1
BNN&PTNT
VNCHS
BNN&PTNT
VNCHS B NễNG NGHIP V PHT TRIN NễNG THễN
Viện Nghiên cứu Hi sn
170 Lờ Lai, Hi Phũng Báo cáo tổng kết khoa học và kỹ thuật Đề tài:
NGHIấN CU THIT K GIN PHI MC X
THO LP NHANH V CI TIN CễNG NGH
X Lí MC X M BO CHT LNG SN
V AN TON TRONG SN XUT

ThS. Trn Cnh ỡnh 7382
29/5/2009

B NễNG NGHIP V PHT TRIN NễNG THễN


DANH SÁCH NHỮNG NGƯỜI THỰC HIỆN ĐỀ TÀI

TT Họ và tên Chức vụ, đơn vị
A
1
Chủ nhiệm đề tài:
ThS. Trần Cảnh Đình (1, 2, 3.2, 3.3, 3.4)

Trưởng phòng, Viện Nghiên cứu Hải sản
B Cán bộ tham gia

2 KS. Bùi Trọng Tâm (3.2.2, 3.3.2.2.) NCV, Viện Nghiên cứu Hải sản
3 KS. Vũ Xuân Sơn (3.2.2, 3.3.2.2, 3.4) NCV, Viện Nghiên cứu Hải sản
4 CN. Nguyễn Đình Sơn (3.1) CN, Phòng kinh tế Núi Thành, QN
5 KS. Chu Nhật Tân (3.3.2.1) GĐ, C.ty Cổ phần Cơ khí Hạ Long
6 KS. Nguyễn Văn Giáp (3.2.1.4) GĐ, C.ty Cổ phần Tư vấn Biển Việt
7 KS. Phan Văn Nhuệ PGĐ, C.ty Cổ phần Tư vấn Biển Việt
8 KS. Nguyễn Văn Khang CV, C.ty Cổ phần Tư vấn Biển Việt
9 KS. Bùi Thị Hồng Thức CV, C.ty Cổ phần Tư vấn Biển Việt
10 KS. Hoàng Thị Phượng NCV, Viện Nghiên cứu Hải sản
11 KS. Lê Hương Thủy NCV, Viện Nghiên cứu Hải sản
12 KS. Vũ Thị Châm NCV, Viện Nghiên cứu Hải sản


phép đảm bảo an toàn của trung tâm đăng kiểm nghề cá.
3. Thiết kế, chế tạo lò sấy mực xà tận dụng nhiệt thải của động cơ máy thủy. Kết quả
bước đầu cho thấy nhiệt thải của động cơ máy thủy có khả năng tận dụng để sấy
thủy sả
n nói chung và mực xà nói riêng hiệu quả.
4. Nghiên cứu cải tiến công nghệ xử lý, chế biến mực xà khô đảm bảo chất lượng sản
phẩm, ATVSTP. Công nghệ xử lý đơn giản, chất lượng sản phẩm được nâng lên.
Qua các kết quả nghiên cứu trên đề tài đã rút ra được những kết luận và kiến nghị để
đưa vào ứng dụng thực tế kết quả nghiên cứu và phát triển, nhân rộ
ng cho các tàu
thuyền khác. 5

