TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HỒ CHÍ MINH
KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO
NGÀNH CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

ĐỒ ÁN Q TRÌNH THIẾT BỊ
TÍNH TỐN THIẾT KẾ HỆ THỐNG LẠNH
CHẠY CHO TỦ CẤP ĐÔNG TIẾP XÚC 1500KG THỦY
SẢN/MẺ
GVHD: PGS.TS Nguyễn Tấn Dũng
Lớp: 17116CL1B
Nhóm thực hiện:


TP. HCM, tháng 10/2020


TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO
BỘ MƠN CƠNG NGHỆ THỰC PHẨM

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN
Họ và tên sinh viên:
Ngành: Công nghệ thực phẩm

Lớp:17116CL1B

1. Tên đồ án: Tính tốn thiết kế hệ thống lạnh chạy cho tủ cấp đông tiếp xúc
1500kg thủy sản/ mẻ
2. Nhiệm vụ của đồ án:
− Tổng quan về nguyên liệu, đối tượng, cơ sở khoa học của q trình
lạnh đơng.

− Cơng nghệ và thiết bị lạnh đơng.
− Thiết lập chế độ và tính tốn hệ thống lạnh chạy tủ cấp đông tiếp xúc
thủy sản với năng suất 1500kg/mẻ.
3. Ngày giao nhiệm vụ đồ án: 5/10/2020
4. Ngày hoàn thành đồ án: 5/1/2020
5. Họ và tên người hướng dẫn: PGS.TS. Nguyễn Tấn Dũng
Phần hướng dẫn: Toàn bộ đồ án

Ngày….. tháng.…. năm 2020
TRƯỞNG BỘ MÔN
(Ký và ghi rõ họ tên)

GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN
(Ký và ghi rõ họ tên)

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN


.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................

3.3.1.1



NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN PHẢN BIỆN
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
Giảng viên phản biện
(Ký và ghi rõ họ tên)



MỤC LỤC

DANH MỤC HÌNH

DANH MỤC BẢNG

LỜI NĨI ĐẦU
Việt Nam là quốc gia ven biển, có bờ biển dài trên 3.260km. Việt Nam có trên
50% dân số sống ở 28 tỉnh, thành phố ven biển; có nhiều tiềm năng lớn để phát triển


kinh tế biển, như: giao thông vận tải biển; du lịch biển; khai thác và chế biến khoáng
sản và đặc biệt là khai thác, nuôi trồng và chế biến hải sản. Nguồn lợi hải sản trong
vùng biển nước ta có độ phong phú cao. Ngoài cá biển là nguồn lợi chính cịn có nhiều
đặc sản khác có giá trị kinh tế, như: tôm, cua, mực, hải sâm, rong biển… Chỉ tính riêng
cá biển, có hơn 2.000 lồi khác nhau đã được phát hiện, trong đó khoảng 100 lồi có
giá trị kinh tế; có 15 bãi cá lớn, phân bố chủ yếu ở vùng ven bờ. Ước 6 tháng đầu năm
2020, tổng sản lượng thủy sản cả nước đạt gần 3,8 triệu tấn, tăng 1,4% so với cùng kỳ
năm 2019. Trong đó, sản lượng khai thác đạt gần 1,9 triệu tấn, tăng 1,7%; nuôi trồng
trên 1,9 triệu tấn, tăng 1,2%. Tuy nhiên bên cạnh đó ngành khai thác và chế biến thủy
hải sản cịn gặp nhiều khó khăn thách thức về mặt bảo quản. Vấn đề bảo quản không
chỉ khiến sản phẩm không đạt các tiêu chuẩn nhập khẩu nghiêm ngặt của thị trường
quốc tế, mà còn nhiều lần khiến thủy hải sản Việt “mang tiếng” khi cập cảng nước
ngoài trong thời gian qua. Từ đó yêu cầu cần phải có các phương pháp bảo quản thủy
hải sản phù hợp. Trong đó kỹ thuật lạnh là một kỹ thuật quan trọng đã xâm nhập vào
nhiều ngành kinh tế của nước ta trong đó có ngành chế biến thủy hải sản. Kỹ thuật
lạnh có khả năng giữ ngun tính chất ban đầu của nhiều nguyên liệu, phục vụ cho
nhiều mục đích như bảo quản, xuất khẩu, chế biến… giúp đảm bảo giá trị kinh tế của
sản phẩm. Có rất nhiều cơng nghệ và thiết bị trên thị trường hiện nay, tuy nhiên tủ cấp

đông tiếp xúc được xem là phù hợp nhất để bảo quản thủy hải sản nhờ thời gian cấp
đông nhanh, tiết kiệm điện năng, lắp ráp, vận hành, vệ sinh cũng như bảo trì bảo
dưỡng rất dễ dàng, đơn giản. Từ những điều đó là sinh viên cịn đang ngồi trên ghế nhà
trường chúng em thấy việc được tiềm hiểu một đồ án về quá trình thiết bị lạnh đông
thủy sản đặc biệt là thiết bị tủ đông tiếp xúc là vơ cùng bổ ích và cần thiết nên chúng
em lựa chọn đề tài “TÍNH TỐN THIẾT KẾ HỆ THỐNG LẠNH CHẠY CHO TỦ
CẤP ĐÔNG TIẾP XÚC 1500KG THỦY SẢN/MẺ”.
Trong q trình tính tốn và thiết kế chắc chắn cịn nhiều sai sót. Rất mong
những ý kiến đóng góp, chỉ dạy của các thầy cô và các bạn.
Qua đây chúng em xin chân thành gửi lời cảm ơn đến thầy PGS.TS Nguyễn Tấn
Dũng đã chỉ dạy, hướng dẫn và giúp đỡ tận tình để chúng em hồn thành đồ án này.

MỞ ĐẦU
ĐẶT VẤN ĐỀ


Vùng biển Việt Nam là một phần của biển Đông rộng lớn với đường bờ biển dài
3260 km có hình cong như chữ S chạy dài từ Móng Cái (Quảng Ninh) ở phía bắc đến
Hà Tiên (Kiên Giang) ở phía tây nam. Đường bờ biển chạy dài theo đất nước đã tạo
điều kiện cho 28 trong 64 tỉnh và thành phố trực thuộc Trung ương ở Việt Nam có
đường bờ biển và có điều kiện khai thác những tiềm năng to lớn của Biển Đơng. Với
tiềm năng to lớn đó, ngành nuôi trồng thủy sản trong nhiều năm qua ở nước ta đã có sự
phát triển vượt bậc. Từ một nền sản xuất tự cung tự cấp là chính, đến nay Việt Nam đã
trở thành một trong những quốc gia xuất khẩu thủy hải sản hàng đầu trên thế giới.
Theo Tổng cục Thống kê, năm 2019 GDP thủy sản tăng trưởng 6,3% so với năm 2018,
bằng 0,89 lần so với tăng trưởng toàn quốc và tăng trưởng cao gấp 3,13 lần so với tồn
ngành nơng nghiệp. Đạt được thành tựu này chủ yếu do nhờ tổng sản lượng thuỷ sản
tăng 5,6% so với năm trước. Trong đó, sản lượng thủy sản nuôi trồng tăng 6,5% so với
năm 2018 (ước đạt 4.432,5 nghìn tấn) sản lượng thủy sản khai thác tăng 4,5% so với
cùng kỳ năm trước (ước tính đạt 3.768,3 nghìn tấn). Tuy nhiên nếu thủy hải sản khơng

