Tiểu Luận - Công Nghệ Lạnh Thực Phẩm - Đề Tài - Tiết Kiệm Năng Lượng Trong Hệ Thống Lạnh.pdf

PowerPoint Presentation ĐỀ TÀI TIẾT KIỆM NĂNG LƯỢNG TRONG HỆ THỐNG LẠNH CÔNG NGHỆ LẠNH THỰC PHẨM NỘI DUNG 01 02 03 Các thông số đánh giá hệ thống máy lạnh Chương 2 Giới thiệu hệ thống máy lạnh Chương[.]

ĐỀ TÀI: TIẾT KIỆM NĂNG LƯỢNG TRONG HỆ THỐNG LẠNH

CÔNG NGHỆ LẠNH THỰC PHẨM

CHƯƠNG I

GIỚI THIỆU HỆ THỐNG

MÁY LẠNH

CHƯƠNG I:GIỚI THIỆU HỆ THỐNG MÁY LẠNH

1 Tổng quan về kỹ thuật lạnh

1.1 Lịch sử phát triển ngành lạnh

.

-Từ trước công nguyên con

người đã biết dùng mạch nước

ngầm có nhiệt độ thấp chảy

qua để chứa thực phẩm,giữ

chothực phẩm được lâu hơn

-Người ai cập cổ đại đã biết

dùngquạt cho nước bay hơi ở

cáchộp xốp đế làm mát không

khí cáchđây 2500 năm

Người ấn độ và người trung

quốc cách đây 2000 năm đã

biết trộn muối với nước hoặc

với nước đá để tạo nhiệt độ

thấp hơn

-Kỹ thuật lạnh hiện đại phát triểnkhi giáosư Black tìm ra ẩn nhiệthoáhơi và ẩn nhiệt nóng chẩy vào(1761-1764)

-Sự hoá lỏng khí CO2 (1780) do Clouet và Mongetiến hành

- Thế kỷ thứ 19,Faraday đã hoálỏng được hàng loạt các chất khínhư: H2S ; CO2 ; C2H2 ; NH3 ; O

2 ; N2 ; HCL

- Tacob Perkins phát minh ra máylạnh nén hơi đầu tiên với đầy đủcácthiết bị hiện đại gồm có máynén, dànngưng, dàn bay hơi, vàvan tiết lưu

-Sản xuất và ứng dụng Freon ở

Mỹ vào năm 1930

- kỹ thuật lạnh ngày càng được

mở rộng Người ta đang tiếndần nhiệt độ không tuyệt đối

- Côngsuất lạnh của máy cũngđược mở rộng

- Hiệu suất máy tăng lên đáng

kể, chi phí vật tư và chi phíchomột đơn vị lạnh giam

- xuống Tuổi thọ và độ tin cậytăng lên Mức độ tự đông hóacủa các hệ thống lạnh và cácmáy lạnh tăng lên rõ rệt

Những thiết bị tự động hóa hoànbằng điện tử và vi điện tử thaythế

cho cácthiết bị thao tác bằng tay

CHƯƠNG I:GIỚI THIỆU HỆ THỐNG MÁY LẠNH

trong nền kinh tế quốc

dân cũng như trong khoa

học kỹ thuật quan trọng

như :

CHƯƠNG I:GIỚI THIỆU HỆ THỐNG MÁY LẠNH

sản phẩm đông lạnh 2.1 Tác dụng của việc bảo quản lạnh

Bảo quản thực phẩm là quá trình bảo vệ và hạn chế những biến đổi về chất lượng và hình thức của thực

phẩm trong khi chờ đợi đưa đi sử dụng

Thực phẩm sau khi thu hoạch về chế biến được bảo quản ở nhiệt độ thấp cùng với chế độ thông gió và

độ ẩm thích hợp trong kho lạnh, sẽ giữ tươi lâu thêm một thời gian nữa do:

Ở nhiệt độ thấp các phản ứng sinh hoá trong nguyên

liệu giảm xuống.làm ức chế các hoạt động về sinh lý

của vi khuẩn cũng như nấm men và các enzyme trong

chết chúng

CHƯƠNG I:GIỚI THIỆU HỆ THỐNG MÁY LẠNH

Những quá trình sống và thối rửa diễn ra

nhanh hơn do nhiệt độ cao và kìm hãm c

hậm lại do nhiệt độ thấp.

