Bài giảng công nghệ sản xuất dầu cá, bột cá và tận dụng phế phẩm

<span class="text_page_counter">Trang 1</span><div class="page_container" data-page="1">

1 TRƯỜNG ĐẠI HỌC ...

</div><span class="text_page_counter">Trang 2</span><div class="page_container" data-page="2">

1.2. Nguyên liệu sản xuất bột cá và phương pháp bảo quản ... 6

1.2.1. Nguyên liệu sản xuất bột cá chăn nuôi và phương pháp bảo quản ... 6

1.2.2. Nguyên liệu sản xuất bột cá thực phẩm và phương pháp bảo quản ... 9

1.3. Sản xuất bột cá theo quy trình ép ướt ... 10

1.3.1. Qui trình sản xuất ép ướt ... 10

1.3.2. Nhận xét chung về phương pháp ép ướt ... 20

1.4. Sản xuất bột cá theo quy trình ép khô ... 21

1.5. Sản xuất bột cá theo phương pháp chiết ... 29

1.6. Sản xuất bột cá theo phương pháp thủy phân ... 39

1.7. Thành phần hoá học và quy cách bột cá ... 42

1.7.1. Thành phần hóa học ... 42

1.7.2. Quy cách bột cá ... 44

1.8. Các hiện tượng xảy ra của bột cá sau công nghệ sản xuất ... 45

1.8.1. Hiện tượng tự phát nhiệt của bột cá... 45

1.8.2. Các loại phát nhiệt ... 46

Chương 2. CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT DẦU CÁ ... 47

2.1. Khái quát về dầu cá ... 47

2.2. Quy trình cơng nghệ sản xuất dầu cá y học theo phương pháp thủy phân bằng xút loãng và nhiệt độ cao... 48

2.3. Sản xuất dầu cá vitamin cô đặc... 53

2.3.1. Phương pháp xà phịng hóa chiết ... 53

2.3.2. Phương pháp chưng phân tử ... 54

Chương 3. CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT SẢN PHẨM TỪ PHẾ PHẨM... 59

3.1. Sản xuất chitin, chitosan ... 59

3.1.1. Công dụng chitin, chitosan ... 59

3.1.2. Cấu tạo chitin, chitosan ... 60

</div><span class="text_page_counter">Trang 3</span><div class="page_container" data-page="3">

3

3.1.3. Tính chất ... 61

3.1.4. Cơ sở kỹ thuật sản xuất Chitin, chitosan ... 63

3.1.5. Một số qui trinh sản xuất Chitin, chitosan ... 65

3.2 Sản xuất keo cá gelatin ... 68

3.2.1. Khái quát chung ... 68

3.2.2. Thành phần nguyên liệu sản xuất keo cá ... 70

3.2.3. Tính chất lý hóa của của gelatin ... 72

3.2.4. Cơ sở kỹ thuật sản xuất collagen ... 73

3.3. Công nghệ sản xuất Enzyme từ nội tạng động vật thủy sản ... 75

3.4. Chiết xuất astaxanthin từ phế liệu vỏ giáp xác ... 82

</div><span class="text_page_counter">Trang 4</span><div class="page_container" data-page="4">

-Trong khai thác thủy sản, sản lượng cá tạp ngày càng tăng cao

- Ở các nước phát triển, ngành chăn ni địi hỏi tiêu thụ một lượng lớn về bột cá chăn nuôi.

Việc sản xuất bột cá chăn ni có ý nghĩa kinh tế rất lớn vì đã tận dụng được nguồn phế liệu và thuỷ sản kém giá trị tạo nên sản phẩm có giá trị dinh dưỡng cao, cung cấp lượng đạm dễ tiêu hoá cho động vật nhằm phát triển chăn nuôi cung cấp trứng, sữa, thịt cho con người.

Bột cá là sản phẩm giàu đạm, chứa từ 47 ÷ 85% là đạm tổng số (trong khi đạm tiêu hoá của bột thực vật chỉ đạt từ 30 ÷ 40% đạm tổng số) trong đó đạm tiêu hố và hấp thu được là 80 ÷ 95% tuỳ thuộc vào phương pháp chế biến và nguyên liệu ban đầu.

Protein của bột cá là protein hồn hảo, vì chúng chứa đầy đủ các acid amin khơng thay thế và có tỉ lệ cân đối giữa các acid amin. Hàm lượng một số acid amin trong bột cá chăn nuôi với các chế phẩm chăn nuôi khác được thể hiện như sau:

<b>Bảng 1.1. Hàm lượng acid amin trong một số sản phẩm chăn nuôi. </b>

STT Các sản phẩm chăn nuôi Hàm lượng acid amin (g/kg)

Ly Arg His Meth Va Leu Phe Tre

</div><span class="text_page_counter">Trang 5</span><div class="page_container" data-page="5">

Bột cá có hệ số tiêu hố cao bởi lẽ chứa nhiều đạm dễ hoà tan và hấp thu. Bột cá ở dạng khơ nên cịn là nguồn thức ăn dự trữ cho động vật nuôi trong năm.

<b>1.1.2. Bột cá thực phẩm </b>

Bột cá thực phẩm là sản phẩm giàu đạm, chứa nhiều đạm dễ tiêu hoá, các vitamin, các nguyên tố khoáng đa lượng, vi lượng và các chất có hoạt tính sinh học khác.

Bột cá thực phẩm rất cần thiết cho con người, được tiêu hoá nhanh trong cơ thể sống. Bột cá thực phẩm được phát triển rất mạnh ở các nước, hầu hết các nước tiên tiến đều có nhiều cơng ty sản xuất bột cá thực phẩm dùng cho nội địa và xuất khẩu. Bột cá thực phẩm được dùng để bổ sung vào các sản phẩm như: xúc xích, dăm bơng, pate, chả giò, kamboko, bột canh, bột cháo, mì sợi và thực phẩm cho trẻ em, người ăn kiêng, người già yếu.

Theo các chuyên gia FAO tiêu chuẩn bột cá thực phẩm cần đạt được những cơ bản sau: N<small>TS </small> ≥ 70%

Độ ẩm ≤ 10%

NaCl ≤ 1,5% Lyzin ≥ 6,5%

Ở Mỹ bột cá thực phẩm được sản xuất bằng phương pháp chiết, sản phẩm chứa 70 ÷ 80% protein, chất béo khơng q 1%, hồn tồn khơng có mùi tanh, tỉ lệ tiêu hố khơng dưới 90%. Hàm lượng các acid amin (% so với toàn bộ protein) là: Lyzin 9,5%; Tryptophan 0,9%; Arginin 3%, Cystein 1%; hàm lượng nước ≤ 8%;

</div><span class="text_page_counter">Trang 6</span><div class="page_container" data-page="6">

6 chất béo ≤ 0,4%; canxi 18%; kích thước hạt phải đi qua mắt sàng có đường kính 1,47 μm. Màu sắc từ nâu nhạt đến trắng.

Bột cá thực phẩm Canada có màu trắng, không mùi, h à m l ư ợ n g nước chiếm 2÷3%, canxi 2÷5% (chủ yếu là photphat canxi) chất béo có ít khơng đáng kể, protein đạt 94÷98% (so với chất khơ).

Nhật Bản thường dùng phương pháp chiết để sản xuất bột cá thực phẩm, ngoài ra Nhật Bản còn dùng phương pháp thuỷ ngân để sản xuất và thu được sản phẩm bột cá giống sữa.

Trung Quốc đã nghiên cứu sản xuất bột cá thuỷ phân để cung cấp cho những người bị mắc bệnh đường ruột, khả năng hấp thụ dinh dưỡng kém.

Ấn Độ cũng đã sử dụng các loại cá có giá trị sử dụng kém để chế biến thành sản phẩm bột cá thuỷ phân giàu đạm cần thiết cho con người.

<b>1.2. Nguyên liệu sản xuất bột cá và phương pháp bảo quản </b>

<b>1.2.1. Nguyên liệu sản xuất bột cá chăn nuôi và phương pháp bảo quản 1.2.1.1. Nguyên liệu </b>

Trong sản xuất bột cá chăn nuôi thường tận dụng các loại cá kém giá trị không

<b>dùng cho chế biến các sản phẩm cao cấp khác như: cá nhỏ, cá kém chất lượng... </b>

Khi sử dụng nguyên liệu sản xuất bột cá chăn nuôi cần chú ý hàm lượng lipid, vì nó là ngun nhân chủ yếu gây nên hư hỏng bột cá trong quá trình chế biến và bảo quản, do hiện tượng oxi hoá lipid tạo ra các sản vật có mùi vị khơng tốt làm giảm chất lượng bột cá. Để chọn được qui trình phù hợp nhằm nâng cao chất lượng bột cá thường phân chia nguyên liệu sản xuất bột cá và dầu cá thành 2 loại theo hàm lượng lipid trong đó:

+ Loại nguyên liệu béo: Hàm lượng lipid > 3%. + Loại nguyên liệu gầy: Hàm lượng lipid  3%.

