Tính toán lựa chọn quy trình công nghệ nhà máy sản xuất surimi với năng suất 50 tấn nguyên liệu

Quy trình sản xuất surimi là một trong những lĩnh vực quan trọng trong ngành công nghiệp thực phẩm. 80 trang · Trường Đại Học Công Nghệ Đông Á · 2023.

• Tác giả: Quàng Văn Đạt
• Người hướng dẫn: TS. Nguyễn Thị Thanh Ngọc
• Trường học: Trường Đại Học Công Nghệ Đông Á
• Chuyên ngành: Công Nghệ Thực Phẩm
• Đề tài: Tính Toán, Lựa Chọn Quy Trình Công Nghệ Nhà Máy Sản Xuất Surimi Với Năng Suất 50 Tấn Nguyên Liệu
• Loại tài liệu: đồ án tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2023
• Địa điểm: Bắc Ninh

Mục lục chi tiết

• LỜI MỞ ĐẦU
• 1. CHƯƠNG 1: CƠ SỞ THỰC HIỆN ĐỀ TÀI
• 1.1. Tình hình sản xuất và tiêu thụ sản phẩm surimi
• 1.2. Tình hình sản xuất và tiêu thụ trên thế giới
• 1.3. Tình hình sản xuất và tiêu thụ ở Việt Nam
• 1.4. Lựa chọn địa điểm xây dựng
• 1.5. Vị trí địa lý
• 1.6. Giao thông vận tải
• 1.7. Nguồn tiêu thụ
• 1.8. Nguồn nguyên liệu
• 1.9. Nguồn nhân lực
• 1.10. Nguồn nhiên liệu và năng lượng
• 1.11. Lựa chọn sản phẩm, năng suất và quy trình công nghệ
• 2. CHƯƠNG 2: CHỌN VÀ THUYẾT MINH DÂY TRUYỀN CÔNG NGHỆ
• 2.1. Tổng quan về sản phẩm
• 2.2. Tổng quan về nguyên liệu
• 2.3. Nguyên liệu chính
• 2.4. Nguyên liệu phụ
• 2.5. Chọn và thuyết minh dây truyền công nghệ
• 2.6. Lựa chọn dây truyền công nghệ sản xuất surimi
• 2.7. Thuyết minh dây truyền công nghệ sản xuất surimi
• 3. CHƯƠNG 3: LẬP KẾ HOẠCH SẢN XUẤT VÀ TÍNH CÂN BẰNG SẢN PHẨM
• 3.1. Lập kế hoạch sản xuất
• 3.2. Tính cân bằng vật chất cho sản phẩm surimi
• 3.3. Các số liệu ban đầu
• 3.4. Tính cân bằng vật chất cho nguyên liệu chính
• 3.5. Tính cân bằng vật chất cho nguyên liệu phụ
• 3.6. Nước và thành phần nước rửa
• 3.7. Bao bì trực tiếp. Bao bì gián tiếp
• 4. CHƯƠNG 4: TÍNH VÀ CHỌN LỰA THIẾT BỊ
• 4.1. Dây truyền chế biến surimi
• 4.2. Thiết bị phân loại
• 4.3. Băng tải xử lý sơ bộ
• 4.4. Thiết bị nghiền ép
• 4.5. Thiết bị công đoạn rửa
• 4.6. Thiết bị tinh chế
• 4.7. Thiết bị ly tâm tách nước
• 4.8. Thiết bị phối trộn
• 4.9. Thiết bị định hình
• 4.10. Thiết bị lạnh đông
• 4.11. Thiết bị đóng gói
• 4.12. Thiết bị dò kim loại
• 4.13. Kho lạnh bảo quản
• 4.14. Kho bảo quản nguyên liệu
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng quan về quy trình sản xuất surimi năng suất 50 tấn ngày

Quy trình sản xuất surimi là một trong những lĩnh vực quan trọng trong ngành công nghiệp thực phẩm. Với năng suất 50 tấn nguyên liệu mỗi ngày, quy trình này không chỉ đáp ứng nhu cầu tiêu thụ trong nước mà còn hướng tới xuất khẩu. Việc lựa chọn công nghệ phù hợp là rất cần thiết để đảm bảo chất lượng sản phẩm và hiệu quả kinh tế.

1.1. Đặc điểm của sản phẩm surimi và nguyên liệu

Surimi là sản phẩm chế biến từ thịt cá xay nhuyễn, thường được sản xuất từ các loại cá có giá trị dinh dưỡng cao. Nguyên liệu chính cho sản xuất surimi là cá mối, một loại cá có trữ lượng lớn và giá trị kinh tế thấp, nhưng lại rất phù hợp cho quy trình chế biến này.

1.2. Tình hình sản xuất surimi trên thế giới

Theo thống kê, sản lượng surimi toàn cầu đã đạt khoảng 680.803 tấn, với nhiều quốc gia như Nhật Bản, Mỹ và Trung Quốc là những thị trường tiêu thụ chính. Việt Nam cũng đang dần khẳng định vị thế của mình trong ngành sản xuất surimi.

II. Vấn đề và thách thức trong sản xuất surimi

Mặc dù có nhiều tiềm năng, ngành sản xuất surimi tại Việt Nam vẫn đối mặt với nhiều thách thức. Các vấn đề như chất lượng nguyên liệu, chi phí sản xuất và cạnh tranh từ các sản phẩm nhập khẩu cần được giải quyết để nâng cao giá trị sản phẩm.

2.1. Chất lượng nguyên liệu và ảnh hưởng đến sản phẩm

Chất lượng nguyên liệu là yếu tố quyết định đến chất lượng của surimi. Việc lựa chọn nguyên liệu tươi ngon, đảm bảo tiêu chuẩn vệ sinh an toàn thực phẩm là rất quan trọng để sản phẩm đạt yêu cầu.

2.2. Chi phí sản xuất và cạnh tranh thị trường

Chi phí sản xuất surimi có thể cao do yêu cầu về công nghệ và thiết bị hiện đại. Cạnh tranh từ các sản phẩm nhập khẩu cũng là một thách thức lớn, đòi hỏi các nhà sản xuất trong nước phải cải tiến quy trình và nâng cao chất lượng sản phẩm.