Biến đổi của thực phẩm tăng nhanh ở nhiệt độ 40đến50oC vìở nhiệt độ này rất thíchhợp cho hoạt hoá của men phân gi

ải (enzim) của bản thân thực phẩm và vi sinh vật

Ở nhiệt độ thấp các phản ứng hoá sinhtrongthực phẩm bị ức chế Trong phạm

vi nhiệt độ bìnhthường cứ giảm 10oC thìtốc độ phảnứng giảm

xuống 1/2 đến 1/3 lần

Cấu trúc tế bào bị co rút

Độ nhớt dịch tế bào tăng

Sự khuyếch tán nước và các chất tan của tế bào giảm

Hoạt tính của enzim có trong

tế bào giảm

2.2 Tác dụng của nhiệt độ thấp đối với thực phẩm

CHƯƠNG I:GIỚI THIỆU HỆ THỐNG MÁY LẠNH

2.2 Tác dụng của nhiệt độ thấp đối với thực phẩm

* Ảnh hưởng của lạnh đối với vi sinh vật.

Ở nhiệt độ -10oC hầu hết ngừng hoạt

động ngoài trừ các loài Mucor, Rhizop

us, Penicellium Để ngăn ngừa mốc

phải duy trì nhiệt độ dưới -15oC

Vì vậy để bảo quản thực phẩm lâu dài cần duy trì

nhiệt độ kho lạnh ít nhất -18oC.

CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU HỆ THỐNG MÁY LẠNH

2.2 Tác dụng của nhiệt độ thấp đối với thực phẩm

Hầu hết thực phẩm, nông sản đều thích hợp đối với phươ

CHƯƠNG I:GIỚI THIỆU HỆ THỐNG MÁY LẠNH

3 Tổng quan về kho lạnh bảo quản.

Kho bảo quản thực phẩm chế biến như: thịt, hải sản, đồ hộp,

Kho bảo quản nông sản thực phẩm hoa quả.

Bảo quản các sản phẩm y tế, dược liệu

Các dạng mặt

hàng bảo quản

Kho bảo quản sữa.

Kho bảo quản và lên men bia.

Bảo quản các sản phẩm khác.

1

2 3

CHƯƠNG I:GIỚI THIỆU HỆ THỐNG MÁY LẠNH

3.1 Kho lạnh bảo quản

Cần phải tiêu chuẩn

hoá các kho lạnh.

Cần phải đáp ứng các yêu cầu khắt khe của sản phẩm xuất khẩu.

Cần có khả năng cơ giới hoá cao trong các khâu bốc dỡ sắp xếp hàng

Có giá trị kinh tế:

vốn đầu tư nhỏ, có thể sử dụng máy và thiết bị trong nước,

.

Một số yêu cầu cơ bản khi thiết kế kho lạnh

Modern PowerPoint Presentation designed

3.2 Phân loại kho lạnh bảo quản

Theo công

dụng

Kho lạnh sơ bộ Kho chế biến

Kho phân phối, trung chuyển

Kho thương nghiệp

Kho vận tải Kho sinh hoạt

Modern PowerPoint Presentation designed

3.2 Phân loại kho lạnh bảo quản

CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU HỆ THỐNG MÁY LẠNH

Kích thước kho lạnh phụ thuộc chủ yếu vào dung tích chứa hàng của nó Do đặc điểm về khả năng chất tải cho mỗi loại thực phẩm khác nhau nên thường quy dung tích ra tấn thịt (MT – Meat Tons)

Theo kích

thước

Theo đặc điểm cách nhiệt

Kho xây

Kho panel

CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU HỆ THỐNG MÁY LẠNH

Kết đông 2 phaThực phẩm nóng đầu tiên được làm lạnh từ 370C xuống khoảng

40C sau đó đưa vào thiết bị kết đông để nhiệt độ tâm khối thực phẩm đạt -80C.

CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU HỆ THỐNG MÁY LẠNH

4.1 Sơ đồ nguyên lý hệ thống máy đá cây

Trên hình là sơ đồ nguyên lý của Hử thống lạnh máy đá cây đư

ợc sử dụng phổ biến nhất hiện nay Hệ thống có các thiết Bị chínhsau:

1 Máy nén: Máy nén 1 cấp, sử dụng môi chất NH3hoặc R22.

2 Bình chứa cao áp

3 Dànngưng: Có thể sử dụng dàn ngưng tụ bay hơi, bình ngư

ng, dàn ngưng tụ kiểu tưới và có thể sử dụng dàn ngưng không khí

CHƯƠNG I:GIỚI THIỆU HỆ THỐNG MÁY LẠNH

4.1 Sơ đồ nguyên lý hệ thống máy đá cây

Ưu điểm:

- Vì có dạng khối lớn nên có khả năng tích trữ lâu,

rất tiện lớn cho việc vận chuyển đi xa và dùng bảo

quản thực phẩm lâu ngày.