được bảo quản đúng cách sẽ diễn ra sự biến đổi chất lượng. Đây là một quá trình tự
nhiên với hàng loạt các phản ứng sinh hóa, phân hủy và hoạt động của hệ vi sinh vật
xảy ra liên tục ngay từ lúc tôm cá mới được đánh bắt lên. Biến đổi chất lượng sau thu
hoạch là một q trình khơng thuận nghịch, có nghĩa là khi tơm cá đã bị biến chất (ươn
hỏng) thì khơng có cách gì để đưa chúng trở lại trạng thái tươi như ban đầu. Hiện nay
tổn thất sau thu hoạch của các nghề khai thác hải sản cịn ở mức cao, trung bình trong
khoảng 15 – 20%. Từ đó, các cơng nghệ bảo quản thủy hải sản ra đời. Trong đó, ngành
kỹ thuật lạnh là một trong những ngành kỹ thuật được ứng dụng rộng rãi nhất do đây
là biện pháp linh động nhanh chóng có thể xử lý ngay tại nơi đánh bắt. Bên cạnh đó ở
nhiệt độ thấp, vi sinh vật sẽ bị ức chế, các những biến đổi về hóa học, hóa sinh sẽ bị
kiềm hảm và giúp tránh làm hư hỏng thủy hải sản. Hiệu nay có rất nhiều cơng nghệ và
thiết bị trên thị trường hiện nay, tuy nhiên tủ cấp đông tiếp xúc được xem là phù hợp
nhất để bảo quản thủy hải sản vì chi phí vận hành thấp, tốc độ truyền nhiệt cao, ít
chiếm diện tích và hiệu quả kinh tế cao. Vì tất cả những lý do trên, việc nghiên cứu,
tính tốn và thiết kế một hệ thống lạnh chạy tủ cấp đông cho thủy hải sản là vấn đề cần
thiết.

MỤC TIÊU ĐỒ ÁN


Tính tốn và thiết kế hệ thống lạnh chạy tủ cấp đông thủy sản với năng suất
1500kg/mẻ.
NỘI DUNG ĐỒ ÁN
Tổng quan về nguyên liệu, đối tượng, cơ sở khoa học của q trình lạnh đơng.
Cơng nghệ và thiết bị lạnh đơng.
Thiết lập chế độ và tính tốn hệ thống lạnh chạy tủ cấp đông tiếp xúc thủy sản
với năng suất 1500kg/mẻ.
Thảo luận và kết luận.
GIỚI HẠN NGHIÊN CỨU CỦA ĐỒ ÁN
Tìm hiểu cơ sở lý thuyết của q trình đơng lạnh và thiết bị cấp đông tiếp xúc.

Xác định các thơng số cơ bản ảnh hưởng đến q trình cấp đơng tiếp xúc.
Tính tốn số liệu, thiết kế hệ thống lạnh chạy tủ cấp đông tiếp xúc cho nguyên
liệu là thủy hải sản.
Ý NGHĨA KHOA HỌC
Kết quả tính tốn sẽ là tiền đề cho việc chế tạo và vận hành hệ thống lạnh chạy
cho tủ cấp đông tiếp xúc nhằm bảo quản thủy hải sản.
Ý NGHĨA THỰC TIỄN
Ứng dụng trong ngành thực phẩm tạo ra các mẫu sản phẩm thủy hải sản đông
lạnh. Thiết kế hệ thống chạy tủ cấp đông chế tạo đảm bảo công suất 1500 mẻ/kg giúp
kéo dài thời hạn sử dụng của thủy hải sản để đảm bào giá trị dinh dưỡng, chất lượng
tốt khi đến tay người tiêu dùng. Từ đó giúp nâng cao giá trị thương mại của các sản
phẩm thủy sản trên thị trường trong nước cũng như xuất khẩu ra nhiều nước trên toàn
thế giới đưa nền kinh tế Việt Nam ngày càng phát triển.


CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
1.1 Nguyên liệu thủy sản.
1.1.1 Cơ cấu thành phần của nguyên liệu thủy sản.
Các loại thủy sản rất khác nhau tùy thuộc vào giống, tuổi, trạng thái dinh dưỡng,
hồn cảnh sinh sống và vụ mùa, nhưng nói chung sự thay đổi về cơ cấu thành phần của
các lồi thủy sản khơng rõ rệt như ở sự thay đổi thành phần hóa học (chất béo, protit,
…)
Bảng 1.1 Cơ cấu thành phần trong cá
Lồi cá

Thịt cá

Đầu

Vây


Nội tạng
khơng
gan

Cá tầm của bể
Caspien

42,6

15,9

6,6

5,4

3,5

11,4

Cá tầm của
Sibia

53,4

18,7

2,2

7,5


2,9

8,2

Cá chép

50,0

17,1

2,9

5,9

2,4

4,9

Cá măng

56,0

15,8

2,8

9,6

3,0


6,4

Cá dãnh

49,1

13,9

3,4

7,6

7,6

Cá leo

54,9

19,9

6,0

1,5

Cá hồng

48,6

21,9


5,4

8,8

2,0

Cá nhỏ

46,2

17,8

6,2

10,5

5,6

0,9

Cá tuyết

46,2

19,3

5,5

5,6


10,3

2,0

Gan

Trứng

Bảng 1.2 Cơ cấu thành phần trong cá mực, % toàn thân
10


Thành
phần

Khối lượng

Khối lượng
trung bình

Thành
phần

Khối lượng

Khối lượng
trung bình

Thân


52 – 55

54

Nang

0,2 – 0,3

0,2

Đầu râu

18 – 20

19

Nội tạng

10,2 – 14

12

Túi mực

6 – 11

7

1.1.2 Tính chất vật lý của thủy sản ảnh hưởng đến q trình lạnh đơng tiếp xúc.

1.1.2.1 Hình dạng
Hình dạng cơ thể và chức năng của cá hồn tồn thích nghi với cuộc sống bơi
lội tự do trong nước. Cá có nhiều dạng:





Hình thoi: cá nục, cá thu, cá ngừ.
Hình tên: cá cờ, cá kim.
Hình dẹp: cá chim, cá đuối, cá bơn.
Hình rắn: cá khoai, cá hố, cá dứa.