III. Phương pháp lựa chọn quy trình công nghệ sản xuất surimi

Lựa chọn quy trình công nghệ phù hợp là yếu tố then chốt để đảm bảo năng suất và chất lượng sản phẩm. Các phương pháp hiện đại như công nghệ chế biến lạnh và công nghệ enzyme đang được áp dụng để tối ưu hóa quy trình sản xuất.

3.1. Công nghệ chế biến lạnh trong sản xuất surimi

Công nghệ chế biến lạnh giúp bảo quản chất lượng nguyên liệu tốt hơn, đồng thời giảm thiểu sự phát triển của vi khuẩn. Điều này rất quan trọng trong việc sản xuất surimi có chất lượng cao.

3.2. Ứng dụng công nghệ enzyme trong quy trình sản xuất

Công nghệ enzyme có thể cải thiện độ gel và độ dai của surimi, từ đó nâng cao giá trị dinh dưỡng và cảm quan của sản phẩm. Việc áp dụng công nghệ này cần được nghiên cứu kỹ lưỡng để đạt hiệu quả tối ưu.

IV. Kế hoạch sản xuất và tính cân bằng sản phẩm surimi

Lập kế hoạch sản xuất là bước quan trọng để đảm bảo quy trình sản xuất diễn ra suôn sẻ. Tính toán cân bằng vật chất giúp xác định lượng nguyên liệu cần thiết và tối ưu hóa quy trình sản xuất.

4.1. Lập kế hoạch sản xuất cho nhà máy

Kế hoạch sản xuất cần được xây dựng dựa trên nhu cầu thị trường và khả năng cung ứng nguyên liệu. Việc này giúp đảm bảo sản phẩm được sản xuất đúng thời gian và số lượng.

4.2. Tính cân bằng vật chất trong quy trình sản xuất

Tính cân bằng vật chất giúp xác định lượng nguyên liệu cần thiết cho từng công đoạn trong quy trình sản xuất. Điều này không chỉ giúp tiết kiệm chi phí mà còn nâng cao hiệu quả sản xuất.

V. Kết quả nghiên cứu và ứng dụng thực tiễn trong sản xuất surimi

Kết quả nghiên cứu cho thấy việc áp dụng quy trình công nghệ hiện đại có thể nâng cao năng suất và chất lượng sản phẩm surimi. Các ứng dụng thực tiễn từ nghiên cứu này sẽ giúp các nhà sản xuất tối ưu hóa quy trình và tăng cường khả năng cạnh tranh.

5.1. Đánh giá hiệu quả sản xuất surimi

Đánh giá hiệu quả sản xuất là cần thiết để xác định những điểm mạnh và điểm yếu trong quy trình. Việc này giúp các nhà sản xuất có thể điều chỉnh kịp thời để nâng cao chất lượng sản phẩm.

5.2. Ứng dụng kết quả nghiên cứu vào thực tiễn

Kết quả nghiên cứu có thể được áp dụng vào thực tiễn sản xuất để cải thiện quy trình và nâng cao chất lượng sản phẩm. Điều này không chỉ giúp tăng trưởng doanh thu mà còn nâng cao giá trị thương hiệu.

VI. Kết luận và định hướng tương lai cho sản xuất surimi

Sản xuất surimi tại Việt Nam có nhiều tiềm năng phát triển. Để đạt được điều này, cần có những chiến lược rõ ràng và hiệu quả trong việc lựa chọn công nghệ và quản lý sản xuất.

6.1. Tương lai của ngành sản xuất surimi

Ngành sản xuất surimi có thể phát triển mạnh mẽ nếu được đầu tư đúng mức. Việc nâng cao chất lượng sản phẩm và mở rộng thị trường xuất khẩu là những mục tiêu quan trọng.

6.2. Chiến lược phát triển bền vững cho sản xuất surimi

Chiến lược phát triển bền vững cần được xây dựng dựa trên việc bảo vệ môi trường và phát triển nguồn nguyên liệu bền vững. Điều này sẽ giúp ngành sản xuất surimi phát triển lâu dài và ổn định.

Nội dung chính

Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Theo thống kê của Tổng cục Hải quan Việt Nam, ngành chế biến và xuất khẩu chả cá, surimi đạt mức tăng trưởng mạnh trong 5 tháng đầu năm 2021 với kim ngạch xuất khẩu đạt 160 triệu USD (tăng 37% so với cùng kỳ năm 2020) và hiện diện tại 39 thị trường quốc tế. Trong đó, 8 thị trường lớn nhất chiếm 88% tổng giá trị xuất khẩu gồm Hàn Quốc, Thái Lan, Trung Quốc, Nhật Bản, Nga, Malaysia, Belarus và Đài Loan. Đồng thời, nguồn nguyên liệu cá mối tại vùng biển Việt Nam là loại cá tạp có giá trị kinh tế thấp nhưng trữ lượng khai thác dồi dào, ước tính đạt khoảng 80.000 tấn riêng tại Vịnh Bắc Bộ và chiếm khoảng 7,8% sản lượng khai thác thăm dò. Cá mối có đặc tính cơ thịt màu trắng, mùi thơm nhẹ, tỷ lệ thịt phi lê cao (53,1%) và khả năng tạo gel protein rất tốt, là đối tượng nguyên liệu phù hợp để sản xuất surimi chất lượng cao phục vụ tiêu dùng nội địa và xuất khẩu.

Đề tài đồ án tốt nghiệp tập trung giải quyết 4 nhiệm vụ nghiên cứu và tính toán kỹ thuật chính:

1. Nghiên cứu cơ sở thực hiện đề tài: phân tích tình hình sản xuất, tiêu thụ surimi tại Việt Nam và trên thế giới; khảo sát vùng nguyên liệu, nguồn nhân lực, hạ tầng kỹ thuật để lựa chọn địa điểm xây dựng nhà máy.
2. Lựa chọn và thuyết minh quy trình công nghệ: phân tích, so sánh các phương án sơ đồ công nghệ, lựa chọn quy trình tối ưu và xác lập các thông số kỹ thuật cho từng công đoạn chế biến.
3. Lập kế hoạch sản xuất và tính toán cân bằng vật chất: xây dựng lịch trình vận hành trong năm và tính toán cân bằng sản phẩm, nguyên liệu chính, phụ gia và bao bì qua 14 công đoạn sản xuất.
4. Tính toán và lựa chọn thiết bị: xác định danh mục, số lượng, kích thước và năng suất thiết bị phù hợp với dây chuyền sản xuất.

