Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu
Đề tài "Thiết kế công nghệ và nhà máy chế biến cá tra fillet đông lạnh công suất 20 tấn (thành phẩm)/ngày" được thực hiện trong bối cảnh ngành thủy sản Việt Nam sở hữu lợi thế đường bờ biển dài, mạng lưới sông ngòi và ao hồ dày đặc, tạo tiền đề thuận lợi cho nuôi trồng và khai thác thủy hải sản. Khu vực Đồng bằng sông Cửu Long, đặc biệt là miền Tây Nam Bộ, có truyền thống nuôi cá tra (Pangasius hypophthalmus) và cá basa lâu đời, hình thành các vùng tập trung nguyên liệu quy mô lớn cung cấp cho các cơ sở công nghiệp chế biến. Tuy nhiên, thực tiễn sản xuất đặt ra bài toán kỹ thuật trọng tâm: làm thế nào để bảo quản, tồn trữ nguồn nguyên liệu tươi sống trong thời gian dài phục vụ chế biến liên tục và xây dựng một quy trình công nghệ chế biến đông lạnh phù hợp nhằm giữ vững chất lượng thương phẩm xuất khẩu. Việc thiết kế, xây dựng các nhà máy chế biến thủy sản hiện đại là giải pháp thực tiễn để giải quyết yêu cầu này.
Mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu của đồ án tốt nghiệp bao gồm:
- Thiết lập luận chứng kinh tế - kỹ thuật nhằm xác định địa điểm xây dựng nhà máy, phân tích các điều kiện tự nhiên, tài nguyên, nguồn nguyên liệu, nguồn nhân lực và hạ tầng kỹ thuật (điện, cấp thoát nước, giao thông thủy, bộ, hàng không) tại thành phố Cần Thơ.
- Thiết kế hoàn chỉnh quy trình công nghệ chế biến sản phẩm cá tra fillet đông lạnh xuất khẩu bằng phương pháp cấp đông rời nhanh (IQF), xây dựng các thông số kỹ thuật chi tiết cho từng công đoạn từ khâu tiếp nhận nguyên liệu đến bảo quản thành phẩm.
- Thực hiện tính toán thiết kế kỹ thuật, bao gồm lập kế hoạch tiếp nhận nguyên liệu và biểu đồ sản xuất theo ca trong năm, tính toán cân bằng vật chất (tiêu hao nguyên vật liệu qua từng công đoạn để đạt công suất 20 tấn thành phẩm/ngày), và lựa chọn các thiết bị công nghệ chuyên dụng trong dây chuyền.
Đối tượng nghiên cứu của đồ án là dây chuyền công nghệ chế biến cá tra (Pangasius hypophthalmus) thành sản phẩm cá tra fillet đông lạnh IQF và mặt bằng kỹ thuật nhà máy chế biến. Phạm vi không gian nghiên cứu được xác định tại Khu công nghiệp Trà Nóc II, thuộc phường Phước Thới, quận Ô Môn, thành phố Cần Thơ. Phạm vi thời gian nghiên cứu và quy hoạch sản xuất được thiết lập cho chu kỳ 12 tháng làm việc trong năm (hoạt động 11 tháng, nghỉ bảo dưỡng vào tháng 2), dựa trên số liệu thủy văn, khí hậu và niên giám thống kê thành phố Cần Thơ năm 2013, kết hợp dữ liệu quy hoạch hạ tầng phát triển đến năm 2016 và định hướng 2020 - 2030.
Cơ sở lý thuyết và phương pháp
Khung lý thuyết của đồ án dựa trên các nguyên lý kỹ thuật chế biến thủy sản đông lạnh, đặc tính sinh học và thành phần hóa học của cá tra. Tác giả vận dụng các tiêu chuẩn chất lượng và an toàn thực phẩm trong chế biến thủy sản:
- Phân loại học và đặc tính sinh học của cá tra: tên khoa học Pangasius hypophthalmus (Sauvage, 1878), tên thương mại tiếng Anh Shutchi catfish.
