ớc khi thải vào môi tr−ờng, c−ờng độ sấy đ−ợc điều chỉnh bằng sự thay đổi l−ợng cấp hơi, l−ợng hút ẩm, tốc độ quay của trống.
Bánh cá có độ ẩm 48 - 55 %qua máy sấy sau 1,8 – 2,0 giờ, với nhiệt độ 70 - 60
0
C sẽ giảm độ ẩm xuống 10 – 12%. Đối với nguyên liệu cuối vụ th−ờng thì thời gian sấy phải dài hơn do độ ẩm bánh cá lớn hơn. Quan sát đồng hồ nhiệt độ và áp suất để điều chỉnh cho đạt yêu cầu công nghệ.
Sản phẩm bột cá quá ẩm sẽ không tốt do chất l−ợng sẽ bị giảm đi nhanh chóng, nh−ng nếu sấy quá khô bột cá sau khi nghiền sẽ chuyển sang màu nâu sẫm vì vậy tốt nhất sau toàn bộ quá trình gia công độ ẩm bột cá nên giữ vào khoảng 10 - 12%.
Ngoài ra sản phẩm bột cá với độ ẩm cao khi bảo quản, đặc biệt với bột cá nhiều dầu có khả năng tự bốc cháy do quá trình ôxy hoá dầu.
Sau khi sấy khô sản phẩm đ−ợc chuyển bằng vít (có bộ phận làm mát) đến phễu máy nghiền, trên đó có bộ phận khử kim loại trứơc khi nghiền, máy nghiền dạng búa. Năng suất máy sàng phụ thuộc vào độ ẩm sản phẩm, kích th−ớc lỗ sàng, độ ẩm tốt nhất là 10%, sàng lỗ cạnh vuông năng suất cao hơn lỗ tròn. Sản phẩm ra khỏi máy nghiền đ−ợc làm nguội bằng thông gió tự nhiên đến nhiệt độ không khí bình th−ờng tr−ớc khi bao gói.
Khi bao gói, sử dụng các loại bao nh− bao giấy 2 lớp hoặc 2 lớp bao. Khối l−ợng 40 - 50 kg bột cá/bao. Bột cá sau khi đóng gói, bảo quản bột cá ở nơi khô thoáng.
Do cá đã đ−ợc nghiền nát và đánh tơi nên trong quá trình sấy nhất là sấy có đảo trộn sẽ làm bay một l−ợng bụi nhất định. Bụi trong quá trình sấy bột cá là nguyên liệu có chất l−ợng tốt d−ới dạng hạt rất nhỏ bị luồng khí thoát kéo khỏi trống sấy. Vì thế ta phải tận thu bụi này để tiết kiệm trong sản xuất bằng thiết bị lọc bụi khô kiểuxyclon.
Trong thực tế sau mỗi ca làm việc nên thu bụi từ xyclon để trộn vào bột cá thành phẩm.
3.3.2.4 Công nghệ bảo quản bột cá
Kết quả thử nghiệm trong sản xuất tháng 8,10/2005 cho thấy, sản xuất bột cá theo công nghệ trên có định mức nguyên liệu/sản phẩm là 4,5 - 4,0/1 nghĩa là cứ sản xuất 100kg nguyên liệu cá thu đ−ợc 22 - 25 kg với độ ẩm 11%. Khi để ngoài không khí độ ẩm của bột cá tăng lên từ 1 - 1,5%. Vì vậy cần đóng bao ngay sau khi nghiền.
Trong quá trình sản xuất thử nghiệm, có sử dụng chất chống ôxy hoá BHT với hàm l−ợng tối thiểu cho phép trộn vào trong công đoạn đánh tơi bã ly tâm và tr−ớc khi đóng bao.