Có thể chia thành 2 dạng cơ bản: cá thân tròn và cá thân dẹt
 Cá thân tròn như: cá ngừ, cá thu, cá nhám. Chúng thường hoạt động bơi
lội.
 Cá thân dẹt như: cá đuối, cá bơn thích ứng với đời sống ở đáy biển, và ít
bơi lội.
Vi sinh vật được tìm thấy trên bề mặt ngoài của cá sống và cá vừa mới đánh bắt.
Nếu cá có tỉ lệ diện tích bề mặt so với khối lượng của nó (cịn gọi là diện tích bề mặt
riêng) càng lớn thì càng dễ bị hư hỏng do hoạt động của vi sinh vật ở bề mặt cá. Vì
vậy, trước khi xử lý và bảo quản, cần phải rửa sạch cá để loại bỏ lớp nhớt ở bề mặt cá
chứa vi sinh vật.
1.1.2.2 Kích thước
Thơng số vật lý quan trọng của cá là kích thước gồm bề dài, bề ngang, bề cao và
chu vi thân của các loài cá. Người ta quy ước bề dài của cá là 100, và các phần còn lại
biểu diễn bằng phần trăm của chiều dài kể trên như:
Cá tầm cao 14, ngang 12, chu vi thân 45.
Cá trắng cao 17, ngang 10, chu vi thân 45.


11


Đã có nhiều cơng trình chun nghiên cứu về kích thước cá để rút ra các thông số
tối ưu cho thiết kế, chế tạo các loại máy – thiết bị chế biến cá, thiết kế bao bì, tính tốn
các q trình trao đổi nhiệt trong chế biến lạnh…
1.1.2.3 Khối lượng riêng
Khối lượng riêng và đặc biệt là thể tích riêng của cá cho phép ta giải quyết nhiều
vần đề liên quan tới dung tích của các thiết bị kỹ thuật để xử lý và chế biến thủy sản.
Khối lượng riêng các cơ cấu thành phần của cá rất khác nhau như thịt của cá măng ở
phần lưng phía trước: 1,065; ở bụng phía sau: 1,049; ở da khơng vảy: 1,119; ở da có
vảy: 1,216… [1]
Khối lượng riêng của cá cịn thay đổi theo nhiệt độ của thân cá. Ví dụ: thân nhiệt
cá chép ở 15oC thì khối lượng riêng của nó là 0,987; ở 3,5 oC là 0,944 và ở -8oC là
0,924. [2]
1.1.2.4 Điểm băng
Điểm đóng băng ban đầu hoặc điểm cân bằng là một trong những đặc tính tạo
khối quan trọng nhất của thực phẩm. Đây là nhiệt độ thấp nhất mà sản phẩm có thể
được làm lạnh và bảo quản ở trạng thái tươi và chưa đông lạnh. Nó xác định các đặc
tính nhiệt lý của thực phẩm ở trạng thái đơng lạnh [3] và do đó là thời gian đơng lạnh
và rã đơng của nó. Điều quan trọng là có thể dự đốn thời gian đơng lạnh và rã đơng
để thiết kế quy trình cho hiệu quả và chất lượng của sản phẩm. Tất cả các mô hình dự
đốn thời gian đơng lạnh và rã đơng đều yêu cầu điểm đóng băng ban đầu của nguyên
liệu thực phẩm.
Đối với thủy sản là điểm ở đó nhiệt độ làm cho thủy sản bắt đầu đóng băng, nước
trong cơ thể thủy sản tồn tại ở dạng dung dịch do đó điểm băng tuân theo định luật
Raun. Dung dịch càng lỗng đóng băng càng nhanh, điểm đóng băng của cá gần điểm
đóng băng của nước (0oC). Thơng thường điểm băng của các loài cá từ -0,6 oC đến
-2,6oC. Điểm băng của cá tỉ lệ nghịch với pH của dung dịch trong cơ thể cá. Áp suất
thẩm thấu của động vật thủy sản nước ngọt thấp hơn nước mặn do đó điểm băng của

thủy sản nước ngọt cao hơn nước mặn
1.1.2.5 Hệ số dẫn nhiệt
Phụ thuộc chủ yếu vào hàm lượng mỡ, cá có hàm lượng mỡ càng lớn thì hệ
số dẫn nhiệt càng nhỏ. Tuy nhiên hệ số dẫn nhiệt cịn phụ thuộc vào nhiệt độ. Thịt cá
đơng kết có hệ số dẫn nhiệt lớn hơn cá chưa đông kết, nhiệt độ đông kết càng thấp hệ
số dẫn nhiệt càng cao.
12


1.1.2.6 Nhiệt dung riêng
Tỷ nhiệt (nhiệt dung riêng) là lượng nhiệt thu vào (hoặc tỏa ra) dể làm cho một
đơn vị vật thể tăng lên (hoặc giảm đi) 1oC với đơn vị là Kcal/kgoC hoặc KJ/kgoC. [2]
Tỷ nhiệt C của cá cũng như của các thủy sản khác được xác định theo công thức:

Với

C1: tỷ nhiệt của nước ở trong khoảng từ 0 – 30oC thì C1 = 1
W: khối lượng nước tính bằng gam
C2: tỷ nhiệt của mỡ, trong khoảng 0 – 30oC thì C2 = 0.5
C3: tỷ nhiệt của chất khô: C3 = 0.32
K: khối lượng của chất khơ, chất khơng mỡ (protit và muối khống)
G: tổng khối lượng của loại thủy sản tính bằng gam.

Tính tỷ nhiệt theo phương pháp trung bình cộng, như vậy ta có tủy nhiệt của cá
măng C = 0,8658. Nhiệt độ tăng thì C cũng tăng theo. Ví dụ như cá dãnh ở nhiệt độ từ
17oC thì tỷ nhiệt C từ 0,391 – 0,509. Khi nhiệt độ giảm xuống dưới điểm đóng băng
của nước thì tỷ nhiệt C giảm theo vì tỷ nhiệt của nước đã nhỏ hơn tỷ nhiết của nước,…
[1]
1.1.2.7 Ẩn nhiệt
Đó là nhiệt lượng cần thiết để thay đổi trạng thái hoặc điều kiện hoặc giai đoạn

mà trong đó một chất tồn tại mà không thay đổi nhiệt độ. Ví dụ. Một nhiệt lượng xác
định phải truyền cho nước đá ở 0oC để chuyển thành nước ở cùng nhiệt độ. Lượng
nhiệt xác định này được gọi là nhiệt ẩn của sự tổng hợp nước / băng.
Nhiệt tiềm ẩn của sự hợp nhất nước đá / nước = 79,7 cal / g hoặc 80 cal / g
Nó cũng được thể hiện theo BTU/lb
1 BTU / lb = 0,5556 kcal / kg hoặc / k cal / kg = 1,80 BTU/lb
Có thể tính được nhiệt tiềm ẩn của q trình tổng hợp bất kỳ thực phẩm nào nếu
biết hàm lượng nước của nó.
Nhiệt tiềm ẩn = 80 X % nước trong thực phẩm
Bảng 1.3 Ẩn nhiệt của cá
Sản phẩm