- Chỉ tiêu kiểm soát an toàn vệ sinh thực phẩm và dư lượng kháng sinh theo quy định của cơ quan quản lý nhà nước: kiểm soát ngưng sử dụng kháng sinh 28 ngày trước thu hoạch; danh mục hóa chất, kháng sinh cấm tuyệt đối (Chloramphenicol, Nitrofuran, Malachite green/Leucomalachite green) và kháng sinh hạn chế (Enrofloxacin/Ciprofloxacin dưới ngưỡng 100 ppb đối với thị trường thông thường, cấm đối với thị trường Hoa Kỳ và Bắc Mỹ).
- Nguyên lý kỹ thuật lạnh đông thực phẩm: công nghệ cấp đông cá thể siêu tốc (IQF - Individually Quick Frozen), hiện tượng biến tính protein, oxy hóa chất béo và cơ chế bay hơi ẩm bề mặt trong bảo quản đông.
Phương pháp nghiên cứu thực tế được tác giả triển khai bao gồm:
- Phương pháp phân tích - tổng hợp tài liệu kinh tế - kỹ thuật: thu thập, xử lý số liệu thống kê về điều kiện tự nhiên, hạ tầng kỹ thuật đô thị, logistics vận tải thủy - bộ - hàng không tại thành phố Cần Thơ.
- Phương pháp tính toán cân bằng vật chất: sử dụng công thức tính tiêu hao nguyên vật liệu qua từng công đoạn dựa trên tỷ lệ hao hụt thực nghiệm để xác định tổng lượng nguyên liệu thô cần nhập cho định mức 20 tấn thành phẩm/ngày: $$T = \frac{S \times 100}{100 - X}$$ Trong đó $S$ là lượng bán thành phẩm của công đoạn tiếp theo, $X$ là phần trăm hao phí (hoặc phần trăm tăng khối lượng do ngâm phụ gia/mạ băng) của công đoạn đang tính, và $T$ là lượng nguyên liệu đi vào công đoạn.
- Phương pháp tính toán và chọn thiết bị công nghệ: xác định năng suất làm việc theo giờ ($kg/h$), công suất tiêu thụ điện ($kW$), đặc tính vật liệu chế tạo (chủ yếu là Inox SUS 304) phù hợp tiêu chuẩn vệ sinh công nghiệp thực phẩm.
Nguồn dữ liệu của đồ án trích xuất từ Niên giám thống kê thành phố Cần Thơ năm 2013, các báo cáo quy hoạch phát triển hệ thống điện lực Ô Môn, các quy chuẩn luồng tàu sông Hậu - cửa Định An, số liệu khí tượng thủy văn trạm Cần Thơ và các khảo nghiệm thực tế tại phân xưởng chế biến cá tra.
Nội dung chính theo từng chương
Chương 1: Lập luận chứng kinh tế - kỹ thuật
Chương 1 trình bày luận cứ lựa chọn địa điểm và các điều kiện đảm bảo khả năng vận hành của nhà máy tại Khu công nghiệp Trà Nóc II, phường Phước Thới, quận Ô Môn, thành phố Cần Thơ (diện tích khu công nghiệp 165 ha, nằm liền kề KCN Trà Nóc I, cách sân bay Cần Thơ 2 km và cách cảng Cần Thơ 3 km).
Tác giả phân tích các yếu tố tự nhiên và kinh tế - xã hội hỗ trợ:
- Điều kiện tự nhiên và khí hậu: Cần Thơ có nhiệt độ trung bình năm $27^\circ\text{C}$, lượng mưa 1.500 - 1.800 mm/năm, độ ẩm 83%, phân hóa thành mùa mưa (tháng 5 đến tháng 11) và mùa khô (tháng 12 đến tháng 4 năm sau). Hệ thống thủy văn gồm sông Hậu (đoạn qua thành phố dài 65 km), sông Cái (20 km), sông Cần Thơ (16 km), tạo nguồn nước ngọt dồi dào và mạng lưới giao thông thủy thuận lợi cho nuôi thả, thu gom cá nguyên liệu.
