Cốt lõi của cấp đông thủy sản không phải là “hạ nhiệt độ xuống”, mà là nhanh chóng vượt qua vùng hình thành tinh thể băng (0℃ đến -5℃): vượt càng nhanh, tinh thể băng trong tế bào càng mịn, dịch thoát ra sau khi rã đông càng ít. Các vật liệu mỏng như tôm, phi lê cá, và các vật liệu dày như cá nguyên con, ống mực có lộ trình thiết bị không giống nhau.
TL;DR
- Vật liệu mỏng, yêu cầu đơn thể (tôm, phi lê cá, khoanh mực) đi hầm nitơ lỏng, băng tải lưới điều chỉnh tần số vô cấp, độ tách đơn thể cao.
- Dây chuyền liên tục sản lượng lớn, chủng loại tương đối cố định đi máy cấp đông nhanh ngâm chất lỏng, môi trường trao đổi nhiệt tiếp xúc trực tiếp với vật liệu, công suất xử lý đạt cấp tấn mỗi giờ.
- Nhà máy đa chủng loại, sản lượng nhỏ, đơn hàng biến động lớn trang bị tủ cấp đông, mỗi lần vài chục đến vài trăm kg, đổi sản phẩm không cần thay đổi dây chuyền.
- Ranh giới chung của ba lộ trình: nhiệt độ tâm khi ra liệu ≤ -18℃, giai đoạn cấp đông nhanh phải để vật liệu vượt qua vùng hình thành tinh thể băng (-1℃ đến -5℃) trong vòng 30 phút.
Một, ba khó khăn của vật liệu thủy sản
Hàm lượng nước cao, tổ chức mềm. Hàm lượng nước của tôm thường trên 75%, tốc độ đông kết không đủ sẽ xuất hiện tinh thể băng lớn chọc thủng tế bào, sau khi rã đông ấn vào là ra nước, trọng lượng và cảm giác miệng cùng giảm.
Hình dạng không đều, sợ dính. Tôm, khoanh mực, phi lê cá xếp chồng lên nhau sẽ đông thành khối, khi chia gói phải đập ra, tỷ lệ hư hỏng tăng. Cấp đông đơn thể (IQF) yêu cầu vật liệu không tiếp xúc với nhau trong quá trình đông kết, hoặc sau khi tiếp xúc có thể dễ dàng tách ra.
Muối và protein có tính ăn mòn thiết bị. Nước biển còn sót, máu cá, mảnh vỏ tôm bám trên băng tải lưới và thân hộp, nếu vệ sinh không triệt để sẽ tích cặn, mùi lạ, từ đó ảnh hưởng đến lô sản phẩm tiếp theo.
Ba điều này quyết định việc chọn thiết bị không chỉ nhìn vào con số công suất, mà còn phải xem vật liệu đi như thế nào trong thiết bị, tách ra sao, rửa thế nào.
Hai, chọn ba lộ trình thiết bị như thế nào
| Hình thái vật liệu | Thiết bị đề xuất | Phương thức xử lý | Công suất phù hợp |
|---|---|---|---|
| Tôm, phi lê cá, khoanh mực (mỏng, cần đơn thể) | Hầm cấp đông nhanh nitơ lỏng | Băng tải lưới vận chuyển, phun/ngâm nitơ lỏng, điều chỉnh tần số vô cấp | Sản xuất liên tục lô vừa và nhỏ, một dây chuyền một chủng loại |
| Cá nguyên con, khối cá, động vật có vỏ, thủy sản chế biến (liên tục sản lượng lớn) | Máy cấp đông nhanh ngâm chất lỏng | Băng tải lưới ngâm vào chất lỏng đông lạnh cấp thực phẩm, nhiệt độ chất lỏng có thể đến -50℃ | Cấp tấn mỗi giờ, dây chuyền cố định chủng loại |
| Đa chủng loại sản lượng nhỏ, mẫu, đơn hàng theo mùa | Tủ cấp đông | Xe đẩy/khay ra vào, đông kết theo lô | Mỗi lô vài chục đến vài trăm kg |
2.1 Hầm nitơ lỏng: lực lượng chính cho vật liệu mỏng
Hiệu quả trao đổi nhiệt của hầm nitơ lỏng đến từ chênh lệch nhiệt độ: điểm sôi của nitơ lỏng là -196℃, bề mặt vật liệu ngay lập tức bước vào vùng nhiệt độ cực thấp, thời gian vượt qua vùng hình thành tinh thể băng được nén xuống rất ngắn. Về cấu trúc thiết bị là một băng tải lưới SUS304 đi qua hầm cách nhiệt, tốc độ băng tải điều chỉnh tần số vô cấp, vật liệu trải thành một lớp hoặc lớp mỏng đi qua.