Nhiệt tiềm ẩn
13


Cá

BTU/lb

Kcal/kg

101

56

1.1.2.8 Khuếch tán nhiệt
Chỉ riêng các giá trị độ dẫn nhiệt sẽ khơng cung cấp dấu hiệu chính xác về tốc độ
thay đổi nhiệt độ trong bất kỳ chất nhất định nào vì các giá trị này chỉ áp dụng cho tốc
độ nhiệt (calories) được dẫn qua ở một sự chênh lệch nhiệt độ khơng đổi. Do đó, nhiệt

dung của một chất phải được xem xét, vì điều này sẽ ảnh hưởng đến sự thay đổi nhiệt
độ trên một đơn vị thay đổi nhiệt năng. Vì các giá trị độ dẫn nhiệt được biểu thị dưới
dạng cơ sở thể tích và nhiệt dung trên cơ sở khối lượng, nên cần phải đưa ra thuật ngữ
thứ ba là mật độ (Khối lượng / thể tích) gọi là sự khuếch tán nhiệt.
Hiệu suất khuếch tán nhiệt “” đặc trưng cho tốc độ cân bằng nhiệt độ trong vật
liệu được nung nóng khơng đều. Hiệu suất khuếch tán nhiệt có thể được định nghĩa là
sự gia tăng nhiệt độ theo đơn vị thời gian khi gradient nhiệt độ trên một đơn vị chiều
dài bằng 1 đơn vị (ºC)
Sự khuếch tán nhiệt liên quan đến độ dẫn nhiệt, nhiệt dung và trọng lượng riêng
của vật liệu bằng biểu thức sau:
= (m2/hr)
Trong đó: λ = hệ số dẫn nhiệt k cal / m.hr. º C
C = Nhiệt dung riêng tính bằng kcal / kg º C
ν = tỷ trọng kg / m3
Độ khuếch tán nhiệt của bất kỳ chất nào tỷ lệ thuận với độ dẫn nhiệt của nó và tỷ
lệ nghịch với nhiệt dung riêng và khối lượng riêng của chất đó. Nó tăng lên khi độ dẫn
nhiệt tăng lên và mật độ và nhiệt dung riêng giảm dần. Ngoài ra sự khuếch tán nhiệt
của một chất cho biết tốc độ mà chất đó sẽ trải qua sự thay đổi nhiệt độ.
Độ khuếch tán nhiệt “” của một chất đặc trưng cho tốc độ thay đổi nhiệt độ khi
làm lạnh hoặc nung nóng. Hệ số này càng cao thì sự thay đổi nhiệt độ bên trong của
chất càng nhanh.
Đối với cá chưa đông lạnh, nó gần như khơng đổi trong q trình làm lạnh (ở 30 º
C đến 0ºC). Tuy nhiên, nó thay đổi đáng kể trong q trình cấp đơng và giá trị rất cao
ở cá hồn tồn đơng lạnh. Điều này rất quan trọng trong việc bảo quản đơng lạnh cá vì
bất kỳ sự thay đổi nào trong nhiệt độ kho lạnh đều dẫn đến sự thay đổi rõ rệt về nhiệt
14


độ của cá đông lạnh. Hiệu suất khuếch tán nhiệt ở trạng thái không đông lạnh nằm
trong khoảng từ 0,000375 đến 0,000475 m2 / giờ. Các giá trị đối với cá ở 0 oC đến

-3,8oC khơng được coi là chính xác do sự thay đổi mạnh mẽ về tính chất vật lý của thịt
cá trong phạm vi nhiệt độ này và các giá trị là nhỏ nhất trong phạm vi nhiệt độ này.
Trong cá đông lạnh v alues nằm trong khoảng từ 3,7510-4 đến 1510-4.
1.1.3 Thành phần hóa học, giá trị dinh dưỡng của cá và một số thủy sản.
Thành phần hóa học của cơ thịt động vật thủy sản gồm có: nước, protid, lipid,
glucid, muối vơ cơ, vitamin, men, hoocmon. Những thành phần có lượng tương đối
nhiều là: nước, protid, lipid và muối vô cơ, lượng glucid trong động vật thủy sản
thường rất ít và tồn tại dưới dạng glycogen.
Thành phần hóa học của động vật thủy sản thường khác nhau theo giống loài.
Trong cùng một loài nhưng hoàn cảnh sống khác nhau, thành phần hóa học cũng khác
nhau. Ngồi ra chúng cịn phụ thuộc vào trạng thái sinh lý, mùa vụ, thời tiết, …
Sự khác nhau về thành phần hóa học của cá và sự biến đổi của chúng làm ảnh
hưởng đến mùi vị và giá trị dinh dưỡng của sản phẩm, đến việc bảo quan tươi nguyên
liệu và q trình chế biến, …
Bảng 1.4: Thành phần hóa học của cá
(Theo tài liệu của viện nghiên cứu nghề cá Liên Xô)
Thành phần

Trị số tối thiểu (%)

Trị số tối đa (%)

Nước

48,0

85,1

Protit


10,3

24,4

Lipid

0,1

54,0

Muối vô cơ

0,5

5,6

Tổng giá trị dinh dưỡng của thủy sản rất cao. Trong thủy sản có nhiều vitamin
như ở mực có vitamin B2, B12, và PP. Trong mỡ gan cá chứa nhiều vitamin A và D.
Đặc biệt ở các lồi trứng cá, trứng ốc sên, tinh cá có đầy đủ các vitamin A, C, D1,
B1, B2, B12, H. Trong trứng cá protit chiếm từ 20 – 30%, lipid có từ 4 – 17%, muối
vô cơ từ 1 - 2% và khả năng sinh nhiệt của loại thực phẩm cao cấp này rất lớn.
Bảng 1.5 Thành phần hóa học và khả năng sinh nhiệt của một số loài trứng cá.
Loài cá

Nước

Đạm toàn
15

Lipid (%)


