Tài liệu Thiết kế kỹ thuật máy ép viên trong sản xuất surimi tại các xí nghiệp chế biến thủy sản

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG KHOA CƠ KHÍ BỘ MÔN CHẾ TẠO MÁY LẠI VĂN HUY ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ KỸ THUẬT MÁY ÉP VIÊN TRONG CHẾ BIẾN SURIMI TẠI CÁC XÍ NGHIỆP CHẾ BIẾN THUỶ SẢN XUẤT KHẨU GVHD: PGS.TS NGUYỄN VĂN BA Nha Trang tháng 11 năm 2007 NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN Họ, tên sinh viên: Lại Văn Huy Lớp: 44CT Ngành : Chế tạo máy MSSV: 44D1184 Tên đề tài: Thiết kế kỹ thuật máy ép viên trong chế biến surimi tại các xí nghiệp chế biến thủy sản xuất khẩu Số trang: 123 Số chương: 6 Số tài kiệu tham khảo: 15 Hiện vật: không NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN ............................................................................................................................. ............................................................................................................................. ............................................................................................................................. ............................................................................................................................. ............................................................................................................................. ............................................................................................................................. ............................................................................................................................. ............................................................................................................................. ............................................................................................................................. ............................................................................................................................. ............................................................................................................................. ............................................................................................................................. ............................................................................................................................. ............................................................................................................................. Nha Trang, ngày ………, tháng………, năm 2007 CÁN BỘ HƯỚNG DẪN (Ký và ghi rõ họ tên) Trang -2- PHIẾU ĐÁNH GIÁ ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP Họ, tên sinh viên: Lại Văn Huy Lớp: 44CT Ngành : Chế tạo máy MSSV :44D1184 Tên đề tài: Thiết kế kỹ thuật máy ép viên trong chế biến surimi tại các xí nghiệp chế biến thủy sản xuất khẩu Số trang: 123 Số chương: 6 Số tài kiệu tham khảo: 15 Hiện vật: không NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ PHẢN BIỆN ............................................................................................................................. ............................................................................................................................. ............................................................................................................................. ............................................................................................................................. ............................................................................................................................. ............................................................................................................................. ............................................................................................................................. ............................................................................................................................. Nha Trang, ngày ………, tháng………, năm 2007 CÁN BỘ PHẢN BIỆN (Ký và ghi rõ họ tên) Nha Trang, ngày ………, tháng………, năm 2007 CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG (Ký và ghi rõ họ tên) Trang -3- MỤC LỤC Lời nói đầu ................................................................................................................ 