Một số kích thước then chốt của dòng hầm Kunning Cryo DKN-LFT để tham khảo: LFT-1206 băng tải lưới 6000 mm × 1200 mm, công suất toàn máy 9 kW; LFT-1212 băng tải lưới 12000 mm × 1200 mm, công suất toàn máy 18 kW, lượng cấp đông 1 m³/giờ; LFT-1612 chiều rộng hiệu dụng băng tải lưới 1600 mm, phù hợp trải liệu rộng hơn. Cụ thể đến một dây chuyền nào đó, chiều dài băng tải lưới phải tính ngược theo độ dày vật liệu, nhiệt độ vào liệu, nhiệt độ tâm mục tiêu, không thể sao chép nguyên mẫu.
Chi phí vận hành của hầm nitơ lỏng chủ yếu rơi vào tiêu thụ nitơ lỏng, nên độ dày trải liệu và việc làm lạnh sơ bộ trước khi vào liệu có tốt hay không quyết định trực tiếp mức tiêu thụ nitơ trên mỗi kg sản phẩm. Phần này được phân tích trong cách tính tiêu thụ nitơ lỏng.
2.2 Ngâm chất lỏng: lựa chọn cho liên tục sản lượng lớn
Máy cấp đông nhanh ngâm chất lỏng đưa vật liệu trực tiếp vào chất lỏng đông lạnh nhiệt độ thấp, hệ số trao đổi nhiệt của chất lỏng cao hơn nhiều so với gió lạnh, dưới cùng chênh lệch nhiệt độ trao đổi nhiệt nhanh hơn, và các mặt của vật liệu tiếp xúc đồng thời, không xuất hiện tình trạng “mặt đón gió đã đông, mặt sau vẫn mềm”.
Lấy DKN-RHV-2000L làm ví dụ: hộp trong hầm 23260 × 2360 × 570 mm, chiều rộng hiệu dụng băng tải lưới 2000 mm, nhiệt độ chất lỏng đông lạnh có thể đến -50℃, nhiệt độ làm việc ≤ -35℃, độ chính xác kiểm soát nhiệt độ ±2℃, lượng cấp đông 0~2000 kg/giờ, thời gian tuần hoàn hầm 20~100 phút điều chỉnh được, cấp điện 380V/50Hz, công suất toàn máy 320 kW, công suất vận hành khoảng 270 kW.
Cần lưu ý hai điểm. Một là chất lỏng đông lạnh phải cấp thực phẩm, có thể tiếp xúc trực tiếp với thực phẩm, hàng ngày phải giám sát nồng độ và vi sinh. Hai là đầu ra liệu phải có dao gió thổi khô và thu hồi chất lỏng đông lạnh, nếu không chất lỏng bị vật liệu mang ra ngoài, vừa tăng vật tư tiêu hao vừa ảnh hưởng đóng gói. Thiết bị dao gió và bộ thu hồi ở cuối máy được thiết kế cho mục đích này.
2.3 Tủ cấp đông: phương án dự phòng khi đơn hàng không ổn định
Giá trị của tủ không nằm ở hiệu quả, mà ở tính linh hoạt. Một tủ hôm nay đông tôm, ngày mai đông mực, đổi sản phẩm chỉ cần đổi khay và thay đổi thông số, không cần vệ sinh toàn dây chuyền. Phù hợp làm mẫu, làm chủng loại giá trị gia tăng cao theo mùa, hoặc làm công suất dự phòng khi hầm dây chuyền bảo trì.
Ba, hai ví dụ cấu hình dây chuyền
Ví dụ một: nhà máy chế biến xuất khẩu xử lý 10 tấn tôm mỗi ngày. Đoạn trước là rửa, bóc vỏ, phân loại, đoạn cấp đông nhanh dùng một hầm nitơ lỏng, vật liệu trải một lớp trên băng tải lưới, trước khi vào liệu qua làm lạnh sơ bộ hạ nhiệt độ sản phẩm từ 15℃ xuống khoảng 5℃, giảm gánh nặng nhiệt hiện trong hầm. Sau khi ra liệu trực tiếp vào kho lạnh -18℃ hoặc phòng đóng gói. Điểm nghẽn của dây chuyền này thường ở phân loại và đóng gói, không phải ở bản thân cấp đông nhanh.
Ví dụ hai: dây chuyền liên tục thủy sản chế biến (phi lê cá tẩm bột, mực gia vị). Vật liệu có áo bột, sợ khô gió cũng sợ dính, đi ngâm chất lỏng ổn định hơn: chất lỏng trao đổi nhiệt không thổi gió, áo bột không bị thổi bay, băng tải lưới ép bụng để vật liệu ngâm hoàn toàn. Nhược điểm là một dây chuyền cơ bản khóa chết một chủng loại, đổi sản phẩm phải vệ sinh triệt để hệ thống chất lỏng đông lạnh.
Logic cấu hình là: trước tiên định chủng loại và công suất ngày, sau đó định hình thái thiết bị, rồi tính công suất và diện tích. Ngược lại nhìn thông số thiết bị trước để ghép dây chuyền, mười phần thì chín phần sẽ chịu thiệt ở vệ sinh và đổi sản phẩm.
