Công nghệ "gây mê" cá ngừ đại dương

Việc cấp đông nhanh giúp cá ngừ đại dương giữ được thành phần dinh dưỡng tốt nhất, bảo đảm tiêu chuẩn xuất khẩu là công nghệ do các nhà khoa học trong nước làm chủ.

Cấp đông đúng “thời điểm vàng”

PGS.TS Phạm Anh Tuấn và cộng sự, Viện Cơ điện nông nghiệp và Công nghệ sau thu hoạch - Bộ NN&PTNT đã nghiên cứu thành công quy trình cấp đông nhanh cá ngừ đại dương.

Đây là sản phẩm thuộc đề tài độc lập 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 thuỷ sản”. Theo PGS.TS Phạm Anh Tuấn, cấp đông cá ngừ đảm bảo chất lượng xuất khẩu vốn là bài toán khó của Việt Nam nhiều năm nay.

Quy trình chế biến sản phẩm đông lạnh bao gồm các công đoạn sơ chế nguyên liệu, cấp đông và bảo quản đông sản phẩm. Công đoạn cấp đông sản phẩm từ nhiệt độ ban đầu ở trạng thái tươi sống xuống – 18 độ C (nhiệt độ tâm sản phẩm) có tính quyết định đến chất lượng sản phẩm đông lạnh, tùy theo thời gian cấp đông nhanh hay chậm.

Cá ngừ đại dương sau khi được cấp đông. Ảnh: imgur.com

Thời gian cấp đông chậm, các phân tử nước trong quá trình chuyển pha lỏng rắn tạo nên các tinh thể kết tinh dạng hình kim gây phá vỡ cấu trúc tế bào. Sau khi rã đông không duy trì được trạng thái tự nhiên ban đầu, làm giảm chất lượng cảm quan, dễ bị vi sinh vật xâm nhập, gây hư hỏng sản phẩm nhanh chóng. Do vậy, đối với các công nghệ cấp đông tiên tiến cần phải đáp ứng được yêu cầu cơ bản là thời gian cấp đông nhanh với chi phí thấp.

Các công nghệ cấp đông nhanh đang ứng dụng tại Việt Nam chủ yếu sử dụng chất tải lạnh là không khí (hay còn gọi là cấp đông gió cưỡng bức) như công nghệ cấp đông dạng buồng (ABF) hoặc băng chuyền cấp đông liên tục (IQF).

Hạn chế của các công nghệ cấp đông ABF và IQF sử dụng không khí làm chất tải lạnh có hệ số truyền nhiệt thấp, tốn năng lượng cưỡng bức đối lưu, thời gian cấp đông chậm, chi phí năng lượng cao, tỷ lệ hao hụt cao do bay hơi nước trong sản phẩm.

PGS.TS Phạm Anh Tuấn cho biết, để khắc phục những hạn chế của công nghệ cấp đông gió, công nghệ cấp đông sử dụng chất tải lạnh lỏng có nhiều ưu điểm vượt trội đã được nghiên cứu và ứng dụng thành công.

Hệ thống cấp đông này bao gồm tổ hợp máy lạnh nén trục vít công suất 115 kW, cụm tháp giải nhiệt kết nối với buồng cấp đông dạng tan 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 – 40 độ C.

Hệ thống cấp đông siêu tốc bằng chất tải lạnh có công suất hoạt động 4 tấn sản phẩm/ca 8 tiếng. Sản phẩm sau khi được đưa vào tủ đông từ 18 - 20 phút có thể đạt độ lạnh đến -35 độ C thay vì phải mất 8 giờ như công nghệ đông lạnh bằng khí và được điều khiển hoàn toàn tự động.

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 -35 độ C thời gian chỉ hết 6 giờ 45 phút.

“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 (-40 độ C), 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 nhấn mạnh.

Qua thực tế thử nghiệm cấp đông cá ngừ tại Công ty CP Bá Hải, trong 1 giờ cấp đông bằng chất tải lạnh lỏng cho 500 kg sản phẩm, điện năng tiêu hao là 125 kW; chi phí tiền điện năng tiêu thụ là 250.000 đồng. Chi phí tính cho 1 kg sản phẩm cấp đông bằng chất tải lạnh lỏng là 500 đồng. Trong khi cấp đông bằng công nghệ IQF là xấp xỉ 1.715 đồng.

Có thể cấp đông cho các loại nông sản

Nhóm nghiên cứu đã làm chủ được công nghệ điều chế chất tải lạnh lỏng ứng dụng trong cấp đông nhanh với các thông số nhiệt vật lý đáp ứng yêu cầu kỹ thuật cấp đông nhanh, an toàn thực phẩm và chế độ làm việc ổn định từ nguồn nguyên liệu sẵn có trong nước với chi phí thấp.

Thiết kế, chế tạo được hệ thống thiết bị cấp đông nhanh sử dụng chất tải lạnh lỏng, công suất 500 kg/giờ có tính năng vượt trội so với các hệ thống thiết bị cấp đông gió cưỡng bức về nâng cao chất lượng sản phẩm và hiệu quả sử dụng năng lượng.

Xây dựng được quy trình công nghệ cấp đông cá ngừ đại dương dạng phile bao gói bằng công nghệ cấp đông sử dụng chất tải lạnh lỏng, đảm bảo tiêu chuẩn chất lượng xuất khẩu sang các thị trường khó tính EU và Mỹ với giá trị gia tăng cao.

Từ kết quả nghiên cứu ứng dụng thành công công nghệ cấp đông nhanh bằng chất tải lạnh lỏng cho cá ngừ đại dương xuất khẩu đã mở rộng ứng dụng cho nhiều loại thủy sản khác như mực ống, tôm thẻ chân trắng, hàu...

Với ưu điểm vượt trội về kỹ thuật do có tốc độ truyền nhiệt nhanh nên công nghệ này có lợi thế ứng dụng để cấp đông nhanh các loại sản phẩm có độ dày và kích thước lớn (trái cây, súc sản, gia cầm...) so với các công nghệ cấp đông bằng gió truyền thống về chất lượng và hiệu quả tiết kiệm năng lượng.

Đặc biệt so với nhập khẩu hệ thống thiết bị thì doanh nghiệp luôn bị phụ thuộc nguồn cung cấp chất tải lạnh lỏng với giá thành cao gấp 2 - 3 lần.

Từ kết quả thành công của đề tài cấp Nhà nước, Viện Cơ điện Nông nghiệp và Công nghệ sau thu hoạch xác định đây là sản phẩm khoa học nổi bật có tiềm năng phát triển nhân rộng.

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.

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.