1 CHƯƠNG I: TÌM HIỂU ............................................................................................ 3 I.1 TÌM HIỂU VỀ THỰC TRẠNG ................................................................. 3 I.1.1 Giới thiệu chung ..................................................................................... 3 I.1.2 Khái quát về surimi ................................................................................. 4 I.1.3 Thực trạng sản xuất ................................................................................ 7 I.1.4 Nguyên liệu sản xuất surimi .................................................................. 10 I.2 NHU CẦU SỬ DỤNG ThIẾT BỊ ............................................................ 11 CHƯƠNG II: LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ ............................................ 12 II.1 MỘT SỐ PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ ...................................................... 12 II.1.1 Phương án 1: Máy dập viên thủy lực.................................................... 12 II.1.2 phương án 2: Máy dập viên tay quay ................................................... 15 II.2 LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ ................................................. 16 CHƯƠNG III: THIẾT KẾ KỸ THUẬT CỦA THIẾT BỊ......................................... 19 III.1 YÊU CẦU VÀ PHƯƠNG PHÁP .......................................................... 19 III.1.1 Yêu cầu của bài toán động lực học ..................................................... 19 III.1.2 Phương pháp giải bài toán động lực học ............................................. 19 III.2 TÍNH TOÁN CÔNG SUẤT .................................................................. 27 III.2.1 Tính chọn động cơ điện ...................................................................... 27 III.2.2 Kiểm tra động cơ điện ........................................................................ 27 III.2.3 Gia trị động lực học các cấp của hệ truyền dẫn ................................... 30 III.3 TÍNH TOÁN CÁC BỘ PHẬN CỦA THIẾT BỊ .................................... 31 III.3.1 Thiết kế bộ truyền động đai ................................................................ 31 III.3.2 Thiết kế bộ truyền bánh răng .............................................................. 36 III.3.3 Tính toán thiết kế trục......................................................................... 52 III.3.4 Thiết kế các gối đỡ ............................................................................. 68 III.3.5 Tính khớp nối ..................................................................................... 72 III.3.6 Thiết kế vỏ hộp giảm tốc .................................................................... 73 III.3.7 Bôi trơn hộp giảm tốc ......................................................................... 75 III.3.8 Tính toán thiết kế vỏ máy ................................................................... 75 III.3.9 Thiết kế cửa nạp liệu .......................................................................... 76 CHƯƠNG IV: QUY TRÌNH CHẾ TẠO TRỤC ...................................................... 78 IV.1 PHÂN TÍCH CHI TIẾT GIA CÔNG .................................................... 78 IV.1.1 Đặc điểm và điều kiện làm việc .......................................................... 78 IV.1.2 Yêu cầu kỹ thuật ................................................................................ 78 IV.1.3 Tính công nghệ trong kết cấu ............................................................. 78 IV.2 CHỌN PHÔI VÀ PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO PHÔI .......................... 78 IV.2.1 Phôi đúc ............................................................................................. 