Bảng 3.5 Kết quả bảo quản bột cá trong sản xuất
Điều kiện XL Không dùng chát
chống oxi hóa
Dùng chất chống ôxi hóa
Mẫu Trong khi chế biến Tr−ớc khi đóng bao
Lô 8/2005 Sau 1 tháng Ch−a có hiện t−ợng hôi dầu Ch−a có hiện t−ợng hôi dầu Ch−a có hiện t−ợng hôi dầu Sau 3 tháng Ch−a có hiện t−ợng hôi dầu Ch−a có hiện t−ợng hôi dầu Ch−a có hiện t−ợng hôi dầu Sau 6 tháng Có hiện t−ợng hôi dầu Ch−a có hiện t−ợng hôi dầu Ch−a có hiện t−ợng hôi dầu
Lô 10/2005 Sau 1 tháng Ch−a có hiện t−ợng hôi dầu Ch−a có hiện t−ợng hôi dầu Ch−a có hiện t−ợng hôi dầu
Sau 3 tháng Có hiện t−ợng hôi dầu
Ch−a có hiện t−ợng hôi dầu
Ch−a có hiện t−ợng hôi dầu
Sau 6 tháng Có hiện t−ợng hôi dầu
Ch−a có hiện t−ợng hôi dầu
Ch−a có hiện t−ợng hôi dầu
Đánh giá chất l−ợng bột cá sau bảo quản khi dùng hay không dùng chất chống ôyhóa (chủ yếu đánh giá theo sự thay mầu và mùi vị). Việc đánh giá này chủ yếu là bằng cảm quan. Kết quả thể hiện trong bảng 3.5.
Kết quả bảng 3.5 cho thấy mức độ ôxy hóa của bột cá nếu để trong 3 tháng vẫn ở d−ới mức cho phép, nh−ng nếu trên 3 tháng trong tr−ờng hợp không sử dụng chất chống oxyhóa cao hơn so với tr−ờng hợp có sử dụng. Vì vậy, trong công nghệ sản xuất bột cá nếu sử dụng trong vòng 3 tháng thì không cần sử dụng chất chống ôxy hóa. Nếu cần bảo quản trong thời gian dài (6 tháng trở lên) thì nên sử dụng chất chống oxy hóa và cho vào tr−ớc khi đóng bao.
Sản phẩm bột cá thu đ−ợc với nguyên liệu đầu vào hàm l−ợng dầu trên 4% cho thấy đạt và v−ợt mức chỉ tiêu đối với bột cá chăn nuôi gia súc loại 1 (TCVN 1644- 2001), cụ thể: hàm l−ợng prôtêin >60%, lipit ≈ 8 %, khoáng >20%, muối <1,2%, ẩm <10%.
3.3.2.5 Công nghệ thu hồi n−ớc ép
Đối với n−ớc cá sau khi ép đ−ợc chuyển qua máy lọc, máy ly tâm tách bã; l−ợng bã thu hồi qua lọc và ly tâm tăng tỷ lệ thu hồi bột lên 2,5 – 3%. Nó đ−ợc chuyển đến máy sấy, còn n−ớc trong qua bơm chuyển đến hệ thống đun nóng lắng gạn, ly tâm tách dầu và cô đặc.
Tách thu hồi dầu cá
Để sản xuất dầu cá: n−ớc cá sau khi lọc, ly tâm, thu hồi phần lớn chất khô đ−ợc bơm đến thùng lắng để gạn dầu. Tr−ớc tiên nó đ−ợc bơm vào thùng thứ nhất, ở đây n−ớc và đạm chìm xuống phía d−ới thùng còn dầu thì nổi lên phía trên. Khi đạt đến mức ngang với ống nối với thùng thứ hai dầu sẽ tràn sang, n−ớc và đạm đ−ợc rút qua ống d−ới thùng. Để quá trình lắng gạn đ−ợc tốt n−ớc ép đ−ợc đun nóng bằng hơi qua áo hơi của thùng lắng.
Trong thùng gạn thứ hai cũng tiến hành t−ơng tự thùng thứ nhất. Sau khi loại bỏ phần lớn n−ớc dầu còn lẫn một phần n−ớc đ−ợc xả hơi n−ớc vào làm nóng dầu lên 85 – 900
Dầu sau khi tách khỏi n−ớc đ−ợc bơm hút vào một thùng chứa lớn trộn thêm chất chống ôxy hóa dầu, từ thùng này có thể rót vào các can thùng 20. 40, 100 lít gọi là dầu cá, có thể dùng để sản xuất dầu, mỡ công nghiệp hoặc dùng để bổ xung vào thức ăn tôm, cá.