<b>1.2.1.2. Bảo quản </b>

Nguyên liệu thủy sản thường có tính mùa vụ và lại rất mau ươn thối nên việc bảo quản nguyên liệu để đảm bảo chất lượng sản phẩm và tiến độ sản xuất đều đặn là vấn đề quan trọng. Sau đây là các phương pháp bảo quản nguyên liệu trong sản xuất bột cá chăn nuôi.

<b>a. Bảo quản lạnh. </b>

</div><span class="text_page_counter">Trang 7</span><div class="page_container" data-page="7">

7 Phương pháp bảo quản lạnh là có thể sử dụng kho lạnh, nước đá để bảo quản. Nhiệt độ lạnh sẽ ảnh hưởng đến cấu trúc của protein Enzyme và protein màng của vi sinh vật, làm chậm quá trình phân giải và phân hủy của nguyên liệu. Bảo quản bằng nước đá với nhiệt độ 0÷2<small>o</small>C có thể giữ tươi nguyên liệu được 5 ngày.

Để tăng khả năng làm lạnh của nước đá có thể dùng hỗn hợp nước đá và muối ăn để bảo quản.

Cách tiến hành như sau: Trải một lớp nước đá hay hỗn hợp nước đá và muối ăn xuống đáy thùng bảo quản (lớp đá dày khoảng 2-5cm). Sau đó, cứ một lớp nguyên liệu lại một lớp nước đá hay hỗn hợp nước đá và muối ăn luân phiên.

Tỷ lệ nước đá hoặc hỗn hợp nước đá+muối ăn so với nguyên liệu là 2/1. Chú ý trên cùng của thùng bảo quản phải trải phủ một lớp nước đá hay hỗn hợp nước đá+ muối ăn dày khoảng 2-5cm.

Tùy theo tỷ lệ pha trộn giữa nước đá và muối ăn mà có các nhiệt độ hạ thấp khác nhau như bảng .

<b>Bảng 1.2: Quan hệ giữa sự hạ nhiệt độ với tỷ lệ giữa muối ăn và nước đá. </b>

Lượng nước đá (%) Lượng NaCl tinh khiết (%) Nhiệt độ (<small>o</small>C)

<b>b. Bảo quản bằng muối ăn: </b>

Phương pháp này dễ tiến hành, rẻ tiền , thuận lợi, thiết bị đơn giản. Nhưng chỉ được phép sử dụng với hàm lượng muối  20%, nếu nếu hàm lượng muối > 20% thì gây khó khăn cho cơng nghệ sản xuất bột cá sau này.

<b>Cách tiến hành: Hàm lượng sử dụng  20%. </b>

Cân lượng muối theo tỷ lệ nguyên liệu, sau đó trải một lớp xuống đáy thùng bảo quản và cứ một lớp ngun liệu thì có một lớp muối, cứ luân phiên như vậy. Nguyên liệu to phải cắt nhỏ.

<b>c. Bảo quản bằng acid. </b>

</div><span class="text_page_counter">Trang 8</span><div class="page_container" data-page="8">

8 Trước đây phương pháp bảo quản bằng acid được áp dụng phổ biến ở các nước như: Đan Mạch, Liên Xô cũ, Nhật bản.…Hiện nay, phương pháp bảo quản bằng hóa chất được trình bày ở phần c, d, e đã bị cấm, không được sử dụng để bảo quản nguyên liệu. Tuy nhiên, ở bài giảng này, tác giả muốn phân tích cho người đọc biết được cơ

<b>chế và tác dụng bảo quản của các loại hóa chất. </b>

Tác dụng của acid là phân ly cho proton H<small>+</small>, làm thay đổi pH môi trường, có tác dụng ức chế hoạt động của các vi sinh vật, enzyme …

Các acid thường dùng HCl, H<small>2</small>SO<small>4</small>… hàm lượng acid được dùng tuỳ theo từng loại nguyên liệu.

<b>Bảng 1.3: Lượng acid cần dùng để bảo quản nhiệt độ thường </b>

Nguyên liệu Lượng acid cần dùng [kg nguyên chất/100kg nguyên liệu] 2,5<pH<4

Trong 3 loại acid dùng ở trên thì hiệu quả bảo quản của chúng là : H<small>2</small>SO<small>4</small> > HCOOH > HCl

<b>d. Bảo quản bằng pesunfit kali (K<small>2</small>S<small>2</small>O<small>5 </small>) hoặc pesufit natri (Na<small>2</small>S<small>2</small>O<small>5</small> ). </b>

Pesunfit kali (K<small>2</small>S<small>2</small>O<small>5</small>) và pesufit natri sẽ phân tích tạo thành SO<small>2</small> và có tác dụng ức chế hoạt động của vi sinh vật.

Lượng dùng trung bình là 2% so với nguyên liệu, về mùa hè lượng pesunfit có thể tăng lên 1%.

</div><span class="text_page_counter">Trang 9</span><div class="page_container" data-page="9">

9 Cách tiến hành: Cân lượng Pesunfit cần dùng (tính theo độ tinh khiết 100%). Trộn đều nguyên liệu theo tỷ lệ quy định, rồi cho vào các thùng bảo quản, đậy kín, để nơi thống mát, tránh ánh nắng. Thời gian bảo quản 8 – 10 tháng.

Lượng Pesunfit thường giảm theo thời gian bảo quan, bởi lẽ chúng thường phân tích thành SO<small>2</small> và bay đi. SO<small>2</small> làm cho ngun liệu có mùi hơi, nhưng khi sản xuất bột cá có cơng đoạn hấp, sấy, SO<small>2</small> bị bay hơi nên chất lượng bột cá vẫn đảm bảo.

<b>e. Bảo quản bằng nitrit natri (NaNO<small>2</small>). </b>

Trước đây, nhiều nước trên thế giới dùng Nitrit natri để bảo quản nguyên liệu sản xuất bột cá chăn nuôi và dầu cá nhưng ngày nay thì phương pháp này đã bị cấm.

Nitrit natri ảnh hưởng đến cấu trúc protein, do đó tác dụng ức chế hoạt động của enzyme và vi sinh vật. Theo dẫn liệu ngiên cứu với lượng NaNO<small>2</small> < 0,2 mg/g sản phẩm thì Nitrit natri khơng gây độc cho gia súc, gia cầm.

Cách tiến hành bảo quản như sau:

Pha dung dịch NaNO<small>2</small> 5%, sau đó đem trộn với nguyên liệu theo tỷ lệ: dung dịch dịch NaNO<small>2</small> 5% so với nguyên liệu là 1/10, cho hỗn hợp vào thùng bảo quản, để nơi thống mát, khơ ráo, đậy kín, thời gian bảo quản từ 15 – 90 ngày.

<b>1.2.2. Nguyên liệu sản xuất bột cá thực phẩm và phương pháp bảo quản 1.2.2.1. Nguyên liệu sản xuất bột cá thực phẩm </b>

Nguyên liệu sản xuất bột cá thực phẩm gồm các loại cá không chứa độc tố. (Không sử dụng các loại cá có chưa độc tố như: Cá nóc, cá chình, cá song, ...). Ngun liệu tươi khơng có dấu hiệu ươn thối.

Ở Liên Xô cũ, nguyên liệu thường dùng để sản xuất bột cá thực phẩm là các loại cá: cá trích, cá nục nhỏ, cá nhám, cá mập...

Ở Nhật, nguyên liệu thường dùng để sản xuất bột cá thực phẩm là các loại cá: Cá thu, cá ngừ.

Ở Việt Nam nguyên liệu thường dùng để sản xuất bột cá thực phẩm là các loại cá tạp có giá trị kinh tế trung bình như cá bánh đường, cá mối, nục, trích...

<b>1.2.2.2. Phương pháp bảo quản nguyên liệu sản xuất bột cá thực phẩm </b>

Nguyên liệu tốt nhất ở dạng tươi được bảo quản đông, bảo quản lạnh sơ bộ, bảo quản ướp muối ở nồng độ thấp hoặc bảo quản bằng đóng hộp thanh trùng, còn các

</div><span class="text_page_counter">Trang 10</span><div class="page_container" data-page="10">

10 phương pháp bảo quản bằng hóa chất độc hại không cho phép (hàn the, chất kháng sinh….).

<b>1.3. Sản xuất bột cá theo quy trình ép ướt 1.3.1. Qui trình sản xuất ép ướt </b>

</div><span class="text_page_counter">Trang 11</span><div class="page_container" data-page="11">

 Sấy

 Làm nguội

 Tách kim loại

 Nghiền sàng



Bảo quản – bao gói

Phần lỏng  Tách dầu

 Dịch lỏng

 Cô đặc



Làm thức ăn trực tiếp cho chăn nuôi.