- Cơ sở hạ tầng: Cấp nước từ 12 trạm và nhà máy cấp nước với tổng công suất thiết kế 161.000 $\text{m}^3/\text{ngày}$; cấp điện từ lưới điện quốc gia 220 kV (tuyến Cai Lậy - Trà Nóc, Cai Lậy - Rạch Giá), Nhà máy Nhiệt điện Trà Nóc (188 MW), tổ máy 1 Nhiệt điện Ô Môn 1 (330 MW, vận hành từ tháng 10/2008) và Trung tâm Điện lực Ô Môn (tổng công suất dự kiến 3.660 MW vào cuối năm 2016).
- Logistics giao thông: 6 tuyến quốc lộ (QL 1A, QL 91, QL 80, QL 91B, Nam Sông Hậu, Cần Thơ - Vị Thanh); hệ thống đường thủy nội địa cấp I (kênh Xà No, kênh Cái Sắn), cấp II và cấp IV; luồng tàu sông Hậu qua cửa Định An cho tàu 10.000 DWT cập cảng Hoàng Diệu và Cảng Cái Cui; Cảng Hàng không quốc tế Cần Thơ cấp 4E đón được tàu bay Boeing 747-400.
- Nguồn nhân lực: Đào tạo dồi dào từ Trường Đại học Cần Thơ, 4 trường đại học khác, 5 trường cao đẳng và 11 trường trung cấp chuyên nghiệp (theo Niên giám thống kê Cần Thơ 2013).
- Đặc tính nguyên liệu: Cá tra phân bố rộng khắp lưu vực hạ lưu sông Mê Kông, nuôi thâm canh trong ao đạt năng suất 200 - 300 tấn/ha/năm, trong bè đạt 200 - 300 $\text{kg}/\text{m}^3$ bè/năm. Chu kỳ sinh sản từ tháng 2 đến tháng 10, thu hoạch quanh năm, kích cỡ thương phẩm 30 - 40 cm.
Thành phần dinh dưỡng trên 100 g thịt cá tra ăn được được tổng hợp như sau:
| Thành phần dinh dưỡng | Giá trị trên 100 g sản phẩm |
|---|---|
| Năng lượng tổng số | 124,52 cal |
| Năng lượng từ chất béo | 30,84 cal |
| Tổng lượng chất béo | 3,42 g |
| Chất béo bão hòa | 1,64 g |
| Cholesterol | 25,2 mg |
| Natri | 70,6 mg |
| Protein | 23,42 mg |
Chỉ tiêu kiểm soát dư lượng kháng sinh tiếp nhận được cụ thể hóa theo bảng:
| Tên chỉ tiêu kháng sinh | Mức chấp nhận |
|---|---|
| Chloramphenicol | Cấm |
| Nitrofuran | Cấm |
| Malachite green / Leucomalachite green | Cấm |
| Enrofloxacin / Ciprofloxacin | $< 100\text{ ppb}$ (Thị trường Mỹ và Bắc Mỹ: Cấm) |
Chương 2: Thiết kế công nghệ
Chương 2 mô tả chi tiết quy trình công nghệ 16 công đoạn chế biến cá tra fillet đông lạnh IQF, từ chuẩn bị, thao tác, yêu cầu kỹ thuật cho đến kiểm soát chất lượng:
- Tiếp nhận nguyên liệu: Vận chuyển cá sống bằng thuyền/ghe thông thủy có lỗ đục bọc lưới; cá đưa vào nhà máy phải còn sống, mang đỏ tươi, mắt lồi, nhớt trong suốt, miệng khép chặt, thịt đàn hồi, không cấn dập; kèm giấy cam kết nguồn gốc và phiếu kiểm tra kháng sinh.
