....

BỘ GIÁO DỤC VÀ ðÀO TẠO
TRƯỜNG ðẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI
----------

----------

NGUYỄN THANH HẢI

NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ THIẾT BỊ SẤY CÁ
KIỂU ðỐI LƯU CƯỠNG BỨC CÓ GIA NHIỆT BỔ SUNG
LÀM THỨC ĂN CHĂN NUÔI

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

Chuyên ngành : Kỹ thuật máy và thiết bị cơ giới hố
nơng, lâm nghiệp
Mã số
: 60.52.14
Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS. TRẦN NHƯ KHUYÊN

HÀ NỘI - 2010


Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nơng nghiệp ...........i

LỜI CAM ðOAN
Tơi xin cam đoan rằng, số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận văn
này là trung thực và hồn tồn chưa hề được sử dụng để bảo vệ một học vị
nào.

Tơi cam đoan rằng, mọi sự giúp ñỡ ñể thực hiện luận văn này đã được
cảm ơn và các thơng tin trích dẫn trong luận văn ñều ñược chỉ rõ nguồn gốc.

Hà Nội, ngày 10 tháng 12 năm 2010
Tác giả luận văn

Nguyễn Thanh Hải


Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nơng nghiệp ...........ii

LỜI CẢM ƠN
ðể hồn thành đề tài nghiên cứu ngoài sự cố gắng của bản thân, tơi đã
nhận được rất nhiều sự quan tâm giúp đỡ nhiệt tình của thầy cơ, bạn bè và
người thân.
Trước tiên tơi xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc đến thầy giáo PGS-TS.
Trần Như Khun đã tận tình hướng dẫn, giúp đỡ tơi trong q trình thực
hiện và hồn thành ñề tài nghiên cứu.
Tôi cũng xin trân trọng cảm ơn các thầy, cô Bộ môn Thiết bị bảo quản
và chế biến nơng sản Khoa Cơ điện, Viện sau đại học - Trường ðại học Nông
nghiệp Hà Nội, Ban Giám Hiệu, các Phịng, Khoa và tồn thể cán bộ, giáo
viên, cơng nhân viên của Trường Cao đẳng Kỹ thuật Cơng nghiệp, các ñồng
nghiệp và người thân, bạn bè ñã tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tơi trong q
trình học tập và hoàn thành luận văn này.
Hà Nội, ngày 10 tháng 12 năm 2010
Tác giả

Nguyễn Thanh Hải



Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nơng nghiệp ...........iii

MỤC LỤC
Lời cam đoan

i

Lời cảm ơn

ii

Mục lục

iii

Danh mục chữ viết tắt

v

Danh mục bảng

vi

Danh mục hình

vii

MỞ ðẦU

1


Chương 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU

3

1.1

Tình hình sản xuất bột cá làm thức ăn chăn nuôi

3

1.1.1

Nhu cầu bột cá làm thức ăn chăn nuôi ở nước ta hiện nay

3

1.1.2

Nguyên liệu sản xuất bột cá làm thức ăn chăn nuôi

4

1.2

Công nghệ sản xuất bột cá làm thức ăn chăn ni

12

1.2.1


Quy trình cơng nghệ sản xuất bột cá không tách dầu và nước

12

1.2.2

Quy trình cơng nghệ sản suất bột cá có tách dầu, tách nước

14

1.3

Tình hình nghiên cứu cơng nghệ và hệ thống thiết bị sấy cá

17

1.3.1

Công nghệ sấy cá

17

1.3.2

Hệ thống thiết bị sấy cá

20

1.3.3. Cơ sở lý thuyết của quá trình sấy


24

1.3.4

Quy trình cơng nghệ sấy cá làm thức ăn chăn ni ở nước ta

31

1.4

Mục đích và nhiệm vụ nghiên cứu của ñề tài

33

1.4.1

Mục ñích nghiên cứu

33

1.4.2

Nhiệm vụ nghiên cứu

33

Chương 2 ðỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

34


2.1

ðối tượng nghiên cứu

34

2.2

Phương pháp nghiên cứu

37


Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp ...........iv

2.2.1. Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm

37

2.2.2

38

Phương pháp xác định các thơng số nghiên cứu của q trình sấy

Chương 3 TÍNH TỐN THIẾT KẾ HỆ THỐNG THIẾT BỊ SẤY CÁ

41


3.1

Xác định các thơng số cơ bản của hệ thống thiết bị sấy

41

3.1.1

Các ñiều kiện ban ñầu

41

3.1.2

Khối lượng sản phẩm sau khi sấy

41

3.1.3

Lượng ẩm cần bốc hơi trong một giờ

42

3.2

Tính tốn thiết kế các bộ phận chính của hệ thống thiết bị sấy

42


3.2.1

Tính tốn thiết kế buồng sấy

42

3.2.2

Tính tốn thiết bị trao đổi nhiệt

55

3.2.3

Tính tốn và chọn quạt

65

Chương 4 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM

68

4.1

Vật liệu và dụng cụ thí nghiệm

68

4.1.1


Vật liệu thí nghiệm

68

4.1.2

Dụng cụ thí nghiệm

68

4.2

Kết quả nghiên cứu thực nghiệm

68

4.2.1

Kết quả nghiên cứu thực nghiệm ñơn yếu tố

68

4.2.2

Kết quả nghiên cứu lựa chọn chế ñộ sấy

74

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ


77

Kết luận

77

Kiến nghị

78

TÀI LIỆU THAM KHẢO

79


Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nơng nghiệp ...........v

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT
TB:

Trung bình

TL:

Trọng lượng

TV:

Thành viên


TH:

Tổng hợp

HTS:

Hệ thống sấy

TNS:

Tác nhân sấy

VLS:

Vật liệu sấy

TN:

Thí nghiệm


Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nơng nghiệp ...........vi

DANH MỤC BẢNG
STT

Tên bảng

Trang


1.1

Thành phần hố học của một số loại cá biển

7

1.2

Thành phần hoá học trung bình của một số loại cá nước ngọt

8

1.3

Thành phần hố học của các loại bột cá

11

1.4

ðặc tính kỹ thuật của máy sấy bơm nhiệt

21

3.1

ðặc tính kỹ thuật của hệ thống sấy cá SC-500

67


4.1

Kết quả thí nghiệm xác định ảnh hưởng của nhiệt ñộ tác nhân sấy x1

69

4.2

Ảnh hưởng của tốc ñộ tác nhân sấy x2 tới hàm Yj

71

4.3

Ảnh hưởng của khoảng cách giữa các khay sấy x3 tới hàm Yj

72

4.4

Kết quả thí nghiệm lựa chọn chế độ sấy cá

75

4.5

Một số chỉ tiêu hóa học sản phẩm cá trước và sau khi sấy

75



Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nơng nghiệp ...........vii

DANH MỤC HÌNH
STT
1.1

Tên hình

Trang

Một số loại cá nguyên con ñược sử dụng ñể sản xuất bột cá làm
thức ăn chăn nuôi

5

1.2

Công nghệ sản xuất bột cá khơng tách dầu tách nước

13

1.3

Sơ đồ quy trình cơng nghệ sản xuất bột cá có tách dầu và tách nước

15

1.4


Sơ ñồ nguyên lý máy sấy DAIKA

20

1.5

Sơ ñồ thiết bị sấy gián tiếp bằng khơng khí nóng

23

1.6

Thiết bị sấy cá đảo chiều khơng khí SRA

24

1.7

ðồ thị q trình sấy

27

1.8

Sơ đồ qui trình cơng nghệ sấy cá

32

2.1


Thiết bị sấy cá SC – 500 có bộ phận gia nhiệt trung gian

34

2.2

Thiết bị phân tích các chỉ tiêu hóa học của cá tại phịng thí
nghiệm trung tâm trường ðHNN Hà Nội

40

3.1

Biểu diễn q trình sấy lý thuyết trên ñồ thị I – d

43

3.2

Sơ ñồ cấu tạo thiết bị trao ñổi nhiệt dạng ống

55

4.1

Dụng cụ thí nghiệm

68

4.2


ðồ thị ảnh hưởng của x1 đến các hàm YJ

70

4.3

ðồ thị ảnh hưởng của tốc ñộ tác nhân sấy x2 ñến các hàm YJ

71

4.4

ðồ thị ảnh hưởng của x3 ñến các hàm YJ

73

4.5

Hình ảnh cá trước và sau khi sấy

76


Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp ...........1

MỞ ðẦU
Trong những năm qua ngành nơng nghiệp đã gặt hái được những thành
tựu đáng tự hào với tốc độ tăng trưởng nhanh. ðó là điều kiện cho ngành chăn
nuôi phát triển. Thực tế chăn nuôi ở nước ta trong thời gian qua cho thấy sự

tiến bộ về công nghệ và thiết bị chế biến thức ăn gia súc, sự đa dạng về
ngun liệu đã có tác ñộng rất lớn làm tăng trưởng mạnh ñàn gia súc, gia cầm,
diện tích ni trồng thuỷ sản cả về số lượng và chất lượng. Theo các số liệu
thống kê thì nhu cầu thức ăn chăn ni ngày một tăng nhanh. Trong thành
phần thức ăn chăn ni gia súc ngồi ngơ, đỗ tương, khống ... lượng bột cá
chiếm tỉ lệ khá lớn từ 5 -10% nguyên liệu ñối với thức ăn gia cầm, 20 - 60 %
với thức ăn gia súc và ni trồng thủy sản, ðể đáp ứng được nhu cầu thức ăn
chăn nuôi, chúng ta cần khoảng 1,2 -1,5 triệu tấn bột cá/năm làm nguyên liệu
cho các nhà máy chế biến. Trong chế biến thức ăn chăn nuôi bột cá được sản
xuất từ các loại cá có chất lượng thấp hay còn gọi là cá tạp sau khi ñược phơi
hoặc sấy khô chúng ñược nghiền nhỏ thành bột. Bột cá sẽ ñược trộn cùng các
loại nguyên liệu khác ñể tạo thành thức ăn. Việt nam là nước có bờ biển trải
dài cùng với hệ thống sơng ngịi, ao hồ dày đặc, ni trồng, đánh bắt thuỷ hải
sản là một nghề truyền thống của người dân ven biển và các sơng lớn. Sản
lượng thuỷ hải sản và đặc biệt là cá ñánh bắt ñược là rất lớn, trong tổng lượng
cá đánh bắt được và ni trồng khoảng 3,4 triệu tấn thì các loại cá tạp có chất
lượng thấp, các sản phẩm ñể lại của các nhà máy trong quá trình chế biến cá
xuất khẩu chiếm khoảng từ 30-40%. Phần lớn lượng cá này được tiến hành
phơi hoặc sấy khơ làm nguồn nguyên liệu cho ngành công nghiệp sản xuất
thức ăn chăn ni.
Trước đây và hiện nay, để làm khơ các loại cá này người ta sử dụng
phương pháp truyền thống là phơi nắng hoặc làm khơ trong các lị sấy thủ


Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp ...........2

công, các phương pháp làm khô trên cịn tồn tại rất nhiều nhược điểm như
năng suất và chất lượng sản phẩm thấp, thời gian sấy kéo dài, gây ô nhiễm
môi trường. ðặc biệt trong trường hợp phơi nắng thường rất bị ñộng, nếu gặp
thời tiết xấu có thể làm hỏng cả mẻ cá, gây thiệt hại lớn, cịn sấy bằng lị sấy

thủ cơng do sử dụng trực tiếp khói lị làm tác nhân sấy, sản phẩm dễ nhiễm
các chất độc từ khói, ảnh hưởng xấu đến sức khỏe vật nuôi và chất lượng thực
phẩm. Hơn nữa cá là loại vật liệu keo rất dễ biến ñổi chất lượng khi nhiệt độ
cao, vì vậy để đảm bảo chất lượng cá, thường phải sấy ở nhiệt ñộ thấp, khi đó
thời gian sấy kéo dài, vi khuẩn nấm mốc có thể làm hư hỏng sản phẩm ngay
trong q trình sấy. Những năm gần đây, một số các cơng ty ñã ñầu tư hệ
thống thiết bị máy móc ñể sấy thuỷ, hải sản và ñã nhập nhiều những dây
truyền thiết bị hiện ñại từ Thái Lan, Nhật, Mỹ..... Hầu hết các loại máy sấy
trên là những loại máy hiện ñại, năng xuất cao, nhưng giá thành rất lớn và chi
phí nhiên liệu trong quá trình sấy rất lớn. Như máy sấy ñĩa dây trong chuyền
20 tấn tươi/ ngày của Thái Lan nói trên; ở đầu vào là cá tạp ngun liệu, ở đầu
ra là bột cá khơ, giá thành máy khá ñắt 250.000USD (khoảng 4,8 tỷ VNð),
hơn nữa sử dụng nhiên liệu là dầu hỏa, làm chi phí sấy tăng nhiều nên hầu hết
các cơ sở sản xuất trong nước khơng chấp nhận. Vì vậy, việc nghiên cứu thiết
kế, chế tạo ra các thiết bị sấy nhằm tạo ra sản phẩm sấy có chất lượng cao, kết
cấu đơn giản, giá thành hạ, phù hợp với qui mơ, khả năng đầu tư tài chính của
các cơ sở sản xuất trong nước là vấn đề có ý nghĩa thực tiễn rất lớn.
Xuất phát từ tình hình thực tiễn trên, được sự hướng dẫn của PGS.TS.
Trần Như Khuyên Bộ môn Thiết bị bảo quản và chế biến nông sản khoa Cơ
ðiện-Trường ðại học Nơng nghiệp Hà Nội, tơi thực hiện đề tài:
“ Nghiên cứu thiết kế thiết bị sấy cá kiểu ñối lưu cưỡng bức có gia nhiệt bổ
sung làm thức ăn chăn nuôi ”.


Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nơng nghiệp ...........3

Chương 1
TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1. Tình hình sản xuất bột cá làm thức ăn chăn ni


1.1.1. Nhu cầu bột cá làm thức ăn chăn nuôi ở nước ta hiện nay
Hiện nay phần lớn cá cung cấp cho các nhà máy chế biến thức ăn chăn
nuôi gia súc trong nước ñều nhập khẩu chiếm khoảng 70%, giá rất cao
(20.000 – 25.000 ðVN/kg) từ các nước như: Peru, Chilê, Nhật, Trung Quốc.
Tình hình giá các loại thức ăn công nghiệp tăng nhanh không phải do sức mua
phục hồi mà do giá các loại nguyên liệu chế biến thức ăn tăng. Theo các
chuyên gia, với nguyên liệu bắp, ñậu, bột cá ... nếu khâu sản xuất trồng trọt
ñánh bắt được tổ chức tốt thì có thể sử dụng dư thừa cho chế biến thức ăn
chăn nuôi, thủy sản. Thế nhưng đến thời điểm này những loại ngun liệu nói
trên, vốn chiếm tới 60 – 70% trong công thức sản xuất thức ăn vẫn lệ thuộc
phần lớn vào nhập khẩu. ðây là ngun nhân chính đưa các doanh nghiệp
viện dẫn ñể tăng giá sản phẩm, hoặc chậm trễ giảm giá khi nguồn nguyên liệu
trên thế giới giảm mạnh. Việc ña dạng các loại nguyên liệu chế biến thức ăn
chăn nuôi cũng như quy hoạch tổ chức tự túc nguồn nguyên liệu chế biến hiện
nay là bức thiết.
Ngoài ra, Nhà nước cần đầu tư nguồn vốn cho nơng dân để tăng cường
hệ thống kho bãi, phơi sấy, cũng như tàu thuyền ñể ñánh bắt khai thác nguồn
tài nguyên rộng lớn từ biển, cung cấp nguồn nguyên liệu cho sản xuất thức ăn
chăn ni, có như vậy mới góp phần bình ổn giá thành giá thành thức ăn chăn
nuôi, giúp người nuôi bớt phập phồng theo giá.
Hàng năm trên thế giới sản lượng thuỷ sản ñạt gần 100 triệu tấn 70% sản
lượng cá làm thực phẩm trực tiếp cho con người, còn lại 30% cá dùng làm sản
xuất thức ăn chăn nuôi ( 25,5 triệu tấn). Về chất lượng dinh dưỡng ñến có thể


Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nơng nghiệp ...........4

nói chưa có loại ngun liệu nào thay thế ñược cho bột cá giàu năng lượng,
hàm lượng các axít béo cao, nhiều vitamin và kích thích tố bột cá gây cảm
giác ngon miệng cho vật nuôi. Có rất nhiều nước có ngành sản xuất bột cá

