LỜI NÓI ĐẦU Trong những năm qua, ngành kỹ thuật lạnh nước ta đã được ứng dụng rất mạnh mẽ trong các ngành như: Sinh học, hoá chất, công nghiệp dệt, thuốc lá, bia, rượu, điện tử, tin học
TỔNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆU TÔM
Đặc điểm
Tôm là loài động vật giáp xác thuộc bộ giáp xác mười chân, sống chủ yếu dưới nước và là nguồn thực phẩm giàu protein cho con người Các loại tôm bao gồm cả tôm biển như tôm hùm, tôm sú, tôm đồng sống ở nước ngọt, và tôm càng xanh sống ở vùng nước lợ Nhiều loại tôm thủy hải sản có giá trị thương mại cao, đóng vai trò quan trọng trong ngành thủy sản và ẩm thực Việt Nam.
Tôm có toàn bộ cơ thể được bảo vệ bằng lớp vỏ kitin cứng, đặc biệt phần vỏ ở đầu ngực gọi là vỏ giáp hay mai (carapace), thường dày và cứng hơn các phần khác Vỏ giáp có chức năng bảo vệ các bộ phận quan trọng như mang và các cơ quan nội tạng của tôm Phần bụng của tôm chủ yếu chứa cơ thịt và là phần thực phẩm phổ biến trong ẩm thực cho con người.
Tôm là nguồn cung cấp canxi chủ yếu từ thịt, chân và càng, rất có lợi cho sự phát triển của xương, đặc biệt ở trẻ em Ngoài ra, tôm chứa nhiều axit béo omega như EPA và DHA, mang lại lợi ích cho não bộ và giúp tăng cường phát triển thị giác ở trẻ sơ sinh Theo chuyên gia dinh dưỡng Maggie Michalczyk, việc bổ sung tôm vào chế độ ăn hàng ngày rất quan trọng cho phụ nữ mang thai, đang cho con bú và người trong độ tuổi sinh sản Mặc dù vỏ tôm chứa ít dưỡng chất hơn, nhưng cũng đủ để cung cấp sắt và canxi cần thiết cho trẻ thiếu hụt những khoáng chất này.
Khi tiếp xúc với nhiệt độ cao, tôm chuyển sang màu đỏ do trong vỏ chứa nhiều loại sắc tố, đặc biệt là carotenoid gọi là astaxanthin, tạo màu đỏ cam cho tôm Trong tự nhiên, astaxanthin không thể hiện rõ vì bị bao bọc bởi các chuỗi protein như beta-crustacyanin, khiến tôm có màu xanh đen khi còn sống Khi nhiệt độ tăng, các protein này bị biến tính, làm lộ rõ màu đỏ cam của astaxanthin Chính vì vậy, việc bảo quản tôm lạnh trong quá trình vận chuyển và phân phối là cực kỳ quan trọng để giữ nguyên màu sắc và tính thẩm mỹ của sản phẩm trước khi chế biến hoặc xuất khẩu.
Tôm là loại hải sản sống dưới nước dễ dàng bị vi sinh vật và enzyme trong cơ thể hoạt động, gây hư hỏng nguyên liệu sau khi đánh bắt Vì vậy, bảo quản tôm bằng phương pháp làm lạnh đông là cần thiết để ngăn chặn sự phát triển của vi khuẩn, giữ tươi ngon và an toàn cho thực phẩm.
6 của vi sinh vật, ức chế các enzyme hoạt động, tránh gây hư hỏng và kéo dài thời gian bảo quản hơn.
Sản lượng
Việt Nam có hơn 600.000 ha diện tích nuôi tôm, chủ yếu gồm hai loài là tôm sú và tôm trắng Trong đó, tôm sú là loài nuôi truyền thống của Việt Nam và đứng đầu thế giới về sản lượng, đạt khoảng 300.000 tấn mỗi năm Tôm trắng bắt đầu được nuôi từ năm 2008 và ngày càng mở rộng trên khắp các tỉnh trong nước Các vùng nuôi tôm chính tập trung tại Đồng bằng sông Cửu Long, đặc biệt là các tỉnh như Cà Mau, Bạc Liêu, Sóc Trăng, Bến Tre và Kiên Giang, nơi có diện tích nuôi tôm lớn nhất.