79 IV.2.2 Phôi rèn dập ....................................................................................... 79 IV.2.3 Phôi rèn tự do ..................................................................................... 79 IV.3 TRÌNH TỰ GIA CÔNG CÁC BỀ MẶT ............................................... 80 IV.3.1 Lựa chọn phương án........................................................................... 80 IV.3.2 Thiết kế nguyên công công nghệ ........................................................ 81 IV.3.3 Xác định lượng dư và kích thước trung gian ....................................... 89 IV.3.4 Xác định chế độ cắt ............................................................................ 98 Trang -4- IV.4 THIẾT KẾ ĐỒ GÁ ............................................................................. 106 IV.4.1 Sơ đồ nguyên lý cấu tạo của đồ gá.................................................... 106 IV.4.2 Tính lực kẹp chặt phôi ...................................................................... 107 IV.4.3 Xác định đường kính bu lông ........................................................... 110 IV.4.4 Tính sai số chế tạo đồ gá .................................................................. 112 CHƯƠNG V: HƯỚNG DẪN LẮP RÁP VÀ SỬ DỤNG....................................... 113 V.1 HƯỚNG DẪN LẮP RÁP..................................................................... 113 V.2 HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG ................................................................... 113 V.1.1 Trước khi sử dụng ............................................................................. 113 V.1.2 Trong khi sử dụng ............................................................................. 113 V.1.3 Sau khi sử dụng ................................................................................. 113 CHƯƠNG VI: SƠ BỘ HẠCH TOÁN GIÁ THÀNH SẢN PHẨM ........................ 114 Kết luận và đề xuất ý kiến ...................................................................................... 116 Tài liệu tham khảo ................................................................................................. 117 Trang -5- LỜI NÓI ĐẦU Ngày nay nhu cầu sử dụng sản phẩm đông lạnh trên thị trường rất phổ biến, các sản phẩm đông lạnh rất nhiều như: Thịt heo đông lạnh, các loại cá đông lạnh, đặc biệt các loại sản phẩm từ thịt đông lạnh như: Xúc xích đông lạnh, và đặc biệt hơn là surimi đông lạnh…. Cá là một nguồn nguyên liệu rất dồi dào và phong phú. Nước là một trong những nước có điều kiện tự nhiên và diện tích mặt nước rất thuận lợi cho việc đánh bắt và nuôi trồng thủy sản. Do đó có rất nhiều nhà máy chế biến thủy sản phát triển. Sản phẩm của các nhà máy này không những ở trong nước mà còn xuất khẩu sang thị trường nước ngoài. Sản phẩm Surimi tuy còn khá mới mẽ ở Việt Nam, nhưng trong tương lai no sẽ vươn xa hơn nữa. Cùng với ý tưởng đó, nhằm mục đích gắn việc nghiên cứu khoa học với mục đích sản xuất, nhằm giúp sinh viên làm quen với phương pháp nghiên cứu khoa học, vận dụng một cách sáng tạo lý thuyết đã được học ở trường vào thực tiễn sản xuất. Em được khoa cơ khí, trường Đại học Nha Trang phân công nghiên cứu thực hiện đề tài: “ Thiết kế kỹ thuật máy ép viên trong chế biến surimi tại các xí nghiệp chế biến thủy sản xuất khẩu” Nội dung đề tài gồm có: 1. Tìm hiểu về thực trạng sản xuất tại các xí nghiệp chế biến thủy sản ở khu vực Nam Trung bộ và nhu cầu sử dụng thiết bj. 2. Nghiên cứu lựa chọn phương án. 3. Thiết kế kỹ thuật máy ép viên. 4. Lập quy trình công nghệ chế tạo chi tiết điển hình. 5. Hướng dẫn lắp ráp và sử dụng. 6. Sơ bộ hạch toán giá thành. 