Cô đặc n−ớc cá
Trong n−ớc cá đã tách dầu ngoài đạm ra có rất nhiều vitamin khoáng và vi l−ợng. Vì vậy n−ớc cá sau khi tách dầu đ−ợc bơm đến thiết bị cô đặc dạng Cacladian để cô đặc đến khi l−ợng chất khô tăng lên 40– 45% sau đó trộn vào bánh cá để sấy làm tăng độ đạm cho sản phẩm bột cá.
Bảng 3.6 Thành phần hoá học n−ớc cá tr−ớc và sau khi cô đặc
Thành phần %
N−ớc cá sau ép N−ớc cá sau khi cô đặc
Nguyên liệu N−ớc Chất khô Đạm Dầu Muối N−ớc Chất khô Đạm Dầu Muối Cá tạp nguyên con đầu vụ 93 7 - - - 60 40 - - - Cá tạp nguyên con cuối vụ 87 8 - 5 - 57 43 - - - 3.3.2.6 Công nghệ làm sạch khí thải
Trong quá trình hấp và sấy, khí thải ra bao gồm các loại khí gồm nhiều thành phần phần lớn là hơi n−ớc kèm theo một số chất hữu cơ khác không gây độc hại nhiều nh−ng gây khó chịu cho con ng−ời. Với cá dùng để chế biến thức ăn chăn nuôi th−ờng bị −ơn thối khi sấy khí thải có kèm theo NH3, SO2,… với hàm l−ợng không lớn lắm (< 3,5%).
Nhiệt độ khí thải khi ra khỏi máy sấy vào khoảng 70 – 750
C, ở nhiệt độ này l−ợng n−ớc trong không khí với độ ẩm 80% là: 0,20973kg/m3
, l−ợng không khí cần thiết để hút ẩm trong buồng sấy 800 – 1000 m3
/h.
Khí thải của dây chuyền chế biến bột cá chủ yếu là khí nóng ẩm, để làm sạch hầu hết các dây chuyền đều sử dụng ph−ơng pháp hỗn hợp việc làm ng−ng tụ và rửa khí bằng chất lỏng. Trong thiết bị này ngoài quá trình trao đổi nhiệt còn xảy ra quá trình trao đổi chất giữa khí nóng và lạnh.
Yêu cầu thiết bị khử mùi làm sạch khí hoạt động liên tục kết cấu gọn nhẹ hiệu quả làm việc cao, ngoài việc làm nguội để ng−ng tụ hơi ẩm còn có mục đích khác nh− khử bụi, trung hoà các chất khí NH3, SO2. Các khí hoà tan tốt trong n−ớc: NH3, HF, HCl…. Do vậy khi cần làm sạch các khí trên ta có thể chọn dịch thể là n−ớc hoặc cũng có thể sử dụng các dịch thể khác. Nếu chỉ cần loại trừ tạp chất khí hoá học trong khí thì khuynh h−ớng chọn chất hấp thụ có tác dụng hoá học với các cấu tử bị hấp thụ. Ví dụ nh− SO2 chọn chất hấp thụ là dung dịch Ca(OH)2….
Trong quá trình sản xuất thử nghiệm chúng tôi thử dùng n−ớc làm dịch thể và thấy rằng n−ớc có khả năng hấp thụ tốt, khí thải ra hầu nh− đ−ợc hấp thụ hoàn toàn, không gây ô nhiễm môi tr−ờng. Kết quả đánh giá chất l−ợng làm việc của thiết bị bằng cách thăm dò ý kiến của các hộ gia đình khu 15 thị trấn Thịnh Long, nơi xây dựng nhà máy, hộ gần nhất cách nhà máy 300m cho thấy 100% ý kiến đại diện cho các hộ cho rằng nhà máy hoạt động không gây ô nhiễm cho dân. Vì vậy chúng tôi chỉ cần dùng n−ớc làm dịch thể bơm lên tháp hấp thụ mà không cần dùng hóa chất do