Đối tượng nghiên cứu của đồ án là quy trình công nghệ chế biến surimi bán thành phẩm từ nguồn nguyên liệu cá mối (Saurida tumbil). Phạm vi thiết kế kỹ thuật bao gồm một nhà máy sản xuất surimi có năng suất 50 tấn nguyên liệu/ngày, đặt tại Khu công nghiệp Hải Yên, phường Hải Yên, thành phố Móng Cái, tỉnh Quảng Ninh. Kế hoạch vận hành và cân bằng kỹ thuật được tính toán dựa trên chu kỳ sản xuất điển hình của năm 2024.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp tính toán

Đồ án được xây dựng dựa trên cơ sở lý thuyết về công nghệ chế biến surimi, cơ chế tạo gel của hệ protein sợi cơ (myofibrillar protein gồm actin, myosin, actomyosin), cũng như động học quá trình biến tính protein đông lạnh theo giáo trình "Khoa học – Công nghệ Surimi và các sản phẩm mô phỏng" (TS. Trần Thị Luyến, 2010). Đồ án áp dụng các tiêu chuẩn chất lượng và quy chuẩn kỹ thuật hiện hành của Việt Nam và quốc tế:

• TCVN 8682:2011 về Surimi đông lạnh (quy định chỉ tiêu cảm quan, hóa lý và vi sinh).
• TCVN 6465:2008 đối với phụ gia Sorbitol (E420i).
• TCVN 7968:2008 đối với đường tinh luyện.
• TCVN 12099:2017 đối với phụ gia Gelatin.
• QCVN 4-14:2010/BYT đối với phụ gia muối Natri tripolyphosphate (STPP).
• QCVN 4-18:2011/BYT đối với chế phẩm tinh bột.
• Tiêu chuẩn an toàn kim loại của Cơ quan Quản lý Thực phẩm và Dược phẩm Hoa Kỳ (FDA) và tiêu chuẩn US.

Phương pháp nghiên cứu được triển khai bao gồm:

• Phương pháp phân tích - tổng hợp tài liệu chuyên ngành về hóa sinh thủy sản, công nghệ surimi và báo cáo thống kê thị trường thủy sản quốc tế.
• Phương pháp so sánh và đánh giá công nghệ: phân tích ưu nhược điểm giữa hai phương án sơ đồ dây chuyền để chọn giải pháp kỹ thuật tối ưu.
• Phương pháp tính toán cân bằng vật chất hóa học và thực phẩm: áp dụng công thức xác định khối lượng sau công đoạn $M_{ir} = M_{iv} \times (100 - T_i) / 100$ và tổn thất $H_i = M_{iv} - M_{ir}$ cho từng bước trong dây chuyền.
• Phương pháp tính toán và chọn thiết bị chế biến theo năng suất dòng nguyên liệu theo từng giờ ($M_{1h} = 3,125\text{ tấn/giờ}$) và từng ca làm việc ($M_{ca} = 25\text{ tấn/ca}$).

Nguồn dữ liệu sử dụng gồm số liệu thống kê của Hải quan Việt Nam, VASEP, Bộ Tài chính Nhật Bản, Hải quan Trung Quốc, các tài liệu quy hoạch địa lý - khí tượng thủy văn thành phố Móng Cái và số liệu khảo sát thực nghiệm thành phần cá mối.

Nội dung chính theo từng chương

Chương I: Cơ sở thực hiện đề tài

Chương I tập trung khảo sát tổng quan thị trường tiêu thụ surimi toàn cầu, tình hình xuất khẩu của Việt Nam và lựa chọn địa điểm xây dựng nhà máy. Về địa điểm, tác giả chọn Khu công nghiệp Hải Yên (diện tích 192,76 ha), phường Hải Yên, thành phố Móng Cái, tỉnh Quảng Ninh với các lợi thế hạ tầng:

• Giao thông: Phía Bắc giáp Quốc lộ 18 cũ, phía Nam giáp Quốc lộ 18 mới (cao tốc Hạ Long - Móng Cái); cách cảng Vạn Gia 20 km, cảng Dân Tiến 18 km, cảng Cái Lân 180 km; cách Cửa khẩu Quốc tế Bắc Luân 6 km.
• Vùng nguyên liệu: Thuộc ngư trường Quảng Ninh - Hải Phòng (trữ lượng hải sản ước tính 750.000 tấn/năm, tỷ lệ cá mối vạch đạt 7,8% sản lượng khai thác thăm dò).
• Cung cấp năng lượng và cấp thoát nước: Trạm biến áp 110/22 KV (công suất 2 x 16 MVA); nước cấp từ hồ Tràng Vinh qua trạm xử lý công suất 6.500 $\text{m}^3\text{/ngày}$; hệ thống xử lý nước thải chung bằng phương pháp vi sinh.
• Hướng gió chủ đạo là hướng Nam (chiếm ưu thế 6,5 tháng/năm), định hướng bố trí các công trình phát sinh nhiệt, khói và khu xử lý cục bộ cuối hướng gió.

Tác giả tiến hành so sánh hai phương án quy trình công nghệ sản xuất:

Tiêu chí so sánh	Quy trình 1 (Rửa $\rightarrow$ Tinh chế $\rightarrow$ Ly tâm tách nước)	Quy trình 2 (Rửa $\rightarrow$ Ly tâm tách nước $\rightarrow$ Tinh chế)
Tổn thất chất khô	Ít	Nhiều
Độ ẩm khối cá	Đồng đều	Không đồng đều
Thời gian vận hành	Chậm hơn	Nhanh hơn
Chất lượng sản phẩm	Tốt hơn, cấu trúc gel ổn định	Kém hơn, dễ bị bở hoặc nhão
Hiệu quả nguyên liệu	Tiêu tốn ít nguyên liệu hơn	Tiêu tốn nhiều nguyên liệu hơn

Quy trình 1 được lựa chọn do đảm bảo phân bố ẩm đồng nhất trong khối thịt cá trước khi ly tâm, hạn chế thất thoát protein dính bám vào thành thiết bị tinh chế, giúp cấu trúc gel surimi đạt độ bền và đàn hồi tối ưu.