7. Kết luận và đề xuất ý kiến. Trong thời gian vừa qua đề tài này đã nhận được nhiều sự giúp đỡ tận tình quý báu. Trước hết em xin chân thành cảm ơn thầy PGS.TS Nguyễn Văn Ba đã trực tiếp Trang -6- hướng dẫn em thực hiện đề tài này và đã góp ý cho em nhiều ý kiến hay. Em xin chân thành cám ơn các thầy cô trong khoa cơ khí đã giúp đỡ cũng như trang bị kiến thức cho em trong suốt khóa học. Nhưng do trình độ của bản thân cũng như thời gian nghiên cứu có hạn, lần đầu tiếp xúc với một vấn đề nghiên cứu nên chắc chắn đề tài này không tránh khỏi những thiếu xót. Em rất mong sự chỉ bảo, góp ý tận tình của quý thầy cô và các bạn. Nha Trang ngày 10, tháng 11, năm 2007 Sinh viên thực hiện Lại Văn Huy Trang -7- CHƯƠNG I: TÌM HIỂU VỀ THỰC TRẠNG SẢN SUẤT TẠI CÁC XÍ NGHIỆP CHẾ BIẾN THUỶ SẢN Ở KHU VỰC NAM TRUNG BỘ VÀ NHU CẦY SỬ DỤNG THIẾT BỊ. I.1. Tìm hiểu về thực trạng sản suất tại các xí nghiệp chế biến thuỷ sản. I.1.1 Giới thiệu chung. Trong định hưóng phát triển nền kinh tế của đất nước trong những năm 20052010. Đảng nhà nước đặc biệt quan tâm đến nền kinh tế thuỷ sản, bởi đây là ngành kinh tế đang đạt được nhiều bước phát triển đáng kể. Kim ngạch xuất khẩu của ngành này đã đạt con số 2 tỷ USD/năm, là một trong những ngành đem lại nguồn thu ngoại tệ lớn nhất của nguồn kinh tế đất nước. Bên cạnh đó ngành thuỷ sản còn đạt được những tiến bộ đáng kể trong việc nuôi trồng, đánh bắt chế biến, nguồn nguyên liệu trở nên dồi dào và phong phú, nhu cầu tiêu thụ thuỷ sản trên thế giới ngày càng nhiều và đòi hỏi chất lượng sản phẩm ngày càng cao, đảm bảo các vệ sinh an toàn thực phẩm. Vì vây vấn đề đặt ra cho các xí nghiệp chế biến thuỷ sản là phải trang bị máy móc thiết bị hiện đại nhằm phục vụ cho khả năng chế biến các mặt hàng ( các sản phẩm), đáp ứng được các yêu cầu của thị trường, đặc biệt là thị trường EU và thị trường Bắc Mỹ, một thị lớn nhiều tiềm năng và có thể đáp ứng cho mục tiêu kinh tế của ngành thuỷ sản từ năm 2005 trở đi là phải đạt kim ngạch xuất khẩu trên 3 tỷ USD. Hiện tại đa số các nhà máy chế biến thuỷ sản ở nước ta còn trong tình trang cũ kỹ, trang thiết bị lạc hậu, nhà xưởng không đáp ứng được các yêu cầu kỹ thuật, không đáp ứng sự đòi hỏi ngày càng cao về chất lượng sản phẩm, các sản phẩm thuỷ sản phải được sản xuất dựa trên các chương trình quản lý ISO hay HACCP . Chẳng hạn thị trường EU và Bắc Mỹ nhập khẩu sản phẩm thuỷ sản rất lớn nhưng chỉ ngững xí nghiệp nào sản xuất và được chứng nhận là có áp dụng chương trình quản lý chất lượng theo HACCP thì mới được xuất sang thị trường của họ, hiện tại số lượng các doanh nghiệp Việt Nam muốn mở rộng thị trưòng và tăng sản xuất kinh doanh cần phải xây mới các xí nghiệp, đồng thời bổ sung nhiều trang thiết bị hiện đại để có thể đáp ứng được các đòi hỏi của các thị trường trên, góp phần đem lại sự phát triển chung cho ngành cho ngành thuỷ sản nói riêng và nền kinh tế đất nước nói chung. Hiện tại và tương lai nhu cầu tiêu thụ sản phẩm thuỷ sản trên thế giớ sẽ gia tăng, đặc biệt là các nước có nền kinh tế phát triển, người dân ở các nước này có nhận thức rất tốt về thực phẩm thủy sản và mức tiêu thụ của họ đang tăng cao. Qua thông số thăm dò trên thị trường, ta thấy nhu cầu tiêu thụ thành phẩm thủy sản của người dân nước ngoài là rất đáng quan tâm. Chẳng hạn như thị trường Nhật Bản hàng năm phải nhập khẩu trên 50.000 tấn bán thành phẩm và thành phẩm thủy sản Trang -8- các loại. Do nhu cầu tiêu thụ trong nước tiêu thụ mạnh ước tính tổng số tiền cho nhập khẩu sản phẩm thủy sản của Nhật trên 5 tỷ USD. Một số thị trương khác như EU và Bắc Mỹ hang năm phải nhập hang trăm ngàn tấn sản phẩm thủy sản trị giá hàng chục tỷ USD cùng với các thị trường khác tiêu thụ mạnh không kém như Trung Quốc, Đài Loan và Thái Lan… là những thị trường quen thuộc. Do vậy cơ hội và điều kiện mở rộng thị trường tiêu thụ các sản phẩm thủy sản của Việt Nam là rất cao. Mặt khác các sản phẩm thủy sản của Việt Nam có thể cạnh tranh về giá cả, do có nguồn lao đông rẻ và việc đầu tư cho nguyên liệu thấp nhờ những tiến bộ của khoa học kỹ thuật tạo ra giá bán thấp. Do đó có thể cạnh tranh với các sản phẩm của các nước khác. Do vậy ngành thủy sản của nước ta đang đứng trước những cơ hội phát triển rất lớn. Chính vì vậy tại Đại Hội VIII của Đảng và tại kỳ họp thứ hai Quốc hội khoá X vào tháng 11 năm 1997 đã xác định công nghiệp chế biến là một trong ngững ngành kinh tế mũi nhọn cần được phát triển mạnh mẽ. I.1.2 Khái quát về Surimi. Surimi là thị cá rữa sạch, nghiền nhỏ không có mùi vị và màu sắc đặc trưng, có độ kết dính vững