Ngành tôm đóng vai trò quan trọng trong xuất khẩu thủy sản Việt Nam, góp phần chiếm 40-45% tổng giá trị xuất khẩu với giá trị từ 3,5 đến 4 tỷ USD mỗi năm Việt Nam hiện xuất khẩu tôm đến 100 quốc gia, trong đó các thị trường lớn nhất gồm Châu Âu, Hoa Kỳ, Nhật Bản, Trung Quốc và Hàn Quốc Nhờ những nỗ lực không ngừng, Việt Nam đã trở thành nước cung cấp tôm lớn thứ hai thế giới, chiếm 13-14% thị phần xuất khẩu tôm toàn cầu.
Việt Nam có lợi thế lớn trong việc phát triển ngành tôm, đặc biệt tại đồng bằng sông Cửu Long, nơi chiếm đến 95% sản lượng tôm quốc gia Khu vực này còn là trung tâm của ngành chế biến tôm với khoảng 200 nhà máy được Ủy ban Châu Âu phê duyệt, thực hiện các cuộc kiểm tra thực địa định kỳ ngay tại Việt Nam để đảm bảo tiêu chuẩn an toàn và chất lượng sản phẩm.
Phân loại
Ở Việt Nam, có nhiều loại tôm phân bố rộng rãi như tôm sú, tôm càng xanh, tôm hùm, tôm đất và tôm thẻ Trong số đó, có bốn loại tôm được nuôi, chế biến và xuất khẩu phổ biến nhất, nổi bật nhất là tôm sú – loại tôm chiếm vị trí quan trọng trong ngành thủy sản Việt Nam.
Tôm sú (Penaeus monodon) là loài tôm biển có giá trị kinh tế cao, được nuôi phổ biến tại hơn 22 quốc gia trên thế giới Tại Việt Nam, nghề nuôi tôm sú phát triển mạnh mẽ từ Bắc vào Nam, với diện tích nuôi đạt hơn 600.000 ha và sản lượng hàng năm trên 300.000 tấn Việc nuôi tôm sú mang lại nguồn thu nhập lớn cho người dân và đóng góp quan trọng vào ngành thủy sản quốc gia.
Nghề nuôi tôm sú hiện đang đối mặt với nhiều thách thức và xu hướng giảm rõ rệt do không chủ động được nguồn tôm bố mẹ từ tự nhiên, gây ảnh hưởng đến năng suất và hiệu quả Các dịch bệnh tràn lan và gây chết hàng loạt tôm sú cũng là một trong những nguyên nhân chính khiến ngành nuôi tôm gặp khó khăn Trong khi đó, tôm thẻ chân trắng đang nổi lên như một lựa chọn thay thế phù hợp, cung cấp nguồn nguyên liệu ổn định và ít gặp phải các vấn đề về dịch bệnh hơn.
Tôm thẻ chân trắng (Penaeus vannamei) lần đầu xuất hiện ở Florida, Mỹ vào năm 1973 và sau đó được các nhà khoa học nuôi thử nghiệm để phục vụ nghiên cứu Trên thế giới, loại tôm này được nuôi phổ biến ở các nước Nam Mỹ và Nam Trung Mỹ Từ những thập niên 1980, TTCT đã được thử nghiệm và thành công trong ngành nuôi trồng tại Trung Quốc và Đài Loan, nhưng đến năm 1996 mới bắt đầu được sản xuất đại trà Tôm thẻ chân trắng chính thức nhập vào Việt Nam từ năm 2001, mở đầu cho sự phát triển mạnh mẽ của nghề nuôi tôm thẻ tại Việt Nam, chiếm lĩnh một phần lớn thị trường xuất khẩu.
Hình 1.2 Tôm thẻ chân trắng
Loài tôm này không cần thức ăn chứa nhiều protein như tôm sú, và chúng lớn rất nhanh trong giai đoạn đầu, với tốc độ tăng trưởng khoảng 3 gram mỗi tuần tại Hawaii khi mật độ 100 con/m2 Sau khi đạt 20 gram, tốc độ lớn của tôm giảm còn khoảng 1 gram mỗi tuần, và tôm cái thường lớn nhanh hơn tôm đực Đặc trưng của loại tôm này là khả năng kháng bệnh cao, chịu đựng tốt các thay đổi của điều kiện môi trường nuôi, và có thể nuôi với mật độ từ 50 đến 100 con/m2 để đạt hiệu quả tối ưu.