Dầu  Tinh chế

 Dầu tinh chế Nguyên liệu

Dịch ép Ép tách dầu

Xử lý

Nấu nguyên liệu

Phân ly

Phần đặc

</div><span class="text_page_counter">Trang 12</span><div class="page_container" data-page="12">

12 + Làm suy yếu màng tế bào và liên kết của dầu với các thành phần khác.

Như vậy sẽ tách triệt để dầu hơn ở khâu ép.

<b>- Làm mất mùi hơi và hình thành mùi thơm. </b>

+ Mùi hôi bị bay hơi.

Mùi hôi là mùi của các chất CO<small>2</small>, NH<small>3</small>, H<small>2</small>S, PH<small>3</small>, Ure, TMA, Skatol, Indol… , chúng là sản vật của quá trình phân hủy các acid amin …. Khi nấu chúng sẽ bị bay hơi thốt ra ngồi.

+ Mùi thơm.

Mùi thơm chủ yếu là các chất ngấm ra, chất ngấm ra gồm Taurin, Beatin, Acid creatinic, Creatinin, một số acid amin (alanin, glutamin, histidin, prolin, triptophan…), TMAO, acid sucxinic, Glucose…

Các chất ngấm ra tồn tại trong nguyên liệu ở dạng liên kết đồng hóa trị, liên kết hidro, liên kết tĩnh điện… khi gia nhiệt các liên kết đó bị đứt các chất ngấm ra được giải phóng tạo ra mùi.

- Tiêu diệt vi sinh vật có hại và enzyme có tác dụng kéo dài thời gian bảo quản sản phẩm.

- Tỷ lệ tiêu hóa tăng: Khi ra nhiệt các nhóm hoạt động của các chất trong tế bào sẽ lộ ra ngoài như vậy enzyme dễ tiếp cận để phân giải, ngồi ra trong ngun liệu mơt số chất như collagen, elastin đây là những chất bền, dai, không tan trong nước , khó tiêu hóa, nhưng khi gia nhiệt chúng bị gelatin hóa và dễ tiêu hóa, ngồi ra

- Làm biến tính keo tụ các chất ở dạng hòa tan để khi ép chúng khơng bị tổn thất ra ngồi cùng với dịch ép.

<b>b. Các yếu tố ảnh hưởng trong quá trình nấu. </b>

<i><b> - Nhiệt độ. </b></i>

</div><span class="text_page_counter">Trang 13</span><div class="page_container" data-page="13">

13

<small>t c0M</small>

<b> Đồ thị số 1 : Mối quan hệ giữa nhiệt độ và hiệu suất, hương vị bột cá. </b>

M: Trục biểu thị hương vị sản phẩm. P: Trục biểu thị hiệu suất bột cá. I: Đường biểu diễn bột cá thu được.

II: Đường biểu diễn hương vị bột cá thu được.

Vi sinh vật có hại và enzyme bị tiêu diệt không triệt để.

Hiệu suất bột cá thu được thấp do các chất ở dạng hòa tan chưa bị keo tụ hoàn toàn.

<b>+ Nhiệt độ nấu > 95 ^oC. </b>

Sản lượng bột cá giảm: Do thịt cá bị nhuyễn nát nên khi ép bị tổn thất nhiều. Các chất có đạm và vitamin bị tổn thất.

Hương vị giảm do các chất ngấm ra bị tổn thất.

</div><span class="text_page_counter">Trang 14</span><div class="page_container" data-page="14">

14 Cá tươi, béo nấu ở nhiệt độ 80 - 90<small>o</small>C để hạn chế q trình oxi hóa, cá gầy nấu ở nhiệt độ 90 - 95<small>o</small>C, cá chất lượng kém hoặc là phế liệu thì nhiệt độ nấu 90 – 95<small>o</small>C để thúc đẩy quá trình bay hơi các chất có mùi vị kém, tiêu diệt vi sinh vật và enzyme.

<i><b>- Kích thước nguyên liệu. </b></i>

Kích thước ngun liệu lớn thì chín khơng đều dẫn đến chất lượng bột cá thu được sau này giảm vì vậy phải cắt thành những khúc 10 – 20 mm, ngun liệu có kích thước nhỏ khơng cần cắt.

<i><b>- Thời gian nấu. </b></i>

<b>+ Gồm thời gian nâng và giữ nhiệt. </b>

Thời gian nâng nhiệt là quá trình nâng nhiệt độ nguyên liệu (nhiệt độ thường) lên nhiệt độ nấu, từ nhiệt độ thường lên nhiệt độ nấu sẽ qua vùng nhiệt độ tối thích của đa số các enzyme trong nguyên liệu (40 – 50 <small>o</small>C). Nếu thời gian tối thích dài thì:

- Dầu bị thủy phân, oxi hóa.

- Cơ thịt cá mềm mại, protein bị thủy phân tạo ra các pepton, peptit, acid amin (các pepton, peptit, acid amin khi ép bị tổn thất).

-Acid amin bị phân hủy.

Như vậy thời gian nâng nhiệt dài quá sẽ ảnh hưởng đến chất lượng và hiệu suất bột cá, thông thường thời gian nâng nhiệt ﺡ <small>1</small> = 20 phút.

+ Thời gian giữ nhiệt phụ thuộc vào nhiệt độ nấu (t), kích thước nguyên liệu (d), loại nguyên liệu (nl). ﺡ = f (t, d, nl), nhiệt độ nấu cao, kích thước nguyên liệu nhỏ thời gian nấu giảm và ngược lại.

Thời gian nấu phải hợp lý để nguyên liệu vừa chín tới. Xác định nguyên liệu vừa chín tới như sau:

+ Mùi thơm, khơng tanh. +Cơ thịt mềm mại.

+Khơng cịn dấu vết máu trên xương. +Gõ nhẹ thịt cá bong ra.

Thời gian nấu các loại nguyên liệu như sau: Thời gian nâng nhiệt ﺡ<small> 1</small>= 20 phút.

Cá tươi, béo, d = 10 – 20 mm, t<small>n</small> = 80−90<small>o</small>C, ﺡ <small>2</small> = 55 phút. Cá gầy, tươi, t = 90 − 95^oC, d= 10 − 20 mm, ﺡ<small>2</small> = 50 phút

</div><span class="text_page_counter">Trang 15</span><div class="page_container" data-page="15">

15 Phế liệu, cá kém chất lượng, d = 10 – 20 mm, t<small>n</small> = 90 − 95<small>o</small>C,ﺡ<small>2 </small>= 60 phút.

<i><b>-Phương pháp nấu. </b></i>

Có thể dùng nước ngọt hoặc nước muối để nấu. Dùng nước muối nấu có ưu điểm hiệu suất, hương vị bột cá thu được tốt hơn nhưng nhược điểm là lượng muối trong sản phẩm tăng.

<b>Bảng 1.2: So sánh thành phần của bột cá, nước ép, nước nấu trong điều kiện chưng nấu bằng nước ngọt và nước biển. </b>

Loại nước sử dụng

Thành phần nướp %

Chất khô %

Chất hữu cơ %

Tro % Đạm %

H3PO4 %

Mỡ % Muối %

Nước nấu

Nước biển Nước ngọt

Nước biển Nước ngọt

Nước biển Nước ngọt

12,47

11,17 −

<b>1.3.1.2. Ép </b>

<b>a. Khái niệm cơ bản của q trình ép. </b>

Mục đích của khâu ép là lấy được hết dầu từ nguyên liệu đã nấu chín. Khi nấu chín tế bào bị vỡ, dưới tác dụng của lực ép dầu, nước và một số chất hoà tan được tách

</div><span class="text_page_counter">Trang 16</span><div class="page_container" data-page="16">

16 ra.

<b>Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình ép: </b>

Nghiên cứu về quá trình ép cho rằng ép và lọc tương tự nhau, đều là quá trình vận chuyển của chất lỏng trong ống tiên mao.

Công thức của Poisenille có thể xác định thể tích chất lỏng chảy ra trong quá trình ép :

V =

V: Thể tích chất lỏng chảy ra trong q trình ép P : Áp lực ép.

R: Bán kính ống tiên mao. T: Thời gian chất lỏng chảy ra. L: Độ dài ống tiên mao.

: Độ nhớt chất lỏng.

Cơng thức trên khơng hồn tồn phù hợp với quá trình ép vì nó khơng phản ánh được sự biến đổi của các nhân tố trong quá trình ép như sự thay đổi độ dài và đường kính của ống tiên mao, thể tích của vật liệu, áp lực của chất lỏng.v.v…Do vậy, công thức trên chỉ biểu thị quá trình ép trong một khoảnh khắc thời gian khi các nhân tố này thay đổi rất ít.

Vậy muốn ép dầu trong nguyên liệu phải có những điều kiện sau đây:

- Trong các ống tiên mao của của vật liệu ép, áp lực của dầu phải lớn. - Đường kính của ống tiên mao phải lớn để chất lỏng dễ dàng thoát ra, - Độ dài của ống tiên mao phải ngắn nhất.