chắc. Surimi quy tụ được tất cả các ưu điểm mà không thực phẩm nào có được đó là: hàm lượng protein cao, lipít thấp, sự thiếu văng hoàn toàn của cholesterol và gluxit, cơ thể con người dễ hấp thụ. Prôtein của surimi có khả năng trộn lẫn với protein khác và nâng cao chất lượng của các loại thịt khi trộn lẫn: Thịt tôm, bò, cua…Đặc biệt surimi có tính chất tạo thành khối dẻo, mùi vị và màu sắc trung hoà. Vì vậy surimi được xem là một chế phẩm bán thành phẩm, là một chất nền protein để tạo ra các sản phẩm mô phỏng có giá trị cao trên thị trường, đặc biệt là các sản phẩm thuỷ gốc thuỷ sản: kamaboko, xúc xích cá, giả càng cua, giaqr tôm…. Giá trị dinh dưỡng của Surimi được thể hiện trong bảng sau Bảng 1: Thành phần hoá học của Surimi Prôtein(%) Lipit(%) Gluxit(%) Cholesterl(%) 16 0,2 0 0 Cứ 100 gam Surimi thành phẩm được cơ thể hấp thụ sẽ sinh ra 80 calo phục vụ cho các hoạt động sống Sản phẩm dạng thô của Surimi đã có từ lâu đời ở nhiều nước, nhất là Nhật Bản nổi tiếng với các món ăn mang tính truuyền thống: Kamaboko, Tricuva… Cho đến nay Trang -9- sản phẩm surimi đã đi vào nhiều mặt hang thức ăn chin và nhiều ngành thực phẩm khác. Nó đã phát triển mạnh mẽ không chỉ ở Nhật mà còn ở nhiều nước Âu, Mỹ. Tuy nhiên phát triển mạnh nhất trong những năm gần đây vẫn là trên lĩnh vực sử dụng surimi làm các sản phẩm đặc sản nhân tạo( hay sản phẩm mô phỏng) như: Thịt bò giả tôm, cua… Nhật Bản là nước đi đầu trong việc phát triển sản xuất các mặt hàng nhân tạo này và đã xuất sang nhiều nước một số lượng đáng kể sản phẩm nhân tạo. Chỉ trong năm 1982 các hang của Nhật đã xuất sang Mỹ 9000 tấn hải sản nhân tạo. Năm 1983 Nhật xuất sang nước ngoài 1709 tấn surimi và khoảng 30000 tấn thịt cua nhân tạo. Năm 1990, sản lượng surimi của thế giới đạt 400000 đến 500000 tấn, trong đó sản lượng surimi từ Nhật đã chiếm khoảng 300000 đến 350000 tấn. Các sản phẩm thực phẩm từ surimi xuất hiện đầu tiên ở Mỹ vào năm 1978. Mặt hang được ưa chuộng nhất ở Mỹ là món cua giả sản xuất theo công thức của Nhật. Năm 1984 Mỹ đã sản xuất 34000 tấn surimi, năm 1989 tổng sản lượng surimi của Mỹ đạt 140000 tấn phần lớn xuất khẩu sang Nhất. Italia là thị trường chính về các sản phẩm dựa trên surimi với mức tiêu thụ 6000 tấn năm 1989, năm 1992 là 18000 tấn. Tháng 12 năm 1988, lần đầu tiên surimi được với số lượng lớn cho ngành sản xuất Surimi gồm 40000 pao surimi chất lượng cao để thay thịt dung làm bánh pizza Medallion Itali và làm Spisy Bites. Thị trường pháp năm 1992 tiêu thụ 11000 tấn surimi, tại các nước đang phát triển vùng nhiệt đới, các sản phẩm thuỷ sản gốc surimi cũng ngày càng thông dụng. Đã xuất hiện nhiều sản phẩm mới phù hợp với nhu cầu tiêu thụ đa dạng ở các nước thuộc vùng địa lý khác nhau. Surimi là sản phẩm rất triển vọng của khối EES. Trong tương lai, surimi sẽ đi xa hơn ngoài phạm vi mô phỏng : tôm, cua, thịt. sò…surimi sẽ được dung trong sản xuất rươu, sữa, bánh, mứt, kẹo… Các chuyên ra của FAO trong lĩnh vực công nghệ thực phẩm cho rằng: Surimi là cơ sở cho thực phẩm trong tương lai vì các sản phẩm từ surimi chứa nhiều protein động vật, khẩu vị tốt và khi sản xuất chúng không phải sử dụng đến các chất có hại và phi thực phẩm. Ngành công nghiệp sản xuất surimi và các sản phẩm giả từ nó phát triển sẽ góp phần không nhỏ đáp ứng nhu cầu về thực phẩm cho con người, nâng cao hiệu xuất sử dụng và chất lượng cá khai thác được. Đồng thời nó còn mang lại hiệu quả kinh tế cao nhờ những ưu điểm của ặmt hang này về giá trị dinh dưỡng cũng như về mặt cảm quan từ các loại nguyên liệu kém giá trị kinh tế, nhiều năm qua mặt dù công nghệ sản xuất surimi đã rất phát triển và nó gần như đã hoàn thiện và ổn định nhưng các chuyên gia Trang -10- vẫn tiến sâu vào việc đầu tư, nghiên cứu các quy trình sản xuất để ngày càng nâng cao hơn nữa chất lượng sản phẩm cũng như hiệu suất quy trình sản xuất surimi. I.1.3. Thực trạng sản suất các xí nghiệp chế biến thuỷ sản ở Nam Trung bộ. - Hiện nay các xí nghiệm sản xuất surimi ở khu vực Nam Trung Bộ vẫn dừng lại ở mức độ truyền thông theo quy trình sản xuất sau. Trang -11- 1. Nguyên liệu Độ tươi của nguyên liệu cá rất