Tôm càng xanh (Macrobrachium rosenbergii), còn gọi là tôm lớn nước ngọt hoặc tôm Malaysia theo cách gọi của người Âu - Mỹ, là một loài tôm nước ngọt có nguồn gốc từ vùng Thái Bình Dương - Ấn Độ Dương và Bắc Australia Loài này ngày càng trở thành một đối tượng nuôi trồng quan trọng nhờ vào giá trị thương mại cao và giá trị dinh dưỡng vượt trội, trở thành nguồn thực phẩm có lợi cho sức khỏe Tôm càng xanh (Macrobrachium rosenbergii) cùng các loài thuộc chi Macrobrachium là những loài tôm quan trọng trong ngành thủy sản nhờ khả năng cung cấp nguồn dinh dưỡng phong phú và tiềm năng kinh tế lớn.
Loài này được xem là một loại động vật thân giáp nước ngọt, nhưng giai đoạn ấu trùng của nó lại phụ thuộc vào độ lợ của nước Khi phát triển thành sinh vật phù du và trưởng thành, chúng hoàn toàn sống trong môi trường nước ngọt sạch và trong lành.
Nghiên cứu sản xuất giống tôm càng xanh tại Việt Nam bắt đầu từ những năm 1980 và đã phát triển nhanh chóng kể từ năm 1999 Hiện nay, ngoài khai thác tự nhiên, tôm càng xanh trở thành đối tượng nuôi phổ biến trên khắp cả nước, đặc biệt là khu vực Đồng bằng Sông Cửu Long (ĐBSCL) Các hình thức nuôi tôm càng xanh chủ yếu bao gồm nuôi tôm trong mô hình nuôi thâm canh, nuôi trong mương vườn, nuôi đăng quầng, nuôi trong hệ thống ao, nuôi xen canh trong ruộng lúa và nuôi trong các ao nuôi chuyên dụng, góp phần thúc đẩy ngành nuôi trồng thủy sản tại Việt Nam phát triển bền vững.
Tôm hùm (Panulirus spp) thuộc họ Palinuridae, là loài tôm có giá trị kinh tế cao, phổ biến tại Việt Nam Ở Việt Nam, tôm hùm phân bố tự nhiên và được nuôi nhiều ở các tỉnh ven biển miền Trung như Phú Yên, Bình Định, Khánh Hòa Mùa khai thác tôm hùm chủ yếu từ tháng 11 năm trước đến tháng 4, 5 năm sau, phù hợp với chu kỳ sinh trưởng của loài Việt Nam có 7 loài tôm hùm gồm tôm hùm bông, tôm hùm đá, tôm hùm sỏi, tôm hùm đỏ, tôm hùm ma, tôm hùm sen và tôm hùm bùn, trong đó tôm hùm bông có kích thước lớn nhất, tăng trưởng nhanh nhất và mang lại giá trị cao nhất.
Tôm hùm là loài ăn tạp, sinh sống trong môi trường nước sạch, có hang hốc, san hô, chất đáy ở tầng đáy và độ mặn cao trên 30%, với nhiệt độ ổn định từ 22 đến 32℃ Chúng chủ yếu ăn cá, giáp xác và nhuyễn thể, phù hợp với việc nuôi thương phẩm Quá trình lớn lên của tôm hùm diễn ra qua chu kỳ lột xác dài hơn so với các loài tôm khác, khiến tốc độ phát triển chậm lại Tôm hùm nuôi trong lồng cần từ 18 tháng trở lên mới đạt trọng lượng thương phẩm, khoảng 1kg trở lên.
Nghề nuôi tôm hùm có hiệu quả kinh tế cao, nhưng đối mặt với thách thức lớn nhất là chưa thể sản xuất giống nhân tạo, buộc người nuôi phải dựa vào nguồn giống khai thác từ tự nhiên Tuy nhiên, nguồn giống tự nhiên hiện nay ngày càng khan hiếm, không đáp ứng đủ nhu cầu nuôi trồng Ngoài ra, các dịch bệnh như bệnh sữa cùng với giá thức ăn tăng cao, thời gian nuôi kéo dài, là những rủi ro chính ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu quả và bền vững của nghề nuôi tôm hùm.
