Các phương pháp tan giá và làm ấm thủy sản

Thủy sản đông lạnh ngày càng được sử dụng và tiêu thụ nhiều ở những nhà hàng, cửa hàng ăn và hộ gia đình (trên phạm vi thế giới) nên cần có những phương pháp làm tan giá quy mô nhỏ để chế biến thực phẩm ăn liền.

Bài viết dưới đây chúng tôi sẽ giới thiệu một số phương pháp làm tan giá thủy sản hiện nay.

Tan giá trong không khí tĩnh (không gió)

Làm tan giá chậm trong không khí yên tĩnh thường chỉ áp dụng cho quy mô nhỏ, vì phải thực hiện nhiều thao tác và thời gian tan giá quá dài. Tuy nhiên, phương pháp này có ưu điểm là ít cần dụng cụ, thiết bị.

Ví dụ, với bánh cá thu nguyên con đông lạnh dày 100mm, để trong không khí yên tĩnh ở khoảng 15°C, có thể mất tới 20 giờ để tan giá hoàn toàn.

Rút ngắn thời gian bằng cách:

• Thu xếp các bánh cá rời nhau để tăng diện tích tiếp xúc.
• Thời gian tan giá có thể giảm xuống phân nửa so với cách xếp chặt các bánh cá lại với nhau.

Làm tan giá bằng quạt gió

Để tăng hiệu quả tan giá cho thủy sản, các sản phẩm được xếp lên giàn mâm có lỗ, cao khoảng 2cm. Khoảng cách giữa hai tầng mâm phải gấp đôi bề dày của bánh sản phẩm.

Thời gian tan giá

Thời gian tan giá phụ thuộc vào nhiều yếu tố, bao gồm:

• Nhiệt độ không khí: Không khí không được nóng hơn 20°C, nếu không lớp sản phẩm sẽ bị hư hại trước khi tan giá hoàn toàn.
• Vận tốc không khí: Không khí cần thổi qua sản phẩm với vận tốc khoảng 6m/giây để đạt thời gian tan giá ngắn nhất. Lưu ý rằng lượng gió phải đồng đều trên khắp bề mặt sản phẩm.
• Kích thước và hình dạng sản phẩm: Ví dụ, thời gian tan giá cho một bánh cá thu nguyên con đông lạnh dày 100mm trong không khí ẩm ở 20°C với vận tốc 8m/giây là khoảng 4 – 4,5 giờ, tùy thuộc vào cỡ cá và độ chặt của bánh cá.

Thiết bị làm tan giá

Có thể sử dụng thiết bị làm tan giá bằng quạt, hoạt động theo hai phương pháp:

• Theo từng mẻ: Một thiết bị có thể chứa được bảy tấn cá trong phòng tan giá kích thước 2 x 2 x 7 mét. Không khí lưu chuyển theo chiều dài phòng bằng quạt gió mạnh. Hướng thổi gió có thể đảo ngược để đảm bảo cá được nóng đều hơn.
• Liên tục: Sử dụng không khí tái lưu chuyển để đảm bảo hiệu quả.

Lưu ý quan trọng

• Hơi nước bão hòa: Không khí phải bão hòa độ ẩm để tăng cường truyền nhiệt vào sản phẩm và ngăn ngừa sự khô bề mặt. Sự khô bề mặt có thể làm giảm chất lượng sản phẩm và tổn hao trọng lượng.
• Giảm thời gian tan giá: Có thể giảm thời gian tan giá bằng cách để rời từng con cá bằng tay hoặc máy sau khi bánh cá đã ở thiết bị tan giá trong hai giờ.

Hệ thống cung cấp nhiệt cho quá trình tan giá bao gồm:

• Băng vòi phun nước ấm đặt ngay trên dòng không khí gần quạt.
• Bộ điều nhiệt kiểm soát nhiệt độ không khí bằng cách điều chỉnh van trong các đường ống dẫn nước nóng.

Năng lượng cần thiết

• Yêu cầu 300MJ nhiệt lượng để làm tan giá một tấn cá.
• Một thiết bị làm tan giá năm tấn cá đông bánh dày 100mm trong năm giờ cần năng lượng bình quân là 84kW, trong đó 20kW được cung cấp từ quạt gió.
• Trong giờ tan giá đầu tiên, khoảng một nửa năng lượng được hấp thụ, sau đó tiêu thụ năng lượng giảm dần.

