Quy trình kỹ thuật thi công hầm bảo quản sản phẩm trên tàu cá sử dụng vật liệu CPF (composite – polyurethane foam)

Ngày 17/8/2020, Tổng cục trưởng Tổng cục Thủy sản (Bộ NN&PTNT) đã ban hành Quyết định số 450/QĐ-TCTS-KHCN&HTQT về Quy trình kỹ thuật thi công hầm bảo quản sản phẩm trên tàu cá sử dụng vật liệu CPF (composite – polyurethane foam) của tác giả Nguyễn Siêu. Xin giới thiệu nội dung tiến bộ kỹ thuật này.

Hầm bảo quản sản phẩm trên tàu cá sử dụng vật liệu CPF đảm bảo độ kín nước, tăng khả năng giữ nhiệt, giảm chi phí nước đá và giảm tổn thất chất lượng sản phẩm khai thác trên tàu.

Quy trình kỹ thuật thi công hầm bảo quản sản phẩm trên tàu cá sử dụng vật liệu CPF gồm năm bước:

1. Khảo sát, thiết kế hầm bảo quản sản phẩm sử dụng vật liệu CPF

Cán bộ kỹ thuật thực hiện khảo sát, thu thập thông tin về: i) Nghề khai thác (ngư cụ và phương pháp khai thác, khu vực hoạt động, đối tượng khai thác chủ yếu, thời gian chuyến biển); ii) Tàu (thiết kế đường hình tàu, kích thước vỏ, độ dày vỏ tàu, máy tàu, hệ thống an toàn hàng hải tàu) để lập bản vẽ thiết kế mới hoặc thiết kế cải hoán hầm bảo quản sản phẩm trên tàu.

Bản vẽ thiết kế hầm bảo quản đảm bảo chi tiết như sau:

Chú thích trên bản vẽ thiết kế hầm bảo quản:

I. Trần Khoang: 1. Sườn tàu; 2. Xương composite 100x50x5 (mm); 3. Sống dọc boong; 4. Tôn mặt boong 10mm; 5. Polyurethane foam 200mm; 6. Tấm composite dày 5mm.

II. Mặt đáy: 7. Tấm composite 5mm; 8. Tôn đáy hầm bảo quản; 9. Xương composite 100x50x5 (mm); 10.Polyurethane foam 150mm.

III. Vách 2 mạn: 11.Tôn vách mạn 10mm; 12. Xương composite 100x50x5(mm); 13. Sườn tàu; 14. Vít Inox sus 304; 15. Tấm composite 5mm; 16. Polyurethane 200mm.

IV. Vách ngang: 17. Tôn vách ngăn 5mm; 18. Polyurethane 100mm; 19.Xương composite 100x50x5(mm); 20. Tấm composite dày 5mm. 

2. Lựa chọn vật liệu, vật tư

a) Vật liệu composite: Composite được đúc thành tấm có chiều dày ≥5mm bề mặt phủ Gelcoat dày 1mm với yêu cầu các thông số kỹ thuật:

– Nhựa nền: Nhựa chịu bền hóa

– Vật liệu cốt: Sợi thủy tinh bền hóa

– Tính đàn hồi: Đàn hồi tốt

– Độ bền nén trung bình: 3.512kg/cm²

– Độ bền uốn trung bình: 1.236kg/^cm2

– Độ bền kéo trung bình: 1.650kg/cm²

– Độ ăn mòn trong NaCL 10% với 48h: Không phát hiện.

– Độ ăn mòn trong NaOH 10% với 48h: 0,04gam/m²

– Độ ăn mòn trong HCL 10% với 48h: 0,02gam/m²

Bề mặt phủ lớp Gelcoat dày 1mm tạo độ bóng, và đảm bảo an toàn vệ sinh thực phẩm, vì sản phẩm được bảo quản sẽ tiếp xúc trực tiếp với bề mặt Gelcoat này.

b) Vật liệu polyurethan: Chiều dày Polyurethane foam (PU FOAM)

Hầm bảo quản lạnh (nhiệt độ bảo quản > – 30 độ C) độ dày Pu foam 12 -20cm trung bình 15cm. Hầm cấp đông nhiệt độ cấp đông < -30 độ C chiều dày Pu foam ≥ 20cm. Yêu cầu thông số kỹ thuật của vật liệu PU FOAM như sau:

– Tỉ trọng: 50- 65kg/m³

– Khả năng chịu nhiệt: – 60 độ C đến 80 độ C

– Hệ số dẫn nhiệt: 0,019 – 0,023 W/m.k

– Tính thấm nước: < 3%

Tùy theo nghề khai thác và thời gian chuyến biển, cán bộ thiết kế sẽ lựa chọn vật liệu CPF có tỷ trọng và độ dày phù hợp.