Giá trị dinh dưỡng của tôm
Trong 100g phần ăn được của tôm cung cấp:
Bảng 1.1 Bảng thành phần giá trị dinh dưỡng của tôm
Tôm là nguồn thực phẩm giàu vitamin, khoáng chất và protein, giúp hỗ trợ sức khỏe tổng thể Nhờ chứa axit béo omega-3 và chất chống oxy hóa astaxanthin, tôm có khả năng thúc đẩy sức khỏe tim mạch và não bộ Mặc dù có hàm lượng cholesterol cao, nhưng tôm không gây tác dụng tiêu cực đến sức khỏe tim mạch đối với hầu hết mọi người Tuy nhiên, cần tiêu thụ tôm đúng cách và tránh ăn khi dị ứng để giảm thiểu các rủi ro sức khỏe.
CHẾ ĐỘ VÀ PHƯƠNG PHÁP BẢO QUẢN SẢN PHẨM
Lựa chọn địa điểm đặt kho
Kho lạnh được thiết kế, lắp đặt tại Khu công nghiệp Hải Yên, Móng Cái, Quảng Ninh
2.1.1 Vị trí địa lý, khí hậu
Thành phố Móng Cái, nằm ở phía đông bắc tỉnh Quảng Ninh, có vị trí chiến lược quan trọng trong khu vực Phía đông và đông nam của thành phố giáp với huyện Cô Tô và vịnh Bắc Bộ, tạo điều kiện thuận lợi cho phát triển du lịch và thương mại hàng hải Phía tây và tây bắc của Móng Cái tiếp giáp huyện Hải Hà, trong khi phía đông bắc là ranh giới với huyện Đông Hưng thuộc địa cấp thị Phòng Thành Cảng, tỉnh Quảng Tây, Trung Quốc, mở ra cơ hội hợp tác thương mại song phương.
Thành phố Móng Cái tọa lạc ở vị trí chiến lược, cách thủ đô Hà Nội 316 km về phía đông bắc, giúp kết nối giao thương khu vực miền Bắc Nằm cách thành phố Uông Bí 193 km về phía bắc, Móng Cái trở thành trung tâm quan trọng trong vùng Ngoài ra, thành phố còn gần các trung tâm lớn như Hạ Long với khoảng cách 160 km và Cẩm Phả chỉ cách 123 km về phía bắc, tạo điều kiện thuận lợi cho phát triển kinh tế và du lịch.
Móng Cái có khí hậu nhiệt đới gió mùa, chịu ảnh hưởng của biển, khiến thời tiết nóng ẩm và nhiều mưa Nhiệt độ trung bình hàng năm đạt khoảng 22°C, tháng 8 là tháng nóng nhất với nhiệt độ trung bình cao là 32°C, trong khi tháng 1 là tháng lạnh nhất với nhiệt độ thấp nhất khoảng 13°C, tạo điều kiện thuận lợi cho cây trồng sinh trưởng Lượng mưa trung bình hàng năm khoảng 2.751mm, phân bố không đều, chủ yếu tập trung vào các tháng 6, 7, 8, và độ ẩm không khí trung bình khá cao, đạt khoảng 84%.
2.1.2 Cơ sở hạ tầng kỹ thuật
- Mặt bằng xây dựng: Mặt bằng các lô đất được san nền theo tiêu chuẩn quy định, đảm bảo cho việc xây dựng nhà máy
Hệ thống giao thông nội bộ chiếm 14% tổng diện tích khuôn viên, được xây dựng hoàn chỉnh và bố trí hợp lý để đảm bảo thuận tiện di chuyển Trong đó, đường trung tâm rộng 43m, các đường chính có 2 làn xe rộng 33m, và các đường nhánh có chiều rộng từ 20m đến 27m, phù hợp với nhu cầu vận chuyển lớn Dọc theo các tuyến đường, vỉa hè rộng từ 6 đến 8m tạo không gian thoáng đãng, đồng thời là nơi đặt các hành lang kỹ thuật ngầm gồm điện, cấp thoát nước và thông tin, đảm bảo hệ thống hạ tầng kỹ thuật hoạt động hiệu quả.
Hệ thống cấp điện tại khu công nghiệp Hải Yên được kết nối với lưới điện quốc gia qua trạm biến áp 110/22 KV, có công suất 2x16MVA, đảm bảo nguồn cung ổn định và đáng tin cậy đến từng hàng rào của các nhà đầu tư Hệ thống truyền tải điện được bố trí dọc theo các lô đất, giúp cung cấp điện đầy đủ cho mọi hoạt động của doanh nghiệp trong khu công nghiệp Nhà đầu tư có thể linh hoạt lựa chọn sử dụng điện trung thế hoặc hạ thế phù hợp với nhu cầu sản xuất và kinh doanh của mình.