Khả năng sinh


phần (%)

nhiệt

Trứng cá tầm

51,4 – 56,6

23,0 – 27,3

11,2 – 17,4

220 – 270

Trứng cá dãnh

64,8

27,7

4,5

156

Trứng cá măng


66,1 – 75,2

15,1 – 17,1

6,6 – 11,0

122 - 178

Một số lồi thủy sản cịn có giá trị phòng chữa bệnh như trong 1kg thịt của cá
biển có độ 5 – 10mg iod, tức nhiều hơn gấp 10 lần so với động vận trên cạn. Nhờ
nguồn thực phầm giàu iot mà dẫn miền biển không bị bệnh bướu cổ như thường gặp ở
dân miền núi.
Chính vì thủy sản là nguồn thực phẩm dễ tiêu hóa, có giá trị dinh dưỡng cao và
có tính biệt dược nên phương pháp bảo quản duy nhất tối ưu là dùng lạnh để giữ được
nguyên vẹn giá trị dinh dưỡng tươi sống và các hoạt tính vốn có ban đầu.
Bảng 1.6 Hàm lượng vitamin A của một số loài cá
Loài cá

Khối lượng
(% theo khối
lượng cá)

Hàm lượng
mỡ (theo KL
gan)

Vitamin A
trong gan (mg
(%))


Vitamin A
(mg/100kg cá)

Cá leo

1,3

3,8

32,4

421

Cá chép

1,5

8,7

16,2

243

Cá măng

1,7

8,0

14,5


247

Cá tầm

1,6

8,9

7,7

124

Cá dãnh

1,4

5,2

5,1

71

Yếu tố ảnh hưởng rõ nhất đến thành phần hóa học của cá là thành phần thức ăn.
Thông thường cá nuôi thường được cho ăn thức ăn chứa nhiều lipid để cá phát triển
nhanh. Tuy nhiên, khi hàm lượng lipid cao dư để cung cấp năng lượng thì lipid dư thừa
sẽ được tích lũy ở các mơ làm cho cá có hàm lượng lipid rất cao. Ngồi ảnh hưởng
khơng tốt đến chất lượng nói chung, nó cũng có thể làm giảm năng suất chế biến vì
lipid dự trữ được xem như phế liệu, bị loại bỏ nội tạng sau khi moi ruột và phi lê.
Cách thông thường để giảm hàm lượng lipid của cá ni trước khi thu hoạch là

cho cá đói một thời gian. Ngồi ra, cho cá đói cịn có tác dụng giảm hoạt động của
enzym trong nội tạng, giúp làm chậm lại các biến đổi xảy ra sau khi cá chết.
1.1.3.1 Protein

16


Được cấu tạo từ các acid amin, các acid amin không thay thế quyết định giá trị
dinh dưỡng của thực phẩm. Protein của ngũ cốc thường thiếu lysine và các acid amin
có chứa lưu huỳnh (methionine, cysteine), trong khi protein của cá là nguồn giàu các
acid amin này. Do đó, protein cá có giá trị dinh dưỡng cao hơn các loại ngũ cốc khác.
Có thể chia protein của mơ cơ cá ra thành 3 nhóm:
• Protein cấu trúc (Protein tơ cơ)
Gồm các sợi myosin, actin, actomyosin và tropomyosin, chiếm khoảng 65-75%
tổng hàm lượng protein trong cá và khoảng 77-85% tổng hàm lượng protein trong
mực. Các protein cấu trúc này có chức năng co rút đảm nhận các hoạt động của cơ.
Myosin và actin là các protein tham gia trực tiếp vào q trình co duỗi cơ. Protein cấu
trúc có khả năng hịa tan trong dung dịch muối trung tính có nồng độ ion khá cao
(>0,5M).
• Protein chất cơ (Protein tương cơ)
Gồm myoglobin, myoalbumin, globulin và các enzym, chiếm khoảng 25-30%
hàm lượng protein trong cá và 12-20% trong mực. Các protein này hịa tan trong nước,
trong dung dịch muối trung tính có nồng độ ion thấp (<0,15M). Hầu hết protein chất
cơ bị đơng tụ khi đun nóng trong nước ở nhiệt độ trên 50oC
Trong quá trình chế biến và bảo quản, myoglobin dễ bị oxy hóa thành
metmyoglobin, ảnh hưởng đến màu sắc của sản phẩm.
• Protein mơ liên kết:
Bao gồm các sợi collagen, elastin. Hàm lượng colagen ở cơ thịt cá thấp hơn ở
động vật có vú, thường khoảng 1-10% tổng lượng protein và 0,2-2,2% trọng lượng của
cơ thịt. Chiếm khoảng 3% ở cá xương và khoảng 10% ở cá sụn (so với 17% trong các

lồi động vật có vú. Có trong mạng lưới ngoại bào, không tan trong nước, dung dịch
kiềm hoặc dung dịch muối có nồng độ ion cao.
Điểm đẳng điện pI của protein cá vào khoảng pH 4,5-5,5. Tại giá trị pH này,
protein có độ hịa tan thấp nhất.
Cấu trúc hình thái của protein ở cá dễ bị biến đổi do mơi trường vật lý thay đổi.
Tính tan của protein trong sợi cơ thay đổi sau khi đông khô. Việc xử lý với nồng độ
muối cao hoặc xử lý bằng nhiệt có thể dẫn đến sự biến tính, sau đó cấu trúc protein bị
thay đổi khơng hồi phục được.
17


Khi protein bị biến tính dưới những điều kiện được kiểm sốt, có thể sử dụng
các đặc tính của chúng cho mục đích cơng nghệ. Ví dụ trong sản xuất các sản phẩm từ
surimi, người ta đã lợi dụng khả năng tạo gel của protein trong sợi cơ. Protein từ cơ
thịt cá sau khi xay nhỏ, rửa sạch rồi cho thêm muối và phụ gia để tạo tính ổn định, tiếp
đến q trình xử lý nhiệt và làm nguội có kiểm soát giúp protein tạo gel rất mạnh.
Các protein tương cơ cản trở quá trình tạo gel, chúng được xem là nguyên nhân
làm giảm độ bền gel của sản phẩm. Vì vậy, trong cơng nghệ sản xuất surimi việc rửa
thịt cá trong nước nhằm nhiều mục đích, một trong những mục đích là loại bỏ protein
hịa tan trong nước, gây cản trở q trình tạo gel.
Protein tương cơ có khả năng hòa tan cao trong nước, là nguyên nhân làm mất
giá trị dinh dưỡng do một lượng protein đáng kể thốt ra khi rửa, ướp muối, tan giá, …
Vì vậy cần chú ý để duy trì giá trị dinh dưỡng và mùi vị của sản phẩm.
Protein mô liên kết ở da cá, bong bóng cá, vách cơ khác nhau. Tương tự như sợi
collagen trong động vật có vú, các sợi collagen ở các mô của cá cũng tạo nên cấu trúc
mạng lưới mỏng với mức độ phức tạp khác nhau. Tuy nhiên, collagen ở cá kém bền
nhiệt hơn nhiều và ít có các liên kết chéo hơn nhưng nhạy cảm hơn collagen ở động
vật máu nóng có xương sống.
1.1.3.2 Thành phần trích ly chứa Nitơ Phi Protein (Non Protein Nitrogen)
Chất phi protein là thành phần hịa tan trong nước, có khối lượng phân tử thấp