quan trọng để đạt được hiệu quả chế biến cao nhất. Ở Nhật sản phẩm surimi trong các nhà máy có giá trị rất cao. Mỗi loài phải được sử lý dựa trên giá trị của nó. Chất lượng nguyên liệu có ảnh hưởng rất lớn đến chất lượng cảm quan và tính chất hoá học của sản phẩm. Cá tươi chế biến thích hợp hơn tạo ra sản phẩm ít màu và liên kết của mô cơ hình thành gel tốt hơn. Khi cá có hàm lượng nước thấp và Protêin cao nghĩa là chu kỳ rửa ít, Phasthaps có xu hướng tạo gel bền hơn, nhưng nước dễ dàng tách ra trong quá trình chế biến. Cá sau giai đoạn tê cứng PH bắt đầu tăng cao, khả năng giữ nước tốt và gel trở nên mền. 2. Xử lý Cá tươi đem đi cắt đầu, bỏ nội tạng, rửa. Với sản phẩm suri mi được chuẩn bị từ thịt cá đã được philê sẵn sẽ cho sản phẩm có chất lượng ổn định hơn. Tuy nhiên trong quá trình chuẩn bị thịt philê, hiệu suất thu hồi thịt sẽ giảm do một phần thịt còn dính lại ở các phần xương. Việc sử dụng thịt cá còn nguyên xương sẽ còn làm cho sản phẩm surimi có chất lượng kém hơn. Bởi vì trong quá trình ép lấy thịt cá dịch lỏng trong các tế bào thần kinh, tuỷ và caácthành phần còn sót lại trên xương rất giàu emzym gây biến tính protein, mặc dù quá trình rửa có thể loại các emzym này nhưng không triệt để bù lại hiệu suất thu hồi thịt trong trường hợp này sẽ cao hơn 3. Nghiền ép Mục đích nghiền ép là tách xương, vảy, da bằng phương pháp cơ học. Trong quá trình nghiền có các biến đổi vật lý và cơ học sảy ra: cấu trúc thịt cá bị phá vỡ hoàn toàn, nhiệt độ gia tăng trong quá trình nghiền làm cho protein bị biến tính một phần. 4. Tiến hành rửa Chu kỳ rửa cá với nước là giai đoạn quan trọng của tiến trình sản suất surimi. Rửa cá nhằm loại bỏ: Sự hoà tan của mô cơ Protein vào trong nước mà những chất đó ngăn cản quá trình hình thành gel Emzym Chất mùi, màu Lipid Chất mang ôxy trong hồng cầu gây nên sự ôxy hoá chất béo làm biến đổi tính chất của prôtein. Khử tanh Rửa làm cho nồng độ actin và myosin tăng, giúp gel hình thành tốt 5. Lọc Trang -12- Tiến trình này có thể thực hiện trước hoặc sau khi khử nước. Việc chọn lựa phương pháp lọc phụ thuộc vào số lượng nước chứa trong cá sau khi khử nước. Khi lượng nước chứa trong nước thấp quá trình lọc tiến hành chậm và khó khăn. Mục đích của quá trình lọc là loại bỏ xương, da và những mô cơ màu đen gây ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm. 6 Khử nước Việc khử nước làm giảm lượng nước của thịt cá còn khoảng 80 – 85% so với trọng lượng ướt. Trong quá trình ép tách nước một phần các chất có khả năng hoà tan trong nước sẽ bị thất thoát. Việc khử nước và lọc là giai đoạn kết thúc sản xuất surimi truyền thống. I.1.4. Nguyên liệu để sản xuất surimi Nguồn nguyên liệu để sản xuất surimi rất phong phú và đa dạng, từ các loại cá tầng đáy đến các loại cá sống tầng nổi, từ các loại cá có kích thước lớn đến các loại cá có kích thước nhỏ… Nhưng xu hướng chung duy nhất có thể nói là surimi được sản xuất từ cá kém giá trị kinh tế, do đó việc sản xuất surimi càng có ý nghĩa khoa học và kinh tế hơn. Hiện nay trên thế giới phần lớn nguyên liệu để sản xuất surimi là những loài cá thuộc loại cá Tuyết. Ở Nhật 95% surimi được sản xuất từ cá Mintai. Ở các nước công nghiệp phát triển khác, surimi được sản xuất từ nhiều loài cá như Mintai, cá Tuyết đại dương, cá thuộc họ Microogon và pseudosiaons. Những thành tựu hiện đại trong lĩnh vực chế biến surimi cho phép sử dụng nhiều loài cá nổi mà trong thịt của chúng co hàm lượng nước cao và có cấu trúc không ổn định thịt mền. Một nguồn nguyên liệu quan trọng nữa để sản xuất surimi là các loài cá sống ở tầng giữa ngoài đại dương, quá trình say nhỏ và rữa sạch băng nước của những loài cá này khi chế biến cho phép nâng cao chất lượng thực phẩm của chúng. Những nguyên liệu tiềm năng có thể được sử dụng và chế biến surimi còn là cá Trúc, cá Nục, cá Nhám, cá Hố và rất nhiều loại cá tạp khác thương gặp trong các mẻ lưới khi khai thác tôm. sản xuất surimi từ cá Mintai và cá Trích cùng các loài cá khác đang được các chuyên gia Mỹ, có sự hỗ trợ các chuyên gia Nhật Bản tích cực nghiên cứu và hoàn thiện. Hai nhà nghiên cứu H.A.Bremmer và P.SVell của tây