- Hệ thống cấp thoát nước: Nước phục vụ sản xuất cho Khu công nghiệp
Hải Yên sử dụng nguồn nước từ hồ chứa Tràng Vinh để cung cấp nước sạch qua trạm xử lý công suất 6.500 m³/ngày, đảm bảo nguồn nước đầy đủ cho sản xuất và sinh hoạt của các doanh nghiệp trong khu công nghiệp Hệ thống bể chứa lớn và mạng lưới cấp nước đến chân tường rào khu đất giúp đáp ứng mọi nhu cầu về nước Nước thải công nghiệp của từng nhà máy được xử lý cục bộ đạt tiêu chuẩn trước khi đổ vào hệ thống xử lý nước thải chung của khu công nghiệp Quá trình xử lý nước thải bằng phương pháp vi sinh, sau đó nước được để lắng tại các hồ điều hòa để loại bỏ bùn và tạp chất có hại, đảm bảo bảo vệ môi trường và tuân thủ quy định.
Hệ thống xử lý rác thải công nghiệp đảm bảo thu gom và phân loại chất thải rắn từ các nhà máy, xí nghiệp một cách hiệu quả Quá trình này giúp giảm tải lượng rác thải không xử lý được, đồng thời chuẩn bị nguyên liệu chất thải để chuyển về bãi thải Khu công nghiệp Việc xử lý rác thải đúng quy trình không chỉ bảo vệ môi trường mà còn nâng cao hiệu quả vận hành của các khu công nghiệp.
Khu công nghiệp Hải Yên xây dựng hệ thống thông tin liên lạc hiện đại đạt tiêu chuẩn quốc tế, đảm bảo nhanh chóng và đầy đủ mọi nhu cầu về dịch vụ liên lạc trong và ngoài nước Ngoài ra, khu công nghiệp còn phát triển hệ thống công nghệ thông tin tiên tiến để phục vụ đa dạng dịch vụ truyền thông như dữ liệu, internet, điện thoại IP và hội nghị video, tạo điều kiện thuận lợi cho doanh nghiệp liên lạc và hoạt động.
- Trung tâm điều hành: Nằm ngay lối vào khu công nghiệp, là trụ sở của
Xí nghiệp Quản lý vận hành Khu công nghiệp phối hợp cùng Ban Quản lý các Khu công nghiệp, Chi cục Hải quan và Chi cục Thuế Quảng Ninh để hỗ trợ doanh nghiệp hoạt động hiệu quả ngay tại khu công nghiệp Các hoạt động này nhằm tạo điều kiện thuận lợi cho doanh nghiệp trong việc thực hiện thủ tục hải quan, thuế và quản lý vận hành, góp phần thúc đẩy phát triển kinh tế địa phương và nâng cao năng lực cạnh tranh của các doanh nghiệp trong khu công nghiệp Quảng Ninh.
- Chiếu sáng: Toàn bộ các tuyến đường nội bộ Khu công nghiệp đều được trang bị hệ thống đèn cao áp chiếu sáng bố trí dọc theo tuyến đường
- An ninh: Cụm an ninh Khu công nghiệp Hải Yên bao gồm lực lượng
Công an các cấp tỉnh, huyện, xã phối hợp chặt chẽ với lực lượng bảo vệ của các doanh nghiệp để đảm bảo an ninh, trật tự trong khu công nghiệp Ngoài ra, khu công nghiệp còn trang bị các bốt gác và đội tuần tra an ninh hoạt động 24/24 giờ nhằm đảm bảo an toàn, phòng chống tội phạm, nâng cao ý thức an ninh trong cộng đồng doanh nghiệp và các công nhân.
Công tác phòng cháy chữa cháy (PCCC) trong khu công nghiệp được đặc biệt quan tâm với hệ thống trang thiết bị cứu hoả hiện đại, bố trí theo chỉ dẫn của công an PCCC tỉnh để đảm bảo an toàn tuyệt đối Mỗi nhà đầu tư chủ động trang bị hệ thống PCCC trong khu vực văn phòng và nhà xưởng, nâng cao khả năng phòng ngừa và xử lý sự cố Lực lượng cứu hoả được huấn luyện bài bản và có phương án phối hợp nhịp nhàng giữa các đơn vị, tăng cường hiệu quả công tác chữa cháy khi cần thiết.
