Viện Cơ điện Nông nghiệp và Công nghệ sau thu hoạch (Bộ NN- PTNT), là cơ quan chủ trì thực hiện đề tài cấp Nhà nước: “Nghiên cứu công nghệ, thiết kế chế tạo hệ thống cấp đông nhanh trực tiếp bằng chất tải lạnh lỏng ứng dụng trong chế biến một số loại thủy sản” giai đoạn 2017 - 2020.
Theo đó, sản phẩm khoa học là hệ thống thiết bị cấp đông siêu tốc bằng chất lỏng với công suất 500kg sản phẩm/giờ đã đưa vào lắp đặt và vận hành thử nghiệm tại Công ty CP Bá Hải (KCN Hòa Hiệp, huyện Đông Hòa, tỉnh Phú Yên).
Kết quả bước đầu ứng dụng cấp đông cá ngừ đại dương cho thấy tính năng vượt trội về chất lượng và hiệu quả so với công nghệ cấp đông truyền thống, mở ra triển vọng “chắp cánh bay xa” cho cá ngừ đại dương xuất khẩu sang các thị trường khó tính.
Hệ thống cấp đông siêu tốc bằng chất lỏng, công suất 500 kg sản phẩm/giờ, gồm tổ hợp máy lạnh nén trục vít công suất 115kW, cụm tháp giải nhiệt kết nối với buồng cấp đông dạng tank trụ nằm ngang chứa 12m3 chất tải lạnh lỏng là một loại dung môi đặc chủng, với các thông số nhiệt vật lý và trạng thái ổn định ở điều kiện nhiệt độ lạnh sâu đến -40oC.
Hệ thống được điều khiển và kiểm soát nhiệt độ chất lỏng với các thông số của quá trình hoàn toàn tự động bằng hệ PLC trung tâm. Quá trình chạy xả lạnh từ nhiệt độ môi trường xuống nhiệt độ làm việc -35oC thời gian chỉ hết 6 giờ 45 phút.
Chạy thử nghiệm sản phẩm cá ngừ
Quy trình chế biến bắt đầu từ công đoạn sơ chế và xử lý nguyên liệu tiền cấp đông, là cá sau khi cắt đầu làm sạch rồi dùng dao xẻ theo đường sống lưng từ đầu đến đuôi, fillet cắt bỏ thịt đen, mỡ, gân máu, thịt bị dập hư… Nguyên liệu sau sơ chế được bao gói theo quy cách 300 - 350 gam/bao với độ dày từ 25 - 35 mm được đưa vào kho làm lạnh sơ bộ tiền cấp đông nhiệt độ từ 0 - 4oC.
Công đoạn xếp sản phẩm cá ngừ vào buồng cấp đông.
Tiếp theo sản phẩm được xếp vào cabin của buồng cấp đông, sức chứa 250kg/mẻ. Qúa trình cấp đông thử nghiệm có tải 250kg/mẻ, thời gian từ 18 - 20 phút đạt nhiệt độ tâm của sản phẩm -18oC, mức điện năng tiêu thụ khoảng 200 kW/tấn sản phẩm. Chất lượng cá có màu sắc tự nhiên, sau khi rã đông vẫn duy trì được trạng thái tươi và không bị chảy nước dịch bào, mặt khác đảm bảo tính đồng bộ về quy trình công nghệ sơ chế, đóng gói cấp đông và bảo quản sản phẩm sau cấp đông.
Với kết quả thử nghiệm thành công, hiện Công ty CP Bá Hải đã tiếp nhận bàn giao từ cơ quan chủ trì đề tài để đưa vào ứng dụng ở quy mô công nghiệp phục vụ sản xuất kinh doanh cho đối tượng thủy sản xuất khẩu, như cá ngừ đại dương, mực ống, tôm thẻ chân trắng và hàu.
Ông Lê Văn Hồng, giám đốc công ty cho hay, thành công ngày hôm nay là kết quả giải mã về công nghệ mới với sự hỗ trợ của Bộ KH- CN, sau thời gian kết nối và phối hợp chặt chẽ giữa công ty với cơ quan chủ trì đề tài là Viện Cơ điện Nông nghiệp và Công nghệ sau thu hoạch.
