TÓM TẮT:
Độ đạm, màu sắc, mùi vị là những yếu tố quan trọng giúp đánh giá chất lượng nước mắm. Trong đó độ đạm là thông số chính để xác định chất lượng nước mắm, nước mắm ngon phải có độ đạm cao. Cho nên việc sử dụng quy trình và hệ thống thiết bị chân không dùng để cô đặc nước mắm là cần thiết hiện nay. Cô đặc nước mắm là quá trình sử dụng thiết bị cô đặc chân không để tăng hàm lượng đạm trong nước mắm truyền thống. Nước mắm ban đầu có độ đạm từ 20–30 g/L được đưa vào hệ thống cô đặc ở nhiệt độ thấp (50–60°C) và áp suất chân không (khoảng 0.98 bar), giúp bay hơi nước mà vẫn giữ nguyên các hợp chất dễ bay hơi như axit amin, este, aldehyde – vốn tạo nên mùi thơm đặc trưng. Sản phẩm sau cô đặc có độ đạm cao (60–70 g/L), đảm bảo chất lượng cảm quan, giá trị dinh dưỡng, an toàn vệ sinh thực phẩm, không kết tủa hay biến đổi trong quá trình bảo quản và sử dụng. Hệ thống thiết bị cô đặc nước mắm năng suất 1.200 lít/mẻ, làm việc ổn định và đạt năng suất, thời gian một mẻ: 10 - 12 (giờ), phụ thuộc vào độ đạm nước mắm nguyên liệu và thành phẩm.
Từ khóa: Cô đặc nước mắm, Cô đặc nước mắm trong chân không, nước mắm cao đạm.
RESULTS OF RESEARCH, DESIGN, FABRICATION, AND EXPERIMENTAL TESTING OF A FISH SAUCE CONCENTRATION SYSTEM
ABSTRACT:
Protein content, color, and flavor are important factors in evaluating the quality of fish sauce, among which protein content is the primary indicator. High-quality fish sauce must have a high protein concentration. Therefore, applying a vacuum concentration process and system is essential today. Fish sauce concentration is the process of using vacuum evaporators to increase the protein content in traditional fish sauce. The initial fish sauce, with a protein content of 20–30 g/L, is processed in a vacuum concentration system at a low temperature (50–60°C) and vacuum pressure (around 0.98 bar). This allows water to evaporate while preserving volatile compounds such as amino acids, esters, and aldehydes, which contribute to the characteristic aroma. The concentrated product achieves a high protein content (60–70 g/L), ensuring good sensory quality, nutritional value, food safety, and stability during storage and use without precipitation or degradation. The fish sauce concentration system has a capacity of 1,200 liters per batch, operates stably and efficiently, with each batch taking approximately 10–12 hours, depending on the protein content of the raw and finished fish sauce.
Keywords: Fish sauce concentration, Vacuum fish sauce concentration, High-protein fish sauce.
1. ĐẶT VẤN ĐỀ
Theo Tổng cục thống kê, mỗi năm Việt Nam tiêu thụ hơn 200 triệu lít nước mắm với tổng doanh thu khoảng 7.200 – 7.500 tỷ đồng. Các xí nghiệp phân bố khắp các tỉnh ven biển từ Bắc tới Nam. Tuy nhiên các xí nghiệp sản xuất nước mắm lớn chủ yếu tập trung ở Nam Trung Bộ và Nam Bộ như: Nha Trang, Phan Thiết, Phú Quốc. Ở miền Bắc và Bắc Trung Bộ chỉ có một vài xí nghiệp lớn ở: Nghệ An, Thanh Hóa, Hải Phòng. Sản phẩm nước mắm không chỉ phục vụ nhu cầu trong nước mà còn xuất khẩu sang các nước Mỹ, Nhật và Châu Âu… [1]
Nước mắm là một trong những sản phẩm truyền thống đặc trưng của Việt Nam, có giá trị dinh dưỡng cao và được ưa chuộng không chỉ trong nước mà còn trên thị trường quốc tế. Chất lượng nước mắm được đánh giá dựa trên nhiều yếu tố cảm quan như màu sắc, mùi vị, và đặc biệt là độ đạm – yếu tố quan trọng nhất quyết định giá trị thương mại và giá trị dinh dưỡng của sản phẩm. Tuy nhiên, trong quá trình sản xuất truyền thống, nước mắm thường có độ đạm không cao (chỉ khoảng 20–30 g/L), chưa đáp ứng được nhu cầu thị trường ngày càng ưu tiên các sản phẩm có hàm lượng đạm cao.