- Môi trường: Nhằm đảm bảo môi trường trong sạch, xung quanh KCN có trên 35300m 2 dành để trồng cây xanh tập trung, kết hợp với cây xanh dọc
13 theo các tuyến đường giao thông tạo nên môi trường không khí trong lành
Chế độ bảo quản
- Sản phẩm: Tôm đông lạnh
- Nhiệt độ kho bảo quản lạnh đông: -20°C
- Môi chất sử dụng trong hệ thống: NH 3 (R717)
Dựa trên Bảng 1-1 trong Hướng dẫn thiết kế hệ thống lạnh của Nguyễn Đức Lợi, nhiệt độ trung bình hàng năm và độ ẩm của các địa phương đóng vai trò quan trọng trong việc tính toán hệ thống lạnh phù hợp Các thông số về nhiệt độ trung bình hàng năm và độ ẩm giúp xác định các điều kiện khí hậu cụ thể, từ đó tối ưu hóa hiệu suất vận hành của hệ thống Việc nắm bắt chính xác các giá trị này đảm bảo lựa chọn thiết bị lạnh phù hợp, nâng cao hiệu quả làm lạnh và tiết kiệm năng lượng cho các công trình xây dựng và sản xuất.
Mùa hè Mùa đông Mùa hè Mùa đông Móng Cái,
Theo TCVN 4088:1985 về Số liệu khí hậu dùng trong thiết kế xây dựng: tmax = 39°C.
Phương pháp làm lạnh
Để bảo quản tôm hiệu quả, ta sử dụng phương pháp làm lạnh bằng cách tiết lưu không sinh ngoại công theo hiệu ứng Joule-Thomson, bằng cách cho dòng môi chất đi qua ống có tiết diện bị thu hẹp đột ngột Phương pháp này tác dụng hạ nhiệt độ môi trường bằng cách hóa hơi (chuyển pha) môi chất lỏng ở nhiệt độ thấp với áp suất tương ứng Sau quá trình tiết lưu, entanpy của môi chất được giữ nguyên không đổi, giúp giảm nhiệt độ và bảo quản tôm tươi lâu hơn.
Quy trình chế biến tôm đông lạnh
2.4.1 Tiếp nhận, bảo quản và vận chuyển tôm nguyên liệu
Để đảm bảo chất lượng cao cho sản phẩm tôm sau khi đánh bắt, tôm phải được bảo quản lạnh ngay lập tức bằng phòng lạnh, nước lạnh hoặc nước đá với tỷ lệ đá/tôm là 0,5/1 Việc giữ tôm ở nhiệt độ thấp hơn (trên nhiệt độ đóng băng của dịch bào) sẽ bảo vệ chất lượng tốt hơn Thời gian bảo quản phụ thuộc vào nhiệt độ, thường ở khoảng 0,5°C để tránh lượng nước trong tôm đóng băng, đặc biệt là khi nhiệt độ thấp hơn -1°C.
Sau khi đánh bắt, tôm được cho vào sọt tre, thùng nhựa hoặc thùng thép không gỉ, với khối lượng khoảng 50kg (bao gồm đá), phù hợp cho hai người khiêng tùy theo phương tiện và thời gian vận chuyển Đá dùng để bảo quản tôm nên được xay nhỏ nhất có thể, xếp xen kẽ lớp đá và lớp tôm trong thùng, với các lớp đáy và trên cùng phủ một lớp đá Trong quá trình vận chuyển, cần thường xuyên kiểm tra tình trạng tôm, nếu phát hiện tôm ươn thối, phải tiêu thụ ngay lập tức và không được đưa về nhà máy để đảm bảo chất lượng sản phẩm.
Nhà máy cần xây dựng khu tiếp nhận tôm riêng biệt với nền xi măng đảm bảo vệ sinh, có hệ thống rãnh thoát nước thuận tiện Khu vực này cần được thường xuyên vệ sinh bằng nước sát trùng Clarine với nồng độ 50ppm trước và sau khi tiếp nhận tôm để đảm bảo an toàn và phòng ngừa ô nhiễm.