MỤC LỤC
Trang
Bảng chú giải các chữ viết tắt .6

3.1.2.2. Ngư cụ 31

6
3.1.2.3. Trang thiết bị . 31
3.1.2.4. Hệ thống giàn phơi 32
3.1.2.5. Hệ thống bảo quản lạnh 33
3.1.3. Lao động 33
3.1.4. Kết quả khai thác năm 2007 33
3.1.5. Những vụ tai nạn trong nghề câu mực xà 33
3.1.6. Nhu cầu và nguyện vọng của ngư dân 35
3.2. Thiết kế, chế tạo giàn phơi và lắp đặt trên tàu và thử nghiệm 35
3.2.1. Thiết kế giàn phơi 35
3.2.1.1. Lựa chọn giải pháp thích hợp 35
3.2.1.2. Lựa chọn vật liệu 41
3.2.1.3. Tính toán thiết kế giàn phơi 43
3.2.1.4. Kiểm tra ổn tính của tàu khi lắp giàn phơi mực 50
3.2.2. Chế tạo giàn phơi lắp đặt trên tàu thử nghiệm và điều chỉnh 51
3.2.3. Tính toán giá thành giàn phơi 55
3.2.4. Xây dựng quy phạm kỹ thuật vận hành giàn phơi 57
3.3. Thiết kế, chế tạo lò sấy và lắp đặ
t lên tàu thử nghiệm 59
3.3.1. Thiết kế lò sấy tận dụng nhiệt thải máy thuỷ: 59
3.3.1.1. Khảo sát và xác định vị trí đặt lò sấy: 59
3.3.1.2. Tính toán thiết kế lò sấy 61
3.3.2. Chế tạo lò sấy và lắp đặt lên tàu thử nghiệm 63
3.3.2.1. Chế tạo lắp đặt lò sấy 63
3.3.2.2. Thử nghiệm sấy mực trên tàu 66
3.3.2.3. Đánh giá sự ảnh hưởng của việc t
ận dụng khí thải tới động cơ 67
3.3.3. Xây dựng quy phạm kỹ thuật vận hành lò sấy 68
8BẢNG CHÚ GIẢI CÁC CHỮ VIẾT TẮT

ATVSTP An toàn vệ sinh thực phẩm
B
max
Chiều rộng lớn nhất của tàu

D Chiều cao mạn (tàu)
L
max
Chiều dài lớn nhất của tàu
dd dung dịch
ĐC Đối chứng (Mẫu không xử lý để sánh với các mẫu qua xử lý)

3 Bảng 3.1 Số lượng và công suất tàu ở một số địa phương 30
4 Bảng 3.2 Các thông số kích thước vỏ tàu 30
5 Bảng 3.3 Thông số công suất một số máy tàu 31
6 Bảng 3.4 Lao động câu mực xà ở một số địa phương 33
7 Bảng 3.5 Sản lượng khai thác mực xà ở một số địa phương 33
8 Bảng 3.6 Thông số diện tích hứng gió của giàn phơi 49
9 Bảng 3.7 Tổng hợp các thành phần ổn tính của tàu 50
10 Bảng 3.8 Thử nghiệm sự thấm nước của các tấm phơi 53
11 Bảng 3.9 Giá thành Sàn thao tác diện tích 20 x 6 m 55
12 Bảng 3.10 Giá thành Tấm phơi 1,2 x 1,6 m 55
13 Bảng 3.11 Giá thành Bộ giàn phơi quay 55
14 Bảng 3.12 Giá thành theo phương án 1 56
15 Bảng 3.13 Giá thành theo phương án 2 56
16 Bảng 3.14 Giá thành theo phương án 3 56
17 Bảng 3.15 Cảm quan xếp hạng Mưc khô (chưa nướng) 70
18 Bảng 3.16 Cảm quan xếp hạng Mực khô nướng 70
19 Bảng 3.17 Cảm quan xếp hạng mực xử lý giảm đường 71
20 Bảng 3.18 Cảm quan xếp hạng mực xử lý thêm bước 2 bằng nước
biển
72
21 Bảng 3.19 Cảm quan xếp hạng mực xử lý thêm bước 2 bằng nước
biển + benzoic 0,075%
72
22 Bảng 3.20 Cảm quan xếp hạng mực xử lý bằng các hóa chất khác
nhau theo 2 bước như 3.4.1.3
73
23 Bảng 3.21 Tổng hợp kết quả thu được của đề tài 75

16 Hình 3.6 Sơ đồ tính khả năng chịu lực của dây thép 44
17 Hình 3.7 Cấu tạo tấm phơi 46
18 Hình 3.8 Sơ đồ tính toán khẳ năng chịu lực của khung 46
19 Hình 3.9 Sơ đồ cấu tạo sàn thao tác 47
20 Hình 3.10 Sơ đồ sự truyền lực xuống khung 48
21 Hình 3.11 Sơ đồ tính toán của khung theo phương l1 48
22 Hình 3.12 Kết cấu bản lề nối tấm phơi với giàn phơi 52
23 Hình 3.13 Cơ cấu quay cả giàn phơi quay 53
24 Hình 3.14 Sơ đồ bố trí chung trên tàu và vị trí hệ thống lò sấy 60
25 Hình 3.15 Sơ đồ hệ thống lò sấy 64
26 Hình 3.16 Đường ống dẫn nhiết tới bộ trao đổi nhiệt buồng sấy 65
27 Hình 3.17 Bộ trao đổi nhiệt buồng sấy 66
28 Hình 3.18 Sơ đồ quy trình CN xử lý mực xà trên tàu phơi khô 73
11