Đức đã nghiên cứu khả năng chế biến surimi từ loài cá nhiệt đới, trong đó só cá Sạo, cá Gúng, cá Hồng và cá Mối. Sản phẩm thu được từ các loài cá này có chất lượng thấp, có mùi và trong sản phẩm có lẫn xương dăm, vảy da rất khó làm sạch khi chế biến. Trang -13- Nhiều nhà sản xuất rất quan tâm đến việc sử dụng cá Nhám vì thịt có hàm lượng đạm cao. Ở Ấn Độ, Đông Nam Á, Nhật… Cá Nhám là đối tượng khai thác quan trọng. Hàng năm sản lượng khai thác cá Nhám ở Ấn Độ tới 600000 tấn. Các nhà nghiên cứu Nhật Bản đã coi cá Nhám là nguồn nhiên liệu tiềm năng để chế biến surimi. Nguồn nguyên liệu được chú ý nhiều nhất của các nhà nghiên cứu để chế biến surimi là các loài cá tạp sống ở tầng nước mặt, sản lượng khia thác hang năm của các loài cá này vượt con số 20 triệu tấn. Một nữa sản lượng đó đang dung để chế biến thức ăn gia súc và sản phẩm công nghiệp do chưa có được công nghệ hữu hiệu để tận dụng chúng làm thực phẩm. Với các loài cá này, công nghệ hữu hiệu nhất là công nghệ sản xuất cá xay surimi vì nó cho phép khắc phục các hạn chế chủ yếu của loại nguyên liệu này. Những loài cá nổi chủ yếu được nghiên cứu để đem vào chế biến surimi gồm cả các loài cá Thu, cá Nục, cá Sanđin, cá Trỏng… G.Fine và R.Nicckelson lại nghiên cứu khả năng sản xuất surimi từ loài cá không truyền thống ở vinh Mich Xich như cá Đối, cá Trỏng…. Loài các loài cá sống ở biển người ta cũng chs ý tới khai thác nguồn nguyên liệu từ cá nước ngọt. Đối tượng thường dung là cá Chép, cá Mè, cá Basa…Và đã nghiên cứu thành công surimi sản xuất từ cá Mè. III.1.4. Các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng surimi. a. Ảnh hưởng của yếu tố nguyên liệu. Nguyên liệu là một vấn đề cần bàn tới trước tiên trong quy trình sản xuất. Chất lượng surimi phụ thuộc vào độ tươi của cá, nó ảnh hưởng đến mùi, vị, màu sắc, độ bền, độ đông kết dính và cả hiệu xuất quy trình nữa. Sự tươi tốt của nguyên liệu phụ thuộc vào quy trình đánh bắt, điều kiện thu mua, kỹ thuật vận chuyển và bảo quản cùng với thời gian bao quản nguyên liệu, để khắc phục hiện tượng này người ta sản xuất surimi ngay trên tàu đánh cá ngoài khơi, khi đó sẽ thu được sản phẩm surimi tốt nhất. Còn thường chế biến surimi từ cá đã bảo quản 1 – 2 ngày ở gần 0 0 C , nếu thời gian bảo quản dài hơn kể cả cách bảo quản đông cũng làm cho chất lượng surimi kém. Các loài cá khác nhau sẽ dẫn đến chat lượng surimi cũng khác nhau, nhất là ảnh hưởng đến độ bền đông kết của surimi. Khi chất đạm thịt cá hình thành cấu trúc mạng lưới thì độ đàn hồi tốt, nhưng nếu lượng mỡ trong thịt cá nhiều, các hạt mỡ phân tán ra xen vào giữa các hạt chất đạm thì liên kết manhu lưới bị đứt và sản phẩm mất tính đàn hồi. Vì vậy các loài cá có hàm lượng mỡ cao như cá Trỏng, cá Thu đao, cá Bạc Má… Thì khó tạo liên kết mạng lưới. Các loài cá có độ đàn hồi của thịt cá tốt là cá Mối, Nục, Chuồn, Nhám… Trang -14- Chất lượng của surimi còn phụ thuộc vào mùa khai thác cá trong năm và nơi khai thác. Cá ngon nhất và vào lúc cá đã phát triển đủ, các thành phần phong phú. Dùng cá ở giai đoạn này cũng tốt, nhưng mặt khác vào giai đoạn cá ngon nhất cũng là lúc hàm lượng mỡ trong cá cao nhất. Vì thế các loài cá có hàm lượng mỡ cao đặc biệt thì không nên dung cá vào đúng vụ, cá đánh bắt sau thời kỳ đẻ trứng cho sản phẩm surimi có hàm lượng thấp nhất, còn về nơi khai thác thì nhìn chung cùng một loại cá, nếu sống ở vùng hàn đới có hàm lượng mỡ cao hơn và ở cùng một địa phương thì cá sống ven bờ có hàm lượng mỡ cao hơn cá sống ngoài khơi. b. Ảnh hưởng của các yếu tố công nghệ Những yếu tố công nghệ ảnh hưởng đến chất lượng surimi: phi lê, chặt đầu, mổ bụng, tách xương, kỹ thuật trộn, phương pháp rửa, lượng nước rửa, dung dịch rửa, chu kỳ rửa, các loại nước rửa, kỹ thuật định hình và làm đông. Các chuyên gia Nhật Bản cho rằng không nhất thiết phải tiến hành tuần tự các bước chặt đầu moi ruột trước khi qua khâu tách xương. Vì việc chặt đầu ở năng suất thấp và không tốt sẽ kéo theo chất lượng surimi giảm, cụ thể gen đàn hồi giảm, màu sắc tối đòi hỏi lượng nước rửa nhiều. I.2 Nhu cầu sử dụng thiết bị. Do quá trình sản xuất surimi truyền thống không