- Cắt tiết - Rửa 1: Đâm dao nghiêng vào mang, ngâm trong hồ nước đá có nồng độ muối 1%, chlorine 30 ppm, nhiệt độ $\le 10^\circ\text{C}$ trong 3 phút để cá chảy hết tiết, làm sạch nhớt sơ bộ, sau đó vớt sang hồ rửa 2.
- Fillet: Công nhân thao tác đối diện nhau; đặt cá nghiêng góc $45^\circ$, rạch dao dọc xương sống từ đầu đến đuôi rồi lạng ngược lại để tách miếng fillet; thao tác dứt khoát, không tạo hai vết cắt; ngâm bán thành phẩm vào nước lạnh pha muối 0,5% và chlorine 15 ppm.
- Rửa 2: Rửa trong 2 hồ thể tích 500 lít có cánh khuấy đảo cơ học trong 2 phút bằng nước lạnh pha chlorine 15 ppm để làm sạch máu, mỡ bề mặt.
- Lạng da: Đặt ngửa miếng fillet (phần da nằm dưới), dùng dao tách da từ chót đuôi, ngón tay kéo căng da về phía tay nghịch, lưỡi dao tì nghiêng trượt về phía tay thuận.
- Chỉnh hình: Đặt úp miếng fillet, nghiêng dao góc $30^\circ$ lạng sạch phần cơ thịt đỏ và mỡ lưng/bụng, cạo đường gân máu dọc xương sống; đắp đá cho mỡ đông cứng rồi gọt tỉa; rửa lại bằng nước sạch pha chlorine 10 ppm, nhiệt độ $\le 10^\circ\text{C}$.
- Phân cỡ: Phân loại miếng fillet theo 4 nhóm kích cỡ: 60 - 120 g/miếng (61 - 119 g), 120 - 170 g/miếng (121 - 169 g), 170 - 225 g/miếng (171 - 224 g) và cỡ lớn từ 225 g trở lên (225 up).
- Soi ký sinh trùng: Rải miếng fillet lên bàn soi mặt nhựa trắng kích thước 2,5 m có bố trí 4 bóng đèn huỳnh quang 1,2 m chiếu sáng từ bên dưới hòm rỗng; phát hiện vết bầm, đốm đen hoặc ấu trùng ký sinh để cắt lọc xử lý lại.
- Quay cá (ngâm phụ gia): Pha bồn 200 lít gồm 4 kg hóa chất Carnal, muối ăn 1%, phụ gia Empimine, chlorine 20 ppm và đá vảy giữ nhiệt độ $\le 5^\circ\text{C}$. Cân từng mẻ 20 kg cá vào thau cùng 20 lít dung dịch, quay đảo cơ học giúp miếng cá bóng mượt, giữ nước, giảm oxy hóa lipid theo thời gian quy định cho từng cỡ.
Thời gian quay thuốc cho từng cỡ cá được quy định:
| Cỡ cá fillet (g/miếng) | Thời gian quay thuốc (phút) |
|---|---|
| 60 – 120 | 10 |
| 120 – 170 | 12 |
| 170 – 225 | 14 |
| 225 up | 15 |
- Phân màu: Phân loại fillet thành 3 nhóm màu sắc: Màu 1 - 2 (màu trắng), Màu 3 - 4 - 5 (màu hồng), Màu 6 - 7 - 8 (màu vàng).
- Cân: Cân định lượng theo quy cách cấp đông và màu sắc trên cân điện tử:
- Cỡ 60 - 120 g (Màu 1, 2, 3, 4, 5): khối lượng cân 8.880 - 8.890 g.
- Cỡ 120 - 170 g: Màu 1 - 4 cân 5.180 - 5.200 g; Màu 5 - 8 cân 830 - 840 g.
- Cỡ 170 - 225 g: Màu 1 - 3 cân 5.180 - 5.200 g; Màu 4 - 8 cân 830 - 840 g.
- Cỡ 225 up (Màu 3, 4, 5): khối lượng cân 830 - 840 g.