Chương II: Chọn và thuyết minh dây truyền công nghệ

Chương II hệ thống hóa các chỉ tiêu chất lượng của surimi theo TCVN 8682:2011, đặc tính sinh học của cá mối thường (Saurida tumbil) và thuyết minh chi tiết 14 công đoạn chế biến.

Thành phần khối lượng cá mối	Tỷ lệ (%)	Thành phần hóa học cá mối	Tỷ lệ (%)
Thịt phi lê	53,1	Nước	76,89
Đầu cá	19,1	Protide	19,53
Xương	10,7	Lipid	1,03
Vây, vảy	5,76	Tro	1,34
Nội tạng	9,70

Chỉ tiêu thành phẩm surimi hạng đặc biệt quy định: độ ẩm $\le 76%$, pH từ 6,5 đến 7,2, độ dẻo đạt loại AA, độ bền đông kết $\ge 350\text{ g}\cdot\text{cm}$; vi sinh vật hiếu khí $\le 100.000\text{ CFU/g}$, Coliforms $\le 100\text{ CFU/g}$, không cho phép sự hiện diện của E. coli, Salmonella và Vibrio cholerae.

Tác giả xác định công thức phối trộn phụ gia trên khối lượng thịt cá sau ly tâm:

• Tinh bột: 4% (tăng độ bền đông kết cực đại lên 750 $\text{g/cm}^2$; nếu vượt quá 4% độ bền giảm còn 700 $\text{g/cm}^2$).
• Gelatin: 0,3% (tăng độ bền đông kết lên 700 $\text{g/cm}^2$; vượt quá 0,3% gel bị giòn và sẫm màu).
• Sorbitol: 6% (chất chống biến tính protein khi bảo quản đông lạnh).
• Natri tripolyphosphate (STPP): 0,3% (tăng khả năng giữ nước, giãn nở protein sợi cơ).
• Đường: 0,06% và Muối NaCl: 0,02%.

Quy trình công nghệ gồm 14 bước liên hoàn:

1. Tiếp nhận nguyên liệu: Nhiệt độ cá $\le 4^\circ\text{C}$, chế biến trong 20 - 100 giờ sau đánh bắt.
2. Phân loại và xử lý sơ bộ: Duy trì nhiệt độ $0 - 5^\circ\text{C}$, cắt đầu, mổ nội tạng, cạo sạch màng đen, loại bỏ xương và vảy.
3. Xay nghiền: Trống nghiền có đường kính lỗ 3 - 4 mm, nhiệt độ thịt cá $\le 10^\circ\text{C}$.
4. Rửa: Rửa 2 lần theo tỷ lệ nước : thịt cá là 3:1 (hoặc 4:1) ở nhiệt độ $\le 5^\circ\text{C}$. Lần 1 dùng dung dịch NaCl 0,5% trong 10 phút để tách protein chất cơ tương (sarcroplasmic protein), chất béo, máu; lần 2 dùng nước sạch trong 5 phút. Để ráo 2 - 3 phút qua 4 lớp vải màn.
5. Tinh chế: Vận hành ở nhiệt độ $\le 10^\circ\text{C}$ để loại bỏ tơ cơ sẫm (giàu myoglobin và histidin), vảy vụn và xương nhỏ.
6. Ly tâm tách nước: Giảm độ ẩm từ 90 - 92% xuống còn 80 - 82%.
7. Phối trộn: Trộn đều phụ gia ở nhiệt độ $< 10^\circ\text{C}$ (có lớp vỏ áo làm lạnh/đá vảy).
8. Ép định hình: Thời gian 20 phút, áp lực $0,2\text{ kg/cm}^2$, tạo khối block kích thước 343 x 250 x 90 mm.
9. Tách khuôn.
10. Dò kim loại: Máy dò cảm ứng từ loại bỏ tạp chất kim loại $> 2\text{ mm}$.
11. Bao gói PE: Đóng gói hút chân không bao bì PE dày 3 - 7 mm, khối lượng 10 kg/bao.
12. Cấp đông: Phương pháp B-IQF (Block Individual Quick Freezing) phun nitơ lỏng trong 21 phút, nhiệt độ tâm đạt $-18 \pm 2^\circ\text{C}$.
13. Đóng thùng: 2 bao PE/thùng carton (khối lượng 20 kg/thùng).
14. Bảo quản: Kho lạnh duy trì nhiệt độ $-18^\circ\text{C}$ đến $-20^\circ\text{C}$.

Chương III: Lập kế hoạch sản xuất và tính cân bằng sản phẩm

Nhà máy vận hành 304 ngày/năm (608 ca làm việc, 2 ca/ngày, 8 giờ/ca). Năng suất thiết kế 50 tấn cá/ngày tương đương $M_{ca} = 25\text{ tấn/ca}$ và dòng nhập liệu $M_{1v} = 3,125\text{ tấn/giờ}$.