Tan giá trong nước

Làm tan giá trong nước có thể là phương pháp rẻ tiền và dễ làm, áp dụng cho mọi loại thủy sản miễn là phải có nguồn nước sạch dồi dào. Làm tan giá trong nước có thể bằng cách nhúng, phun hay kết hợp cả hai.

Nước làm tan giá không cao hơn 18°C và có vận tốc ít nhất là 5mm/giây. Làm tan giá các bánh cá dày 100mm trong thời gian giới hạn nhất thì phải tăng vận tốc nước lên đến 2mm/giây; sau đó bốn giờ rưỡi lấy cá ra xếp vào thùng chờ đem xẻ phi-lê. Bánh cá trích dày 5mm cần hai giờ để tan giá trong điều kiện tương tự.

Thiết bị nhúng đơn

Thiết bị nhúng đơn

Cấu trúc thiết bị

• Bể chứa: Thiết bị bao gồm một bể chứa với nhiều tấm bửng buộc nước băng theo hình vằn vèo, qua các giàn chứa bánh cá.
• Nước nóng: Nước được nung nóng trong bộ trao đổi nhiệt bằng nước nóng hoặc bằng hơi nước nóng bơm trực tiếp vào.
• Lưu chuyển nước: Nước vào bể từ góc phía trên, lưu chuyển và thoát ra ở đáy bể. Đáy bể được xây hơi dốc để dễ dàng tháo cặn bã và vảy cá.

Kích thước và năng suất

• Kích thước của bể và tấm bửng phụ thuộc vào kích thước sản phẩm và yêu cầu năng suất tan giá.
• Bể chứa một trọng lượng cá bằng sản lượng giờ bình quân nhân với số giờ làm tan giá.

Lưu lượng nước

• Lưu lượng nước từ bộ trao đổi nhiệt ít nhất phải bằng bốn lần sản lượng bình quân của cá. Ví dụ, với sản lượng 250kg/giờ, lưu lượng tối thiểu của nước là 1 tấn/giờ, với nhiệt độ ban đầu của nước là 18°C.
• Tuy nhiên, với tốc độ lưu lượng này, cá ở phía cuối bể sẽ tan giá rất chậm, do đó trong thực tế, lưu lượng nước thường được tăng cao hơn so với trị số tính toán.

Lợi ích và nhược điểm

Phương pháp này có những lợi ích như:

• Hiệu quả cao: Có thể làm tan giá nhanh chóng cho số lượng lớn thủy sản.
• Dễ dàng làm sạch: Cặn bã và vảy cá dễ dàng tháo ra nhờ thiết kế đáy dốc.

Tuy nhiên, cũng có một số nhược điểm cần lưu ý:

• Chi phí đầu tư: Có thể yêu cầu đầu tư ban đầu cho thiết bị và hệ thống nước nóng.
• Quản lý nhiệt độ: Cần kiểm soát nhiệt độ nước để đảm bảo không làm hư hỏng sản phẩm.

Thiết bị nhúng liên tục

Cấu trúc thiết bị

• Băng chuyền: Thiết bị nhúng liên tục thường bao gồm một băng chuyền gắn giỏ lưới. Bánh sản phẩm được cho vào giỏ ở vị trí nằm ngang và sau đó được chuyển lên vị trí thẳng đứng để đi qua máng nước.
• Máng nước: Nước trong máng được duy trì ở nhiệt độ 18°C và được tái lưu thông qua máy lọc và bộ giải nhiệt. Nước phun được rút từ phía đầu vào của máng để tránh cặn bã.

Quy trình hoạt động

• Nhúng và phun: Sản phẩm được nhúng trong nước và có thể kết hợp phun nước từ trên xuống để tăng hiệu quả tan giá.
• Thời gian tan giá: Bánh sản phẩm sẽ được tháo ra khỏi giỏ sau một khoảng thời gian nhất định trong nước, giúp quá trình tan giá diễn ra nhanh chóng.

Khó khăn trong việc làm sạch

Việc làm sạch thiết bị nhúng liên tục có thể gặp khó khăn do cặn bã, vảy cá và thịt vụn bám vào nhiều vị trí khác nhau. Do đó, cần phải rửa máng và băng chuyền hàng ngày để duy trì hiệu quả hoạt động.