- Diện tích bề mặt vật liệu ép phải lớn. - Độ nhớt của chất lỏng phải nhỏ.

</div><span class="text_page_counter">Trang 17</span><div class="page_container" data-page="17">

17 Q: Năng suất trên mỗi kép (tấn )

D: Đường kính trong của máy ép. H: Độ cao của thùng ép.

T<small>y</small> : Thời gian 1 chu kỳ. : Hệ số xếp đầy 0,80,85

: Trọng lượng riêng của nguyên liệu trước lúc ép ( tấn /m<small>3</small><b> ) </b>

<b> 2 </b>

<b>Hình 1.1: Cấu tạo máy ép thủy lực. </b>

Khi chất lỏng bơm vào piston 2, piston nâng lên ép nguyên liệu giữa bề mặt 3 và 4 dầu , nước trong nguyên liệu được tách ra.

1 4

3 5

1. Bộ phận bơm chất lỏng. 2. Piston 3. Mặt ép dưới. 4. Mặt ép trêm 5. Vòng đệm

bằng da hay cao su.

</div><span class="text_page_counter">Trang 18</span><div class="page_container" data-page="18">

18 Sấy trong điều kiện chân không, hoặc sấy bằng khơng khí nóng có nhiệt độ 75−80<small>o</small>C. Sấy trong điều kiện chân không thì chất lượng sản phẩm thu được cao.

Những yếu tố biến đổi của bột cá trong quá trình làm khô:

- Độ ẩm: sau công đoạn ép độ ẩm 40  50%, sau khi làm khơ độ ẩm cịn 10  12 %. - Các phản ứng oxi hoá lipid .

- Tỷ lệ tiêu hóa giảm.

Để kiểm tra mức độ khô của bột cá trong thực tế dùng các phương pháp sau: Kiểm tra sau quá trình sấy: Lấy mẫu, bẻ xương cá nếu thấy xương cá khơ, giịn, có màu trắng, dễ bẻ là được.

Kiểm tra sau khi nghiền: Lấy mẫu bột cá nắm chặt nếu thấy khơng vón cục là được.

<b>1.3.1.4. Làm nguội - tách kim loại - nghiền sàng ● Làm nguội: </b>

<b>- Lý do: </b>

Trong công đoạn nghiền sàng do lực ma sát của các búa đập với nguyên liệu nên làm cho nhiệt độ nguyên liệu tại công đoạn nghiền sàng tăng cao. Mặt khác trong quá trình nghiền sàng diện tích tiếp xúc của bột cá với oxi tăng nên q trình oxi hố

<b>dầu trong q trình nghiền sàng tăng. </b>

<b>Ví dụ: nhiệt độ vào của bán thành phẩm bằng 90</b><small>0</small>C, thì sau khi nghiền sàng nhiệt độ bán thành phẩm lớn hơn 100<small>0</small>C.

Kích thước bột cá nhỏ tốc độ q trình oxi hố cao.

Vì vậy sau khi sấy phải làm nguội bán thành phẩm. Nhiệt độ bán thành phẩm sau khi sấy 80  95<small>0</small>C do đó phải làm cách nào đó giảm nhiệt độ bột cá xuống còn 60 <small>0</small>C.

<b>- Cách làm nguội : </b>

Cho bột cá sau khi sấy lên một băng tải và vận chuyển đến thiết bị nghiền sàng. Tính tốn chiều dài băng tải và thơng gió thích hợp để quá trình vận chuyển đồng thời

<b>cũng là quá trình làm nguội bột cá. ● Tách kim loại: </b>

Đặc điểm nguyên liệu sản xuất bột cá chăn nuôi là các loài cá tạp, phế liệu, nên các mảnh vụn kim loại dễ lây nhiễm vào từ môi trường đánh bắt, từ quá trình thu mua,

<b>trong quá bảo quản, trong quá trình chế biến, nên cần phải tách kim loại trong bột cá. </b>

</div><span class="text_page_counter">Trang 19</span><div class="page_container" data-page="19">

19

<b>Tách kim loại với mục đích: - Mang tính an toàn cho thiết bị. - An toàn cho vật nuôi. </b>

- Đảm bảo chất lượng sản phẩm bột cá (làm giảm hiện tượng ôxi hoá của bột cá). Nếu bột cá có kim loại thì kim loại sẽ xúc tiến q trình oxi hố dầu làm cho chất

<b>lượng bột cá giảm. </b>

<b>Cách tiến hành: Trong sản xuất thường dùng nam châm điện để tách kim loại. </b>

Nam châm này được thiết kế đặt cách bề mặt băng chuyền vận chuyển bán thành phẩm một khoảng cách nhất định. Nếu có kim loại thì nam châm sẽ hút kim loại và tách kim

<b>loại ra khỏi bột cá. Định kỳ ta loại bỏ kim loại trên bề mặt của nam châm. ● Nghiền sàng: </b>

Bột cá sau khi làm khô thường khơng mịn, gây khó khăn cho động vật khi ăn ,

<b>khó phối trộn thức ăn. Mặt khác khi nghiền sản phẩm dễ hấp thụ hơn. </b>

Mức độ nghiền sàng phải theo yêu cầu. Thường bột cá cho gia súc, gia cầm được nghiền sàng bằng thiết bị nghiền lúa, kích thước lỗ sàng 46mm, mật độ lỗ sàng 15lỗ/cm<small>2</small><b>. </b>

<b>1.3.1.5. Bao gói </b>

Vật liệu bao gói túi PE. Vật liệu bao gói phải ngăn ngừa được sự xâm nhập của

<b>khơng khí và ẩm. 1.3.1.6. Xử lý dịch ép </b>

Trong công nghiệp sản xuất bột cá theo phương pháp ép ướt thường có một lượng nước rất lớn (50 – 70 % khối lượng nguyên liệu)

Trong đó, NTS từ 6 ÷ 15 % bao gồm các mảnh vụn thịt cá, protein hoà tan, gelatin, acid amin, các chất có đạm khác. Ngoài ra dịch ép cịn chứa lượng dầu cá, khống, vitamin. Vì vậy, việc xử lý dịch ép để thu hồi các chất dinh dưỡng và dầu cá là rất cần thiết.

</div><span class="text_page_counter">Trang 20</span><div class="page_container" data-page="20">

20 nhau. Muốn tăng tốc độ lắng ta phải giảm độ nhớt của chất lỏng xuống bằng cách đun nóng hoặc cho thêm nước vào để làm giảm trọng lượng riêng của chất lỏng xuống.

Vì chất lỏng ép được có nhiều protein và những vật chất khác tồn tại nên rất dễ thối, đặc biệt ở nhiệt độ từ 25 – 40<small>o</small>C. Do đó, trong q trình lắng đọng nhiệt độ khơng được thấp dưới 50^oC.

Hình dạng của bình cũng ảnh hưởng đến sự lắng đọng của chất lỏng, nói chung những bình lắng đọng có đường kính lớn và khơng cao thì năng lực lắng đọng lớn, vì năng suất của bình lắng đọng có liên quan với diện tích bề mặt của nó và khơng có liên quan gì với chiều cao.

Dầu cá từ bình lắng đọng lấy ra, cịn có một ít nước, protein và những tạp chất nổi. Để loại đi những tạp chất đó có thể tiến hành rửa vài ba lần. Phương pháp là dùng nước nóng hoặc nước muối đổ vào rồi khuấy đều, cuối cùng phân ly dầu và nước, ta cũng có thể dùng hơi nước trực tiếp tiến hành rửa.

Dầu cá sau khi rửa vẫn có một ít nước, nếu khơng tìm cách loại bỏ thì có thể làm cho dầu bị phân giải. Phương pháp khử nước thường dùng là ly tâm hoặc đun nóng (tốt nhất trong điều kiện chân không).

<i>b) Phương pháp phân ly. </i>

Trong các xưởng sản xuất bột cá, dầu cá hiện đại, máy ly tâm gần như thay thế tồn bộ bình lắng đọng. Khơng những là vì máy ly tâm có hiệu suất cao, thao tác liên tục. mà thiết bị của nó cịn chiếm diện tích nhỏ, lao động nhẹ và dễ dàng bảo đảm vệ sinh cho nhà máy.

Cần chú ý dùng máy ly tâm phân ly dầu, nếu trong dung dịch có nhiều chất rắn thì trước lúc vào máy, dung dịch phải đi qua sàng rung động để loại đi những vật chất to, vì máy ly tâm khơng thích ứng với những dung dịch có nhiều vật chất rắn.

<b>1.3.2. Nhận xét chung về phương pháp ép ướt </b>

Đặc điểm của phương pháp ép ướt là nguyên liệu được nấu chín, sau đó ép lúc ngun liệu còn ướt để lấy bớt ra lượng nước và dầu. Do đó, khi sấy nguyên liệu ít bị oxy hố, chất lượng bột cá tốt, thích hợp cho nguyên liệu nhiều dầu, là phương pháp chủ yếu sản xuất bột cá, dầu cá hiện nay. Dịch ép có mang theo một số thành phần dinh dưỡng phải cô đặc thu hồi để nâng cao hiệu suất thu hồi qui trình.