- Dễ dàng chế tạo, các thiết bị của hệ thống có

thể chế tạo trong nước, không đòi hỏi phải có

thiết bị đặc biệt.

Nhược điểm:

- Chi phí vận hành lớn: Chi phí nhân công vận hành, vào nước, ra đá, vận chuyển đá, xay đá, chi phí điện năng (mô tơ khuấy, cẩu đá, máy xay đá)

- Chi phí đầu tư lớn: Bể đá, cẩu đá, bể nhúng nước, bàn lật, hệ thống cấp vào nước khuôn đá, k

ho bảo quản đá, máy xay đá vv

- Thời gian làm đá lâu nên không chủ động sản xuất và chế biến.

- Khi xuất đá thì đá ra hàng loạt nên cần kho bảo quản.

- Không bảo đảm vệ sinh: Bể muối và khâu xay đá.

- Tổn thất nhiệt lớn

CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU HỆ THỐNG MÁY LẠNH

4.2 Sơ đồ nguyên lý hệ thống máy đá vảy

CHƯƠNG I:GIỚI THIỆU HỆ THỐNG MÁY LẠNH

Ưu điểm:

- Chi phí đầu tư khá nhỏ giá thành khá thấp so vớ

i máy đá cây.

- Chi phí vận hành nhỏ: Chi phí vận hành bao gồm

chi phí nhân công, điện và nước Do hệ thống má

y đá vảy rất đơn giản, ít trang thiết bị hơn máy đá

cây rất nhiều nên chi phí vận hành cũng thấp.

- Thời gian làm đá ngắn, thường sau khoảng chưa

đầy 1 giờ đã có thể có đá sử dụng.

- Đảm bảo vệ sinh và chủ động trong sản xuất Cá

c khâu sản xuất và bảo quản đá điều được tiến hà

nh rất đảm bảo yêu cầu vệ sinh, nên chất lượng đ

- Cối tạo đá vảy là thiết bị khó chế tạo, giá tương đối cao.

- Phạm vi sử dụng: chủ yếu dùng bảo quản thực phẩm trong dây chuyền công nghệ tại các xí nghiệp chế biến thực phẩm.

CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU HỆ THỐNG MÁY LẠNH

4.3 Các phương pháp và thiết bị kết đông thực phẩm

Làm đông thực

phẩm trong khô

ng khí lạnh

Làm đông bằng hổn hợp đá và muối

Làm đông tiếp xúc

Làm đông cực nhanh

Làm đông bằng nước muối lạnh

áctấm lắc kim loại bêntrongrỗng để cho môichất lạnh chảy qua, t

o= -40đến -45oC

- Phương pháp làmđông tiếp xúc thường được áp dụng cho các loại sản phẩm dạng khố

i (block)

Thực phẩm được di chuyển trên các băng chuyền và được phun làm lạnh bằng nitơ lỏng có nh iệt độ bay hơi rất thấ

p -196oC =>thời gia

n làm lạnh đông cực nhanh từ 5đến 10 phút Hiện nay các nước phát triển ứng dụng rộng rãi phươn

g pháp này.

-Khi chomuối vàonước đá thì tạo nênhỗn hợp có khả nănglàm lạnh Tuỳ thuộcvào tỷ lệ muối pha

màđạt được các hổnhợp nhiệt độ khácnhau

- Ưu điểm đơn giản

dễ thực hiện

- N hược điểm nhiệt

độ hỗn hợp tạo rakhông caocỡ -12oC

- Ngâm trong nước muối

Cá được xếp vào giỏ lưới rồi nh úng vào bể nước muối được là

m lạnh bởi giàn bốc hơi amôniă

c Nước muối được lưu động bằ

ng bơm, nhiệt độ -18 o C, thời gia

n làm đông 3 giờ.