STT	Công đoạn sản xuất	Tỷ lệ hao hụt (%)	Khối lượng vào (tấn/giờ)	Khối lượng ra (tấn/giờ)	Lượng hao hụt (tấn/giờ)
1	Tiếp nhận nguyên liệu	1,0	3,125	3,09	0,03
2	Phân loại, xử lý sơ bộ	42,9	3,09	1,77	1,32
3	Nghiền ép	2,0	1,77	1,73	0,04
4	Rửa lần 1	3,0	1,73	1,68	0,05
5	Rửa lần 2	1,0	1,68	1,66	0,02
6	Tinh chế	6,0	1,66	1,56	0,10
7	Ly tâm tách nước	10,0	1,56	1,41	0,15
8	Phối trộn (Thịt cá)	1,0	1,41	1,40	0,01
-	Bổ sung phụ gia	-	-	0,15	-
9	Ép định hình (Tổng khối)	1,0	1,55	1,54	0,01
10	Tách khuôn	1,0	1,54	1,53	0,01
11	Dò kim loại	1,0	1,53	1,52	0,01
12	Bao gói PE	1,0	1,52	1,51	0,01
13	Cấp đông	1,0	1,51	1,50	0,01
14	Đóng thùng	1,0	1,50	1,49	0,01

Lượng phụ gia sử dụng trong 1 giờ phối trộn là 0,15 tấn, gồm: Sorbitol 0,084 tấn (6%); Tinh bột 0,056 tấn (4%); Polyphosphate 0,004 tấn (0,3%); Gelatin 0,004 tấn (0,3%); Đường 0,0008 tấn (0,06%); Muối 0,0003 tấn (0,02%). Tỷ lệ hao hụt của từng loại phụ gia là 1%.

Sau 14 công đoạn, sản lượng surimi bán thành phẩm đóng thùng đạt 1,49 tấn/giờ (trong đó nguyên liệu cá chiếm 1,34 tấn/giờ), tương đương 23,84 tấn thành phẩm/ngày và khoảng 7.247 tấn thành phẩm/năm.

Chương IV: Tính và lựa chọn thiết bị

Chương IV xác định danh mục thiết bị chính cho dây chuyền sản xuất:

• Thiết bị phân loại nguyên liệu: Máy phân loại Modori 309DC.
• Băng tải xử lý sơ bộ: Băng tải chuyên dụng mổ nội tạng và fillet cá.
• Thiết bị nghiền ép: Máy nghiền SY-400 (lỗ lưới 3 - 4 mm).
• Thiết bị công đoạn rửa: Bồn rửa cánh khuấy có kiểm soát nhiệt độ.
• Thiết bị tinh chế trục vít - lưới lọc.
• Thiết bị ly tâm tách nước liên tục.
• Thiết bị phối trộn có lớp vỏ áo làm lạnh.
• Thiết bị ép định hình khối chữ nhật.
• Thiết bị lạnh đông: Hệ thống B-IQF (Block Individual Quick Freezing) sử dụng nitơ lỏng.
• Thiết bị bao gói chân không và máy đóng đai thùng carton.
• Thiết bị dò kim loại cảm ứng từ.
• Hệ thống kho bảo quản nguyên liệu tươi và kho lạnh bảo quản thành phẩm (nhiệt độ $-18^\circ\text{C}$ đến $-20^\circ\text{C}$).

Kết quả và đóng góp

Đồ án đạt được các kết quả cụ thể:

1. Xác lập hoàn chỉnh bộ thông số kỹ thuật cho dây chuyền sản xuất surimi cá mối công suất 50 tấn nguyên liệu/ngày, làm rõ cơ chế công nghệ của 14 công đoạn từ tiếp nhận đến bảo quản đông lạnh.
2. Xác định công thức phụ gia tối ưu dựa trên tương quan thực nghiệm: tinh bột 4% kết hợp gelatin 0,3% cho độ bền gel đạt đỉnh 750 $\text{g/cm}^2$, kết hợp $6%$ sorbitol và $0,3%$ STPP để duy trì độ đàn hồi và chống thoái hóa protein do tinh thể đá.
3. Hoàn thành hệ thống bảng tính cân bằng vật chất chi tiết cho từng giờ, từng ca và cả năm; lượng thành phẩm thu hồi đạt 1,49 tấn/giờ (hiệu suất thu hồi đạt 47,68% tính trên tổng khối lượng xuất xưởng có phụ gia).
4. Thiết lập cấu hình thiết bị đồng bộ, lựa chọn thiết bị đông lạnh hiện đại B-IQF giúp rút ngắn thời gian cấp đông khối block 10 kg xuống 21 phút, giảm thiểu hiện tượng phá vỡ cấu trúc gel do tinh thể đá lớn.

Đóng góp chính của đồ án là đưa ra phương án kỹ thuật khả thi nhằm nâng cao giá trị thương phẩm cho loài cá mối - nguồn cá tạp sản lượng cao nhưng giá trị kinh tế thấp tại vùng biển Vịnh Bắc Bộ.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Hạn chế của đồ án:

• Phạm vi nghiên cứu mới dừng lại ở mức độ tính toán thiết kế công nghệ và cân bằng vật chất lý thuyết, chưa bao gồm mô hình phân tích tài chính đầu tư (tổng vốn, chi phí vận hành, điểm hòa vốn, thời gian thu hồi vốn).
• Chưa thiết kế chi tiết bản vẽ mặt bằng nhà xưởng (tổng mặt bằng, phân xưởng sản xuất chính, hệ thống phụ trợ) và hệ thống xử lý nước thải cục bộ trước khi xả ra trạm xử lý nước thải chung của khu công nghiệp.

Hướng mở rộng do tác giả đề xuất:

• Nghiên cứu chiến lược tiếp thị, mở rộng mạng lưới phân phối sản phẩm surimi bán thành phẩm và các dòng sản phẩm mô phỏng (thanh cua, giả tôm, chả cá viên) vào hệ thống cửa hàng tiện lợi, chuỗi bách hóa trên toàn quốc.
• Chuẩn hóa chất lượng sản phẩm theo các tiêu chuẩn quốc tế nghiêm ngặt nhằm mở rộng thị trường xuất khẩu sang Mỹ, Nhật Bản, Hàn Quốc, Trung Quốc và Đài Loan.

Giá trị tham khảo

Đồ án là tài liệu tham khảo cho:

• Giảng viên và sinh viên ngành Công nghệ Thực phẩm, Công nghệ Chế biến Thủy sản khi thực hiện đồ án môn học Thiết kế nhà máy thực phẩm hoặc đồ án tốt nghiệp chuyên ngành chế biến thủy sản.
• Kỹ sư công nghệ và cán bộ nghiên cứu phát triển (R&D) tại các doanh nghiệp chế biến thủy sản cần dữ liệu về định mức hao hụt, công thức phối trộn phụ gia (sorbitol, tinh bột, gelatin, STPP) và thông số rửa - ly tâm - cấp đông surimi cá mối.
• Doanh nghiệp lập báo cáo tiền khả thi cho dự án xây dựng nhà máy chế biến surimi tại khu vực duyên hải miền Bắc.