</div><span class="text_page_counter">Trang 22</span><div class="page_container" data-page="22">

22

<b>1.4.2. Đặc điểm qui trình </b>

Cơng đoạn ép thực hiện sau cơng đoạn sấy khô. Ép ở trạng thái nguyên liệu khô nên hiệu suất tách dầu không cao. Do vậy lượng dầu (lipid) còn lại trong sản phẩm bột

<b>cá nhiều hơn phương pháp ép ướt do đó trong q trình bảo quản gặp nhiều khó khăn. </b>

Trong q trình sấy khơ thì thời gian sấy dài, hàm lượng lipid cao nên xảy ra

<b>hiện tượng oxi hoá lipit, làm cho sản phẩm bột cá cuối cùng có mùi khét, sẫm màu. </b>

Qui trình này đơn giản hơn qui trình ép ướt vì khơng xử lý thu hồi đạm. Hiệu suất qui trình cao hơn vì trong quá trình ép chủ yếu tách dầu thơ, cịn thịt cá và các

<b>chất hồ tan khác thì ít bị hao tổn. </b>

Qui trình này phù hợp cho những loại cá gầy.

<b>1.4.3. Giải thích qui trình. </b>

<b>a. Nấu chín: xem q trình ép ướt. </b>

<b>b. Sấy khơ: Có thể sấy bằng nhiều phương pháp khác nhau. ● Sấy khô bằng không khí nóng - ép: </b>

Sấy khơ ngun liệu trong khơng khí nóng thì dầu trong ngun liệu bị oxi hố

<b>và làm giảm chất lượng dầu. </b>

Sản xuất bằng phương pháp ép khơ, q trình sấy khơ trên thực tế bao gồm cả nấu và sấy khô. Nguyên liệu tươi chưng gián tiếp ở nhiệt độ 75  80<small>0</small>C, rồi vừa khuấy vừa sấy khơ, ngun liệu có độ ẩm từ 70% giảm xuống còn dưới 20% trong thời gian

<b>3  4 giờ. </b>

<b>● Sấy khô trực tiếp bằng khơng khí nóng: </b>

Phương pháp này thích hợp với nguyên liệu ít mỡ, tiết kiệm được động tác ép, sau khi sấy khơ 1 lần, xay nhỏ, sàng thì được thành phẩm. Phù hợp cho sản xuất nhỏ.

Độ ẩm sau khi sấy còn từ 20  30%, với độ ẩm này tạo điều kiện cho quá trình ép, tăng hiệu suất ép sau này, với những độ ẩm khác nhau thì hiệu suất tách dầu khác nhau. Với cá có hàm lượng lipid cao thì sấy đến độ ẩm 30%, nếu cá có lipid thấp thì sấy đến độ 20%, sau đó ép.

<b>c. Ép : </b>

Để tách dầu và một phần nhỏ nước có hiệu suất cao thì ép ở nhiệt độ 90  110<small>0</small>C (làm giảm độ nhớt dịch lỏng, dịch lỏng chảy ra dễ dàng hơn).

</div><span class="text_page_counter">Trang 23</span><div class="page_container" data-page="23">

Năng xuất của thiết bị 1,250 kg/giờ.

Thành phần hóa học trung bình của ngun liệu sau khi chưng nấu. Thành phần

hóa học

Hàm lượng trước lúc chưng nấu (kg)

Những thay đổi sau khi nấu (kg)

Hàm lượng sau khi nấu

Dầu Nước Chất khô Tổng cộng

12.5 812,5 312,5 1,250

0 112 0 -

125 924,5 312,5 1.362

9 68 23 100

<i><b> Tính tốn sản phẩm trong quá trình ép. </b></i>

Lượng nước trong bã ép 45%. Sản lượng bột cá sau lúc ép:

<i><b>Sản lượng bột cá sau khi ép xác định như sau: </b></i>

<i>P </i>

<i>Y </i>= ^- _-⁺100

) 01 , 0 1 )( 100 (

</div><span class="text_page_counter">Trang 24</span><div class="page_container" data-page="24">

24 B - Lượng nước trong bã ép.

<i><b>Lượng chất lỏng ép ra (Z). </b></i>

Z = K + 1250 – 454 = 112 +1250 –454 = 908 Kg.

Trong công thức K là lượng nước ngưng tụ = 112Kg. (Thực tế xác định được 112 Kg.

<i><b>Lượng dầu trong bã ép: </b></i>

Lượng dầu trong bã ép xác định như sau:

Thành phần hóa học của bã ép và chất lỏng ép ra. Thành phần

hóa học

Dầu Nước Chất khô Tổng cộng

454 (250+20)=184 20

250 454

40,6 4,4 55,0 100

125-20=105 312,5-250=62,5

(908-105+62,5)=740,5 908

11,4 6,8 81,8 100

<i><b> Tính tốn sản phẩm trong q trình làm khơ: </b></i>

Những thơng số đã biết:

Lượng bột cá cho vào máy sấy y: 454Kg. Lượng nước lúc sấy W<small>1</small>: 45%.

Lượng sau khi sấy W<small>2</small>: 12%.

Lượng chất khô tổn thất trong lúc sấy 1,5%. Lượng bột cá tổn thất trong nghiền 2,0%. Lượng dầu trong chế phẩm g: 20Kg. Lượng nước bốc hơi trong một giờ:

<i><b>Lượng hơi nước xác định như sau: </b></i>

<i>Kg W </i> = y - _{100 – W2}^{W1 – W2}

</div><span class="text_page_counter">Trang 25</span><div class="page_container" data-page="25">

<small>cn</small>=40<small>o</small>C. Năng suất của nồi chưng: 1.250 Kg/giờ.

<i><b>Nhiệt lượng tiêu hao lúc chưng nấu nguyên liệu: Q<small>1</small>. </b></i>

Tính tỉ nhiệt căn cứ thánh phần hóa học của nó: Tỷ nhiệt của nguyên liệu xác định như sau : C<small>n</small>=0,50 x 0,10 = 1 x 0,05 = 0,32 x 0,25 = 0,78. Trong công thức:

0,50− Tỉ nhiệt của dầu. 1,00 – Tỉ nhiệt của nước.

giờ / 7 , 3 100

5 , 1

250 ´ ₌ <i>_Kg</i>100

5 , 1 * <i>T = ^P</i>

<small>=</small>

</div><span class="text_page_counter">Trang 26</span><div class="page_container" data-page="26">

26 0,32 – Tỉ nhiệt của chất khơ.

Do đó:Q<small>1</small>= 1.250 x 0,78 (100-10)=87.500 Kcalo

<i><b>Nhiệt lượng tiêu hao lúc làm nóng thiết bị: Q<small>2</small></b></i>

Q<small>2</small>=1.000 x 0,115 (100-20)=9.200 Kcalo.

Nếu khơng tính nhiệt làm nóng thiết bị nấu thì Q<small>2</small>= 0.

<i><b>Nhiệt lượng tổn thất ra xung quanh Q<small>3</small>. </b></i>

Trong công thức:

D – Đường kính của nồi chưng. L – Độ dài của nồi chưng. Hệ số dẫn nhiệt .

Do đó: Q<small>3</small>=1,0+9,6 (40-20)=1,920 Kcal.

<i><b>Nhiệt lượng tiêu hao toàn bộ: </b></i>

Q = Q<small>1</small> + Q<small>3</small>=87.500 + 1.920 = 89.420 Kcal.

<i><b>Tiêu hao hơi nước. </b></i>

Đối với nguyên liệu mỡ (trên 8%) lúc chưng nấu lượng hơi nước trực tiếp cần dùng là 2/3 và 1/3 hơi nước gián tiếp. Lượng hơi nước trực tiếp tiêu hao là:

Trong công thức:

i- Enthalpi của hơi nước lúc áp suất bằng 2 atm (645,8 Kcal/Kg).

i<small>K</small>- Enthalpi của nước ngưng tụ lúc áp suất bằng atm (119,87 Kcal/Kg). Để tính Enthalpi của nước ngưng tụ, nhiệt độ của vật liệu đựng trong nồi chưng là 100<small>o</small>C.

Lượng hơi nước gián tiếp tiêu hao là:

−+=

</div><span class="text_page_counter">Trang 27</span><div class="page_container" data-page="27">

27 Toàn bộ hơi nước tiêu hao trong qúa trình chưng:

Độ ẩm tương đối cuả khơng khí từ lị sấy đi ra  : 80%. Độ dài của thân lò S:27m

Đường kính của thân lị D<small>0</small>: 0,8m. Áp lực hơi nước P: 2 atm.