Lợi ích

• Hiệu quả cao: Thiết bị này cho phép làm tan giá nhanh chóng và hiệu quả cho số lượng lớn thủy sản.
• Tiết kiệm thời gian: Quy trình tự động hóa giúp tiết kiệm thời gian so với các phương pháp truyền thống.

Thiết bị phun

Các bánh cá có thể tan giá từng mẻ, đặc biệt là những bánh cá nhỏ. Chúng được xếp lên các kệ nghiêng, cho phép khi lớp ngoài tan giá và tách rời khỏi phần lõi còn đông lạnh, các con cá sẽ trượt xuống băng chuyền để di chuyển đi.

Thiết kế thiết bị

• Máy phun liên tục: Mặc dù có thiết kế sẵn cho máy phun liên tục, nhưng thường không được chế tạo sẵn mà chỉ được sản xuất theo đơn đặt hàng.
• Khó khăn trong kiểm soát: Loại thiết bị phun này ít được sử dụng vì khó kiểm soát chặt chẽ và tái lưu nước.

Quy trình tan giá

1. Xếp bánh cá: Bánh cá được xếp lên kệ nghiêng để tối ưu hóa quá trình tan giá.
2. Tan giá lớp ngoài: Khi lớp ngoài tan giá, nó sẽ tách rời khỏi phần lõi còn đông lạnh.
3. Trượt xuống băng chuyền: Các con cá tan giá sẽ tự động trượt xuống băng chuyền để di chuyển đến bước tiếp theo trong quy trình chế biến.

Lợi ích và nhược điểm

• Lợi ích: Phương pháp này cho phép xử lý hiệu quả nhiều loại sản phẩm khác nhau và giúp tối ưu hóa quy trình tan giá.
• Nhược điểm: Việc sử dụng máy phun liên tục có thể gặp khó khăn trong việc kiểm soát và duy trì chất lượng sản phẩm do việc tái lưu nước không hiệu quả.

Tan giá trong chân không

Thiết bị tan giá trong chân không

Khi hơi nước chứa không khí được làm lạnh đến một nhiệt độ nhất định, dưới nhiệt độ này, nước bắt đầu ngưng tụ thành dạng lỏng. Quá trình này giải phóng một lượng lớn nhiệt, cụ thể là 2,5 kJ/kg nước ngưng tụ, tương đương với 0,7 kWh/kg.

Quá trình ngưng tụ và tan giá

• Khi hơi nước ngưng tụ trên bề mặt cá đông lạnh, nhiệt lượng giải phóng ra sẽ được cá hấp thụ ngay lập tức, giúp cá tan giá hoàn toàn.
• Khoảng 120g nước ngưng tụ cần thiết để làm tan giá 2kg cá.

Thời gian tan giá

• Bánh tôm dày 65mm có thể tan giá trong khoảng 78 phút.
• Bánh cá bơn dày 50mm mất khoảng 75 phút để tan giá.

Phương pháp này có thể đạt hiệu quả tương tự như phương pháp tan giá bằng quạt gió hay bằng nước.

Thiết bị và quy trình

• Các bánh cá được xếp trên xe giá và di chuyển vào phòng kín khí. Sau đó, không khí trong phòng sẽ được hút chân không bằng bơm vòng chất lỏng đặc biệt.
• Hơi nước tạo ra từ nước trong bể sẽ ngưng tụ trên cá ở trạng thái tinh khiết, do đó cá sẽ không bị lây nhiễm vi sinh vật có thể tích tụ trong bể.
• Vách phòng chân không vẫn khô, không phát sinh mùi lạ và toàn bộ quy trình tan giá hoàn toàn vệ sinh. Điều này giúp giảm yêu cầu về việc làm sạch phòng tan giá.

Lợi ích

• Vệ sinh: Quá trình này rất sạch sẽ và không có nguy cơ lây nhiễm vi sinh vật.
• Hiệu quả: Nhiệt lượng từ hơi nước ngưng tụ giúp quá trình tan giá diễn ra nhanh chóng và hiệu quả.
• Tiết kiệm thời gian: Thời gian tan giá ngắn hơn so với nhiều phương pháp truyền thống khác.

Phương pháp dùng điện

Có ba phương pháp dùng điện làm tan giá thủy sản đông lạnh, nhưng hiện nay cả ba phương pháp này đều chưa được sử dụng nhiều trong thương mại.