Nguyên liệu sau khi tiếp nhận sẽ được chuyển đến thùng rửa bằng thép không gỉ để đảm bảo vệ sinh an toàn thực phẩm Thùng rửa có sức chứa từ 50-500kg, tùy thuộc vào phương pháp bốc dỡ bằng cơ khí hoặc thủ công Thùng được đặt trong bể nước lưu động, sử dụng nước đá để làm lạnh và giữ nguyên chất lượng sản phẩm trong quá trình vận chuyển Rác bẩn sẽ nổi lên mặt nước và dễ dàng được loại bỏ để đảm bảo nguyên liệu sạch sẽ trước khi đưa vào quy trình chế biến.
Trong quá trình rửa tôm, cần thực hiện nhanh để tránh tình trạng nhiệt độ bị tăng cao do lượng đá không đủ để kiểm soát nhiệt độ phù hợp Để đảm bảo an toàn và chất lượng tôm, nên lắp đặt các thiết bị làm lạnh nước xung quanh và đáy bể rửa nhằm ổn định nhiệt độ của nước, giúp quá trình rửa diễn ra hiệu quả và giữ được độ tươi ngon của tôm.
- Mục đích: nhằm loại bỏ những con tôm không đủ tiêu chuẩn để chế biến
+ Tiến hành nhanh trên mặt bàn bằng théo không gỉ hoặc bằng gạch men Bàn có độ dốc về giữa không có nước đọng
Thực hiện quy trình phân loại tôm theo từng đợt ngắn để đảm bảo chất lượng và hiệu quả làm việc Trong quá trình này, chỉ nên để trước mặt công nhân từ 1 đến 2 kg tôm và 3 rổ để phân loại tôm nguyên con, tôm vặt đầu và tôm bóc, giúp nâng cao năng suất và đảm bảo an toàn vệ sinh thực phẩm.
Sau khi cân xong, tôm được đưa đi nhúng trong bể nước đá để giữ freshness Tôm sau khi phân loại và cân phải nhanh chóng ướp đá để đảm bảo vệ sinh và chất lượng sản phẩm Nếu chưa kịp chế biến, tôm cần được bảo quản tại kho ở nhiệt độ 6°C để duy trì độ tươi ngon và an toàn thực phẩm.
Công việc vặt đầu tôm được thực hiện trong phân xưởng thoáng mát, đảm bảo điều kiện làm việc lý tưởng Trong khí hậu Việt Nam, các công đoạn vặt đầu tôm và quy trình tiếp theo được tiến hành trong phòng điều hòa có nhiệt độ từ 15-20°C, giúp giữ chất lượng sản phẩm và nâng cao hiệu quả sản xuất.
Để vặt đầu tôm nhanh chóng và hiệu quả, bạn nên giữ tôm trong lòng bàn tay, dùng lực của ngón cái và ngón trỏ để loại bỏ đầu tôm khỏi thân, tạo thành mép thịt phẳng và đảm bảo kỹ thuật Tránh vặt đầu tôm bằng cả hai tay bằng cách bẻ cong hoặc kéo đứt vì như vậy sẽ làm mép thịt bị xướt, giảm năng suất Sau khi loại bỏ đầu tôm, nên chuyển ngay đầu tôm vào thùng chứa và thùng này cần được thay hoặc rửa ít nhất một lần mỗi giờ để đảm bảo vệ sinh và chất lượng sản phẩm.
Tôm bóc vỏ bỏ gân thường được sử dụng cho các loại tôm có chất lượng thấp hơn so với tôm còn vặt đầu Vỏ tôm thể hiện rõ mức độ tươi sống và nguyên vẹn của con tôm, do đó việc bóc vỏ là cần thiết để phục hồi chất lượng sản phẩm Ngoài ra, trên lưng tôm có một đường gân chạy dài từ đầu đến đuôi, cần phải lấy gân này ra trước khi tiến hành đông lạnh để đảm bảo chất lượng và vệ sinh an toàn thực phẩm.
Việc bóc vỏ và bỏ gân tôm cần thực hiện nhanh chóng để tránh vi sinh vật xâm nhập Quá trình này thường dùng tay để giã chặt, giữ mép vỏ và lột sạch vỏ, rút gân, thậm chí dùng dao nhọn để lấy ruột khi gân ăn sâu vào thịt tôm Sau khi bóc vỏ, tôm trở thành môi trường thuận lợi cho sự phát triển của vi sinh vật, do đó công nhân thực hiện công đoạn này phải kiểm tra vệ sinh chặt chẽ Quá trình bóc vỏ được tiến hành trên các mặt bàn bằng thép không gỉ, gạch tráng men hoặc nhựa chuyên dụng để đảm bảo vệ sinh an toàn thực phẩm.
