Một thiết bị cấp đông IQF ghi “3 tấn/giờ” trên catalogue. Quý doanh nghiệp đưa vào đó xoài cắt hạt, quả vừa rửa xong còn ướt, nhiệt độ miếng xoài gần bằng nhiệt độ xưởng. Con số 3 tấn không còn đúng.
Nhà chế tạo không nói sai. Công suất thiết bị IQF trên catalogue luôn được đo với một sản phẩm tham chiếu, một cỡ miếng, một nhiệt độ vào, một nhiệt độ ra. Đổi một trong bốn thứ đó là đổi công suất.
Bài Cấp đông IQF: chọn thiết bị theo sản phẩm đã nêu câu hỏi “công suất công bố là với sản phẩm nào”. Bài này đi tiếp: vì sao chênh, chênh theo hướng nào, và Quý doanh nghiệp nên ghi gì vào hồ sơ mua để công suất trở thành con số có ràng buộc.
Công suất thiết bị IQF thực chất là thời gian lưu
Một thiết bị IQF có diện tích lưới hoặc băng tải cố định. Sản lượng mỗi giờ bằng lượng sản phẩm nằm trên mặt lưới chia cho thời gian sản phẩm phải nằm trong thiết bị để đông tới tâm.
Sách thiết bị chế biến của Saravacos và Kostaropoulos cho vài con số tham chiếu với thiết bị IQF tầng sôi: đậu Hà Lan đông trong 3–4 phút, khoai tây cắt thanh và dâu tây mất 9–13 phút. Năng suất riêng của thiết bị IQF tầng sôi với rau quả khoảng 160 kg cho mỗi mét vuông mặt lưới mỗi giờ. Với băng tải thẳng, dâu tây cần khoảng 12 phút.
Nếu giữ nguyên lớp sản phẩm trên lưới, thời gian lưu dài gấp ba thì sản lượng mỗi giờ chỉ còn khoảng một phần ba. Đó là lý do câu hỏi đúng không phải “thiết bị này bao nhiêu tấn”, mà là “miếng hàng của tôi cần nằm trong thiết bị bao lâu”.
Trang giới thiệu sản phẩm thường không trả lời câu đó — đây là cách trình bày phổ biến của tài liệu bán hàng, không riêng hãng nào. Một ví dụ công khai: trang giới thiệu một dòng thiết bị IQF hầm cho xoài ghi bốn mức công suất từ 500 đến 3.000 kg/giờ và thời gian cấp đông “5–25 phút, điều chỉnh được”, theo hãng công bố. Khoảng 5 tới 25 phút là chênh lệch năm lần về thời gian lưu — và công suất thật nằm ở đâu trong khoảng đó phụ thuộc chính miếng hàng của Quý doanh nghiệp.
Loại quả cũng làm đổi con số. Một nghiên cứu của Đại học Kasetsart so sánh táo, xoài, dưa lưới và dứa cho thấy mỗi loại có điểm đông và tốc độ cấp đông khác nhau: xoài có độ khô hoà tan cao nhất và điểm đông thấp nhất, dứa đông nhanh nhất. Không có một “công suất kg/giờ” dùng chung cho mọi loại trái cây.
Bốn biến số kéo công suất thật xuống
1. Cỡ và hình dạng miếng cắt
Thời gian đông tăng theo bề dày miếng. Phương trình Plank, công thức ước tính thời gian đông phổ biến trong giáo trình kỹ thuật thực phẩm, có cả thành phần tăng theo bề dày và thành phần tăng theo bình phương bề dày. Miếng dày gấp đôi cần hơn gấp đôi thời gian.
Hình dạng cũng quan trọng. Cùng một kích thước đặc trưng, tỷ lệ thời gian đông giữa khối cầu, khối trụ dài và tấm phẳng vào khoảng 0,33 : 0,5 : 1. Lát xoài dẹt đông chậm hơn hạt lựu cùng bề dày.
Thiết bị IQF tầng sôi còn có giới hạn cỡ miếng: theo cùng nguồn trên, phương pháp này hợp với miếng đường kính tới khoảng 3 cm, dài tới khoảng 12 cm. Miếng lớn hơn phải chuyển sang băng tải thẳng hoặc băng xoắn — một quyết định cấu hình, không chỉnh bằng thông số được.