Câu hỏi thường gặp

1. Vì sao đề tài lựa chọn cá mối (Saurida tumbil) làm nguyên liệu chính cho nhà máy?
Cá mối là loài cá tạp chiếm tỷ trọng lớn trong sản lượng đánh bắt ở Vịnh Bắc Bộ (khoảng 7,8% sản lượng thăm dò, trữ lượng ước tính 80.000 tấn), có quanh năm và giá thành thấp. Về mặt công nghệ, thịt cá mối có màu trắng, hàm lượng lipid thấp (1,03%), tỷ lệ cơ thịt phi lê cao (53,1%) và protein có khả năng tạo gel dai tốt.

2. Vì sao quy trình công nghệ 1 (tinh chế trước khi ly tâm) được lựa chọn thay vì quy trình 2?
Nếu ly tâm tách nước trước rồi mới tinh chế (Quy trình 2), khối thịt cá đã bị ép chặt sẽ khó phân tách tơ cơ sẫm và xương sót, làm thịt cá dính bám nhiều vào thiết bị gây hao hụt chất khô. Hơn nữa, việc đảo trộn sau khi đã rút nước sẽ làm độ ẩm của khối cá không đồng đều, dẫn đến cấu trúc gel thành phẩm chỗ bị tơi xốp, chỗ bị nhão. Quy trình 1 khắc phục được toàn bộ các nhược điểm này.

3. Tỷ lệ bổ sung tinh bột và gelatin ảnh hưởng như thế nào đến độ bền đông kết của gel surimi?
Mẫu surimi không phối trộn có độ bền đông kết là 400 $\text{g/cm}^2$. Khi bổ sung tinh bột đến mức 4%, độ bền đông kết đạt cực đại 750 $\text{g/cm}^2$ (vượt quá 4% độ bền giảm xuống 700 $\text{g/cm}^2$). Khi bổ sung gelatin từ 0,2% đến 0,3%, độ bền gel tăng lên 700 $\text{g/cm}^2$ (vượt quá 0,3% độ bền giảm và sản phẩm bị giòn, biến màu khi gia nhiệt).

4. Khối lượng thành phẩm thu được từ 50 tấn nguyên liệu cá mỗi ngày là bao nhiêu?
Với 50 tấn nguyên liệu/ngày (tương ứng 3,125 tấn/giờ), sau quá trình sơ chế loại bỏ đầu, nội tạng (hao hụt 42,9%), nghiền, rửa, tinh chế, ly tâm tách nước và bổ sung 0,15 tấn phụ gia/giờ, lượng surimi bán thành phẩm đóng thùng đạt 1,49 tấn/giờ, tương đương 23,84 tấn thành phẩm/ngày.

5. Các thông số nhiệt độ nghiêm ngặt cần kiểm soát trong dây chuyền sản xuất là gì?
Nhiệt độ tiếp nhận cá $\le 4^\circ\text{C}$; phân loại sơ bộ, nghiền ép và tinh chế duy trì $\le 10^\circ\text{C}$; nước rửa $\le 5^\circ\text{C}$; phối trộn $< 10^\circ\text{C}$; nhiệt độ tâm sản phẩm sau cấp đông B-IQF đạt $-18 \pm 2^\circ\text{C}$ và bảo quản tại kho đông $-18^\circ\text{C}$ đến $-20^\circ\text{C}$ nhằm ngăn ngừa sự biến tính bất lợi của actomyosin.

Kết luận

Đồ án tốt nghiệp của sinh viên Quàng Văn Đạt đã giải quyết đầy đủ các yêu cầu kỹ thuật trong việc tính toán và thiết kế dây chuyền công nghệ sản xuất surimi từ cá mối năng suất 50 tấn nguyên liệu/ngày tại Khu công nghiệp Hải Yên, Móng Cái, Quảng Ninh. Tác giả đã xác lập được quy trình tối ưu, xác định chính xác tỷ lệ phối trộn phụ gia nhằm nâng cao độ bền gel, đồng thời hoàn thành hệ thống tính toán cân bằng vật chất và lựa chọn thiết bị công nghệ phù hợp. Công trình cung cấp giải pháp kỹ thuật có tính ứng dụng cao đối với việc khai thác, nâng cao giá trị kinh tế cho nguồn lợi cá tạp tại vùng biển phía Bắc Việt Nam.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG I: CƠ SỞ THỰC HIỆN ĐỀ TÀI 1. Tình hình sản xuất và tiêu thụ sản phẩm surimi 1. Tình hình sản xuất và tiêu thụ trên thế giới Theo báo Hiệp hội Chế biến và Xuất khẩu Thủy sản Việt Nam đưa ra, có khoảng 680.803 tấn surimi làm từ 18 loại cá - bao gồm cá minh thái đánh bắt ở bang Alaska của Mỹ, cá chép, cá ngừ mắt to, cá ngừ, cá thu atka và cá mòi - đã được sản xuất trên toàn thế giới tính đến cuối quý 3 năm 2021 [11]. Trong số đó, cá minh thái Alaska là loại cá được sử dụng nhiều thứ hai để làm surimi, với 187.769 tấn được sản xuất vào năm 2021 cho đến nay.

Con số này cao hơn khoảng 18,5% so với 158.494 tấn surimi làm từ cá minh thái Alaska được sản xuất vào năm 2020. Riêng surimi nhiệt đới, thường được chế biến ở Trung Quốc có sản lượng năm 2021 đạt 399.728 tấn, nhiều hơn 8,9% so với 366. Cá chép là loài sản xuất surimi tiếp theo, với 29.016 tấn, chiếm 4,3% thị trường. Cá minh thái Japan và cá minh thái Thái Bình Dương, đứng ở vị trí tiếp theo lần lượt là 27.247 tấn, tương ứng 4,0% và 3,7% thị trường.