Theo TCVN 5107:2003 quy định: nước mắm có độ đạm ≥ 40 (g/l) là loại nước mắm loại đặc biệt, độ đạm ≥ 35 (g/l) là loại nước mắm thượng hạng, độ đạm ≥ 30 (g/l) là loại nước mắm hạng 1, độ đạm ≥ 25 (g/l) là loại nước mắm hạng 2, độ đạm không nhỏ hơn 20 (g/l) là loại nước mắm hạng 3. Đạm chiếm chủ yếu và quyết định giá trị dinh dưỡng của nước mắm. [2]
Để nâng cao chất lượng và giá trị gia tăng cho sản phẩm nước mắm, việc ứng dụng công nghệ cô đặc trong điều kiện chân không là một giải pháp phù hợp và cần thiết. Phương pháp này cho phép tăng hàm lượng đạm lên mức cao (60–70 g/L) mà vẫn giữ được các hợp chất tạo mùi thơm tự nhiên (axit amin, este, aldehyde), đảm bảo chất lượng cảm quan và vệ sinh an toàn thực phẩm. Đồng thời, cô đặc ở nhiệt độ thấp trong môi trường chân không giúp hạn chế sự phân hủy các thành phần nhạy nhiệt, tránh biến đổi màu sắc, không tạo cặn hay kết tinh muối trong quá trình bảo quản.
Trong bối cảnh nhu cầu thị trường ngày càng cao và yêu cầu chất lượng khắt khe, việc nghiên cứu, cải tiến và áp dụng công nghệ cô đặc chân không để sản xuất nước mắm cao đạm là hướng đi cần thiết, góp phần nâng cao giá trị sản phẩm nước mắm truyền thống và tăng khả năng cạnh tranh trên thị trường. Do đó Phân viện Cơ điện Nông nghiệp và Công nghệ Sau thu hoạch (Siaep) phối hợp Công ty TNHH Sản xuất Thương mại Hoàng Công Tân thực hiện nghiên cứu trên.
2. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.1. Vật liệu nghiên cứu
Tất cả nước mắm sản xuất bằng phương pháp truyền thống (phương pháp đánh khuấy, phương pháp gài nén, phương pháp pháp hỗn hợp). Nghiên cứu không sử dụng nước mắm sản xuất bằng hóa chất hoặc bằng vi sinh vật làm đối tượng. Do sự phối hợp thực hiện nghiên cứu với Công ty TNHH Sản xuất Thương mại Hoàng Công Tân tại Bình Thuận, nước mắm truyền thống có nguồn gốc từ Bình Thuận được lựa chọn làm đối tượng nghiên cứu chính.
2.2. Phương pháp nghiên cứu và phương pháp thử
2.2.1. Phương pháp nghiên cứu
- Sử dụng phương pháp thu thập thông tin sơ cấp và thứ cấp thông qua internet, báo cáo, sách chuyên đề… Nghiên cứu các tài liệu và công trình nghiên cứu ở Việt Nam và trên thế giới kết hợp với khảo sát thực tế.
- Nghiên cứu được thực hiện theo hướng tiếp cận tổng hợp, bao gồm khảo sát thực tiễn, thiết kế – chế tạo thử nghiệm và đánh giá hiệu quả vận hành của hệ thống thiết bị cô đặc chân không dùng trong chế biến nước mắm cao đạm. Mục tiêu là xác định các thông số kỹ thuật tối ưu, đảm bảo hiệu quả tăng độ đạm, giữ chất lượng cảm quan và hạn chế tổn thất dinh dưỡng trong sản phẩm.
- Thiết kế hệ thống cô đặc dạng chân không theo nguyên lý bay hơi tuần hoàn cưỡng bức. Lựa chọn vật liệu phù hợp (thép không gỉ SUS 304 hoặc SUS 316) đảm bảo an toàn thực phẩm và khả năng chống ăn mòn cao. Trang bị hệ thống bơm chân không, bộ gia nhiệt gián tiếp (ống chùm), bộ ngưng tụ và hệ thống điều khiển tự động. [4]
2.2.2. Phương pháp thử [3]
* Chuẩn bị mẫu thử:
Lắc đều chai đựng mẫu, lọc qua giấy lọc hoặc bong cho vào một chai khô, sạch, dùng ống hút lấy chính xác 10 ml nước mắm đã lọc, chuyển vào bình định mức 200 ml thêm nước cất đến vạch định mức, lắc đều. Dung dịch này chỉ sử dụng trong 4 giờ, kể từ khi pha xong.