c) Xương chịu lực của hầm: Xương chịu lực của các tấm composite làm bằng thanh composite hình hộp chữ nhật có kích thước 50 x 50 x5 (mm) chiều dài theo bản vẽ thiết kế của hầm tàu.

d) Đinh vít: Dùng đinh vít Inox sus 304 chiều dài 30-40mm, đường kính 3mm để cố định tấm composite với khung xương.

e) Chấu thép: Chấu thép là phần kết nối giữa khung xương composite với vỏ tàu bằng thép rộng 50 x 5(mm) chiều dài theo bản vẽ thiết kế.

3. Chuẩn bị thi công

– Đưa tàu lên đà, nơi có vị trí thông thoáng, có nhiều nắng mặt trời. Có thể  thi công tàu ở dưới nước nhưng đảm bảo nơi neo đậu tàu phải thuận lợi để vận chuyển vật tư thi công cũng như máy móc thiết bị.

– Chuẩn bị hệ thống che, đậy khu vực thi công để đảm bảo không bị ngấm nước mưa, sóng biển, bụi bẩn,…

– Chuẩn bị mặt bằng thi công, hệ thống cấp điện, máy móc thiết bị đầy đủ.

– Chuẩn bị vật tư hóa chất theo đúng thiết kế.

– Chuẩn bị hệ thống thông gió tốt để đảm bảo đầy đủ dưỡng khí cho công nhân thi công.

– Kiểm tra và đảm bảo độ kín nước tuyệt đối của toàn bộ thân vỏ tàu.

– Vệ sinh sạch sẽ mặt trong của vỏ tàu nơi tiếp xúc với PU FOAM. Tàu vỏ thép phải đánh sạch rỉ và sơn 2 lớp sơn chống rỉ trước khi phun polyurethane.

4. Thi công hầm bảo quản sản phẩm sử dụng vật liệu CPF

a) Việc thi công hầm bảo quản phải đúng theo bản vẽ thiết kế.

Thi công lần lượt các chi tiết từ thân vỏ tàu đến lớp bề mặt hầm bảo quản theo thứ tự các bước như sau:

Bước 1: Ghép xương tàu: Từ mặt trong của vỏ tàu theo bản vẽ thiết kế, tiến hành hàn các chấu sắt (tàu vỏ thép), bắt các chấu sắt vào khung xương tàu (tàu vỏ gỗ, vỏ composite).

Bước 2: Lắp ráp khung xương chịu lực: Sau khi lắp ráp xong các chấu sắt, tiến hành lắp ráp các khung xương chịu lực composite chữ hộp (50x50x5mm).

Bước 3: Thi công vách cách nhiệt CPF: Lắp ghép tấm composite dày khoảng 5mm phủ lên toàn bộ hệ thống khung xương chịu lực. Các mạch ghép tấm composite phải được dán kín bằng nhựa và sợi thủy tinh để đảm bảo độ kín nước tuyệt đối.

Chằng chống các vách hầm tránh bị biến dạng: Để đảm bảo trong quá trình thi công sự giãn nở của polyurethane không làm biến dạng vách hầm ta phải gia cố chịu lực cho vách hầm bằng ván cốt pha và cọc chống.

Bước 4: Phun Pu foam: Tạo hỗn hợp Polyol và Isocyanate bằng máy phun chuyên dụng với nguyên lý va đâp thủy lực giữa 2 dòng chất lỏng mục đích tăng độ tiếp xúc giữa 2 chất Polyol và Isocyanate từ đó tăng độ phản ứng giữa hai chất lên trên 98% mới đạt yêu cầu, nhiệt độ của hóa chất khi thi công phải đạt từ 28-350C, Tỷ lệ phối trộn giữa 2 chất đảm bảo Polyol và Isocyanate là 1:1,15 (kg). Phải phun đầy Pu foam trong toàn bộ không gian vách cách nhiệt.