- Chờ đông: Xếp các khay bán thành phẩm lên xe goòng đẩy vào kho chờ đông ở nhiệt độ 1 - $4^\circ\text{C}$; xếp cách vách 10 cm, cách trần 20 cm, tránh luồng gió thổi trực tiếp.
- Cấp đông IQF: Chạy buồng đông đến nhiệt độ -18 đến $-20^\circ\text{C}$; nạp fillet trải đều trên băng chuyền cấp đông siêu tốc; đảm bảo nhiệt độ tâm sản phẩm đạt -18 đến $-20^\circ\text{C}$, không bị hiện tượng cháy lạnh.
- Mạ băng: Nhúng tức thời miếng fillet sau cấp đông vào bồn nước lạnh để hình thành màng đá mỏng đồng đều bọc ngoài, tăng khối lượng 10%, ngăn ngừa oxy hóa chất béo và thăng hoa ẩm.
- Bao gói: Đóng gói sản phẩm vào túi PE, hàn kín miệng túi, xếp vào thùng carton và nẹp chắc chắn bằng 2 đai ngang, 2 đai dọc tại phòng bao gói có nhiệt độ $\le 15^\circ\text{C}$.
- Bảo quản sản phẩm: Lưu trữ trong kho lạnh nhiệt độ phòng duy trì từ -20 đến $-22^\circ\text{C}$ (nhiệt độ sản phẩm -18 đến $-20^\circ\text{C}$); đặt trên pallet nhựa dày 15 cm, cách tường 20 cm, cách trần 50 cm, cách dàn lạnh 100 cm; tuân thủ nguyên tắc thông gió, gom hàng và xuất nhập trước - xuất trước (FIFO).
Chương 3: Thiết kế kỹ thuật
Chương 3 tập trung vào các tính toán kỹ thuật nền tảng của nhà máy:
- Lập sơ đồ nhập nguyên liệu và lịch trình sản xuất: Nhà máy sản xuất liên tục 11 tháng/năm, bố trí nghỉ sản xuất và bảo dưỡng dây chuyền vào tháng 2. Chế độ làm việc gồm 3 ca/ngày. Số ngày làm việc trong các tháng dao động từ 24 đến 27 ngày (tháng 4: 24 ngày; tháng 1, 5, 9: 25 ngày; tháng 6, 7, 10, 11: 26 ngày; tháng 3, 8, 12: 27 ngày). Ngoài cá tra, dây chuyền có khả năng kết hợp chế biến cá basa nhằm linh hoạt nguyên liệu và gia tăng hiệu quả kinh tế.
- Tính toán cân bằng vật chất: Với mục tiêu đạt công suất 20.000 kg thành phẩm/ngày (20 tấn/ngày), bảng tiêu hao nguyên vật liệu qua từng công đoạn được xác lập chi tiết:
| Công đoạn công nghệ | Tỷ lệ hao phí (%) | Lượng cá hao hụt (kg) | Lượng cá đi vào công đoạn (kg) |
|---|---|---|---|
| Tiếp nhận nguyên liệu | 0 | 0 | 40.056,00 |
| Cắt tiết – Rửa 1 | 2,5 | 1.001,40 | 39.054,62 |
| Fillet | 50,0 | 19.527,31 | 19.527,31 |
| Rửa 2 | 1,0 | 195,27 | 19.332,04 |
| Lạng da | 10,0 | 1.933,20 | 17.398,84 |
| Chỉnh hình | 5,0 | 869,91 | 16.528,93 |
| Phân cỡ | 0 | 0 | 16.528,93 |
| Soi ký sinh trùng | 0 | 0 | 16.528,93 |
| Quay cá (tăng trọng) | +10,0 | +1.652,89 | 18.181,82 |
| Phân màu | 0 | 0 | 18.181,82 |
| Cân | 0 | 0 | 18.181,82 |
| Chờ đông | 0 | 0 | 18.181,82 |
| Cấp đông IQF | 0 | 0 | 18.181,82 |
| Mạ băng (tăng trọng) | +10,0 | +1.818,18 | 18.181,82 |
| Bao gói (thành phẩm) | 0 | 0 | 20.000,00 |
- Lựa chọn thiết bị công nghệ chính:
- Máy sản xuất đá vảy: Cơ cấu cối đá tang trống cố định, dao gạt đá quay, có hệ thống bơm tuần hoàn nước thừa; cung cấp đá vảy cho các công đoạn cắt tiết, ngâm rửa, chỉnh hình và quay thuốc.