và chiếm khoảng 9-18% tổng hàm lượng protein ở cá xương, khoảng 33-38% ở các
loài cá sụn. Thành phần chính của hợp chất này bao gồm các chất bay hơi (amoniac,
amine,
trimethylamin,
dimethylamin),
trimethylamineoxid
(TMAO),
dimethylamineoxid (DMAO), creatin, các acid amin tự do, nucleotide, urê (có nhiều
trong cá sụn), ...
1.1.3.3 Enzyme
Enzyme là protein, chúng hoạt động xúc tác cho các phản ứng hoá học ở trong
nội tạng và trong cơ thịt. Enzyme tham gia vào quá trình trao đổi chất ở tế bào, q
trình tiêu hố thức ăn và tham gia vào quá trình tê cứng. Sau khi cá chết enzyme vẫn
cịn hoạt động, vì thế gây nên q trình tự phân giải của cá, làm ảnh hưởng đến mùi vị,
trạng thái cấu trúc, và hình dạng bề ngồi của chúng. Sản phẩm của quá trình phân giải
do enzyme là nguồn dinh dưỡng cho vi sinh vật, làm tăng nhanh tốc độ ươn hỏng.
Trong nguyên liệu có nhiều enzyme khác nhau. Các nhóm enzym chính ảnh
hưởng đến chất lượng ngun liệu là: enzyme thuỷ phân và enzyme oxy hoá khử
18


Nhiều loại protease được tách chiết từ cơ thịt cá và có tác dụng phân giải làm
mềm mơ cơ. Sự mềm hố của mơ cơ gây khó khăn cho chế biến. Các enzyme thuỷ
phân protein quan trọng trong nguyên liệu gồm: Cathepsin, protease kiềm tính,
collagenase, pepsin, trypsin, chimotrypsin.
Các emzyme thuỷ phân lipid quan trọng trong cá gồm có: Lipase,
phospholipase. Chúng thường có trong các cơ quan nội tạng và trong cơ thịt. Enzyme
thuỷ phân lipid rất quan trọng đối với cá đơng lạnh, ở các lồi cá này lipid có thể bị
thuỷ phân khi độ hoạt động của nước thấp. Trong q trình bảo quản lạnh đơng các
axit béo tự do được sinh ra từ phospholipid và triglyxeride, có ảnh hưởng xấu đến chất

lượng của cá. Acid béo tự do gây ra mùi vị xấu, ảnh hưởng đến cấu trúc và khả năng
giữ nước của protein cơ thịt.
Các enzyme oxy hoá khử bao gồm: Phenoloxidase, lipoxygenase, peroxidase.
Polyphenoloxidase đặc biệt quan trọng trong tơm vì chúng là ngun nhân gây nên
đốm đen cho nguyên liệu sau thu hoạch.
1.1.3.4 Lipid
Cá sử dụng chất béo như là nguồn năng lượng dư trữ để duy trì sự sống trong
những tháng mùa đơng, khi nguồn thức ăn khan hiếm.
Hàm lượng lipid trong cá dao động nhiều (0,1-30%). Cá được phân loại theo
hàm lượng chất béo như sau:
• Cá gầy (<1% chất béo) như cá tuyết, cá tuyết sọc đen...
• Cá béo vừa (<10% chất béo) như cá bơn lưỡi ngựa, cá nhồng, cá mập
• Cá béo (>10% chất béo) như cá hồi, cá trích, cá thu, ...
1.1.3.5 Glucid
Hàm lượng glucid trong cơ thịt cá rất thấp, thường dưới 0,5%, tồn tại dưới dạng
năng lượng dự trữ glycogen. Tuy nhiên, hàm lượng glycogen ở các loài nhuyễn thể
chiếm khoảng 3%. Cá vừa đẻ trứng lượng gluxit dự trữ rất thấp. Sau khi chết,
glycogen cơ thịt chuyển thành acid lactic, làm giảm pH của cơ thịt, mất khả năng giữ
nước của cơ thịt. Sự biến đổi của pH ở cơ thịt sau khi cá chết có ý nghĩa cơng nghệ rất
lớn.
1.1.3.6 Các loại Vitamin và chất khống

19


Cá là nguồn cung cấp chính vitamin nhóm B (thiamin, riboflavin và B12),
vitanin A và D có chủ yếu trong các lồi cá béo. Vitamin A và D tích lũy chủ yếu trong
gan, vitamin nhóm B có chủ yếu trong cơ thịt cá.
Vitamin rất nhạy cảm với oxy, ánh sáng, nhiệt độ. Ngồi ra, trong q trình chế
biến (sản xuất đồ hộp, tan giá, ướp muối, ...) ảnh hưởng lớn đến thành phần vitamin.

Vì vậy, cần phải chú ý tránh để tổn thất vitamin trong q trình chế biến.
Chất khống của cá phân bố chủ yếu trong mô xương, đặc biệt trong xương
sống. Canxi và phospho là 2 nguyên tố chiếm nhiều nhất trong xương cá. Thịt cá là
nguồn giàu sắt, đồng, lưu huỳnh và íơt. Ngồi ra cịn có niken, coban, chì, asen, kẽm.
Hàm lượng chất sắt trong thịt cá nhiều hơn động vật trên cạn, cá biển nhiều hơn
cá nước ngọt, cơ thịt cá màu sẫm nhiều hơn thịt cá màu trắng.
Sunfua (S) có phổ biến trong thịt các lồi hải sản, chiếm khoảng 1% chất khơ
của thịt. Sunfua trong thịt cá phần lớn tồn tại ở dạng hợp chất hữu cơ sunfua hòa tan.
Hàm lượng sunfua nhiều hay ít có ảnh hưởng lớn đến màu sắc của sản phẩm.
Hàm lượng đồng trong cá ít hơn so với động vật thủy sản không xương sống.
Hàm lượng iod trong thịt cá ít hơn so với động vật hải sản khơng xương sống.
Cá biển có hàm lượng iod cao hơn cá nước ngọt. Hàm lượng iod của động vật hải sản
nói chung nhiều gấp 10 - 50 lần so với động vật trên cạn. Thịt cá có nhiều mỡ thì hàm
lượng iod có xu hướng tăng lên.
1.2 Cơ sở khoa học của kỹ thuật làm lạnh đông thủy hải sản
1.2.1 Định nghĩa
Lạnh đơng là q trình làm giảm nhiệt độ của thực phẩm dưới nhiệt độ của điểm
đóng băng để nước bên trong thực phẩm chuyển pha từ thể lỏng sang thể rắn, làm mất
môi trường sống của vi sinh vật, làm mất môi trường nước thể lỏng, ngưng các q
trình sinh hóa, ngừng q trình trao đổi chất (nếu có), kéo dài thời gian sử dụng, phục
vụ cho thương mại, xuất khẩu và tiêu dùng.
1.2.2 Nước trong thủy sản
Nước chiếm đa phần trong cơ thể thủy sản đến khoảng 80%. Tùy mức độ liên
kết của nước trong thủy sản, người ta phân chia làm hai loại:

