Chế tạo thành công hệ thống cấp đông nhanh trực tiếp bằng chất tải lạnh lỏng
Công nghệ vượt trội
Bảo quản thủy sản luôn là vấn đề cấp thiết bởi nó không chỉ quyết định đến sự tồn tại của doanh nghiệp chế biến thủy hải sản mà nó còn ảnh hưởng đến sức khỏe của người tiêu dùng khi sử dụng sản phẩm. Hiện nay, trong số các phương pháp bảo quản thủy sản thì phương pháp bảo quản bằng hệ thống cấp đông được ứng dụng phổ biến rộng rãi hơn cả. Phương pháp này có thể được ứng dụng trong chế biển, xuất khẩu thủy sản hay cả trên tàu đánh cá khi đánh bắt cần một thời gian bảo quản để đưa thủy sản về đất liền.
Nhằm nâng cao hiệu quả bảo quản thủy sản, từ đó góp phần nâng cao sản lượng và chất lượng thủy sản, PGS. TS. Phạm Anh Tuấn cùng các cộng sự tại Viện Cơ điện nông nghiệp và Công nghệ sau thu hoạch đã thực hiện đề tài “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”. Mục tiêu của đề tài nhằm làm chủ được công nghệ, thiết kế chế tạo được hệ thống thiết bị cấp đông nhanh sử dụng chất tải lạnh lỏng, bước đầu đưa vào ứng dụng ở quy mô công nghiệp nhằm đánh giá được tính hiệu quả và khả năng phát triển công nghệ trong chế biến nông thủy sản phục vụ nội tiêu và xuất khẩu.
Sau ba năm nghiên cứu triển khai, nhóm thực hiện đã cho ra đời sản phẩm là hệ thống thiết bị cấp đông siêu tốc bằng chất lỏng với công suất 500kg/giờ. Hệ thống đã được đưa vào lắp đặt và vận hành thử nghiệm tại Công ty CP Bá Hải – Phú Yên.
Nhiều doanh nghiệp chế biến thủy hải sản hiện đang sử dụng công nghệ cấp đông IQF. (Ảnh: https://nongsansay.vn/)
PGS.TS Phạm Anh Tuấn cho biết, so với phương pháp cấp đông truyền thống, công nghệ cấp đông siêu tốc bằng chất lỏng có hiệu quả và tính năng vượt trội hơn hẳn. Đây là giải pháp kỹ thuật có 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.
Hệ thống cấp đông siêu tốc bằng chất lỏng 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 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 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. Qúa 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”, PGS.TS Phạm Anh Tuấn cho biết.
Hiệu quả tiết kiệm năng lượng
PGS.TS Phạm Anh Tuấn cho biết, chất lượng sản phẩm được cấp đông bằng công nghệ cấp đông siêu tốc bằng chất lỏng 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. Đặc biệt, so với công nghệ cấp đông IQF đang sử dụng, công nghệ cấp đông siêu tốc bằng chất lỏng còn có nhiều ưu điểm vượt trội, trong đó đáng chú ý là hiệu quả tiết kiệm năng lượng.
PGS.TS Phạm Anh Tuấn - Chủ nhiệm đề tài (Ảnh: VnExpress)
Năng suất cấp đông bằng chất tải lạnh lỏng được điều chế từ ethanol đạt 500 kg sản phẩm/h, điện năng tiêu hao là 125 KWh. Như vậy, chi phí điện năng tiêu hao cho cả hệ thống chỉ là 500 đồng/kg sản phẩm. Chi phí bổ sung dung dịch tải lạnh lỏng tính cho 1 năm hoạt động hết công suất là 80.000.000 đồng trên lượng sản phẩm cấp đông được đưa vào cấp đông là 1.200.000 tấn. Do đó, chi phí tính cho 1 kg sản phẩm là khoảng 67,0 đồng. Tổng chi phí tính cho 1 kg sản phẩm từ tiêu hao điện năng và dung dịch cấp bổ sung là 567,0 đồng.
Trong khi đó, nếu cấp đông bằng hệ thống thiết bị IQF với năng suất 350-400 kg sản phẩm/giờ (tuỳ vào sản phẩm), mức tiêu thụ điện năng là 300 KWh thì chi phí điện năng tiêu hao tính cho 1 kg sản phẩm dao động từ 1.500 – 1.715 đồng. Như vậy, việc cấp đông bằng hệ thống thiết bị cấp đông bằng chất tải lạnh lỏng có chi phí tiêu hao chỉ là 33,0 - 37,8% so với công nghệ cấp đông IQF, giảm được 62,2 - 67,0% chi phí năng lượng và nguyên vật liệu.
Hệ thống cấp đông siêu tốc bằng chất tải lạnh được lắp đặt và vận hành thử nghiệm tại Công ty Cổ phần Bá Hải cho sản phẩm cá ngừ.
“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 cấp đông nhập khẩu TOMIN và bằng 25 - 30% so với công nghệ CAS của Nhật Bản”, PGS.TS Phạm Anh Tuấn nhấn mạnh.
Được biết, Viện Cơ điện Nông nghiệp và Công nghệ sau thu hoạch đã và đang triển khai hai mô hình ứng dụng công nghệ cấp đông siêu tốc cho hai sản phẩm thuộc Chương trình OCOP tỉnh Quảng Ninh là sản phẩm gà Tiên Yên và ghẹ lột Móng Cái với quy mô 150kg/giờ.