<i><b>Nhiệt lượng tiêu hao đun nóng chế phẩm. </b></i>

Q<small>1</small> = 283,3 x 0,74 (55 – 50) = 1.048 Kcal/giờ. Nhiệt lượng tiêu hao lúc đun nóng thiết bị.

Q<small>2</small> = 15.000 x 0,115 (70 – 20) = 86.250 Kcal. Nếu khơng tính nhiệt đun nóng thiết bị thì Q<small>2</small> = 0

<i><b> Nhiệt lượng của nước bốc hơi xác định như sau: </b></i>

Q<small>3</small> = W (595 –0,47t) Trong công thức:

W – Lượng nước bốc hơi: 167 Kg/giờ. 595 – Nhiệt bốc hơi của 1 kg nước ở O<small>o</small>C. 0,47 – Tỉ nhiệt của hơi nước (Kcal/kg<small>o</small>C). t – Nhiệt độ của hơi nước: 70^oC.

Q<small>3</small> = 167 (595 – 0,47 x 70) = 104.400 Kcal/giờ.

<i><b>Nhiệt lượng tiêu hao lúc làm nóng khơng khí. </b></i>

Q<small>4</small> = M (0,24 + 0,47d<small>o</small>) (t<small>1 </small>- t<small>kk</small>) Trong công thức:

M– Lượng khơng khí cần thiết làm thốt nước trong lò sấy.

</div><span class="text_page_counter">Trang 28</span><div class="page_container" data-page="28">

28 0,25 – tỷ nhiệt của khơng khí khơ (Kcal/Kg<small>o</small>C).

0,47 – Tỉ nhiệt của hơi nước (Kcal/Kg<small>o</small>C). d<small>o</small> – lượng nước trong khơng khí ở 20<small>o</small>C. t<small>kk</small> – nhiệt độ khơng khí đi vào lị sấy: 20<small>o</small>C. t<small>l</small> - Nhiệt độ khơng khí đ ra lị sấy = 70<small>o</small>C.

F =2(.D<small>o</small>S + 2( .D<small>o</small> )/4 ) m²

Q<small>5</small> = 137 x 9.6 (40 – 20) = 26,304 Kcal/giờ.

<i><b>Do đó tồn bộ nhiệt lượng tổn thất là: </b></i>

Q = Q<small>1 </small>+ Q<small>3 </small>+ Q<small>4 </small>+ Q<small>5</small> = 1,048 +104,400 +12,000 + 26,304 = 143,752 Kcal/giờ. Lượng hơi nước tiêu hao trong mỗi giờ:

Hơi nước tiêu hao lúc bốc hơi 1 Kg nước: <small>01</small> <i><small>dd</small></i>

<small>01</small> <i><small>dd</small></i>

137 4

3 , 0 14 , 3 0 27 8 , 0 14 , 3 ( 2

<small>167273 ===</small>

</div><span class="text_page_counter">Trang 29</span><div class="page_container" data-page="29">

29

<b>1.5. Sản xuất bột cá theo phương pháp chiết 1.5.1. Khái niệm về quá trình chiết </b>

<i><b>Nguyên lý: Dùng dung môi để chiết dầu trong nguyên liệu, khi cho nguyên liệu </b></i>

vào dung mơi thì có sự chênh lệch nồng độ dầu giữa dung môi và nguyên liệu dầu trong nguyên liệu sẽ đi ra dung môi. Đối với những loại cá béo thì phương pháp ép ướt tách dầu không triệt để. Để hiệu quả trong việc tách dầu đối với những loại nguyên liệu cá béo thì người ta thường dùng phương pháp chiết, và để hiệu quả hơn nữa người ta kết hơp cả hai phương pháp: phương pháp ép ướt và phương pháp chiết.

Nguyên liệu, nấu chín rồi đem ép sau đó chiết được thì sẽ thu được sản phẩm bột cá có hàm lượng lipid thấp.

- Quá trình dùng dung mơi để hồ tan dầu trong nguyên liệu là một quá trình khuếch tán của phân tử dầu và phân tử dung môi. Theo lý thuyết về quá trình khuếch tán gồm 2 quá trình: quá trình khuếch tán phân tử và quá trình khuếch tán đối lưu.

<b>a. Khuếch tán phân tử: </b>

Khuếch tán phân tử là sự di chuyển lẫn nhau của các phân tử khác nhau trong quá trình chiết và cường độ khuếch tán phụ thuộc vào cường độ lực phân tử. Động lực khuếch tán phân tử là chuyển động nhiệt.

Cường độ về lực phân tử của dầu tương tự cường độ lực phân tử của dung mơi, do đó bề mặt phân cách giữa chúng khó tồn tại. Cho nên khi dầu vừa tiếp xúc với dung mơi thì lập tức các phân tử dầu hỗn hợp vào dung môi.

Nếu bề mặt tiếp xúc giữa dầu và dung mơi càng lớn thì trong một đơn vị thời gian càng có nhiều phân tử dầu khuếch tán vào dung mơi và do đó tốc độ khuếch tán tỉ lệ thuận với bề mặt tiếp xúc giữa chúng

b. Khuếch tán đối lưu:

Sự chênh lệch nồng độ rất quan trọng đối với sự khuếch tán đối lưu, nồng độ chênh lệch càng lớn thì hiệu suất di chuyển từ vùng có nồng độ cao đến vùng nồng độ thấp càng cao.

Phương trình khuyếch tán đối lưu:

<i>dcFdT</i>

</div><span class="text_page_counter">Trang 30</span><div class="page_container" data-page="30">

30 Trong đó : lượng vật chất di chuyển trong một đơn vị thời gian

F : Diện tích tiếp xúc.

dc: Sự chênh lệch nồng độ giữa vùng cao và vùng thấp.

 :Hằng số tốc độ khuếch tán đối lưu: là biểu thị lượng vật chất di chuyển trên một đơn vị diện tích bề mặt và trong một đơn vị thời gian.

Động lực khuếch tán đối lưu nhờ vào sự chênh lệch nồng độ.

<b>1.5.2. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình chiết khi chiết dầu từ ngun liệu a. Hình thái, tính chất, cấu tạo tổ chức của nguyên liệu: </b>

Bề mặt tiếp xúc giữa ngun liệu (kích thước) với dung mơi càng lớn thì hiệu suất chiết càng cao. Vì vậy trong quá trình chiết thường làm nhỏ nguyên liệu để tăng diện tích tiếp xúc, bằng các cách sau.

+ Cắt nhỏ nguyên liệu. + Làm dập (ép)

+ Nấu chín để phá vỡ cấu trúc tế bào.

Mức độ làm nhỏ nguyên liệu cũng phải hợp lý, không nên nghiền quá nhỏ thành bột vì dễ bị vón thành cục trong quá trình chiết, làm giảm bề mặt tiếp xúc với dung môi, làm giảm hiệu suất chiết. Đồng thời trong quá trình chiết thịt cá vụn sẽ đi ra dung dịch gây hao tổn bán thành phẩm, làm cho hiệu suất của bột cá giảm. Thịt cá vụn làm cho dịch chiết khó tinh chế.

Tính chất và cấu tạo tổ chức nguyên liệu: nguyên liệu trong quá trình chiết ở dạng xốp là tốt nhất. Vì vậy cá trước khi tách dầu thường hấp chín rồi ép để làm vỡ tế bào, làm xốp thịt cá.

+ Thịt cá ở dạng nấu chín thì hiệu suất chiết dầu cao hơn thịt cá dạng tươi vì diện tích tiếp xúc giữa dung mơi và nguyên liệu lớn. Lipid trong cấu trúc bị cắt đứt liên kết nên khi chiết, vì vậy chiết triệt để được lipid liên kết.

<b>b. Sự chênh lệch nồng độ dầu trong nguyên liệu và dung môi: </b>

<b> Sự chênh lệch nồng độ dầu càng lớn thì tốc độ chiết càng nhanh. Để có hiệu quả </b>

trong việc chiết dầu thì có một số phương pháp sau:

+ Có thể lợi dụng nguyên lý chiết ngược dòng (chiều di chuyển của dung môi và nguyên liệu ngược nhau) tạo ra được sự chênh lệch nồng độ cao.

+ Thay dung môi nhiều lần trong chiết gián đoạn.

<i><small>dTds</small></i>

</div><span class="text_page_counter">Trang 31</span><div class="page_container" data-page="31">

31 + Tỷ lệ dung môi so với nguyên liệu phải đủ lớn (hợp lí). Nếu lớn quá gây cồng kềnh trong sản xuất, làm giảm tính kinh tế. Nếu q nhỏ thì chiết dầu khơng triệt để, bột cá có hàm lượng lipit cao, chất lượng sản phẩm giảm.