LỜI NÓI ĐẦU

Nghề câu mực xà phát triển mạnh trong những năm gần đây, từ những năm 90
chỉ có một số tàu câu công suất 33 - 66cv, đến nay đã có tới 413 tàu thuyền với tổng
công suất 53.653cv (bình quân 129 cv/tàu) và lực lượng lao động 9.287 người. Tuy
nhiên công nghệ khai thác và chế biến bảo quản mực vẫn thủ công, thô sơ nhất là giàn
phơi mực; giàn phơi mực bằng các tấm phơi tre cồng kề
nh, ngấm nước nhiều, mất vệ
sinh, làm cho tàu có lực cản gió lớn, khi gió bão rất nguy hiểm. Trong cơn bão
Chanchu đã làm cho hàng chục tàu bị chìm và hàng trăm lao động bị chết và mất tích.
Vì vậy việc nghiên cứu thiết kế giàn phơi mực tháo lắp nhanh trên tàu đảm bảo an toàn
cho tàu câu mực là hết sức cấn thiết và rất được ngư dân hưởng ứng.

1.1. Tình hình nghiên cứu ngoài nước
Công nghệ chế biến các sản phẩm khô từ thủy sản nói chung và mực nói riêng
được tiến hành sớm và áp dụng ở nhiều nước với hiệu quả cao, bao gồm : nghiên cứu
về quá trình động học, công nghệ, thiết bị, trong đó trước hết là nghiên cứu về quá
trình tách ẩm làm khô nguyên liệu. Có 3 phương pháp được áp dụng là:
- Phương pháp cơ học: Người ta dùng cách nén, ép, ly tâm, để tách ẩm ra kh
ỏi
nguyên liệu. Phương pháp này chỉ tách được một phần nước chứa trong nguyên liệu
mà trước hết là nước tự do, Phương pháp này thường dùng phối hợp với các phương
pháp khác.
- Phương pháp hoá học: Người ta dùng một số hoá chất có khả năng hút ẩm để
tách ẩm ra khỏi nguyên liệu. Ví dụ như:
H2SO4 , CaCl2, Phương pháp này thường
dùng để bảo quản khô, chống hiện tượng hút ẩm của nguyên liệu.
- Phương pháp vật lý: Chủ yếu dùng nhiệt để làm bay hơi nước với 2 quá trình là:
phơi khô và sấy khô. Đây là phương pháp làm khô triệt để nhất và được sử dụng rất
rộng rãi.
Phơi khô: là phương pháp sử dụng nắng, gió thiên nhiên để làm khô nguyên liệu.
Phương pháp này đơn giản nhưng rất hiệu quả.
S
ấy: là quá trình làm khô nguyên liệu nhờ vào tác nhân và thiết bị sấy. Tác nhân
sấy khá phong phú như: Không khí nóng, khói lò, nhiệt bức xạ, sóng âm,
Sấy xảy ra các quá trình trao đổi nhiệt và trao đổi chất, cụ thể là quá trình truyền
nhiệt từ chất tải nhiệt cho vật sấy. Quá trình khuếch tán ẩm từ trong vật sấy vào môi
trường. Các quá trình trên xảy ra đồng thời trong vật sấy, chúng có ảnh hưởng qua lại
lẫn nhau.
Sự khuếch tán của nước từ nguyên li
ệu ra môi trường có 2 quá trình:
- Khuếch tán ngoại:
Là sự dịch chuyển của hơi nước trên bề mặt vào không khí. Lượng nước bay hơi