đáp ứng được nhu cầu của người sử dụng đó là: Bảo quản gọn nhẹ, và vận chuyển dễ dàng. Chính vì vậy phải nghĩ đến phương pháp khác đáp ứng được nhu cầu trên. Trang -15- CHƯƠNG II. LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ II.1. Một số phương án thiết kế. II.1.1. Phương án 1: máy dập viên thuỷ lực. Sơ đồ nguyên lý: 1: Chày tinh 2: Vật liệu chuẩn bị ép 3: Phễu tiếp liệu 4: Khuôn ép 5: Chày ép 6: Piston 7: Ống thuỷ lực 8: Cửa tiếp dầu 9: Vòng bít kín 10: Vít điều chỉnh 11: Ốc hãm 12: Vòng bít kín 13: Ống thuỷ lực 14: Piston Nguyên lý hoạt động: Hỗn hợp thức ăn từ phễu tiếp liệu 3 rơi đầy vào khoang ép giữa chày đứng yên 1 và chày chuyển động 5. Khối lượng thể tích viên ép có thể điều chỉnh vít 10. Tiếp theo phễu tiếp liệu được dịch chuyển sang trái nhờ piston và ống thuỷ lực 13. Trang -16- Khối lượng cần ép viên nằm vào giữa khuôn 4 bị ép do piston 6 chuyển động dịch sang trái. Khi đạt đến độ nén nhất định piston 6 lùi về phải, phễu tiếp liệu dịch tiếp sang trái cho piston đứng yên đẩy viên thức ăn được ép ra khỏi khuôn. Trang -17- Và sau đó phễu nạp liệu lùi về vị trí ban đầu. Chu trình ép lại được tiếp diễn và lặp lại. Ưu nhược điểm: - Ưu điểm: + Tạo năng suất và áp lực ép cao. + Có thể tạo được các bánh lớn. - Nhươcj điểm: + Cơ cấu máy phức tạp, khó chế tạo nên giá thành sản phẩm cao. Trang -18- II.1.2 Phương án 2: Máy dập viên tay quay. Sơ đồ nguyên lý: 1: Bánh đà 2: Bánh răng 3: Tay quay 4: Cánh đảo 5: Phễu tiếp liệu 7: Ống tiếp liệu 8: Lô nén sơ bộ 9: Piston 10: Khoang ép 6: Trục tiếp liệu Nguyên lý hoạt đông: Hỗn hợp thức ăn sau khi được phối trộn đều được đổ vào phễu tiếp liệu 5, trong đó có cơ cấu quay đảo 4 để chống tạo vòm, tắc nghẽn và trục tiếp liệu 6 đổ liệu đều đặn vào ống 7. Dưới ống 7 thức ăn được nén sơ bộ bằng lô nén 8 quay xung quanh trục của mình với góc 900 . Thanh piston 9 chuyển động qua lại nhờ cơ cấu truyền từ bánh đà 1, bánh răng 2 và tay quay 3. Khi piston chuyển động qua trái. Lô nén sơ bộ quay xung quanh trục của mình một góc 900 theo chiều kim đồng hồ nên các hỗn hợp thức ăn vào khoang ép 10. Khi piston chuyển động về bên phải, hỗn hợp thức ăn bị nén trong khuôn và tạo bánh, lô nén sơ bộ quay trở lại vị trí ban đầu mở thông ống dẫn hỗn hợp vào khoang ép. Sử dung lô ép sơ bộ tạo điều kiện làm tăng khối lượng thể tích trước khi ép, tư đó làm tăng độ đồng đều của quá trình và nâng cao năng suất của máy. Mỗi lần quay thu được một bánh sản phẩm có chiều dày 10- 15mm và các bánh sản phẩm được đẩy dần ra. Trang -19- Bánh ép chứa trong máng và được đẩy đi ra ngoài bằng áp suất. Khi áp suất đủ lớn để tạo thành bánh có chiều dày là h và khi đó cửa tháo liệu sẽ mở, bánh được đẩy ra ngoài. Ưu, nhược điểm: Ưu điểm: + Áp suất nén cao + Kết cấu đơn giản, dễ chế tạo nên giá thành sản phẩm hạ Nhược điểm: + Vì máy hoạt động theo chu kỳ , nén ép một phía cho nên khối lượng riêng của bánh không đồng đều. II.2 Lự chọn phương án thiết kế. - Nhiệm vụ và yêu cầu kỹ thuật. + Surimi là sản phẩm thịt cá được tách xương bằng máy, rửa sạch, nghiền nhỏ, không có mùi vị và màu sắc đặc trưng, có độ kết dính vững chắc. + Nhiệm vụ và yêu cầu kỹ thuật của máy ép viên là: - Hỗn hợp sau khi ép phải tạo thành viên và có độ kết dính vững chắc - Phải đảm bảo kích thước của các viên quy định: Đường kính của viên: 30mm – 50mm Chiều dài của viên: 10mm - 15mm - Đảm bảo độ bền của viên, không bị biến dạng khi va chạm - Tăng cao khối lượng thể tích của hỗn hợp. + Đối với các xí nghiệp chế biến thuỷ sản xuất khẩu đòi hỏi giá thành rẻ chất lượng sản phẩm tốt mới cạnh tranh với các thị trường trong và ngoài nước. - Ở phương án 1: Năng suất máy có cao nhưng kết cấu máy khá phức tạp, dẫn đến tính toán, thiết kế và chế tạo khó khăn dẫn đến giá thành sản phẩm cao. - Chọn phương án thiết kế sao cho phải dễ chế tạo có như vậy giá thành mới hạ và đặc biệt đảm bảo chất lượng sản phẩm không bị tơi vụn, có như vậy mới được người tiêu dung chấp nhận. - Từ những yếu tố trên ta chọn phương pháp thiết kế máy ép kiểu tay quay Xác định năng suất thiết kế. -Đối với máy ép viên surami năng suất từ: 300kg/h - 500kg/h. Trang -20-