2. Nhiệt độ miếng hàng khi vào thiết bị
Thiết bị phải lấy ra ba phần nhiệt: làm lạnh miếng hàng tới điểm bắt đầu đóng băng, lấy ẩn nhiệt khi nước chuyển thành đá, rồi hạ tiếp xuống nhiệt độ cuối.
Một ước tính thô cho dứa, loại quả chứa khoảng 85% nước. Ẩn nhiệt đóng băng của nước là 333,3 kJ/kg, và ở nhiệt độ bảo quản đông lạnh vẫn còn khoảng 10% nước chưa đóng băng — nên phần ẩn nhiệt vào khoảng 256 kJ cho mỗi kg quả. Lấy nhiệt dung riêng của táo tươi, 3,76 kJ/kg·K, làm giá trị gần đúng: miếng quả vào thiết bị ở 28 °C thay vì 10 °C cần lấy thêm khoảng 68 kJ cho mỗi kg.
Bỏ qua phần làm lạnh dưới điểm đóng băng, chênh lệch đó tương đương khoảng một phần năm đến một phần tư tổng tải nhiệt. Với cùng một máy nén, thêm một phần năm tải nhiệt là bớt đi một phần đáng kể sản lượng mỗi giờ.
Hai cách xử lý: làm mát sơ bộ miếng hàng trước thiết bị, hoặc tính công suất lạnh theo nhiệt độ vào đo thực tế giữa mùa nóng — không theo con số tham chiếu.
3. Nước bề mặt và đường trong quả
Quả vừa qua bể rửa mang theo một lớp nước bề mặt. Lớp nước đó cũng phải đóng băng, và một phần bay hơi rồi bám thành tuyết trên dàn lạnh. Sách thiết bị ghi rõ: dàn lạnh làm việc trong không khí ẩm đóng tuyết nhanh và phải xả tuyết định kỳ, có khi mỗi giờ hoặc mỗi nửa giờ. Thời gian xả tuyết là thời gian thiết bị không cấp đông.
Quả nhiều đường có điểm bắt đầu đóng băng thấp hơn nước, nên vùng chuyển pha kéo dài hơn — giáo trình của Singh và Heldman lấy ví dụ anh đào 77% nước bắt đầu đóng băng ở −2,61 °C. Bề mặt cắt của xoài, mít, thanh long còn dễ dính lưới và dính vào nhau. Nhiều cấu hình thiết bị phải có vùng đông vỏ ở đầu thiết bị để làm cứng bề mặt trước khi miếng hàng tách rời.
Lớp nước bề mặt và độ dính đều là chuyện của khâu làm ráo và cấu hình thiết bị — xử lý ở bản vẽ, trước khi máy về.
4. Giờ chạy thực trong một ngày
Công suất ngày không bằng công suất giờ nhân 24. Phải trừ thời gian xả tuyết, vệ sinh cuối ca, đổi sản phẩm. Với trái cây IQF ăn không qua nấu, vệ sinh và giám sát môi trường còn là yêu cầu an toàn thực phẩm, như chúng tôi đã phân tích ở bài trái cây IQF bị FDA thu hồi ba lần.
Hao hụt khối lượng cũng là công suất
Nước thoát khỏi bề mặt miếng hàng trong lúc đông là khối lượng mất đi. Theo Saravacos và Kostaropoulos, thiết bị IQF tầng sôi thiết kế đúng có hao hụt dưới 1,5–2%; cấp đông trong hầm có thể mất 2–3%.
Quý doanh nghiệp bán hàng theo kg. Một nhà máy làm 1.000 tấn thành phẩm mỗi năm thì mỗi 1% hao hụt là 10 tấn hàng không còn để bán. Con số hao hụt vì vậy phải nằm cạnh con số công suất trong bảng so sánh thiết bị.