20


Nước tự do: là các phân tử nước có ở trong cấu trúc của các mơ thủy sản và có
các tính chất cấu trúc giống như nước thường. Loại nước này rất linh động, dễ dịch

chuyển đến các vùng khác nhau.
Nước liên kết: là nước được duy trì trong tổ chức các mô và các tế bào bằng lực
liên kết vững chắc với các chất tan vô cơ và hữu cơ. Năng lượng để hình thành liên kết
rất lớn nó khó tách ra khỏi các mơ và tế bào, nó bền vững cho nên điểm đóng băng rất
thấp. [1]
1.2.3 Sự kết tinh nước đối với thủy sản
Sự kết tinh nước là hiện tượng cơ bản làm thay đổi các tính chất của thực phẩm
từtrạng thái lỏng sang trạng thái rắn. Mơi trường lỏng là mơi trường có lợi cho sự phát
triển của vi sinh vật và các enzyme phân giải có trong thủy hải sản. Q trình kết tinh
nước sẽ làm vô hoạt môi trường sống của vi sinh vật giúp kéo dài thời gian bảo quản,
giữ được các thành phần dinh dưỡng tốt có trong nguyên liệu. Sự giảm mức năng
lượng do kết tinh của nước rất lớn so với các quá trình giảm nhiệt độ, đây là những
yếu tố chủ yếu dẫn đến sự tiêu diệt hoặc kiềm chế hoạt động sống của vi sinh vật, hạn
chế tác động của enzyme [4]. Chính điều này giúp hạn chế rất nhiều những biến đổi
hoá học của thực phẩm. Bên cạnh đó thì nước đá giúp bảo vệ hạn chế tác động của môi
trường lên cấu trúc của thực phẩm trong suốt quá trình vận chuyển và bảo quản. Vì
vậy bảo quản thực phẩm bằng phương pháp lạnh đông là kỹ thuật quan trọng trong
ngành công nghệ thực phẩm. Kỹ thuật này có khả năng giữ ngun tính chất ban đầu
của nhiều nguyên liệu, phục vụ cho nhiều mục đích như bảo quản, xuất khẩu, chế
biến… giúp đảm bảo giá trị kinh tế của sản phẩm.
Khi nước kết tinh sẽ dãn nở thể tích, thường làm rách vỡ cấu trúc bên trong của
thực phẩm, dẫn đến làm thay đổi một số tính chất của nó. Q trình kết tinh nước làm
tăng tốc độ mất nước, đồng thời có thể gây biến tính những chất dinh dưỡng có liên
kết tốt với nước, dẫn đến làm giảm mùi vị, khả năng hút nước và giữ nước của thực
phẩm, ngồi ra nó cịn làm thay đổi màu sắc của thực phẩm.
Quá trình kết tinh của nước là quá trình tạo thành các mầm tinh thể và tăng kích
thước của chúng, q trình giảm nhiệt độ tức là quá trình giảm mức năng lượng, dẫn
đến sự chuyển động tự do về nhiệt của các phân tử chất lỏng, đến một mức độ nào đó
lực liên kết giữa các phân tử có thể cố định chúng tại tại những vị trí xác định, tạo
thành tinh thể nước đá. Ở trong nước thường có những phân tử chất với kích thước

nhỏ, ở nhiệt độ gần 00C, những phân tử chất rắn này sẽ ngừng chuyển động nhiệt, lực
kết hợp giữa chúng với các phân tử nước xung quanh lớn hơn lực kết hợp giữa các
21


phân tử nước với nhau. Vì vậy, các phân tử nước liên kết với các phân tử chất rắn ở
00C để tạo thành những mầm tinh thể. Xu hướng chủ yếu là các mầm tinh thể hút các
phân tử nước để tăng kích thước tinh thể và ít có xu hướng tăng thêm số lượng mầm
tinh thể.
Trong cấu trúc thực phẩm, nước chịu nhiều tác động bởi các chất tan và khơng
tan, ở những vị trí khác nhau trạng thái của chúng khác nhau, vì vậy nhiệt độ kết tinh
của nước trong thực phẩm khác nhau là khác nhau.
Khi tốc độ lạnh đông càng nhanh, lượng mầm tinh thể tạo thành càng nhiều.
Khi đó, số lượng các tinh thể tạo thành sẽ càng nhiều, kích thước của các tinh thể càng
nhỏ. Tuy nhiên, cùng một tốc độ làm lạnh, kích thước của tinh thể đá lại phụ thuộc vào
từng loại thực phẩm cũng như các quá trình xử lý trước khi lạnh đơng.
Ở giai đoạn cuối của q trình lạnh đơng, tốc độ q trình chuyển khối của các
cấu tử nước (từ môi trường xung quanh đến tinh thể để phát triển tinh thể) và các cấu
tử chất hòa tan trong nước (từ bề mặt tinh thể ra môi trường xung quanh) sẽ ảnh hưởng
đến tốc độ tăng kích thước của tinh thể do nồng độ của các cấu tử hòa tan trong nước
sẽ tăng lên [5].
1.2.4 Những yếu tố ảnh hưởng tới sự kết tinh nước
1.2.4.1 Nồng độ chất ban đầu
Khi tăng nồng độ các chất tan thì nhiệt độ kết tinh của nước giảm, bởi vì các
chất hịa tan sẽ kéo các phân tử nước và ngăn cản chúng kết hợp với nhau, khi tăng
nồng độ các chất tan lên 1 phân tử gam thì nhiệt độ kết tinh của nước giảm xuống
1,84oC. Như vậy, độ giảm nhiệt độ của nước kết tinh phụ thuộc vào nồng độ chất tan ở
trong đó.