- Phun nước muối lạnh

Cá vận chuyển trên băng chuy

ền và được phun nước muối lạn

h -25 o C Khi đã đông lạnh cá đ ược phun nước sạch 20 o C để r

ửa muối bám lên cá, cuối cùn

g cá được phun nước 0 o C để m

ạ băng trước khi chuyển về kho bảo quản.

4.4 Sơ đồ nguyên lý hệ thống kho cấp đông

Bố trí bên trong kho cấp đông

Chú thich

1- Dàn lạnh 2- Quạt dàn lạnh 3- Trần giả 4- Tấm hướng dòng 5- Xe hàng

4.5 Sơ đồ nguyên lý tủ cấp đông cấp

Môi chất NH3

Theo sơ đồ này, môi chất được tiết lưu vào một bình gọi là bình chống tràn (số 8) Bình chống tràn thực

chất là bình giữ mức – tách lỏng , có 2 nhiệm vụ:

- Chứa dịch ở nhiệt độ thấp

để cấp cho các tấm lắc.

- Tách lỏng môi chất hút về máy nén, tránh không gây ngập lỏng máy nén.

Ư u đ iể m Nh ượ c đ iể m

- Tốc độ môi chất chuyển động bên trong các tấm lắc chậm nên thời gian cấp đông tương đối dài, từ 4- 6h/mẻ

Sơ đồ nguyên lý tủ cấp đông cấp dịch bằng bơm

Hệ Thống Lạnh Tủ Đông Gió

Đặc Điểm

- Cấp dịch: Phương pháp cấp dịch, ngập lỏng từ bình chống tràn

- Xả băng: bằng nước nhờ hệ thống bơm riêng.

- Kiểu cấp đông : đông gió cưỡng bức

- Nhiệt độ sản phẩm vào cấp đông: + 10 đến 12oC

- Nhiệt độ trung bình của sản phẩm sau cấp đông: - 18oC

- Nhiệt độ tâm của sản phẩm sau cấp đông: - 12oC

- Thời gian cấp đông : 1 đến 2 giờ/mẻ (tuỳ theo sản phẩm)

- Sản phẩm cấp đông : Dạng rời của tôm, cá qua chế biến

- Số ngăn cấp đông: 2, 4, 6 hoặc 8 ngăn Mỗi ngăn chứa khoảng

50 hoặc 62,5 kg.

Sơ đồ nguyên lý tủ đông gió

1- Máy nén 2- Tháp giải nhiệt 3- Bình chứa 4-Bình ngưng 5- Bình tách dầu 6- Bình tách lỏng

7 – Bình trống tràn 8- Tủ đông gió 9- Bình thu hồi dầu 10- Bình trung gian 11- Bể nước xả bang 12- Bơm xả bang 13- Bơm giải nhiệt

CHƯƠNG II

CÁC THÔNG SỐ ĐÁNH GIÁ HỆ THỐNG

MÁY LẠNH

Hệ Thống COP

Khái niệm

COP là hệ số hiệu quả năng lượng (Coefficient Of Performance) tương đương với hệ số lạnh ε và cả hệ số nhiệt φ trong các giáo trình kỹ thuật lạnh của Việt nam Để phân biệt hệ số lạnh và hệ số nhiệt của bơm nhiệt người ta dùng thêm kí hiệu chân cooling là lạnh và heating là nhiệt hay sưởi ấm.

Hệ Thống COP

Ý nghĩa

Cho đến nay người ta hay sử dụng hệ số hiệu quả COP xác định trên hiệu quả phân tích cân bằng năng lượng của hệ thống làm chỉ tiêu để đánh giá hiệu quả của một hệ thống lạnh.

COP cho trong các catalog là hệ số hiệu quả khi máy vận hành ở 100% tải COP của một máy lạnh càng cao thì máy tiết kiệm năng lượng càng nhiều

Lưu ý: COP đôi khi còn được kí hiệu là EER (Energy Efficiency Ratio) hoặc CER (Cooling Efficiency Ratio) với đơn vị là Btu/h/W.

PIC và cách tính % tiết kiệm điện năng

PIC (Power input per Capacity - Công suất tiêu thụ trên năng suất lạnh)

Được tính theo biểu thức:

PIC=N/Qo=1/COP

Có thể tính % tiết kiệm điện năng tiêu thụ giữa 2 máy có chỉ số tiêu

thụ điện năng € khác nhau theo biểu thức sau:

€=(PIC1-PIC2)/PIC1

Do PIC = 1/COP nên cũng có thể tính € theo biêu thức:

€=(COP2-COP1)/COP2

PIC và cách tính % tiết kiệm điện năng

HP có COP = 4,27 kW/kW Hỏi máy 8HP tiết kiệm được bao

IPLV ( I ntegrated P art L oad V alue)

là giá trị vận hành non tải tích hợp Có thể gọi IPLV là

hệ số non tải hoặc hệ số tích hợp.