Bốn, xem gì khi nghiệm thu
- Nhiệt độ tâm: sau khi ra liệu ngay lập tức dùng đầu dò đo chỗ dày nhất của tâm, ≤ -18℃; lấy mẫu kiểm tra không ít hơn 3 điểm (đầu vào liệu, đoạn giữa, đầu ra liệu).
- Thời gian vượt qua vùng tinh thể băng: thời gian từ 0℃ đến -5℃ kiểm soát trong vòng 30 phút, đây là ranh giới giữa cấp đông nhanh và đông chậm.
- Tỷ lệ mất nước: cân so sánh trước và sau đông, vật liệu mỏng thường yêu cầu kiểm soát ở mức thấp, vượt giá trị thỏa thuận phải kiểm tra tốc độ gió, độ dày trải liệu và làm lạnh sơ bộ có đạt không.
- Khả năng tiếp cận vệ sinh: băng tải lưới, thành trong hộp, bể chất lỏng đông lạnh, dao gió, bốn chỗ đều phải tháo được, xịt được. Dòng hầm Kunning Cryo sử dụng kết cấu nâng hạ toàn bộ, băng tải lưới có thể nâng toàn bộ để vệ sinh 360 độ, đáy tủ dạng chữ V nông có lỗ thoát nước.
- Trạng thái chất lỏng đông lạnh: nồng độ, độ đục, vi sinh, ba mục đều phải có ghi chép hàng ngày.
Năm, câu hỏi thường gặp
Q: Hầm nitơ lỏng và ngâm chất lỏng, cái nào chi phí vận hành thấp hơn? A: Phụ thuộc vào giá điện và giá nitơ lỏng. Nitơ lỏng tính theo kg, theo thị trường, ngâm chất lỏng dùng điện nhưng giá điện tương đối ổn định. Công suất ngày từ cấp tấn trở lên, chủng loại cố định, thường chi phí đơn vị của ngâm chất lỏng dễ kiểm soát hơn; công suất ngày vài trăm kg, chủng loại thay đổi thường xuyên, khởi động và chuyển đổi của hầm nitơ lỏng tiện hơn. Cụ thể phải tính theo giá điện địa phương và báo giá nitơ lỏng, chúng tôi có thể đưa ra so sánh sau khi có hai con số này.
Q: Tôm có nhất thiết phải cấp đông đơn thể không? A: Yêu cầu chia gói xuất khẩu và nội địa khác nhau. Muốn làm IQF thì phải để vật liệu không xếp chồng trong quá trình đông kết, độ dày trải liệu hầm và tốc độ băng tải lưới phải khớp nhau; nếu sau đó còn phải cắt khối hoặc nghiền, đông khối cũng chấp nhận được, thì lựa chọn thiết bị rộng hơn nhiều.
Q: Thiết bị có thích ứng nguồn điện 60Hz không? A: Có. 380V/50Hz là cấu hình tiêu chuẩn, xuất khẩu đến khu vực 60Hz (như Mexico 440V/60Hz, Peru v.v.) cần chọn lại động cơ và linh kiện điều khiển theo đơn hàng, báo giá và thời gian giao hàng đều thay đổi, khi chọn loại phải cung cấp cả lưới điện điểm đến.
Q: Một dây chuyền có thể đồng thời đông tôm và phi lê cá không? A: Có, nhưng phải chấp nhận chi phí thời gian chuyển đổi thông số. Dây chuyền hầm chuyển đổi chủng loại cần thay đổi tốc độ băng tải lưới, lưu lượng nitơ lỏng, vệ sinh băng tải lưới; ngâm chất lỏng chuyển đổi phải đánh giá chất lỏng đông lạnh có cần thay không. Nhà máy có độ chênh chủng loại lớn, trang bị một dây chuyền chính và một tủ thường thực tế hơn là ép một dây chuyền làm tất cả.
Q: Vệ sinh một ngày làm mấy lần? A: Theo lô sản xuất. Protein và muối còn sót của thủy sản dễ sinh vi khuẩn, thường mỗi ca kết thúc làm một lần xịt rửa, mỗi ngày làm một lần vệ sinh hoàn chỉnh. Thiết bị có dễ tháo rửa không, về lâu dài ảnh hưởng đến sản lượng thực tế hơn công suất danh định.
Sáu, bước tiếp theo
Nếu bạn đang quy hoạch dây chuyền cấp đông thủy sản, hãy gửi cho chúng tôi các mục sau: chủng loại và hình thái, trọng lượng và độ dày đơn件, công suất ngày hoặc công suất giờ, nhiệt độ vào liệu, nhiệt độ tâm mục tiêu, lưới điện điểm đến, thiết bị đoạn trước và sau hiện có. Kỹ sư sẽ dựa trên các thông số này đưa ra đề xuất hình thái thiết bị và tính toán công suất, phần thông số không đầy đủ xác nhận theo đơn hàng, không ước tính điền vào.
Trang liên quan: Máy cấp đông nhanh ngâm chất lỏng, Hầm cấp đông nhanh nitơ lỏng, Hỏi đáp chọn loại.