Bước 5: Tháo dỡ cốt pha và vệ sinh hầm bảo quản: Sau khi thi công xong khoảng 8 giờ chúng ta có thể tháo ván cốt pha cọc chống và dọn vệ sinh sạch sẽ hầm.

b) Kiểm tra độ kín nước và cách nhiệt

b.1. Sau thời gian kết thúc thi công khoảng 24 giờ, bơm đầy nước vào hầm để kiểm tra độ kín nước của hầm bảo quản. Nếu hầm bị rò rỉ phải xác định chỗ bị rò và khắc phục ngay. Nguyên nhân có thể:

– Thiếu PU FOAM: phải bơm bổ sung;

– Mạch nối tấm composite không đảm bảo kín nước: phải mài kỹ chỗ hở và dán bổ sung nhựa và sợi thủy tinh vào chỗ bị hở.

b.2. Sau khi đã kiểm tra lại độ kín một lần nữa, phủ Gelcoat lên phần dán bổ sung.

b.3. Kiểm tra độ cách nhiệt của hầm: Sau khi thử kín nước của hầm chúng ta tiến hành thử cách nhiệt cho hầm có thể bằng nước đá hoặc bằng máy lạnh:

– Thử bằng nước đá: đo độ tiêu hao của nước đá với thời gian từ 10-30 ngày.

– Thử bằng máy lạnh: Sau khi hạ nhiệt độ của hầm bảo quản xuống một nhiệt độ nhất định, tắt máy lạnh để sau thời gian 6 giờ xem nhiệt độ phòng tăng lên bao nhiêu.

– Lỗi thường gặp:

+ Pu foam không điền đầy vách cách nhiệt: Tiến hành khoan lỗ và phun bổ sung.

+ Vách hầm bảo quản có chứa nước dẫn đến chất Polyol bị hòa tan trong nước từ đó phản ứng giữa 2 chất bị thay đổi tỷ lệ và chất pufoam bị hỏng: Trường hợp này bắt buộc phải tháo bỏ hầm thi công lại từ đầu.

+ Hai chất polyol và Isocyanate phối trộn sai tỷ lệ cũng làm hỏng chất foam được tao ra, nếu chất foam bị mềm hoặc giòn: cả hai trường hợp này bắt buộc phải tháo bỏ hầm và thi công lại từ đầu.

5. Vận hành, duy tu và bảo dưỡng:

– Tránh những va đập mạnh lên bề mặt CPF ở đáy hầm hoặc xung quanh vách hầm làm vỡ kết cấu của Pu Foam gây thấm nước giảm khả năng cách nhiệt theo thời gian. Vì vậy khi xếp các khay sản phẩm vào hầm, yêu cầu làm nhẹ nhàng và các khay cần ken kín nhau tránh bị xô dẩy khi sóng to gió lớn.

– Hạn chế dùng nhiệt độ vượt quá 80 độ C với vật liệu CPF để tránh biến dạng và giảm khả năng cách nhiệt.

– Vật liệu composite, CPF có độ bền cao, khó phân hủy trong môi trường tự nhiên. Vì vậy, chất thải trong quá trình thi công, thay thế phải được thu gom, vận chuyển, xử lý đúng theo quy định của pháp luật.

6. Qui trình kỹ thuật bảo quản sản phẩm

a) Phân loại sản phẩm

Cá sau khi đánh bắt được phân loại theo theo yêu cầu của thị trường tiêu thụ

– Cá xuất khẩu

– Mực ống

– Các loại cá khác

b) Làm sạch sản phẩm

Dùng nước biển để rửa sạch sản phẩm trước khi xếp vào các khay bảo quản. Với những loại cá có kích thước lớn cần được làm lạnh nhanh bằng thùng nước biển lạnh với nhiệt độ trong khoảng từ 0 – 0,5 độ C, thời gian ngâm thông thường từ 1-3 giờ tùy theo kích thước cá lớn bé khác nhau.

c) Cho cá vào khay

Để tránh cá bị dập nát khi xếp trong hầm bảo quản thì cá sau khi được làm sạch và làm lạnh nhanh được xếp vào các khay nhựa theo từng chủng loại cá.

d) Xếp khay cá vào hầm bảo quản

Trước khi xếp các khay cá vào hầm, rải lớp đá lạnh dày 20cm dưới đáy hầm sau đó ta lần lượt xếp các khay cá vào hầm. Sau một lớp khay, rải một lớp đá phía trên nắp các khay với chiều dày từ 10 – 15cm. Trên cùng phủ một lớp đá dày khoảng 20cm. Tỷ lệ ướp cá bằng nước đá là 1,5 đá : 1 cá.

đ) Kiểm tra sản phẩm: Kiểm tra sản phẩm hàng ngày nếu thấy thiếu đá phải bổ sung thêm để đảm bảo đủ độ lạnh bảo quản trong hầm.

e) Bốc sản phẩm ra khỏi hầm bảo quản và vệ sinh sạch sẽ hầm bằng nước ngọt hoặc bằng nước biển, chùi cọ sạch sẽ những sản phẩm còn dính ở bề mặt composite để hầm sạch sẽ, đảm bảo vệ sinh an toàn thực phẩm.

(Theo TT Khuyến nông Quốc gia)