Công nghệ có tính năng vượt trội so với công nghệ cấp đông IQF hiện đang sử dụng, như tốc độ cấp đông nhanh hơn với chi phí năng lượng thấp hơn, là công nghệ mang tính bền vững, chuỗi cung ứng lạnh được gắn kết đồng bộ từ sơ chế, bảo quản đến chế biến và tiêu thụ sản phẩm. Thời gian qua, hệ thống thiết bị chạy ra nhiều mẻ, sản phẩm sau cấp đông đảm bảo tiêu chuẩn xuất khẩu được đối tác nhập khẩu (Mỹ) đến tham quan, đặt hàng và đánh giá cao.
Cá ngừ đại dương đưa đi bảo quản sau cấp đông.
Về hiệu quả tiết kiệm năng lượng so với công nghệ cấp đông IQF, ông Hồng cho biết với hệ thống cấp đông IQF, năng suất 500 kg/giờ, công suất điện 240 kWh với sản phẩm cá ngừ cùng loại, thời gian cấp đông kéo dài 45 - 50 phút, năng suất chỉ đạt được 350 kg/giờ, chi phí điện năng trung bình 600 kW/tấn sản phẩm, như vậy sử dụng hệ thống cấp đông siêu tốc bằng chất lỏng có thể tiết kiệm điện năng 2/3 so với công nghệ IQF.
Những đánh giá tích cực
Ông Lê Văn Cựu, Giám đốc Sở KH- CN Phú Yên cho rằng, công nghệ mang tính đột phá, với tốc độ cấp đông nhanh nhờ chất lỏng đặc dụng có khả năng truyền nhiệt nhanh so với cấp đông bằng gió truyền thống. Đề tài đã hoàn thành đúng tiến độ tại Công ty CP Bá Hải. Kết quả chạy thử nghiệm ban đầu đã đáp ứng đạt và vượt chỉ tiêu kinh tế, kỹ thuật, đảm bảo chất lượng, mỹ thuật công nghiệp và an toàn vận hành. Tiếp theo đề tài tiến hành chạy thử nghiệm tôm thẻ chân trắng, mực ống và hàu.
Theo PGS.TS Phạm Anh Tuấn, Viện trưởng Viện Cơ điện Nông nghiệp và Công nghệ sau thu hoạch là chủ nhiệm đề tài thì tính mới vượt trội của công nghệ cấp đông siêu tốc bằng chất lỏng là giải pháp kỹ thuật với sự kết hợp tối ưu quá trình trao đổi nhiệt gián tiếp giữa môi chất lạnh và dung môi đặc dụng hay còn gọi là chất tải lạnh lỏng.
Hỗn hợp dung môi được nghiên cứu thành công có hệ số trao đổi nhiệt và nhiệt dung riêng cao gấp hàng trăm lần so với không khí, mặt khác nhiệt độ đông đặc thấp (-40oC), trạng thái ổn định với độ nhớt thấp là yếu tố cơ bản để tạo nên động lực trao đổi nhiệt “siêu tốc” so với công nghệ cấp đông cưỡng bức bằng không khí (hầm đông gió, băng chuyền cấp đông IQF).
PGS.TS Phạm Anh Tuấn cũng cho biết: Theo tiến độ thực hiện đề tài còn 6 tháng để triển khai chạy thử nghiệm hoàn thiện công nghệ cho 4 đối tượng là cá ngừ đại dương, mực ống, tôm thẻ chân trắng và hàu. Từ kết quả thành công của đề tài cấp Nhà nước, Viện xác định đây là sản phẩm khoa học nổi bật có tiềm năng phát triển nhân rộng mô hình ứng dụng cho các mặt hàng nông thủy sản chủ lực.
Hiện Viện đã và đang triển khai 2 mô hình ứng dụng công nghệ cấp đông siêu tốc cho 2 sản phẩm thuộc chương trình OCOP tỉnh Quảng Ninh là sản phẩm gà Tiên Yên và ghẹ lột Móng Cái, quy mô 150kg/giờ. Với tính năng vượt trội của công nghệ cấp đông siêu tốc bằng chất lỏng đặc biệt đối với các sản phẩm có kích thước lớn (súc sản, gia cầm và trái cây), đây cũng là hạn chế của công nghệ cấp đông gió cưỡng bức do thời gian cấp đông kéo dài từ 7 - 12 giờ làm giảm cấp chất lượng và tăng chi phí cấp đông.
Đến nay Viện đã hoàn toàn làm chủ công nghệ và chế tạo hệ thống thiết bị cấp đông siêu tốc bằng chất lỏng với giá thành chỉ bằng 35 - 40% so với sản phẩm nhập khẩu công nghệ cấp đông TOMIN và 25 - 30% so với công nghệ CAS từ Nhật Bản.