sấy Tương ứng với các điều đó có các thiết bị sấy khác nhau:
- Thiết bị sấy kiểu phòng,
- Thiết bị kiểu đường hầm,
- Thiết bị kiểu băng chuyền,
- Sấy khô bằng chân không,
- Thiết bị sấy khô thăng hoa,
- Sấy tầng sôi,
- Sấy phun,
- Sấy siêu âm,
- Sấy lạnh, đông khô,
- Sấy thùng quay,
- Sấy bức x
ạ ,
Tuy nhiên, đối với nguyên liệu và sản phẩm thuỷ sản (vật liệu sấy) có bản chất
là các vật liệu dạng keo xốp, kích thước không đồng đều, chứa nhiều nước nên quá
trình tách ẩm ra khỏi vật liệu sấy rất khó khăn. Do đó, chỉ có một số thiết bị và tác
nhân sấy đáp ứng được các đặc thù trên của thuỷ sản trong quá trình làm khô mới được
áp dụng.
Trong thự
c tế sản xuất một số nước đã sử dụng các phương pháp và thiết bị đó
như sau:

14
- Phơi nắng tự nhiên: Đây là phương pháp đơn giản có thể áp dụng rộng rãi,
mọi nơi, cho nhiều đối tượng. Trong phơi khô cá, mực người ta thường treo cá, mực
trên dây hoặc găm vào đinh đóng cố định trên dàn (hình 1).
Hình 1. Một số phương pháp phơi khô mực

Hình 3. Thiết bị sấy sử dụng năng lượng mặt trời kiểu mái vòm ở Yemen và Gambia

16
Đặc biệt Nhật Bản đã thiết kế giàn phơi quay, kết hợp sử dụng nắng, gió thiên nhiên
với lực quay ly tâm để làm khô sản phẩm. Khi phơi, gấp mực lại rồi treo lên giàn,
dựng que tre đâm xuyên qua thân để giữ chúng. Nhờ ly tâm, nên mực ráo nước nhanh
ở giai đọan đầu, làm cho côn trùng khó có thể xâm nhập. Trên bề mặt sản phẩm luôn
luôn khô ráo, nên tốc độ thoát nước từ trong thân mực ra ngoài càng nhanh, rút ngắn
thời gian làm khô. Sau 2 - 5 giờ, mực, cá đ
ã khô được quá nửa, đưa vào sấy tiếp cho
tới khi đạt yêu cầu thành phẩm. Do được làm khô nhanh nên chất lượng thành phẩm
nâng lên rõ rệt.
Dạng giàn phơi này có thuận tiện là sử dụng mạng lưới điện dân dụng, không phải
dùng điện 3 pha. Khung giàn phơi và giá đỡ bằng thép sơn chống gỉ. Nhờ có bánh xe,
có thể di chuyển chúng tới nơi có nhiều nắng, gió. Giàn phơi này rất đơn giản, bà con
ngư dân có th
ể tự làm được. Xem kết cấu và các thông số kỹ thuật như sau:
Bảng 1. Các thông số kỹ thuật của giàn phơi quay Nhật Bản
Danh mục Dàn lớn Dàn nhỏ
Chiều cao toàn phần (cm) 155 118
Ðường kính, (cm) 93 70
Trọng lượng, (kg) 43 32
Công suất động cơ, (W) 200 65
Tốc độ quay, (vòng/phút) 70 70

Không khí mới đưa vào.
4) Không khí hồi lưu.
5) Quạt thổi.
6) Quạt hút.
- Nguyên lý hoạt động: Vật liệu được đặt trên các giá đỡ, nhiệt từ các Calorife sẽ
truyền cho vật liệu làm vật liệu nóng lên, nước trong vật liệu sẽ bay hơi và vật liệu
được sấy khô, nước sau khi tách khỏi vật liệu sẽ được quạt hút đẩy ra ngoài. Một phần
không khí ẩm trong buồng sẽ được sử dụng lại nhờ quạt hồi. Trong quá trình sấy thì
không khí sấy thường xuyên được cung cấ
p bổ sung bằng không khí mới.
- Calorife cung cấp nhiệt cho lò sấy có thể sử dụng nhiều nguồn năng lượng khác
nhau như: than, điện,… hay nhiệt thải của lò hơi, khói lò,…đặc biệt là nhiệt thải của
động cơ đốt trong cũng rất được quan tâm nghiên cứu.
Như chúng ta đã biết, chiếc động cơ đốt trong đầu tiên được ra đời từ năm 1860,
cho đến nay đã trải qua hàng hơn 100 n
ăm, ngành động cơ đốt trong ngày càng phát
6
1
2
3
4
5
1
1
2 2
6
1
2
3
4