Làm ấm bằng điện môi

Đây là phương pháp làm tan giá nhanh nhất, có thể áp dụng cho mọi loại thủy sản đông lạnh. Công nghệ này đã được sử dụng rộng rãi tại các nước Tây Âu.

• Các bánh cá được đặt giữa hai tấm bản phẳng kim loại có dòng điện cao tần chạy qua, tạo nhiệt trong cá mà không cần tiếp xúc với bề mặt.
• Điều kiện lý tưởng: bánh cá có độ dày, thành phần và nhiệt độ đồng đều; điện áp cao (5KV) và tần số (80MHz).
• Quá trình tan giá rất nhanh, chỉ mất khoảng 30-40 phút cho cá nhỏ và dưới 1 giờ cho cá dày 100mm. Đối với cá lớn, cần nhúng vào nước trước khi tiến hành để đảm bảo phân phối điện năng đều.

Làm ấm bằng điện trở

Phương pháp này an toàn khi sử dụng điện thế thấp và phù hợp với các sản phẩm cá mỏng. Thời gian tan giá từ 15-20 phút sau khi nhúng nước.

• Dòng điện chạy qua bánh cá sẽ tạo nhiệt và tan giá.
• Cá được nhúng nước lạnh trước để tăng nhiệt độ và dẫn điện tốt hơn.

Làm ấm bằng sóng viba

Sóng viba có thể làm tan giá cá rất nhanh, nhưng hiệu quả giảm dần khi đi vào sâu bên trong sản phẩm. Phương pháp này phù hợp với các sản phẩm rất mỏng như phi-lê cá nhỏ, nhưng không hiệu quả cho các sản phẩm lớn hơn. Giá thành thiết bị cao và không có ưu thế vượt trội so với các phương pháp khác.

Phương pháp mềm hóa

Quá trình mềm hóa, hay còn gọi là tempering, là một bước quan trọng trong quy trình chế biến thủy sản đông lạnh nhằm đảm bảo chất lượng sản phẩm khi cắt. Dưới đây là tóm tắt về phương pháp này và các phương pháp thay thế:

Quá trình mềm hóa

Mục đích: Mềm hóa giúp tránh tình trạng suy giảm sản lượng do nhiều mảnh cá nát bị tách ra trong khi cắt, đặc biệt khi lớp ngoài của bánh cá quá mềm.

Thời gian: Bánh cá được xếp lên xe theo nhiều lớp riêng biệt ở nhiệt độ lạnh trong khoảng 24 giờ để đạt đến nhiệt độ yêu cầu.

Nhược điểm của phương pháp truyền thống

Lãng phí không gian: Phương pháp làm tan giá chậm bằng mềm hóa yêu cầu thêm khoảng kho lạnh, dẫn đến lãng phí.

Thời gian lâu: Quá trình này mất nhiều thời gian và không hiệu quả cho các loại cá lớn.

Phương pháp thay thế: Mềm hóa bằng điện cao tần

Thời gian nhanh: Sử dụng điện cao tần, bánh cá có thể được làm ấm hoàn toàn trong khoảng 20 phút.

Nhiệt lượng cần thiết: Lượng nhiệt cần thiết để đưa nhiệt độ từ -80°C đến nhiệt độ mong muốn là 0,01 kWh/kg cá.

Quy trình: Đo nhiệt lượng xâm nhập vào bánh cá trong 10 phút bằng dĩa đốt nóng bằng điện, sau đó gom các bánh cá lại vài phút để nhiệt độ cân bằng.

Thời gian làm tan giá

• Một bánh cá thu nguyên con dày 100mm có thể tan giá dưới 1 giờ.
• Đối với cá đông rời, thời gian chỉ khoảng 40 phút.
• Bánh cá nhỏ như bánh cá trích dày 80mm có thể tan giá trong khoảng 30 phút mà không cần lấy ra khỏi bao bì.

Lợi ích của phương pháp điện cao tần

Tiết kiệm thời gian: Quá trình mềm hóa nhanh chóng hơn nhiều so với phương pháp truyền thống.

Giảm thiểu lãng phí không gian: Không cần thêm kho lạnh lớn.

Dễ dàng kiểm soát: Nhiệt độ và thời gian có thể được điều chỉnh dễ dàng để đạt hiệu quả tối ưu.

*Nguồn tham khảo: Công nghệ lạnh thủy sản – Trần Đức Ba