- Thiết bị ngâm rửa cắt tiết: Bồn inox gồm 3 ngăn độc lập, cho phép kiểm soát tách bạch cá mới cắt tiết và cá đã ngâm đủ thời gian; năng suất 5.000 - 7.000 kg/h; điện áp 3 pha 220/380 V, 50 Hz; công suất động cơ 12 kW; vật liệu chế tạo Inox SUS 304.
- Băng tải fillet cá: Năng suất 1.500 - 2.500 kg/h, phục vụ 16 công nhân đứng thao tác hai bên; tích hợp băng chuyền giữa cấp nguyên liệu, băng chuyền trên tải miếng fillet và máng vít xoắn phía dưới thu gom phụ phẩm đầu xương; vật liệu Inox SUS 304; nguồn điện 3 pha 220/380 V, 50 Hz.
- Máy lạng da cá: Năng suất 800 - 1.000 kg/h; vật liệu chế tạo Inox SUS 304.
- Bàn chế biến (chỉnh hình, soi ký sinh trùng, cân): Bàn thao tác bằng thép không gỉ Inox, kích thước kỹ thuật rộng 1.100 mm, dài 4.000 mm, cao 800 mm (W1100 * L4000 * H800 mm).
Kết quả và đóng góp
Về kết quả kỹ thuật, đồ án đã hoàn thành hệ thống tính toán và thiết kế công nghệ cho nhà máy chế biến thủy sản:
- Xác lập lượng nguyên liệu thô đầu vào chính xác là 40.056 kg cá sống/ngày để tạo ra 20.000 kg cá tra fillet đông lạnh thành phẩm/ngày (đạt tỷ lệ thu hồi thành phẩm tương đương 49,93% so với nguyên liệu cá sống sau khi đã tính bù trừ hao hụt cơ học và hai công đoạn tăng trọng phụ gia 10% cùng mạ băng 10%).
- Lập bảng thông số chế độ công nghệ cho toàn bộ 16 công đoạn: xác định nồng độ chất khử trùng chlorine cho từng bước (cắt tiết 30 ppm, fillet 15 ppm, rửa lần hai 15 ppm, ngâm chỉnh hình 10 ppm, quay thuốc 20 ppm); thiết lập định mức thời gian quay phụ gia Carnal từ 10 đến 15 phút theo 4 cỡ fillet; xác định chế độ nhiệt độ cấp đông IQF (-18 đến $-20^\circ\text{C}$) và nhiệt độ duy trì kho lạnh (-20 đến $-22^\circ\text{C}$).
- Lựa chọn danh mục thiết bị đồng bộ bằng thép không gỉ Inox SUS 304 có công suất tương thích với biểu đồ phụ tải dây chuyền, giảm bớt nhân công thủ công ở các khâu nặng nhọc như cắt tiết (thiết bị 5 - 7 tấn/h) và lạng da (máy 800 - 1.000 kg/h).
Về giải pháp và kiến nghị đề xuất:
- Tác giả yêu cầu nhà máy phải thiết kế và xây dựng trạm xử lý nước thải nội bộ đạt chuẩn môi trường trước khi xả ra lưu vực sông Hậu nhằm ngăn ngừa ô nhiễm hữu cơ từ dịch máu, nhớt cá và chất tẩy rửa.