H
p
Q
=
dudNKTe
QQQQQ
+
+
+
+

Trong đó:

H
p
Q - Nhiệt trị thấp của 1 kg nhiên liệu (J/kg)

e
Q
- Nhiệt chuyển thành công có ích(J/kg)

KT
Q - Nhiệt đem theo khí thải (J/kg)

N
Q

- Nhiệt đem theo nước làm mát (J/kg)

d

Q
tCLtCL
q
−−
−+
=
minmin
1
αα

Đối với động cơ điezen 4 kỳ không tăng áp nhiệt độ của khí thải ở chế độ làm
việc cục bộ tính theo công thức:
KT
t =
H
KT
t
1m
H
n
n
⎟
⎟
⎠
⎞
⎜
⎜
⎝
⎛


H
H
KT
p
m
H
H
KT
m
H
H
tCL
n
n
C
n
n
tL
n
n

minmin
212
⎟
⎟
⎠
⎞
⎜
⎜
⎝

KT
t
N
N
bat .
⎟
⎟
⎠
⎞
⎜
⎜
⎝
⎛
+=
;
m
H
H
N
N
⎟
⎟
⎠
⎞
⎜
⎜
⎝
⎛
=
αα

ΧΧ
−
=
−
=
KT
yKT
KT
yKT
vct
ctvvct
i
ii
minmin
max
.
ϕ

Trong đó
Χy
t - nhiệt độ khí thải rời khỏi nồi hơi tiết kiệm

20
Như vậy hệ số sử dụng nhiệt khi thải phụ thuộc vào nhiệt độ khí phía sau động
cơ. Nhiệt độ khí thải phụ thuộc vào hệ số dư không khí, giảm hệ số này sẽ làm tăng hệ
số sử dụng nhiệt và hiệu suất của động cơ. Hệ số sử dụng nhiệt của khí thải khi động
cơ làm việc theo đặc tính chân vị
t có dạng:
1
1

Trong động cơ th
ủy 4 kỳ thông thường người ta sử dụng hệ thống làm mát một
vòng (Với hệ thống không tăng áp) hoặc 2 vòng. Trong hệ thống một vòng, nước mặn
làm mát xilanh, nắp máy, ống góp khí thải. Thất thoát nhiệt cùng với nước làm mát,
trong động cơ này dao động trong khoảng 27-31%, còn nhiệt độ nước ở đầu ra của hệ
thống là 65-80
o
C. Động cơ tăng áp dùng hệ thống làm mát 2 vòng tuần hoàn.
Sự tăng của hiệu suất có ích của động cơ khi tăng chế độ nhiệt độ, được giải
thích bằng sự giảm ma sát làm việc trong bộ xylanh pittôn, còn đồng thời bằng giảm
thất thoát nhiệt lượng cùng với nước làm mát và dầu làm mát. Trong chế độ tải từng
phần, chế độ nhiệt độ còn ảnh hưởng lớ
n đến hiệu suất có ích của động cơ và suất tiêu
hao nhiên liệu. Nhiên liệu sunfua cháy trong xylanh, cùng với chế độ làm mát giảm
làm tăng lên rõ rệt sự mài mòn của bộ xylanh pittông.
Chúng ta không dừng lại tìm nguyên nhân của sự mài mòn, mài mòn này có thể
tìm được ở trong các công trình chuyên môn. Chúng ta chỉ cần thấy rằng khi tăng nhiệt
độ làm mát từ 40
o
C lên 80
o
C thì sự mài mòn xylanh của động cơ giảm từ 8÷12 lần,.
Bằng cách này cùng với tăng nhiệt độ nước làm mát lên 80
o
C÷90
o
C sẽ cải thiện đồng
thời điều kiện làm việc cũng như các chỉ số kỹ thuật của động cơ. Đồng thời mức nhiệt
độ của phần lớn thất thoát nhiệt lượng cùng với nước làm mát được nâng cao, cho
phép sử dụng hoàn hảo số nhiệt lượng trong điều kiện thủy,vào hệ thống cấp nhiệt,các