phát triển như NaUy, Nhật Bản, Mỹ, Chi Lê,...Chilê sản xuất 1155 nghìn tấn,
Peru là 1287 nghìn với giá bán 500USD/tấn. Trong khu vực, các nước có
ngành sản xuất bột cá phát triển, sản phẩm xuất ñi nhiều nước trên thế giới là:
Trung Quốc, ðài Loan, Thái Lan, Malaixia,...
Thực tế chăn nuôi ở nước ta trong thời gian qua cho thấy sự tiến bộ về
công nghệ và thiết bị chế biến thức ăn gia súc, sự ña dạng về nguyên liệu ñã
có tác ñộng rất lớn làm tăng trưởng mạnh ñàn gia súc, gia cầm, diện tích ni
trồng thủy sản cả về số lượng và chất lượng. Song ñiều ñáng lo ngại có thể
cản trở sự phát triển của ngành chăn nuôi là giá thức ăn gia súc chăn nuôi quá
cao, giá thành thành sản phẩm chăn ni cịn đắt hơn so với các nước trong
khu vực, làm cho người chăn ni ít lãi hoặc khơng có lãi, khả năng cạnh
tranh trên thị trường thế giới thấp, thậm chí một số sản phẩm chăn ni khơng
xuất khẩu được. ðây là thách thức lớn đặt ra cho ngành chăn ni cần có biện
pháp hạ giá thức ăn bằng cách sản xuất, tạo nguồn nguyên liệu trong nước
thay thế nhập khẩu.
Nguyên nhân làm cho giá thức ăn chăn nuôi gia súc tăng cao do một số
nguyên liệu phải nhập ngoại với giá cao, vì trong nước chưa đáp ứng được cả
về chất lượng lẫn số lượng sản phẩm.

1.1.2. Nguyên liệu sản xuất bột cá làm thức ăn chăn ni[10]
Ngun liệu để sản xuất bột cá có thể là cá nguyên con hoặc phụ phẩm
của cá.
1.1.2.1. Cá nguyên con
a. Một số loại cá dùng trong chế biến thức ăn chăn nuôi
Cá nguyên con dùng trong chế biến thức ăn chăn nuôi thường là các


Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nơng nghiệp ...........5

loại cá có chất lượng thấp bao gồm cá nước ngọt như: cá diếc, mè hoa, mè

trắng, lòng canh,... và cá nước mặn như: cá nục sồ, cá mối, cá phèn hai sọc,
các cơm, cá mòi, cá lẹp, cá chuồn,...
Ảnh một số loại cá nguyên con ñược sử dụng ñể sản xuất bột cá làm
thức ăn chăn ni được thể hiện trên hình 1.1.

Cá cơm

Cá diếc

Cá mương

Cá phèn

Hình 1.1. Một số loại cá ngun con được sử dụng ñể sản xuất bột cá làm
thức ăn chăn ni
b. ðặc điểm cấu trúc và thành phần hóa học
Cấu trúc thịt cá là hệ keo ñặc ñược tạo nên từ các màng ngăn, các sợi
cơ và nội mạc. Các màng ngăn chia hệ cơ thành những phần ngang và gồm


Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp ...........6

chủ yếu là collagen và elastin. Chúng tạo nên trong màng ngăn một mạng lưới
có cấu trúc nhỏ, chứa ñầy dung dịch muối, protein, chất nhờn.
Thành phần hoá học của thịt cá bao gồm: nước, protein, lipit, chất
khống, vitamin,...
- Nước: Trong thịt cá nước chiếm 55÷83%. Nó đóng vai trị quan trọng
trong hoạt động sống và chất lượng của sản phẩm cá. Nước tham gia vào các
phản ứng sinh hố, q trình khuếch tán trong cá, tạo ñiều kiện cho vi sinh vật
phát triển. Tỷ lệ nước trong thịt cá thường cao hơn tỷ lệ nước trong thịt động

vật máu nóng (60÷70%).
- Protein: Trong thịt cá lượng protein trung bình là 17÷ 21%, trong
trứng cá cao hơn 27÷28%. Về dinh dưỡng và giá trị sinh vật học của cá có thể
ngang bằng với thịt động vật máu nóng khác như: lợn, bị, gà.
- Chất béo: Chất béo của thịt cá khơng có màu hoặc có màu vàng nhạt,
một số có màu đỏ vì có nhiều caroten. Chất béo của cá chiếm tỷ lệ khá cao
(0,7÷20%). Những giống cá có gan nhỏ thì chất béo lại tích luỹ ở thịt (cá mịi
8 ÷ 20%, cá ngừ 23%, cá trích 7÷30%). Mỡ cá và các động vật sống dưới
nước có thành phần tương tự như mỡ của động vật sống trên cạn. Chúng chứa
chủ yếu là các glyxerit. Thành phần axit của dầu cá khác xa với dầu ñộng vật
trên cạn, tỷ lệ axit béo không no cao, vì vậy dầu cá dễ bị oxy hố dẫn đến bị
chua thối, sản sinh ra nhiều loại andehyt và xeton. Trong dầu mỡ cá có các
sterol, các vitamin đặc biệt là nhóm A,D. Vì vậy, dầu cá rất có giá trị trong
dược phẩm và là nguồn thực phẩm có năng lượng và giá trị sinh học cao.
Trong quá trình bảo quản chế biến, dầu cá cũng bị biến màu từ màu ñỏ sang
màu thẫm hoặc denenzime. Ở nhiệt ñộ thường chúng tồn tại ở dạng lỏng, ở
nhiệt độ thấp thì đơng đặc lại.
- Khống chất: Thịt cá chứa hầu hết các chất chất khống đa lượng và
vi lượng như: K, Na, Mg, Cu, Fe, I, S,… Hàm lượng khoáng trong các loại cá


Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nơng nghiệp ...........7

khác nhau sẽ khác nhau. Nói chung thịt cá có màu đỏ thẫm và có nhiều nguyên
tố vi lượng và kim loại hơn thịt cá trắng. Ví dụ: Fe trong thịt cá biển nhiều hơn
cá nước ngọt. Iot ở cá ít hơn ở động vật khơng xương sống nhưng lại lớn hơn từ
10 ÷15 lần ở ñộng vật máu nóng. Tỷ lệ thành phần các nguyên tố chính như sau
(mg%): S: 100÷300; Mg: 20 ÷ 24; I2:0.5; K:60 ÷ 250; P:100 ÷ 200.
- Vitamin: Thịt cá chứa hầu hết các vitamin như trong thịt ñộng vật
máu nóng cịn dầu cá có chứa nhiều vitamin A, D.