<b>c. Ảnh hưởng nhiệt độ chiết và tốc độ chuyển động của dung môi. - Nhiệt độ: </b>

Khi nhiệt độ tăng đến giới hạn cho phép tốc độ hoà tan của dầu tăng vì: Khi nhiệt độ tăng thì chuyển động nhiệt tăng, hệ số khuếch tán D tăng, độ nhớt  giảm, tốc độ khuếch tán của dầu ra dung dịch tăng, hiệu suất dầu chiết tăng. Nhưng khi nhiệt độ tăng quá cao gây ảnh hưởng đến chất lượng bột cá và dầu cá sau này. Bột cá hao tổn đạm, dầu, vitamin. Q trình oxi hố dầu tăng. Nhiệt độ thấp độ nhớt tăng làm tốc độ dầu khuếch tán ra dung môi giảm, thời gian chiết dài, hiệu suất thiết bị giảm.

<b>- Tốc độ chuyển động của dung mơi. </b>

Trong q trình chiết tốc độ lưu động của dung môi ảnh hưởng lớn đến hiệu quả chiết, nếu tốc độ lưu động của dung mơi tăng thì: Tăng tốc độ đối lưu của phân tử dầu vào dung môi, làm giảm nồng độ dầu trên bề mặt của nguyên liệu, làm tăng quá trình khuếch tán của các phân tử dầu trong nguyên liệu đi ra và như vậy hiệu quả chiết tăng.

Nhưng tốc độ lưu chuyển cần phải hợp lý vì tốc độ lưu chuyển dung mơi q nhanh thì làm tăng q trình hồ tan các chất dinh dưỡng vào dịch chiết, làm cho việc xử lý dịch chiết sau này khó khăn, đồng thời sản lượng và chất lượng bột cá giảm.

<b>d. Ảnh hưởng của hàm lượng nước có trong nguyên liệu. </b>

Nếu hàm lượng ẩm có trong ngun liệu q lớn hoặc q thấp thì làm cho sức hút của dung môi vào trong nguyên liệu bị giảm, do vậy sự tiếp xúc giữa dung mơi và dầu trong ngun liệu gặp nhiều khó khăn làm cho hiệu suất chiết giảm.

Vậy hàm lượng ẩm của nguyên liệu trước khi chiết khoảng 20% là hợp lý, hiệu suất chiết cao, khử dung môi được dễ dàng.

<b>e. Thời gian chiết của một chu kỳ. </b>

Thời gian chiết của một chu kỳ phải hợp lý. Nếu dài quá thì hiệu suất của thiết bị giảm. Nếu thời gian ngắn quá thì dầu trong nguyên liệu chiết tách ra khơng triệt để, bột cá có hàm lượng dầu cao, chất lượng sản phẩm giảm

</div><span class="text_page_counter">Trang 32</span><div class="page_container" data-page="32">

- Phương pháp này có nhược điểm: ▪ Năng suất dầu chiết ra thấp. ▪ Tốn nhiều dung môi.

▪ Phải thực hiện chiết nhiều lần mới đạt yêu cầu.

<b>1.5.3.2. Phương bán liên tục </b>

Đối với phương pháp này người ta sắp xếp các thiết bị chiết gián đoạn thành một tổ hợp tuần hồn và q trình làm việc theo một nguyên tắc chung: dung môi đi từ nơi có hàm lượng lipid thấp đến nơi có hàm lượng lipid cao.

<b>Hình 9: Cấu tạo thiết bị chiết dầu bán liên tục. Quá trình làm việc. </b>

<b>a’ </b>

<b>c’ d’ </b>

<b>b’ A </b>

<b>B </b>

<b>D </b>

<b>C b </b>

<b>d a </b>

<b>c </b>

</div><span class="text_page_counter">Trang 33</span><div class="page_container" data-page="33">

33 Các thiết bị A, B, C, D được nối với nhau bằng các ống dẫn. Mỗi thiết bị gồm 2 đường ống: một đường dẫn dung môi đi vào và một đường dẫn dầu đi ra.

Cho nguyên liệu cần chiết vào các thiết bị A,B,C,D với tỷ lệ các khối lượng nguyên liệu như nhau và cùng nguyên liệu ban đầu. Sau đó mở van a cho dung môi tinh khiết đi vào thiết bị A. Sau một thời gian chiết thì có sự cân bằng nồng độ dầu giữa dung môi và nguyên liệu. Khi đó cho dịch dầu (dung môi chứa dầu) sang thiết bị B để chiết nguyên liệu trong thiết bị B (vì dịch dầu này cân bằng với nguyên liệu trong thiết A nhưng khi cho sang nguyên liệu trong thiết bị B thì lại có sự chênh lệch về nồng độ dầu), dầu trong nguyên liệu của thiết bị B khuếch tán ra dịch dầu, cho đến khi khơng cịn chênh lệch về nồng độ dầu giữa ngun liệu và dịch dầu thì cho dung mơi đó sang thiết bị C và cứ như vậy rồi sang D, và cuối cùng mở van d’ cho dịch dầu đậm đặc đi ra.

Như vậy nguyên liệu ở A sẽ hết dầu trước vì nó được tiếp xúc với dung mơi tinh khiết tạo nên sự chênh lệch dầu lớn giữa nguyên liệu và dung môi nên ở A sẽ kết thúc trước. Sau đó dừng q trình làm việc của hệ thống, mở nắp thiết bị A và lấy bán thành phẩm để đi chưng thu hồi dung môi, nguyên liệu sau khi chưng đuổi dung môi được đem đến công đoạn chế biến tiếp theo.

Bổ sung nguyên liệu mới vào thiết bị A, để tiến hành sản xuất tiếp.

Chu kỳ 2 bắt đầu từ B, mở van b cho dung môi tinh khiết đi vào B rồi sang C, sang D và cuối cùng sang A và đi ra tại van a (dịch dầu ra), mở nắp thiết bị B lấy bột cá ra, rồi cho nguyên liệu mới vào tiến hành sản xuất.

Các chu kỳ khác lại được tiếp tục và theo nguyên tắc dung môi chảy từ nơi nguyên liệu có hàm lượng lipid cao đến nơi có hàm lượng lipid thấp.

Áp dụng nguyên lý ngược dịng và trong q trình chiết như vậy thì q trình làm việc liên tục và hiệu quả chiết cao.

<b>● Ưu điểm : </b>

Năng suất của thiết bị cao, thời gian chiết giảm và có thể cơ giới hóa, tự động hóa, lượng dầu chiết ra trong dung dịch cao, sự hao tổn dung môi giảm.

<b>1.5.3.3. Phương pháp liên tục </b>

</div><span class="text_page_counter">Trang 34</span><div class="page_container" data-page="34">

1. Nguyên liệu vào. 7. Băng tải.

2. Cần gạt nguyên liệu. 8. Thùng chứa dung dịch dầu.

4. Vòi phun 10. Van lấy dịch dầu ra. 5. Thùng đựng dung môi. 11. Cần gạt thành phẩm ra. 6. Van điều chỉnh dung môi. 12. Cửa bán thành phẩm ra.

  

12 3

7

6 5 1

4

10 2

</div><span class="text_page_counter">Trang 35</span><div class="page_container" data-page="35">

35 Như vậy nguyên liệu sau khi nạp vào thiết bị thì được chiết bằng dịch dầu, khi đến B thì được chiết bằng dung mơi tinh khiết, cuối cùng được đưa ra ngoài bởi cần gạt 11. Bán thành phẩm đem đi chưng thu hồi dung môi, rồi sản xuất bột cá.

Cần điều chỉnh van 6 để lượng dung môi chảy xuống hợp lý, vận tốc băng tải hợp lý để bán thành phẩm sau khi đi ra cửa số 12 là lượng dầu đạt yêu cầu.

<b>1.5.4. Dung môi dùng để chiết dầu 1.5.4.1. Điều kiện để chọn một dung mơi </b>

Dung mơi dùng để chiết dầu, phải có các điều kiện dưới đây: - Có thể dùng với bất cứ các tỉ lệ nào để hòa tan dầu.

- Tính chất hóa học ổn định khơng có tác dụng hóa học đối với dầu và các thành phần khác trong nguyên liệu.

- Ngồi dầu ra thì dung mơi khơng hịa tan các thành phần khác trong ngun liệu.

- Khơng có độc tính, khơng ảnh hưởng tới sức khỏe của cơng nhân.

- Tính chất vật lý ổn định có thể bốc hơi hồn toàn trong phạm vi nhiệt độ khơng cao.

- Tỷ nhiệt và nhiệt hóa hơi rất nhỏ.

- Khơng có tác dụng ăn mịn các dụng cụ đựng. - Khó bắt lửa, khó nổ.

- Giá rẻ, thích hợp với sản xuất công nghiệp qui mô lớn.

Cho tới nay vẫn chưa tìm ra một loại dung môi nào phù hợp với tất cả các điều kiện nói trên. Dung mơi hiện nay ở Trung Quốc chiết dầu thực vật phần lớn dùng Bezen và cũng có một số nước dùng cồn. Ở Liên Xô, phần lớn dùng xăng nhẹ và DicloroEtan.