nhiệt của các động cơ như bảng số 2 sau:
Bảng 2. Hiệu suất nhiệt của động cơ nhiệt (%)
Loại động
cơ
Động cơ
diesel
Động cơ
xăng
Động
cơ khí
Tuabin
khí
Động cơ
h
ơi
Tuabin
hơi
Hiệu suất
nhiệt

35-45

20-26

20-25

15-18

10-16


4 - Thiết bị hấp thụ nhiệt của nước làm mát.
5 - Bơm nạp nồi tận dụng nhiệt thải.
6 - Két thu hơi nước ngưng tụ.
7 - Van hằng nhiệt.
8 - Thiết bị ngưng tụ.
9 - Bơm tuần hoàn hệ th
ống làm mát. Hình 7. Sơ đồ tận dụng nhiệt khí thải và nước làm mát riêng biệt
1
2
4
3
5
6
7
8


Hình 8. Sơ đồ tận dụng sản xuất hơi quá nhiệt
2
3
5
4
6
7
8
9
11
10
10
1
2
3
5
4
6
7
8

cá tại Quý Kim - 1988,… Lò sấy sử dụng nguyên liệu bằng than tương đối đơn giản,
chi phi đầu tư thấp, nhưng ô nhiễm môi trường, điều chỉnh nhiệt khó. Sấy bằng năng
lượng mặt trời rất hiệu quả, đây là công nghệ sạch, nhưng chi phi đầu tư ban đầu cao.
Tuy nhiên khi trời mưa thì hiệu quả sử dụng rất kém. Sấy bằng năng lượng mặt tr
ời là
dùng các bộ thu nhận năng lượng từ mặt trời rồi dẫn năng lượng thu nhận được vào
buồng sấy. Vấn đề của sấy năng lượng mặt trời là hiệu số thu nhiệt của bộ phận thu
nhận năng lượng mặt trời nó phụ thuộc nhiều vào vật liệu chế tạo.
Từ những năm 70, 80 Nguyễn Đình Thức, Nguy
ễn Thế Hương - Viện nghiên
cứu Hải sản đã nghiên cứu sấy bằng năng lượng mặt trời và đã ứng dụng sấy hải sản
tại Bình Trị Thiên.
Gần đây có nhiều công trình nghiên cứu và ứng dụng sấy bằng năng lượng mặt
trời thành công trong việc sấy vải, nhãn,… rất hiệu quả.
Các chuyên gia thuộc trường đại học Nông nghiệp I (Hà Nội) đã ch
ế tạo thành
công máy sấy hạt nông sản bằng năng lượng mặt trời. Bộ phận thu nhiệt được lắp trên
mái nhà tại trường đại học Nông nghiệp I, theo đường ống luồng khí nóng được đưa
xuống buồng sấy. Loại máy này có thể sấy lúa, ngô, đậu, lạc, cà phê, hành, tỏi, v.v.

25
Theo PGS Bùi Hải Triều, chủ nhiệm đề tài, cho biết máy đã được sấy thử nghiệm lúa
vào những ngày có nắng trong mùa đông, khi nhiệt độ ngoài trời là 19
÷20
o
C. Trong
điều kiện đó, không khí trong buồng sấy vẫn lên tới 50
o
C và mỗi mẻ sấy kéo dài 8÷10
giờ.

nghiên cứu thiết kế sấy trên tàu phải thêm các yếu tố: diện tích thao tác chật hẹp, sóng
gió,…
Tóm lại:
Qua các tài liệu tổng quan tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước đã trình bày
trên cho thấy:
- Nguyên liệu mực nói chung và đặc biệt là mực xà do nghề khai thác xa bờ đi
biển dài ngày, không có bảo quản lạnh trên tàu, sản phẩm mang về bờ chỉ có