Kim Nguyễn khuyến nghị: ghi gì vào hồ sơ mua
Một câu “công suất 3 tấn/giờ” trong hợp đồng gần như không ràng buộc được ai. Chúng tôi đề nghị Quý doanh nghiệp yêu cầu nhà cung cấp ghi công suất kèm đủ các điều kiện sau:
| Thông số | Ghi thế nào |
|---|---|
| Sản phẩm | Loại quả, giống, độ chín, độ Brix tham chiếu |
| Cỡ miếng | Kích thước cắt, dung sai, hình dạng |
| Nhiệt độ vào | Nhiệt độ tâm miếng hàng đo thực tế giữa mùa nóng |
| Nhiệt độ ra | Nhiệt độ tâm khi ra khỏi thiết bị — quy phạm Codex coi quá trình đông nhanh hoàn tất khi tâm sản phẩm đạt −18 °C hoặc thấp hơn |
| Thời gian lưu, tải lưới | Phút; kg/m² |
| Xả tuyết | Chu kỳ, thời lượng, phương pháp |
| Hao hụt khối lượng | Phần trăm, phương pháp cân |
| Điều kiện môi trường | Nhiệt độ, độ ẩm nơi đặt máy dùng để tính công suất lạnh |
Sau đó, ba việc theo thứ tự:
- Chạy thử với chính nguyên liệu của mình — đúng giống, đúng cỡ cắt, đúng độ ướt sau rửa — trước khi chốt cấu hình.
- Đưa bảng trên vào phụ lục hợp đồng và quy trình nghiệm thu, đo lại trong FAT và SAT. Cách tổ chức hai lần nghiệm thu ở bài FAT và SAT: nghiệm thu dây chuyền cho đúng.
- Tính công suất cả dây chuyền theo khâu chậm nhất, không theo thiết bị cấp đông. Khâu cắt gọt và làm ráo phía trước thường là nút cổ chai. Cách đi ngược từ vùng nguyên liệu tới công suất từng công đoạn ở bài công suất nhà máy chế biến bao nhiêu là đủ.
Kim Nguyễn Corporation tư vấn cấu hình dây chuyền trái cây đông lạnh và làm việc với đối tác PIGO (Ý) về thiết bị cấp đông IQF tầng sôi và băng xoắn. Thông số cho một sản phẩm cụ thể chỉ chốt được bằng chạy thử trên nguyên liệu và điều kiện của nhà máy. Nếu Quý doanh nghiệp đang so các phương án thiết bị IQF, hãy đặt lịch trao đổi với Kim Nguyễn.
Các dải số trong bài là giá trị tham khảo từ tài liệu kỹ thuật, dùng để hiểu hướng chênh lệch — không thay cho thông số của nhà chế tạo cho từng sản phẩm.
Nguồn
- Saravacos G.D., Kostaropoulos A.E. — Handbook of Food Processing Equipment, Kluwer Academic/Plenum, 2002, chương 9 “Refrigeration and Freezing Equipment” (thời gian đông và năng suất riêng thiết bị IQF tầng sôi, băng tải thẳng; giới hạn cỡ miếng; hao hụt khối lượng; xả tuyết dàn lạnh; tỷ lệ thời gian đông theo hình dạng).
- Singh R.P., Heldman D.R. — Introduction to Food Engineering, 4th ed., Academic Press, 2009, chương 7 “Food Freezing” (phương trình Plank; khoảng 10% nước chưa đóng băng ở nhiệt độ bảo quản; ẩn nhiệt 333,3 kJ/kg; anh đào 77% nước, điểm đông −2,61 °C) và phụ lục A.2 (nhiệt dung riêng táo tươi 3,76 kJ/kg·K; dứa tươi 85,3% nước).
- Codex Alimentarius — Code of Practice for the Processing and Handling of Quick Frozen Foods (CAC/RCP 8-1976, bản sửa đổi), mục 2.2 và 5.3, FAO. https://www.fao.org/4/Y0681E/y0681e07.htm (truy cập 06/10/2026)
- Sirijariyawat A., Charoenrein S. — Freezing characteristics and texture variation after freezing and thawing of four fruit types, Songklanakarin Journal of Science and Technology 34(5): 517–523, 2012 (đọc bản tóm tắt).
- Nhà sản xuất thiết bị (mangoprocess.com) — IQF Tunnel Freezer Mango Frozen Machine, trang sản phẩm đăng 24/01/2022 — số liệu hãng công bố. https://www.mangoprocess.com/iqf-mango-freezer/ (truy cập 06/10/2026)
- Kim Nguyễn Corporation — hồ sơ đối tác công nghệ: PIGO Srl (Ý), dòng EASY Freeze (tầng sôi) và EASY Freeze SPYRO (băng xoắn), theo pigo.it.