* Xác định hàm lượng nitơ amoniac: theo TCVN 3706 – 90. Hàm lượng nitơ ammoniac, X, tính bằng %, theo công thức:
X = (XNH3\Xtp) x 100
Trong đó:
. XNH3 – là nitơ ammoniac, tính bằng g/l.
. Xtp – là hàm lượng nitơ, tính bằng g/l.
* Xác định hàm lượng nitơ amin, Y, tính bằng %, theo công thức:
Y = (XAA’\Xtp) x 100
Trong đó:
. XAA’ – là nitơ axit amin, tính bằng g/l.
- Xác định nitơ toàn phần, theo TCVN 3705 – 90.
- Xác định hàm lượng muối, theo TCVN 3701 – 90.
- Định lượng tổng số vi sinh vật hiếu khí: Coliform, E. coli, Staphyloccus aureus, theo TCVN 5287 – 90.
- Định lượng Clostridium perfringens, theo TCVN 4991 – 89.
- Xác định hàm lượng chì, theo TCVN 5685 – 92.
- Áp dụng tiêu chuẩn của Việt Nam TCVN 5107:2003 do Ban Kỹ thuật tiêu chuẩn thuộc Bộ Khoa học và Công nghệ ban hành cho nước mắm thành phẩm.
3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU
3.1. Hệ thống thiết bị cô đặc nước mắm, năng suất 1.200 (lít/mẻ): (Sơ đồ 1)
Sơ đồ 1. Hệ thống thiết bị cô đặc nước mắm, năng suất 1.200 (lít/mẻ) (*Nguồn: Kết quả nghiên cứu)
* Hệ thống thiết bị cô đặt nước mắm, năng suất 1.200 (lít/mẻ) bao gồm các cụm thiết bị chính
1. Thùng nấu nước mắm f1.200x1.600x5 (mm), béc đốt dầu DO 3 – 5 gaslone.
2. Bơm cấp nước mắm, công suất N = 1 (kW).
3. Bơm tuần hoàn nước mắm, công suất N = 3 (kW).
4. Tháp cô đặc nước mắm f1.400x3.900x5 (mm).
5. Hệ thống lạnh, công suất N = 5 (kW).
6. Bơm chân không vòng dầu, công suất N = 15 (kW).
7. Hệ thống xử lý mùi, quạt xử lý mùi, công suất N = 2 (kW).
3.2. Nguyên lý hoạt động hệ thống thiết bị cô đăc nước mắm, năng suất 1.200 lít/mẻ
Nước mắm nguyên liệu sau khi được nung nóng lên đến nhiệt độ (t = 800C - 90 0C), bằng cách bơm vào thùng nấu đốt nóng gián tiếp bằng béc dầu DO (tác nhân truyền nhiệt cho nước mắm là dầu truyền nhiệt). Sau đó được bơm tuần hoàn nước mắm bơm vào tháp cô đặc nước mắm. Trong tháp ở điều kiện chân không và nhiệt độ sôi thấp làm bay hơi nước trong nước mắm kết hợp lắng muối trong nước mắm làm tăng độ đạm trong nước mắm. Hơi nước sau khi sau khi được bơm chân không hút vào bình ngưng hơi nước, ngưng tụ lại thành nước và được chứa trong thùng chứa nước và được thải ra ngoài. Muối lắng xuống đáy của tháp cô và được lấy ra ngoài khi kết thúc quá trình chưng cất. Hệ thống làm việc đồng bộ và ổn định nhờ vào hệ thống điện điều khiển và hệ thống đường ống dẫn.
* Thông số kỹ thuật của hệ thống thiết bị cô đăc nước mắm, năng suất 1.200 lít/mẻ
. Kích thước chung: (DxRxC) 8000x4000x5000 (mm).
. Năng suất của hệ thống: 1200 (lít/mẻ).
. Độ đạm nước mắm nguyên liệu: 20 – 30 (g/l).
. Độ đạm nước mắm thành phẩm: 60 – 70 (g/l).
. Thời gian một mẻ: 10 - 12 (giờ), phụ thuộc vào độ đạm nước mắm nguyên liệu và thành phẩm.
. Vật liệu tiếp xúc với nước mắm là inox SUS 316.