- Đề xuất vận hành kết hợp chế biến cả hai đối tượng cá tra và cá basa trên cùng một dây chuyền công nghệ do sự tương đồng về đặc tính cơ lý và quy trình kỹ thuật, giúp tối ưu hóa công suất máy móc trong các thời điểm biến động nguồn nguyên liệu.
- Kiến nghị quy hoạch sắp xếp kho thành phẩm theo ba nguyên tắc nghiêm ngặt: thông gió (giữ luồng khí đối lưu), gom hàng (hạn chế diện tích bề mặt mất nước thăng hoa) và vào trước ra trước (FIFO) nhằm bảo toàn chất lượng sản phẩm xuất khẩu.
Về mặt đóng góp: Đồ án hệ thống hóa đầy đủ cơ sở tính toán cân bằng vật chất kết hợp lựa chọn thiết bị cho nhà máy fillet cá tra quy mô công nghiệp 20 tấn/ngày tại Cần Thơ, liên kết số liệu thực tế về kiểm soát chỉ tiêu kháng sinh khắt khe cho thị trường xuất khẩu (Mỹ, Bắc Mỹ) vào quy trình kỹ thuật phân xưởng.
Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp
Hạn chế của đồ án:
- Bản thuyết minh đồ án chưa trình bày chi tiết phần tính toán nhiệt lạnh phân xưởng (tính tải nhiệt buồng cấp đông, công suất máy nén, tháp giải nhiệt) và bản vẽ mặt bằng bố trí tổng thể phân xưởng (layout) cũng như thiết kế kiến trúc xây dựng nhà máy.
- Các chỉ số thiết kế kinh tế - xã hội dựa trên chuỗi số liệu thống kê năm 2013 và quy hoạch dự án nguồn điện đến năm 2016, cần được cập nhật theo hiện trạng kinh tế - kỹ thuật mới hơn.
- Quy trình chế biến phụ phẩm (da, mỡ cá, đầu xương cá chiếm hơn 50% khối lượng nguyên liệu hao hụt) chưa được thiết kế thành một dây chuyền công nghệ sản xuất bột cá, dầu cá hay collagen đi kèm.
Hướng phát triển tiếp theo:
- Hoàn thiện tính toán chi tiết hệ thống lạnh công nghiệp, kho trữ đông thương nghiệp và mạng lưới xử lý nước thải công nghiệp đạt quy chuẩn kỹ thuật quốc gia.
- Nghiên cứu thiết kế tích hợp dây chuyền tận thu phụ phẩm (sản xuất dầu cá và bột cá thức ăn chăn nuôi từ mỡ, đầu và xương cá) nhằm nâng cao giá trị gia tăng tổng thể cho nhà máy.
Giá trị tham khảo
Đồ án tốt nghiệp là tài liệu tham khảo hữu ích cho:
- Sinh viên chuyên ngành Công nghệ thực phẩm, Chế biến thủy sản, Kỹ thuật nhiệt - lạnh trong quá trình thực hiện đồ án môn học, đồ án tốt nghiệp thiết kế nhà máy chế biến thủy hải sản.
- Kỹ sư công nghệ, cán bộ kỹ thuật (KCS, QA/QC) tại các nhà máy chế biến fillet cá đông lạnh: tham khảo số liệu cân bằng vật chất, định mức tiêu hao từng công đoạn, chế độ ngâm phụ gia, phân cỡ, phân màu và nồng độ hóa chất chlorine kiểm soát vi sinh.
- Các đơn vị tư vấn thiết kế công nghệ chế biến thủy sản: sử dụng làm cơ sở xác định năng suất dây chuyền, thông số kỹ thuật thiết bị ngâm rửa, fillet, lạng da và chế độ làm việc theo ca kíp.
Câu hỏi thường gặp
1. Để sản xuất được 20 tấn fillet thành phẩm/ngày, nhà máy cần tiếp nhận bao nhiêu kg cá tra tươi sống?