Với


n: số phân tử gam chất tan
độ giảm nhiệt độ kết tinh

Khi nhiệt độ kết tinh của nước trong thực phẩm càng giảm thì các tinh thể nước
đá tạo thành có kích thước nhỏ, dài, mức độ ảnh hưởng đến cấu trúc thực phẩm càng
giảm. Ở nhiệt độ khoảng từ -20 đến -100C các tinh thể đá tạo thành có kích thước lớn
khơng đều, ở nhiệt độ -22 đến -20 0C các tinh thể đá tạo thành có kích thước nhỏ đều.
Nếu nhiệt độ thấp hơn nữa thì tinh thể đá tạo thành có kích thước rất nhỏ so với số
lượng tinh thể rất lớn.
22


Hình 1.1 Q trình hình thành điểm đóng băng
Hiện tượng nhiệt độ dưới 00C mà nước chưa kết tinh thành đá gọi là hiện tượng
quá lanh. Hiện tượng quá lạnh phụ thuộc vào nồng độ chất tan, cấu trúc màng tế bào
và tốc độ hạ nhiệt độ của môi trường xung quanh. Nhiệt độ điểm quá lạnh và nhiệt độ
điểm đóng băng hồn tồn khác nhau.
Các tinh thể đá xuất hiện ở điểm quá lạnh, tỏa ra ẩn nhiệt đóng băng làm tăng
nhiệt độ thực phẩm. Bởi vì, tốc độ thải nhiệt không kịp với tốc độ sinh nhiệt do tạo
mầm tinh thể đá. Ở điểm này, chủ yếu nước tự do cấu trúc bị tách ra và kết tinh. Nhiệt
độ thực phẩm tăng lên đến mức cao nhất và dừng ở đó một lúc để hồn thành q trình
đóng băng nước, (nước tự do – cấu trúc) đây là điểm đóng băng, sau đó tiếp tục giảm
nhiệt độ.
1.2.4.2 Tốc độ làm đơng
Tốc độ làm đơng có thể đo bằng tốc độ chuyển dịch của vạch phân cách giữa
miền nước đang kết tinh và miền nước chưa kết tinh. Thông trường q trình làm đơng
được phân biệt với tốc độ chậm, nhanh và rất nhanh. Đối với nhiều loại thực phẩm,
giới hạn giữa làm đông chậm và làm đông nhanh có thể là 3cm/h, nhưng nói chung tốc
độ làm đơng sẽ ảnh hưởng đến tinh thể nước đá và chất lượng thực phẩm.


23


Hình 1.2 Giản đồ thời gian và nhiệt độ trong q trình lạnh đơng [5]
AS: Nhiệt độ được lạnh làm xuống thấp hơn điểm lạnh đơng, nước vẫn duy trì
trạng thái lỏng, gọi là hiện tượng “quá lạnh”. Hiện tượng quá lạnh phụ thuộc vào nồng
độ chất tan, cấu trúc màng tế bào và tốc độ hạ nhiệt độ của môi trường xung quanh.
Nhiệt độ điểm quá lạnh và nhiệt độ điểm đống băng hoàn toàn khác nhau [4]
SB: Nhiệt độ tăng đến điểm lạnh đơng, hình thành tinh thể đá
BC: Điểm lạnh đông giảm xuống do nồng độ chất tan trong phần chất lỏng
chưa đông tăng. Phần lớn tinh thể đá được tạo thành
CD: Phần chất lỏng chưa đông dần quá bão hòa và kết tinh. Nhiệt độ tăng dần
đến điểm Etecti. Điểm Etecti là nhiệt độ tối thiểu để tồn bộ nước trong tế bào thủy
sản đơng đặc [1]
DE: Kết tinh nước và các chất hòa tan. Quá trình kết tinh kết thúc tại điểm E
EF: Nhiệt độ giảm đến nhiệt độ của thiết bị lạnh đông. Xác định được lượng
nước không đông trong sản phẩm
1.2.5 Trạng thái chất lượng của thực phẩm
Trạng thái chất lượng của thực phẩm thường gắn liền với trạng thái của nước
trong thực phẩm. Nước trong thực phẩm tồn tại ở hai dạng, nước tự do không tham gia
vào cấu trúc thực phẩm và nước liên kết có tham gia liên kết với các thành phần chất
tan và chất rắn trong cấu trúc thực phẩm. Khi chất lượngthuực phẩam gảm sẽ dẫn đến
tỷ lệ nước tự do tăng, nước liên kết giảm. Đặc biệt trong quá trình biến đổi tự nhiên
với giai đoạn co cứng (tê cứng) của động vật làm những trung tâm giữ nước trong cấu
24


trúc thực phẩm giảm, dẫn đén khi kết tinh thì khả năng di chuyển của nước tăng, các
tinh thể nước đá có kích thước tăng, khối lượng thực phẩm giảm và gây ảnh hưởng xấu

đến chất lượng thực phẩm.
1.2.6 Những biến đổi của thủy sản khi làm đông
1.2.6.1 Những biến đổi về vật lý
a. Tăng thể tích
Nước trong thủy sản đóng băng làm tăng thể tích lên 10%. [1]
b. Thay đổi màu sắc
Do mất nước, các sắc tố hemoglobin, mioglobin và hemoxyanin chuyển thành
methemoglobin, motmioglobin và methemoxyanin làm màu sắc sậm lại. Ngồi ra do
tốc độ lạnh đơng chậm hay nhanh, tinh thể băng hinh thành lớn hay nhỏ mà có tiết xạ
quang học khác nhau. Tinh thể băng nhỏ thì thủy sản đơng lạnh có màu nhạt hơn thủy
sản làm lạnh đơng chậm có tinh thể băng to. [1]
c. Giảm trọng lượng
Sản phẩm đông lạnh bị giảm trọng lượng do bốc hơi nước hoặc do thiệt hại lý
học trong q trình làm lạnh đơng. Việc giảm trọng lượng do bốc hơi tùy vào các yếu
tố như loại máy đông, thời gian lạnh đông, loại sản phẩm, cỡ dạng sản phẩm, tốc độ
khơng khí và điều kiện vận hành máy. Mức giảm trọng lượng ở thủy sản nhỏ cao hơn ở
thủy sản lớn. Tỷ suất hao hụt tỷ lệ thuận với diện tích bề mặt, mà cá nhỏ lại có tổng
diện tích bề mặt lơn hơn cá lớn. Ngồi ra, cá đông từng con hao hụt nhiều hơn cá đông
dạng khối. [1]
1.2.6.2 Những biến đổi về hóa học
a. Biến đổi chất đạm
Ở -20oC chất đạm bị đông lại, sau 6 tháng bảo quản có phân giải nhẹ. Ở khoảng
nhiệt độ từ -1 tới -5oC protein bị biến tính. Thời gian lạnh đơng càng kéo dài thì
protein càng bị biến tính. [1]
b. Biến đổi chất béo
Cá béo dễ bị oxy hóa chất béo. Chất béo bị hóa chua (thủy phân) và hàm lượng
acid béo ở thể tự do phụ thuộc vào nhiệt độ và thời gian bảo quản. Nếu nhiệt độ -12 oC
sau 10 tuần chỉ số peroxit tăng lên rõ rệt, sau 30 tuần chỉ số này vượt quá quy định về

25