Hình 1: Hệ thống thiết bị cô đặc nước mắm, năng suất 1.200 lít/mẻ (*Nguồn: Kết quả nghiên cứu)
3.3. Quy trình hệ thống thiết bị cô đặc nước mắm, năng suất 1.200 lít/mẻ (Sơ đồ 2)
Sơ đồ 2. Quy trình hệ thống thiết bị cô đặc nước mắm, năng suất 1.200 lít/mẻ (*Nguồn: Kết quả nghiên cứu)
* Diễn giải quy trình cô đặc nước mắm:
a. Gia nhiệt cho nước mắm: Nước mắm được bơm vào thùng nấu, nước mắm được nung nóng lên bằng béc đốt dầu DO. Sau khi đạt nhiệt độ (80 – 90 0C) nước mắm được bơm vào tháp cô đặc.
b. Chưng cất tách nước và lắng muối trong nước mắm ở điều kiện chân không và nhiệt độ thấp: Nước mắm được bơm tuần hoàn bơm vào tháp cô, trong tháp kín ở điều kiện chân không và nhiệt độ thấp làm bay hơi nước có trong nước mắm. Trong tháp có bố trí các ống f76x1130 (mm), để ổn định nước mắm trong trong tháp cô, tăng hiệu suất lắng muối trong tháp cô. Hơi nước sau khi sau khi được bơm chân không hút vào bình ngưng hơi nước, ngưng tụ lại thành nước và được chứa trong thùng chứa nước và được thải ra ngoài. Muối lắng xuống đáy của tháp cô và được lấy ra ngoài khi kết thúc quá trình chưng cất.
c. Bơm tuần hoàn nước mắm: Do yêu cầu độ đạm trong nước mắm thành phẩm đạt từ 60 - 70(g/l). Cho nên nước mắm được bơm tuần hoàn qua tháp cô cho đến khi đạt độ đạm theo yêu cầu.
d. Bơm nước mắm ra thùng chứa khi đạt yêu cầu: Sau khi kiểm tra độ đạm trong nước mắm đạt yêu cầu, thì bơm mật vào thùng chứa để làm nguội và ổn định độ đồng đều sau đó mới đóng chai.
3.4. Kết quả kiểm nghiệm độ đạm và vi sinh của nước mắm thành phẩm
Hình 2: Kết quả kiểm nghiệm độ đạm và vi sinh của nước mắm thành phẩm (*Nguồn: Kết quả nghiên cứu)
4. KẾT LUẬN
Hệ thống thiết bị cô đặc nước mắm năng suất 1.200 lít/mẻ, làm việc ổn định và đạt năng suất, thời gian một mẻ: 10 - 12 (giờ), phụ thuộc vào độ đạm nước mắm nguyên liệu và thành phẩm. Nước mắm thành phẩm đạt tiêu chuẩn vệ sinh an toàn thực phẩm do vật liệu tiếp xúc với nước mắm là inox SUS 316.
Hệ thống thiết bị sản xuất ra được nước mắm có độ đạm cao (60 – 70 g/l), đáp ứng thị hiếu của người tiêu dùng và đang thực sự là nhu cầu của xã hội. Do đun sôi nước mắm và tách nước trong nước mắm trong điều kiện chân không (P = 0.98 bar) và nhiệt độ (t = 50 – 60 0C) nên đạm (protein) trong nước mắm không bị cháy khét. Nước mắm không bị biến đổi màu và lắng cặn trong quá trình tồn trữ và bảo quản. Quá trình chưng cất tách nước và lắng muối trong điều kiện chân không (không có không khí) nên không tồn tại và phát sinh các vi sinh vật hữu khí.
Tuy nhiên hệ thống thiết bị cô đặc nước mắm, năng suất 1.200 lít/mẻ, là sản phẩm nghiên cứu đầu tiên. Cho nên cần nghiên cứu, thực hiện thêm nhiều khảo nghiệm để cải tiến hệ thống thiết bị như: hệ thống bơm chân không hoạt động chưa tốt, hệ thống thiết bị sử dụng toàn bộ van khóa bằng cơ, gây khó khăn cho công nhân vận hành máy, cần nghiên cứu cải tiến theo hướng tự động hóa.
Ngư dân làm nước mắm sẽ có nơi tiêu thụ sản phẩm là các cơ sở trang hệ thống thiết bị. Vì vậy sẽ ổn định và phát triển ngành nghề truyền thống. Tạo công ăn việc làm cho ngư dân vùng sâu vùng xa bằng nghề sản xuất nước mắm. Góp phần tích cực vào công cuộc công nghiệp hóa và hiện đại hóa nông nghiệp và nông thôn của nước ta.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Nguồn Tổng cục thống kê.
2. Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 5107:2003.
3. Ths. Phan Thị Thanh Quế - Công nghệ chế biến nước mắm.
4. Bộ môn quá trình và thiết bị công nghệ hóa chất, khoa hóa Trường ĐHQG Hà Nội – Sổ tay quá trình và thiết bị công nghệ hóa chất – Tập 1, Tập 2 – Nhà máy in sách KHKT Hà Nội – 1982.
Ngày nhận bài: 28/7/2025