Các quốc gia tuyên bố nhập khẩu surimi cá minh thái Alaska đạt tổng cộng 101.256 tấn tính đến quý 3 năm 2021, tăng 13% so với mức nhập khẩu 99.654 tấn cùng kỳ năm 2020 nhưng vẫn thấp hơn 3 quý đầu năm 2019 (111. Trong số 11 quốc gia nhập khẩu surimi cá minh thái Alaska, Nhật Bản dẫn đầu bảng với 60.880 tấn tính đến quý 3, tăng 7,7% so với 56.560 tấn của năm 2020, giảm mạnh so với mức 74. Tiếp theo là Hàn Quốc, với 15.649 - tăng 1,2% so với 15. Pháp đứng thứ ba, với 10.234 tấn, giảm 10,35% nhập khẩu so với năm 2020 (11,412 tấn).

Pháp nhập khẩu 9. Tại Nhật Bản: khối lượng xuất khẩu các sản phẩm surimi trong 3 tháng đầu năm 2022 đạt 3.048 tấn, tăng 16% so với cùng kỳ năm 2021 – Theo thống kê thương mại của Bộ tài chính Nhật Bản. Khối lượng xuất khẩu surimi lũy kế trong 3 tháng đầu năm 2022 tăng 1,8 lần và giá trị tăng 2,2 lần so với cùng kỳ 10 năm trước. Giá xuất khẩu trung bình vẫn duy trì ở mức cao 900 JPY/kg (6,94 USD).

Theo số liệu xuất khẩu lũy kế từ SVTH: QUÀNG VĂN ĐẠT 1 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM tháng 1 đến tháng 3 năm 2022, thị trường tiêu thụ surimi hàng đầu của Nhật Bản là Mỹ với 1052 tấn, tăng 16% so với cùng kỳ năm 2023, tương ứng trị giá 1,033 tỷ JPY (97,96 triệu USD), tăng 18%. Lượng surimi sang Mỹ chiếm tỷ trọng 34,5% tổng khối lượng xuất khẩu mặt hàng này. Trung Quốc là thị trường lớn thứ 3 cũng đạt mức 491 tấn, tăng 37% và 419,2 triệu JPY (3,23 triệu USD), tăng 36%. Đứng thứ 4 là Đài Loan, với khối lượng nhập khẩu surimi Nhật Bản 298 tấn, tăng 14% và 235,27 triệu JPY (1,81 triệu USD), tăng 9%.

Tuy nhiên, xuất khẩu sang Hồng Kông chỉ 561 tấn, giảm 11% và 489,17 triệu JPY (3,77 triệu USD), giảm 8%. Khối lượng xuất khẩu sang Australia tăng 30% lên 80 tấn, và trị giá tăng 35%, đạt 85,04 triệu JPY (0,65 triệu USD). Khối lượng xuất khẩu snag Ả Rập Saudi tăng 58% lên 47 tấn và trị giá tăng 66% đạt 49,57 triệu JPY (0,38 triệu USD). Thị trường Trung Đông cũng là mộ thị trường surimi hấp dẫn và đầy tiềm năng của Nhật Bản.

Xuất khẩu sang Kuwait tăng 2,7 lần lên 20 tấn, trị giá 21,71 triệu JPY (0,16 triệu USD) và xuất khẩu sang UAE tăng 4% lên 45 tấn, tương ứng trị giá 48,64 triệu JPY (0,37 triệu USD). Tại Mỹ: Đến ngày 21/8/2021, sản lượng surimi của Mỹ đã tăng lên 152.087 tấn, tăng so với 124.031 tấn cùng kỳ năm 2020. Trong quý 2/2021, sản lượng tăng lên 32.804 tấn, gấp đôi so với 14.912 tấn trong quý 2/2020. Nhật Bản vẫn là thị trường tiêu thụ hàng đầu cho surimi do Mỹ sản xuất.

Thông tin lịch sử gần đây nhất cho thấy Nhật Bản chiếm khoảng 37% sản lượng surimi của Alaska, trong khi Hàn Quốc đứng sau với khoảng 33%. Do tác động của đại dịch COVID-19 căng thẳng từ quý 2/2020, xuất khẩu sang Nhật Bản đã giảm xuống còn 38.821 tấn, so với 49.369 tấn năm 2019, kể từ đó đã phục hồi nhẹ lên 39.791 tấn vào quý 2/2021. Tại Trung Quốc: 9 tháng đầu năm 2022, Trung Quốc nhập khẩu 18.209 tấn chả cá, surimi từ Việt Nam, giảm 7% so với cùng kỳ. Giá trung bình nhập khẩu chả cá surimi từ Việt Nam đạt 2,43 USD/kg, tăng so với 2,17 USD/kg cùng kỳ năm ngoái.

Cũng theo thống kê của Hải quan Trung Quốc, tính đến hết quý III/2022, Trung Quốc xuất khẩu 262.924 tấn chả cá, surimi, tăng gần 7% so với cùng kỳ SVTH: QUÀNG VĂN ĐẠT 2 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM năm 2021. Trong đó, surimi – chả cá chế biến đạt trên 80 nghìn tấn và còn lại trên 42 nghìn tấn là surimi thịt cá đông lạnh. Các thị trường tiêu thụ hàng đầu đối với phân khúc sản phẩm này của Trung Quốc gồm: Đức, Hàn Quốc, Mỹ, Nhật Bản, Hongkong, Anh… 1. Tình hình sản xuất và tiêu thụ ở Việt Nam Theo số liệu thống kê của Hải quan Việt Nam, xuất khẩu chả cá và surimi tăng trưởng liên tục trong 5 tháng đầu năm 2021.

Và tính đến hết tháng 5/2021, xuất khẩu chả cá và surimi của Việt Nam đạt 160 triệu USD, tăng 37% so với cùng kỳ năm 2020. Hiện các sản phẩm chả cá và surimi của Việt Nam đã xuất được sang 39 thị trường trên thế giới. Trong đó, Hàn Quốc, Thái Lan, Trung Quốc, Nhật Bản, Nga, Malaysia, Belarus và Đài Loan là 8 thị trường đơn lẻ nhập khẩu nhiều nhất chả cá và surimi của Việt Nam trong 5 tháng đầu năm 2021, chiếm 88% tổng giá trị xuất khẩu. Hàn Quốc hiện đang là thị trường nhập khẩu chả cá và surimi lớn nhất của Việt Nam.