- IPLV được tính như sau:

IPLV=0,01A+0,42B+0,45C+0,12D, kW/kW hoặc RT/kW

trong đó A,B,C,D là COP ở 100%, 75%, 50% và 25% tải

- Người ta còn tính IPLV theo chỉ số điện tiêu thụ PIC (Power Input per Cap acity) đơn vị kW điện tiêu tốn /kW năng suất lạnh (hoặc kW/RT)

Hiệu suất exergy đánh giá mức độ

Chú ý tới chất lượng của năng lượng nhiệt là điều không thể thiếu khi đánh giá so sánh, nghiên cứu cải tiến nâng cao hiệu quả các hệ thống nhiệt-lạnh Nó còn giúp cho chúng ta tránh được những sai lầm hay gặp trước đây là không để ý tới các tổn thất không thuận nghịch của các quá trình thực như dùng máy lạnh để hạ nhiệt độ ở mọi phạm vi nhiệt độ, dùng máy nén khí để tách ẩm không khí khí quyển,…

Chú ý tới nguyên lý II nhiệt động chúng ta cũng tránh được những nhầm lẫn như so sánh COP của máy lạnh không ở cùng phạm vi nhiệt độ, coi tỷ số giữa hệ số lạnh của chu trình thường và của chu trình Carnot là hiệu suất exergy (thực ra đây chỉ là một hệ số chỉ mức độ không thuận nghịch của chu trình – một hiệu suất nhiệt động chứ không phải một kiểu hiệu suất năng lượng)

Một số thông số đánh giá khác

Ngoài ra hệ thống lạnh còn được đánh giá dựa trên các thông số như :

- Độ ổn định của hệ thống trong quá trình vận hành

- Sự hợp lý của các bộ phận chính trong hệ thống lạnh như: máy

nén, dàn bay hơi, dàn ngưng, van tiết lưu phải đồng bộ với nhau

- Tiết kiệm năng lượng : sử dụng được cả nguồn nóng và nguồn

lạnh

- Khả năng đáp ứng của hệ thống lạnh với yêu cầu và đối tượng

cần làm lạnh

CHƯƠNG III

GIẢI PHÁP VÀ VÍ DỤ MINH HỌA TRONG TIẾT KIỆM NĂNG LƯỢNG HỆ THỐNG MÁY LẠNH

- Hệ thống làm mát và đông lạnh là một trong những hệ thống quan

trọng nhất đối với một số ngành và doanh nghiệp như chế biến thực

phẩm, tòa nhà, khách sạn, siêu thị, dược phẩ m…

làm thế nào để giảm thiểu được chị phí điện

năng tiêu thụ cho hệ thống làm mát và đông

lạnh

- Tiêu thụ rất nhiều năng lượng chủ yếu là điện năng , có thể

chiếm đến 30-70% tổng lượng điện tiêu thụ của doanh nghiệp.

Tầm quan trọng của tiết kiệm năng lượng cho

hệ thống máy lạnh

Lắp đặt hệ thống thiết bị lạnh mới có hiệu suất cao

Lắp đặt các thiết bị bảo ôn chất lượng để tránh

Tại cửa kho đông, kho mát

thì nên làm rèm trong suốt

để khi mở cửa lấy sản

phẩm thì nhiệt cũng bớt

thất thoát đồng thời cũng

ngăn ngừa côn trùng xâm

nhập vào trong kho.

06

Một số giải pháp

Đối với các bể đông, dàn mát tại siêu thị

để trưng bày hàng hóa là các thiết bị hoạt động liên tục và thường xuyên Tại đây thì nhiệt bị thất thoát nhiệt rất nhiệt vì đây vừa là để bảo quản hàng hóa vừa là để trưng bày hàng hóa

Vì vậy khi siêu thị đóng cửa thì phải

kéo hết các tấm chắn lại để tránh bị

thất thoát nhiệt và tiết kiệm điện

năng cho thiết bị

07

Mời cô và các bạn theo dõi video

Một giải pháp tiết kiệm năng lượng cho kho lạnh