Thành phần hố học của cá thay đổi tuỳ thuộc vào loại cá, tuổi ñánh bắt,
mùa ñánh bắt, thức ăn của cá,…Trong bảng 1.1 và 1.2 giới thiệu thành phần
hoá học trung bình của một số loại cá nước ngọt và các biển dùng trong chế
biến thức ăn chăn nuôi.
Bảng 1.1. Thành phần hoá học của một số loại cá biển
Thành phần hố học (% khối lượng)
TT

Loại cá
Nước

Protein

Lipit

1

Nục sồ

76,8

21,75

0,85

2

Mối thường

77,5


19,26

1,80

3

Trích

75,9

21,76

3,15

4

Phèn hai sọc

76,2

20,35

2,2

5

Cơm

75,14


11,25

2,10

6

Mòi

76,66

9,37

14,4

7

Lẹp

81,84

10,00

1,40

8

Chuồn

76,17


9,75

7,50


Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nơng nghiệp ...........8

Bảng 1.2. Thành phần hố học trung bình của một số loại cá nước ngọt
Thành phần hố học (% khối lượng)
TT

Loại cá
Nước

Protein

Lipit

1

Diếc

85

13,0

1,1

2


Mè hoa

82

14,5

0,6

3

Mè trắng

86

10,0

1,0

4

Lịng canh

76

15,6

2,3

c. Những biến ñổi của cá sau khi chết

Sau khi lên khỏi mặt nước cá sẽ chết rất nhanh do bị ngạt thở. Ngun
nhân dẫn đến sự chết do sự tích tụ của axit lactic và các sản phẩm phân giải
khác làm cho thần kinh bị tê liệt. Cá có thể chết ngay trong lưới do vùng vẫy,
thiếu oxy vì mật độ quá cao trong lưới. Sau khi chết trong cơ thể cá bắt đầu có
hàng loạt thay đổi về vật lý, hóa học. Những thay đổi này có thể chia làm 4
giai đoạn như sau: q trình tiết chất dịch ra ngồi cơ thể, q trình tê cứng
sau khi chết, q trình tự phân giải và quá trình thối rữa.
Những biến đổi này khơng theo một trình tự nhất định nào mà thường gối
lên nhau, thời gian dài ngắn phụ thuộc vào lồi, điều kiện đánh bắt, nhiệt độ
và phương pháp bảo quản.
- Sự tiết chất nhờn ra ngoài cơ thể
Trong lúc cịn sống, cá tiết chất nhờn để bảo vệ cơ thể chống lại chất có
hại và giảm ma sát khi bơi lội. Từ khi chết cho ñến khi tê cứng cá vẫn tiếp tục
tiết chất dính và lượng chất dính cứ tăng lên. Thành phần chủ yếu của chất
dính là glucoprotein. Lúc đầu trong suốt, sau đó vẩn đục. Những biểu hiện


Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nơng nghiệp ...........9

đặc trưng: cá duỗi hồn tồn; thân mềm, dễ uốn; cơ săn chắc và ñàn hồi.
Thời gian từ lúc chết đến lúc cứng xác có thể dài ngắn khác nhau tuỳ theo
loại, kích cỡ cá, phương pháp ñánh bắt, nhiệt ñộ xử lý,…Cá ñánh bằng lưới
và nhiệt độ bảo quản là 0oC thì thời gian tiết chất nhờn là 2÷22 giờ. Ví dụ cá
cơm: 2÷3 giờ, cá bơn: 7÷11 giờ, cá hồng khoảng: 22 giờ.
- Sự tê cứng của cá sau khi chết
Sau khi cá chết một thời gian thì cơ thể cá dần cứng lại. Sự tê cứng xuất
hiện đầu tiên ở lưng, sau đó lan rộng ra các nơi khác. Các biểu hiện tê cứng
của cá sau khi chết: cơ mất tính đàn hồi; thân cứng lại; mồm, mang khép lại.
Khi cá bị tê cứng thì tính chất của cơ có nhiều biến đổi phức tạp, trước
hết là sự phân dải glucogen thành axit lactic làm cho ñộ pH của cá giảm

xuống, khả năng hấp thu nước giảm, cơ co rút. Thời kỳ này dài ngắn phụ
thuộc vào lồi, phương pháp đánh bắt, vận chuyển, thời gian bảo quản. Cá
ñánh bắt bằng lưới và nhiệt độ bảo quản 0oC thì thời gian tê cứng từ 18÷120
giờ (cá cơm: 18 giờ; cá bơn: 54÷55 giờ; cá hồng: 120 giờ) ở nhiệt ñộ 35oC
thời gian tê cứng là 30÷ 40 phút.
- Q trình tự phân giải
Cá sau khi chết cứng thì mềm trở lại do các loại enzyme có trong thịt
cá, đặc biệt là hệ thống emzyme proteaza, chúng phân giải protein thành peptit
và cuối cùng là các axit amin. Enzyme trong cơ chủ yếu là các catepxin, trong
ruột chủ yếu là tripxin và pepxin, các enzyme tiêu hố đường ruột khơng bị ức
chế bởi muối ăn, cịn catepxin thì bị ức chế bởi nồng độ muối 5%.
- Quá trình thối rữa
Tác dụng tự phân giải tuy có sự khác xa với sự thối rữa, nhưng vế ý
nghĩa của nó thì có thể coi q trình trước của sự thối rữa. Quá trình thối rữa
là do vi khuẩn gây nên, chúng phân huỷ axit amin thành các chất thấp cấp như
indol, NH3, CO2,... Số lượng vi sinh vật trên da, trong mang, trong nội tạng


Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp ...........10

của cá sống và cá vừa ñánh bắt lên biến ñộng trong phạm vi: da từ 102÷107 vi
sinh vật/gam, mang từ 103÷109 vi sinh vật/gam, nội tạng từ 103-109 vi sinh
vật/gam. Sau giai ñoạn tiền phát ban ñầu, các vi sinh vật trong cá ñi vào thời
kỳ tăng trưởng theo hàm số mũ và ở ñiều kiện nhiệt độ cao thì cá ươn rất
nhanh.
So với thịt ñộng vật trên cạn, thịt cá dễ bị ươn hỏng hơn các loại ñộng
vật trên cạn khác là do ñặc ñiểm sau:
- Hàm lượng nước trong thịt cá cao.
- Hàm lượng glycogen thấp vì thế thời gian tê cóng ngắn, thịt dễ chuyển
sang môi trường kiềm thuận lợi cho vi sinh vật lên men thối phát triển.

- Ở nhiệt ñộ bình thường vi khuẩn sống trên thân cá nhiều, đặc biệt ở da
cá có nhiều nhớt là mơi trường tốt cho vi khuẩn hoạt động.
- Cá có nhiều enzyme nội tại và hoạt tính enzyme mạnh.
- Hàm lượng chất trích ly cao và là môi trường tốt cho vi khuẩn hoạt động.
Vì vậy, ngay sau khi đánh bắt cần phải có phương pháp và thiết bị thích
hợp để bảo quản cá ngun liệu để tránh q trình biến đổi gây hư hỏng
nguyên liệu. ðối với cá dùng làm thực phẩm người ta thường áp dụng phương
pháp bảo quản lạnh hoặc lạnh đơng. ðối với cá làm thức ăn chăn ni cần
phải được làm khơ ngay để giảm chi phí cho q trình vận chuyển, bao gói và
bảo quản.
1.1.2.2. Các sản phẩm phụ của cá
Trong quá trình giết mổ cá, người ta thu được phần có có giá trị nhất
của cá là thịt, trứng và gan,… Các bộ phận còn lại như: ñầu, xương, vây, vảy
nội tạng ñược chế biến thành dạng bột làm thức ăn chăn nuôi.
Bột cá: Nguyên liệu ñể chế biến là cá nguyên hay cá phế phẩm của các
nhà máy cá hộp. Tuỳ theo nguyên liệu chế biến, người ta chia ra 2 loại: bột cá
nhiều chất béo và bột cá ít chất béo.


Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp ...........11

- Bột cá nhiều chất béo: Dùng cá nguyên ñể làm, thường dùng các loại
cá nhỏ khơng thích hợp để đóng hộp hay để ướp muối và một số loại cá khác
ñể chế biến. Lượng chất béo vào khoảng 10 – 20%, muối cũng tương ñối
nhiều từ 5 – 10%.
- Bột cá ít chất béo: Dùng những chất sản phẩm phụ cịn lại sau khi đã
lấy dầu cá ñể chế biến thường là sản phẩm phụ của lồi cá trắng, cá thu,….sau
khi đã lấy dầu, cá cịn lại đem phơi khơ và nghiền thành bột. Thành phần hoá
học của các loại bột cá trong bảng 1.3.
Bảng 1.3. Thành phần hoá học của các loại bột cá


Các loại
bột cá

Nước
%

Protein

Protein

thơ

thuần

%

%

ðơn vị
Lipit

Khống

Ca

P

thức ăn


%

%

%

%

trong
1kg, %

- Tiêu chuẩn

10

59,3

49,4

26,6

26,1

6,7

3,2

0,90

- Ít chất béo


12,8

52,5

43,6

2,1

32,6

-

-

0,73

- Nhiều chất béo

10,8

48,4

40,1

11,6

29,2

6,7


7,2

1,07

Vì bột cá có nhiều P, Ca, protein thuần giá trị dinh dưỡng hồn tồn
nên được coi là loại thức ăn bổ sung rất tốt cho lợn con và gia súc con, một số
nước còn dùng bột cá cho gia súc lấy sữa ăn. Nhưng nếu bột cá thuộc loại
kém thì dù cho ăn ít, sữa vẫn có mùi tanh. Bột cá tốt phải bảo ñảm tiêu chuẩn
sau: Hàm lượng protein thơ phải đạt trên 50%, muối khơng ñược quá 4%,
photphat cacanxi không quá 30%. Tỷ lệ photphat canxi nhiều chứng tỏ
ngun liệu có nhiều xương cá để chế biến. Tỷ lệ muối nhiều chứng tỏ bột cá
đó khơng phải đã chế biến từ những ngun liệu tươi.


Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp ...........12

1.2. Công nghệ sản xuất bột cá làm thức ăn chăn ni
Hiện nay có nhiều phương pháp sản xuất bột cá. Mỗi phương pháp sản
xuất phụ thuộc chủ yếu vào giá cả, tính phổ biến của các loại nguyên liệu
cũng như ñặc ñiểm của từng vùng cụ thể. Trên thế giới trong đó có Việt nam
thường áp dụng 2 quy trình cơng nghệ chính là: Quy trình cơng nghệ sản xuất
bột cá khơng tách dầu và nước và quy trình cơng nghệ sản xuất bột cá có tách
dầu và tách nước[10]