<b>1.5.4.2. Các loại dung mơi thường dùng a. Benzen. </b>

Độ hịa tan của benzen đối với dầu rất cao, giá rẻ, tỉ nhiệt (71<small>o</small>C) là 0,436 Calo, nhiệt hóa hơi (80^oC) là 92,91 Calo, điểm sôi: 80,1–80,2^oC. Cơng nghiệp chiết dầu ở Trung Quốc địi hỏi Benzen có các tiêu chuẩn sau:

Tỷ trọng (15,5<small>o</small>C/15,5<small> o</small>C) là 0,877–0,886 hàm lượng Sulfur dưới 0,1%, trung tính, điểm bắt đầu bốc hơi là 79,5^oC, điểm bốc hơi hết là 80,5^oC, bã còn lại dưới

</div><span class="text_page_counter">Trang 36</span><div class="page_container" data-page="36">

36 0,01%.

Khuyết điểm của benzen là có thể hào tan những tạp chất ngoài dầu ra, đặc biệt là các chất có màu sắc. Ngồi ra benzen cịn có thể hỗn hợp với nước, dễ bắt lửa, có tính độc nhẹ.

<b>b. Xăng nhẹ. </b>

Xăng nhẹ có hai loại: loại xăng thiên nhiên và xăng tổng hợp. Trong công nghiệp chiết dầu thường sử dụng xăng thiên nhiên. Tỷ trọng của nó là 0,720–0,725, điểm bắt đầu bốc hơi là dưới 60<small>o</small>C, điểm bốc hơi hết là 109^oC.

Ưu điểm của xăng nhẹ là có thể hòa tan dầu rất mạnh, nhiều, khơng có tác dụng ăn mịn thiết bị, dầu chiết bằng xăng nhẹ có chất lượng cao vì xăng khơng hịa tan những tạp chất khác và những sản phẩm oxy hóa của dầu.

Thành phần của xăng càng nhẹ, sức hòa tan dầu càng lớn. Độ hòa tan trong xăng của chất béo ở thể cứng nhỏ hơn chất béo ở thể lỏng.

Khuyết điểm lớn nhất của xăng là dễ bắt lửa.

<b>c. Cồn </b>

Ở nhiệt độ bình thường, độ hòa tan của cồn đối với dầu rất nhỏ, nhưng cồn nóng lại hịa tan được dầu. Cắn cứ vào tính chất này, chúng ta đã dùng cồn có nhiệt độ cao để chiết dầu, sau đó để cho cồn nguội đi, dầu tách riêng ra.

Nhưng cồn có thể hỗn hợp với nước ở bất cứ tỉ lệ nào, nên về mặt tách lấy cồn nguyên chất tương đối khó khăn. Ngồi những dung mơi nói trên, cịn có một số dung môi như: TricloroEtylen, EteCacbondisunfit cũng đã được một số nhà máy áp dụng. Nói chung, nó có tương đối nhiều khuyết điểm, do đó dùng khơng được rộng rãi.

<b>1.5.5. Qui trình cơng nghệ sản xuất bột cá dầu cá theo phương pháp chiết </b>

</div><span class="text_page_counter">Trang 37</span><div class="page_container" data-page="37">

37 Dầu tinh Nguyên liệu

Xử lý Nấu chín Ép sơ bộ Sấy sơ bộ Dung môi bổ

sung

Phân ly

Tận dụng dịch ép trong bán thành phẩm

Dịch ép Xử lý

Chiết dầu Dung môi

Dịch dầu Tách dung môi

Dầu thô Tinh chế

Bán thành phẩm

Ép Chưng đuổi

dung mơi Sấy lại Nghiền sàng

Bao gói Bảo quản Dịch ép

</div><span class="text_page_counter">Trang 38</span><div class="page_container" data-page="38">

38

<b> Giải thích: a. Nguyên liệu: </b>

<b> Phương pháp này thường dùng sản xuất bột cá thực phẩm nên nguyên liệu phải </b>

đảm bảo độ tươi, khơng có tính độc. Nếu ngun liệu là các ngừ thì khơng được có histamin.

Histidin ( t<small>0</small>> 4<small>0</small>C ) Histamin

<b>b. Xử lý : </b>

Rửa sạch, cắt khúc, kích cỡ đồng đều để đưa vào q trình nấu chín.

<b>c. Nấu chín (tham khảo q trình ép ướt) - Mục đích : </b>

Nấu chín để tăng hiệu quả chiết:

+ Làm cho protein bi vón cục, biến tính và từ đó sự tiếp xúc giữa dung môi và dầu dễ dàng hơn.

+ Lipid liên kết với protein bị thủy phân nên làm tăng hàm lượng lipid tách ra (có lipid liên kết).

<b>d. Ép sơ bộ : </b>

- Ép không phải ép khô đến cùng mà chỉ ép đến một độ ẩm nào đó để giảm thời gian sấy, giảm được lượng lipid, làm giảm q trình oxi hóa làm cho chất lượng bột cá cao, thời gian chiết giảm.

- Bột cá có màu trắng, mùi thơm. - Dễ cơ giới hóa.

● Nhược điểm :

-CO<small>2</small>VSV

</div><span class="text_page_counter">Trang 39</span><div class="page_container" data-page="39">

39 - Có giá thành cao hơn các phương pháp khác, hao tổn dung mơi, có thiết bị thu hồi dung mơi, gây cồng kềnh trong sản xuất.

- Phải dùng các thiết bị kín để chiết, nếu khơng kín gây hao tổn dung môi.

<b>1.6. Sản xuất bột cá theo phương pháp thủy phân 1.6.1. Tổng quan về phương pháp </b>

Đặc điểm của phương pháp này là tạo ra sản phẩm bột cá, dầu cá có chất lượng cao, bởi vì các chất hữu cơ như acid amin, vitamin, các chất hoạt động sinh học ít bị biến đổi. Sản phẩm ở dạng các chất có phân tử lượng thấp như: acid amin, peptid,...để hấp thụ.

<b>1.6.2. Quy trình sản xuất </b>

Nguyên liệu Xử lý loại tạp

chất Xay nhỏ Thủy phân Nâng nhiệt-Trung hòa

Phân ly

Phần lỏng Lọc lại Tách dầu

Cô đặc Hấp tẩy

mùi Sấy chân

không

Phần đặc Rửa thu hồi

dịch hòa tan Sấy Nghiền

sàng

Bao gói-Bảo quản (Sản phẩm chăn

ni) Dầu thơ

Tinh chế

Bao gói-Bảo quản

</div><span class="text_page_counter">Trang 40</span><div class="page_container" data-page="40">

40

<b>a. Nguyên liệu. </b>

Sử dụng các loại cá khơng có độc tính, đảm bảo tươi nguyên, có thể dùng phế liệu tươi nhiều thịt, nguyên liệu có thể được qua bảo quản lạnh, bảo quản đông. Nguyên liệu phải được rửa sạch tạp chất, cát sạn và xay nhỏ.

<b>b. Xay nhỏ </b>

Mục đích của xay nhỏ là:

+Phá vỡ kết cấu tế bào, tạo điều kiện cho Enzyme hoạt động tốt.

+Làm tăng diện tích tiếp xúc của nguyên liệu với Enzyme để rút ngắn thời gian thủy phân.

+Quá trình xay nhỏ thực hiện trên các máy xay nghiền có đường kính mắt sàng d = 4 mm.

<b>c. Thủy phân </b>

Mục đích của quá trình này nhằm thủy phân protein thành acid amin và peptit bởi Enzyme proteaza có sẵn trong nguyên liệu hoặc bổ sung từ ngồi vào. Nhờ có q trình đó mà lượng đạm của nguyên liệu được chuyển sang dạng dễ hấp thu và tiêu hóa trong cơ thể.

Để thực hiện thủy phân: người ta chọn các điều kiện nhiệt độ thấp và cao hợp lý, nhằm hạn chế hoạt động của vi sinh vật gây thối. Việc dùng chất xử lý phòng thối cũng tùy theo điều kiện nhiệt độ:

+Thủy phân ở nhiệt độ thấp: nhiệt độ từ 0 – 5<small>o</small>C có kèm theo chất bảo quản là acid sorbit 2% hoặc NaCl 5% so với nguyên liệu. Ở nhiệt này quá trình thủy phân chậm, song lại hạn chế hoạt động của vi khuẩn thối rữa và oxy hóa nên sản phẩm bột cá có chất lượng cao. Thời gian thủy phân phụ thuộc vào mức độ nghiền nhỏ, lượng Enzyme…

+Thủy phân ở nhiệt cao: có thể chọn miền nhiệt độ từ 50 –65<small>o</small>C. Trong miền nhiệt độ này có thể có 3 chế độ thủy phân như sau:

• Nếu thủy phân ở nhiệt độ 50 ± 2<small>o</small>C, thì dùng rượu ethylic để phòng thối, lượng

</div>