Theo tính toán cân bằng vật chất tại Chương 3 của đồ án, nhà máy cần tiếp nhận chính xác 40.056 kg cá tra tươi sống mỗi ngày. Khâu có tỷ lệ hao hụt lớn nhất là công đoạn fillet tách xương và đầu cá, làm mất 50% khối lượng (tương đương giảm 19.527,31 kg bán thành phẩm).
2. Công đoạn quay cá có tác dụng gì và thời gian thực hiện đối với từng cỡ fillet ra sao?
Công đoạn quay cá sử dụng dung dịch gồm 4 kg Carnal, muối 1%, phụ gia Empimine và chlorine 20 ppm trong 200 lít nước ở nhiệt độ $\le 5^\circ\text{C}$ nhằm giúp miếng fillet bóng mượt, tăng trọng (tăng 10% khối lượng), giữ nước và hạn chế oxy hóa chất béo. Thời gian quay đảo được quy định cụ thể: cỡ 60 - 120 g quay 10 phút; cỡ 120 - 170 g quay 12 phút; cỡ 170 - 225 g quay 14 phút; cỡ 225 g trở lên (225 up) quay 15 phút.
3. Tiêu chuẩn dư lượng kháng sinh khi tiếp nhận cá tra nguyên liệu được quy định như thế nào?
Nguyên liệu cá tra trước khi thu hoạch 28 ngày tuyệt đối không được sử dụng các kháng sinh thuộc danh mục hạn chế. Khi nhập xưởng, phiếu kết quả kiểm nghiệm phải đạt các chỉ tiêu: cấm tuyệt đối Chloramphenicol, Nitrofuran, Malachite green/Leucomalachite green; riêng nhóm Enrofloxacin/Ciprofloxacin phải đạt mức dưới 100 ppb (riêng đối với thị trường xuất khẩu Mỹ và Bắc Mỹ, mức chấp nhận là hoàn toàn không có dư lượng).
4. Thiết bị ngâm rửa cắt tiết trong đồ án có những thông số kỹ thuật chính nào?
Thiết bị ngâm rửa cắt tiết có kết cấu bồn chia làm 3 ngăn riêng biệt giúp phân tách cá mới cắt tiết và cá đã ngâm đủ thời gian để ra hết máu. Thiết bị đạt năng suất làm việc từ 5.000 đến 7.000 kg/h, sử dụng nguồn điện 3 pha 220/380 V, tần số 50 Hz, điện năng tiêu thụ 12 kW và được chế tạo toàn bộ bằng Inox SUS 304.
5. Sản phẩm fillet đông lạnh được phân chia theo những nhóm màu sắc nào trước khi đóng gói?
Tại công đoạn phân màu, công nhân phân loại miếng fillet thành 3 nhóm màu sắc: Màu 1 và Màu 2 là nhóm thịt màu trắng; Màu 3, Màu 4 và Màu 5 là nhóm thịt màu hồng; Màu 6, Màu 7 và Màu 8 là nhóm thịt màu vàng. Các miếng cá cùng nhóm màu được gom vào cùng một rổ có thẻ ghi nhận diện để đem đi cân và cấp đông.
Kết luận
Đồ án tốt nghiệp "Thiết kế công nghệ và nhà máy chế biến cá tra fillet đông lạnh công suất 20 tấn (thành phẩm)/ngày" đã giải quyết trọn vẹn nhiệm vụ thiết kế kỹ thuật phân xưởng chế biến thủy sản tại Khu công nghiệp Trà Nóc II, Cần Thơ. Tác giả đã xây dựng quy trình công nghệ 16 bước chi tiết, kiểm soát nghiêm ngặt từ khâu vận chuyển thông thủy, kiểm tra cảm quan - kháng sinh cho tới các chế độ cấp đông IQF và bảo quản lạnh. Số liệu tính toán cân bằng vật chất với định mức 40.056 kg nguyên liệu sống cho 20.000 kg thành phẩm cùng hệ thống thiết bị Inox SUS 304 được lựa chọn đồng bộ mang lại giá trị thực tiễn cao cho công tác đào tạo và sản xuất công nghiệp thủy sản.