Công nghệ vượt trội
Bảo quản thủy sản luôn là vấn đề cấp thiết bởi nó không chỉ quyết định đến sự tồn tại của doanh nghiệp chế biến thủy hải sản mà nó còn ảnh hưởng đến sức khỏe của người tiêu dùng khi sử dụng sản phẩm. Hiện nay, trong số các phương pháp bảo quản thủy sản thì phương pháp bảo quản bằng hệ thống cấp đông được ứng dụng phổ biến rộng rãi hơn cả. Phương pháp này có thể được ứng dụng trong chế biển, xuất khẩu thủy sản hay cả trên tàu đánh cá khi đánh bắt cần một thời gian bảo quản để đưa thủy sản về đất liền.
Nhằm nâng cao hiệu quả bảo quản thủy sản, từ đó góp phần nâng cao sản lượng và chất lượng thủy sản, PGS. TS. Phạm Anh Tuấn cùng các cộng sự tại Viện Cơ điện nông nghiệp và Công nghệ sau thu hoạch đã thực hiện đề tài “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”. Mục tiêu của đề tài nhằm làm chủ được công nghệ, thiết kế chế tạo được hệ thống thiết bị cấp đông nhanh sử dụng chất tải lạnh lỏng, bước đầu đưa vào ứng dụng ở quy mô công nghiệp nhằm đánh giá được tính hiệu quả và khả năng phát triển công nghệ trong chế biến nông thủy sản phục vụ nội tiêu và xuất khẩu.
Sau ba năm nghiên cứu triển khai, nhóm thực hiện đã cho ra đời sản phẩm là hệ thống thiết bị cấp đông siêu tốc bằng chất lỏng với công suất 500kg/giờ. Hệ thống đã được đưa vào lắp đặt và vận hành thử nghiệm tại Công ty CP Bá Hải – Phú Yên.
Nhiều doanh nghiệp chế biến thủy hải sản hiện đang sử dụng công nghệ cấp đông IQF. (Ảnh: https://nongsansay.vn/)
PGS.TS Phạm Anh Tuấn cho biết, so với phương pháp cấp đông truyền thống, công nghệ cấp đông siêu tốc bằng chất lỏng có hiệu quả và tính năng vượt trội hơn hẳn. Đây là giải pháp kỹ thuật có 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.
Hệ thống cấp đông siêu tốc bằng chất lỏng 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 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 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. Qúa 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”, PGS.TS Phạm Anh Tuấn cho biết.
Hiệu quả tiết kiệm năng lượng
PGS.TS Phạm Anh Tuấn cho biết, chất lượng sản phẩm được cấp đông bằng công nghệ cấp đông siêu tốc bằng chất lỏng 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. Đặc biệt, so với công nghệ cấp đông IQF đang sử dụng, công nghệ cấp đông siêu tốc bằng chất lỏng còn có nhiều ưu điểm vượt trội, trong đó đáng chú ý là hiệu quả tiết kiệm năng lượng.
PGS.TS Phạm Anh Tuấn - Chủ nhiệm đề tài (Ảnh: VnExpress)
Năng suất cấp đông bằng chất tải lạnh lỏng được điều chế từ ethanol đạt 500 kg sản phẩm/h, điện năng tiêu hao là 125 KWh. Như vậy, chi phí điện năng tiêu hao cho cả hệ thống chỉ là 500 đồng/kg sản phẩm. Chi phí bổ sung dung dịch tải lạnh lỏng tính cho 1 năm hoạt động hết công suất là 80.000.000 đồng trên lượng sản phẩm cấp đông được đưa vào cấp đông là 1.200.000 tấn. Do đó, chi phí tính cho 1 kg sản phẩm là khoảng 67,0 đồng. Tổng chi phí tính cho 1 kg sản phẩm từ tiêu hao điện năng và dung dịch cấp bổ sung là 567,0 đồng.
Trong khi đó, nếu cấp đông bằng hệ thống thiết bị IQF với năng suất 350-400 kg sản phẩm/giờ (tuỳ vào sản phẩm), mức tiêu thụ điện năng là 300 KWh thì chi phí điện năng tiêu hao tính cho 1 kg sản phẩm dao động từ 1.500 – 1.715 đồng. Như vậy, việc cấp đông bằng hệ thống thiết bị cấp đông bằng chất tải lạnh lỏng có chi phí tiêu hao chỉ là 33,0 - 37,8% so với công nghệ cấp đông IQF, giảm được 62,2 - 67,0% chi phí năng lượng và nguyên vật liệu.
Hệ thống cấp đông siêu tốc bằng chất tải lạnh được lắp đặt và vận hành thử nghiệm tại Công ty Cổ phần Bá Hải cho sản phẩm cá ngừ.
“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 cấp đông nhập khẩu TOMIN và bằng 25 - 30% so với công nghệ CAS của Nhật Bản”, PGS.TS Phạm Anh Tuấn nhấn mạnh.
Được biết, Viện Cơ điện Nông nghiệp và Công nghệ sau thu hoạch đã và đang triển khai hai mô hình ứng dụng công nghệ cấp đông siêu tốc cho hai sản phẩm thuộc Chương trình OCOP tỉnh Quảng Ninh là sản phẩm gà Tiên Yên và ghẹ lột Móng Cái với quy mô 150kg/giờ.
https://congnghiepcongnghecao.com.vn/