1.2.1. Quy trình cơng nghệ sản xuất bột cá khơng tách dầu và nước
Quy trình cơng nghệ sản xuất bột cá không tách dầu và nước ñược sử
dụng ở một số nước như: Thái Lan, Malaysia,.... Sơ đồ cơng nghệ được thể
hiện trên hình 1.2.
Sơ chế: Tuỳ từng loại cá, kích thước và hình thức sản phẩm cuối mà

việc sơ chế có thể khác nhau. Cơng ñoạn sơ chế có thể bao gồm: fillet, mổ, cắt
khúc, rửa bằng nước chlorine, xử lý các loại vi sinh vật ký sinh, giun sán,..
sau đó tiến hành xử lý bằng muối nhằm tạo hương vị cho sản phẩm sấy ñồng
thời muối có tác dụng ức chế vi sinh vật, tăng thời hạn bảo quản.
Sấy cá: Trong quy trình chế biến cá, sau khi mổ, muối, cá được sấy.
Ngồi việc làm khô cá, sấy khô cho phép muối thẩm thấu và phân bố đều trong
tồn khối thịt cá đồng thời tạo bề mặt bóng láng cho sản phẩm cuối. Theo các
tài liệu nước ngồi, những nhân tố ảnh hưởng đến q trình sấy cá là: nhiệt độ,
độ ẩm và tốc ñộ tác nhân sấy. Với sấy cá, trong ñiều kiện các nước châu Âu,
nhiệt ñộ sấy thường trong khoảng 30-35°C. Tốc ñộ sấy ảnh hưởng nhiều ñến
chất lượng sản phẩm và bị quyết định bởi tốc độ dịng khí, độ ẩm cá, nhiệt độ
và độ ẩm của khói, độ ẩm tương đối của khơng khí trong buồng sấy. ðiều kiện
sấy khuyến cáo ñối với cá là 30°C với ñộ ẩm tương ñối của tác nhân sấy là
65%. ðộ ẩm tác nhân sấy thấp hơn 65% có thể khiến sản phẩm bị cứng trong
khi đó giá trị ẩm độ cao hơn 65% lại làm giảm hiệu quả quá trình sấy.


Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nơng nghiệp ...........13

Cá ngun liệu
Sơ chế
Hấp chín
Sấy khơ

Khử mùi khí

Làm nguội

Khí sạch


Nghiền nhỏ
ðóng bao
Hình 1.2. Cơng nghệ sản xuất bột cá khơng tách dầu tách nước
ðóng gói và bảo quản: Sản phẩm sau khi sấy ñược nghiền nhỏ ñóng
bao theo ñơn vị trọng lượng sản phẩm và ñược ñưa vào kho bảo quản. Tùy
theo yêu cầu có thể đóng gói chân khơng hoặc đóng gói thơng thường
Ưu điểm của công nghệ này là thiết bị, công nghệ sử dụng đơn giản
năng suất lớn, chi phí đầu tư thiết bị thấp
Nhược điểm của cơng nghệ này là ngun liệu chế biến giới hạn, cá
loại nguyên còn hàm lượng dầu thấp. Nếu sử dụng các loại cá có hàm lượng
lipít trên 2% thì lượng dầu trong bột cá khi sấy khơ vẫn cịn lại 10% lượng
dầu này vượt q tiêu chuẩn cho phép
Trong dây chuyền thiết bị rửa bẩn, nhớt thối, rửa mặn trong ñá ướp cá
nên sản phẩm dễ lẫn tạp chất
Chi phí cho q trình khá lớn, do nhiệt ñộ sấy cao nên chất lượng bột


Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp ...........14

cá sản phẩm giảm, việc không tách ñược dầu làm bột cá dễ bị hư hỏng, thời
gian bảo quản ngắn, muốn kéo dài phải sử dụng hố chất để bảo quản. Mặt
khác bột cá nhiều dầu rất khó nghiền nhỏ vì vậy các nhà máy chế biến thức ăn
phải trộn với các nguyên liệu khác ñể nghiền nhỏ ñược trước khi tạo viên.
Do vậy bột cá không tách dầu thường chỉ dùng sản xuất thức ăn cho gà,
lợn, ...

1.2.2. Quy trình cơng nghệ sản suất bột cá có tách dầu, tách nước
Sơ đồ quy trình cơng nghệ sản xuất bột cá có tách dầu tách nước ñược
thể hiện trên hình 1.3.
Nguyên liệu dùng ñể sản xuất bột cá là các loại cá nguyên con, cá ñược

ñưa từ tàu về hoặc trong kho lạnh bảo quản. Cá trước khi chế biến được rửa
sạch bằng nước ấm, có thể sử dụng nước ngưng tụ trong các thiết bị trao ñổi
nhiệt sử dụng hơi nước.
ðể tách tạp chất, làm tan nước ñá và rửa bằng nước muối. Sau khi rửa
tiến hành phân loại cá. Cá có kích thước lớn qua máng cắt nhỏ, sau đó qua
băng tải chuyển đến máng dần xương, mục đích của q trình này là làm nát
xương cá kích thước lớn, tạo điều kiện cho q trình hấp chín và ép được dễ
dàng. Máy rửa ñược thiết kế theo nguyên lý tang quay kết hợp băng tải làm
việc liên tục, máy cắt hoạt ñộng theo nguyên lý dao quay. Máy bẻ xương hoạt
ñộng theo nguyên lý trục cán. Sau khi bẻ xương, nguyên liệu ñược chuyển
đến cơng đoạn hấp chín bằng hơi nước nhằm mục ñích diệt khuẩn gây thối,
làm chín thịt cá, tạo ñiều kiện cho quá trình ép tách dầu, tách nước triệt ñể dễ
dàng, nguyên lý làm việc của thiết bị hấp dạng vít xoắn làm việc liên tục, chế
độ làm việc của thiết bị ñược thiết kế ñảm bảo nguyên liệu sau khi qua máy
được làm chín triệt để trong thời gian ngắn nhất 6 – 10 phút, nhiệt ñộ hấp 100
- 1250C, thiết bị được bảo ơn tránh làm tổn thất nhiệt trong quá trình sản xuất.


Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp ...........15

Cá nguyên liệu

Rửa

Cá to

Phân loại

Cắt


Dầm xương

Cá nhỏ

Hấp

Ép
Bánh cá

Dầu cá, nước

ðánh tơi

Bã

Lọc

Sấy

Khí ẩm

Tách dầu

Làm nguội

Xử lý mùi

Nước

Xử lý


Cơ đặc
Nghiền mịn

Khí sạch

Xử lý

Nước sạch

Trộn

Dầu cá

Bột cá khơ

Hình 1.3. Sơ đồ quy trình cơng nghệ sản xuất bột cá có tách dầu
và tách nước


Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nơng nghiệp ...........16

Tiếp đó ngun liệu từ bộ phận hấp ñược chuyển ñến máy ép ñể tách dầu
và nước ra khỏi thịt cá. Thiết bị ép ñược thiết kế theo nguyên tắc hai trục vít
quay ngược chiều, chất lượng máy ép ñảm bảo tách phần lớn nước và chất
dầu cá (ñộ ẩm bánh cá sau khi ép 50 - 53% lượng dầu 0,2 - 0,5%).
Sản phẩm ñặc ra khỏi máy ép là bánh cá ñược ñưa lên máy ñánh tơi qua
vít xoắn vận chuyển cánh rời, cùng một lúc thực hiện hai quá trình vận
chuyển và làm nhỏ, máy đánh tơi có kết cấu dạng búa đập.
Tiếp theo sản phẩm ñược vận chuyển bằng băng chuyền ñến máy sấy. Q

trình sấy cá được sấy liên tục trên máy sấy. Máy sấy ñược thiết kê sử dụng
nguồn nhiệt ở nồi hơi qua hệ thống trao ñổi nhiệt caloriphe, nhiệt độ sấy được
duy trì tự động ở nhiệt độ thích hợp 70 - 80 0C ñảm bảo chất lượng bột cá tốt,
khơng làm biến chất prơtít, độ ẩm bột cá sau khi sấy không vượt quá 10 - 11%.
Sau khi qua máy sấy, sấy khơ sản phẩm đi qua vít xoắn làm nguội ñến
nhiệt ñộ 40 - 500C và chuyển ñến phân loại, cuối cùng ñến máy nghiền, ở ñây
bột cá ñược nghiền nhỏ và ñược phối trộn thành bột cá có độ đạm khác nhau,
tùy theo u cầu của người tiêu dùng. Sau đó bột cá qua vít tải làm mát xuống
35 - 40 0C và được đóng bao ñể chuyển ñến các nhà máy chế biến thức ăn gia
súc, các cơng đoạn làm việc được thực hiện liên tục trên dây chuyền thiết bị,
là quy trình khép kín.
Dầu cá và nước ñược xử lý chế biến riêng, ñược cơ đặc làm thức ăn chăn
ni và các sản phẩm phụ khác sử dụng thiết bị ly tâm, dầu ñược cơ đặc bằng
thiết bị cơ chân khơng, dùng nhiệt từ nồi hơi. Nước cá chất lượng kém ñược
xử lý qua hệ thống bể bioga thải ra ngoài với nước cá chất lượng tốt có thể sử
dụng làm nước mắm.
Khí ẩm thốt ra từ máy sấy được xử lý mùi bằng phương pháp cho qua
tháp phun mùi dung dịch khử mùi trước khi ra ngồi khí quyển.
Ưu điểm của cơng nghệ này là chất lượng bột cá sản phẩm cao, thiết bị chế


Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nơng nghiệp ...........17

tạo phù hợp với trình độ cơng nghiệp của nước ta hiện nay.
Ưu điểm của cơng nghệ này do tách ñược phần lớn lượng dầu, lượng
nước nên q trình làm khơ nhanh, nhiệt độ sấy khơng cao (sử dụng nhiệt từ
nồi hơi) chi phí cho quá trình làm khơ thấp, sản phẩm bột cá có màu sáng,
chất lượng rất cao (các loại bột cá chất lượng cao của Nhật Bản, ChiLê lượng
dầu rất thấp dưới 2%).
Thời gian sử dụng lâu dài hơn 3 – 4 lần so với bột cá không tách dầu.

hiện nay trên thị trường bột cá chất lượng cao chế biến theo công nghệ ép dầu
dễ tiêu thụ, giá cao 30 - 50 USD/tấn, được các nhà máy chế biến thức ăn ni
trồng thuỷ sản ưa chuộng.
Tuy nhiên với công nghệ này cần nhiều thiết bị hơn các thiết bị ở cơng
đoạn sản xuất bột tuy yêu cầu công nghệ chế tạo không cao nhưng các thiết bị
trong khâu tách dầu, xử lý dầu cá thành những sản phẩm cao cấp, phục vụ y
học khá phức tạp nên chi phí đầu tư lớn.
Trên thế giới các nước sản xuất và xuất khẩu bột cá NaUy, Nhật Bản,
Chi Lê, Trung Quốc là những nước dùng cơng nghệ ép dầu, vì vậy để cạnh
tranh trên thị trường quốc tế, các nước chế biến bột cá tương lai đang mở rộng
quy mơ sản xuất.
Quy trình sản xuất rất ña ñạng, tuỳ thuộc vào yêu cầu sản xuất. Trước
đây ở Nhật Bản, Trung Quốc quy mơ khá phổ biến 10, 15, ..100 tấn cá/ngày,
ñến nay chủ yếu là nhà máy công suất 257 tấn cá/ngày. Quy mô lớn hay nhỏ
phụ thuộc rất nhiều vào nguồn cung cấp nguyên liệu, khả năng vốn ñầu tư và
thị trường tiêu thụ.
1.3. Tình hình nghiên cứu cơng nghệ và hệ thống thiết bị sấy cá

1.3.1. Công nghệ sấy cá [11]
a. Nguyên tắc
Các hoạt động sinh lý, sinh hố của các phần tử có trong cá làm giảm