Giá trị xuất khẩu chả cá và surimi của Việt Nam sang thị trường nước này trong 5 tháng đầu năm 2021 ở mức tương đương so với cùng kỳ năm 2020, đạt hơn 34,3 triệu USD. Thái Lan, sau sự sụt giảm trong năm 2020, có xu hướng tăng nhập khẩu chả cá và surimi của Việt Nam trong năm 2021. Tính riêng 5 tháng đầu năm 2021, nước này đã nhập khẩu hơn 34,2 triệu USD, tăng 83% so với cùng kỳ. Nâng tỷ trọng của thị trường này trong tổng xuất khẩu chả cá và surimi của Việt Nam từ 16% lên 22%.

Xuất khẩu chả cá và surimi của Việt Nam sang Trung Quốc cũng đang tiếp tục duy trì đà tăng trưởng. Giá trị xuất khẩu sang thị trường này trong 5 tháng đầu năm 2021 đạt 22 triệu USD, tăng 14% so với cùng kỳ năm 2020. Tuy nhiên, xuất khẩu sang thị trường này trong 5 tháng đầu năm 2021 không ổn định so với cùng kỳ. Lựa chọn địa điểm xây dựng Quảng Ninh là tỉnh ven biển thuộc vùng Đông Bắc Bộ Việt Nam Theo quy hoạch phát triển kinh tế, Quảng Ninh vừa thuộc vùng kinh tế trọng điểm phía bắc vừa thuộc Vùng duyên hải Bắc Bộ.

Đây là tỉnh khai thác than đá chính SVTH: QUÀNG VĂN ĐẠT 3 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM của Việt Nam, có vịnh Hạ Long là di sản, kỳ quan thiên nhiên thế giới, Quảng Ninh thuộc 1 trong 4 ngư trường có sản lượng đánh bắt hải sản lớn nhất Việt Nam là ngư trường Quảng Ninh – Hải Phòng. Khảo sát tình hình thực tế nhận thấy rằng: Tại khu công nghiệp Hải Yên - tỉnh Quảng Ninh có điều kiện tự nhiên và xã hội rất thuận lợi cho việc xây dựng nhà máy sản xuất surimi. Bởi ở đây gần các nhà máy chế biến thủy, hải sản đồng thời gần nguồn nguyên liệu nhằm giảm giá thành vận chuyển, giảm thất thoát hao hụt khi vận chuyển và bảo quản. Gần nguồn cung cấp điện, hơi, nước, gần trục đường chính để đảm bảo vận chuyển nguyên liệu và sản phẩm.

Hơn nữa tận dụng được nguồn nhân lực của địa phương. Vị trí địa lý Khu công nghiệp Hải Yên với tổng diện tích 192,76 ha, có vị trí địa lý nằm tại phường Hải Yên – thành phố Móng Cái, cách Trung tâm thành phố và Cửa khẩu Quốc tế Bắc Luân khoảng 6 km về phía Tây. Phía đông giáp Trung Quốc và phường Ninh Dương, phía nam giáp các xã Vạn Ninh và Hải Đông, phía tây giáp xã Hải Đông, phía bắc giáp xã Bắc Sơn. Thành phố Móng Cái nằm ở phía đông bắc tỉnh Quảng Ninh, với toạ độ địa lý từ 21002' đến 21038' vĩ độ bắc; từ 107009' đến 10807' kinh độ đông.

Phía đông và đông nam của Móng Cái giáp với huyện Cô Tô và vịnh Bắc Bộ, ở phía tây và tây bắc giáp huyện Hải Hà, phía đông bắc giáp huyện Đông Hưng thuộc địa cấp thị Phòng Thành Cảng, tỉnh Quảng Tây, Trung Quốc. Bản đồ vị trí phường Hải Yên, thành phố Móng Cái SVTH: QUÀNG VĂN ĐẠT 4 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM Địa hình thành phố Móng Cái ở phía bắc là đồi núi, địa hình thoải dần ra biển với có 50km đường bờ biển. Địa hình có dạng đồi núi, trung du và ven biển, bị chia cắt khá phức tạp, hình thành 3 vùng rõ rệt là vùng núi cao phía Bắc, vùng trung du ven biển và vùng hải đảo. Móng Cái có khí hậu nhiệt đới gió mùa, chịu ảnh hưởng của biển nên nóng ẩm và mưa nhiều.

Móng Cái có ba con sông chính là Sông Ka Long, Sông Tràng Vinh và sông Pạt Cạp. Trong đó, Sông Ka Long bắt nguồn từ Trung Quốc ở độ cao 700m, có dộ dài 700km đổ ra Biển Đông. Đất đai ở đây được chia thành 10 nhóm đất chính gồm có đất cát, đất mặn, đất phèn, đất phù sa, đất có tầng sét, đất xám, đất nâu tím, đất vàng đỏ, đất tầng mỏng, đất nhân tác. Gió phần lớn thường từ phía nam trong 6,5 tháng, từ 25 tháng 2 đến 9 tháng 9, với phần trăm đạt đỉnh 78% ngày 5 tháng 7.

Gió từ phía đông kéo dài trong 5,0 ngày, từ 9 tháng 9 đến 14 tháng 9, với phần trăm đạt đỉnh 34% ngày 13 tháng 9. Gió từ phía bắc kéo dài trong trong 5,4 tháng, từ 14 tháng 9 đến 25 tháng 2, với phần trăm đạt đỉnh 52% ngày 1 tháng 1. Hướng gió chủ đạo ở là hướng nam, nên việc xây dựng nhà máy phải phù hợp với hướng gió, bộ phận bụi khói, lò hơi, nhà vệ sinh cần bố trí theo hướng gió chính. Giao thông vận tải Về đường bộ: Phía Bắc Khu công nghiệp giáp đường Quốc lộ 18 cũ, phía Nam giáp đường Quốc lộ 18 mới - theo quy hoạch sẽ là tuyến đường cao tốc Hạ Long - Móng Cái.