Tôm sau khi bóc vỏ phải được đưa vào thùng nhựa hoặc thép không gỉ có chất sát tùng clorein 30ppm
- Khuôn là những hộp kim loại chuyên dụng, tuỳ theo yêu cầu của khách hàng Hiện nay thông dụng nhất là loại 2kg Khuôn được chế tạo bằng
Các khuôn làm từ thép không gỉ cứng giúp cố định khối tôm trong quá trình làm lạnh đông và ra khuôn Mặt trong của khuôn cần phải nhẵn bóng để đảm bảo mặt ngoài của khối tôm luôn đẹp và mịn màng Trước khi sử dụng, khuôn phải được làm sạch kỹ bằng nước khử trùng chứa Clorein 20ppm để đảm bảo vệ sinh Việc xếp tôm vào khuôn có thể thực hiện theo ba phương pháp: xếp thành lớp, xếp xen kẽ hoặc đổ lẫn lộn để phù hợp với quy trình chế biến.
Xếp từng lớp là phương pháp thường được áp dụng cho các loại tôm cỡ lớn, từ cỡ 50 trở lên Quy trình này gồm việc xếp từng con tôm vào khuôn ở tư thế nằm nghiêng, đầu hướng ra ngoài và đuôi hướng vào giữa khuôn, nhằm đảm bảo sự đều đặn và giữ nguyên hình dạng tôm trong quá trình chế biến Phương pháp xếp lớp giúp nâng cao chất lượng sản phẩm, đồng thời tối ưu hóa quy trình đóng gói và bảo quản tôm lớn.
Phương pháp xếp xen kẽ thích hợp cho tôm cỡ trung bình (khoảng 50-120 con/kg), giúp đảm bảo quá trình bảo quản tối ưu Trong phương pháp này, tôm được xếp cẩn thận theo lớp ở đáy, lớp trên mặt và lớp bao quanh, giống như cách xếp từng lớp để giữ cố định Ở giữa các lớp tôm, có thể đổ lẫn lần lượt các lớp để tạo sự chắc chắn và đều đặn trong quá trình bảo quản.
+ Đối với tôm có cỡ số 120 trở lên thường cho vào khuôn theo phương thức đỗ lẫn lẫn lộn
TÍNH DUNG TÍCH KHO LẠNH VÀ THIẾT KẾ MẶT BẰNG
Dung tích kho lạnh
Dung tích kho lạnh là thông số quan trọng để xác định khả năng chứa hàng của kho, giúp người quản lý lên kế hoạch lưu trữ hiệu quả Đây là lượng hàng lớn nhất có thể bảo quản đồng thời trong kho, tính bằng tấn hàng Việc tính toán dung tích kho lạnh dựa trên công thức cụ thể, đảm bảo đáp ứng nhu cầu lưu trữ và tối ưu hóa diện tích kho Hiểu rõ dung tích kho lạnh giúp đảm bảo quá trình bảo quản hàng hóa diễn ra an toàn và hiệu quả, phù hợp với quy mô và loại hàng hóa cần lưu trữ.
E : dung tích kho lạnh (tấn)
Trong quá trình thiết kế kho lạnh, thể tích kho lạnh (V) được xác định dựa trên định mức chất tải (g_v) Đối với sản phẩm tôm sú, theo bảng 2.4 trong giáo trình Hướng dẫn tính toán thiết kế kho lạnh, ta chọn giá trị g_v = 0,45 tấn/m³ để đảm bảo tính chính xác và tối ưu trong quá trình bảo quản.
Diện tích chất tải hữu ích
Diện tích kho tính tại đây là tổng diện tích lý thuyết của các buồng bảo quản, không bao gồm phần diện tích đường đi và các phòng có chức năng đặc biệt khác Diện tích này được xác định dựa trên công thức cụ thể nhằm đảm bảo tính chính xác và hiệu quả trong quản lý kho hàng Việc tính toán diện tích kho hợp lý giúp tối ưu hóa không gian lưu trữ và nâng cao hiệu quả hoạt động của hệ thống kho.
F: Diện tích chất tải lạnh (m 2 ) h: Chiều cao của chất tải (m 2 )
Chọn kho lạnh một tầng cao 3,6m và chiều cao chất tải lạnh là h = 2m
Kiểm tra tải trọng cho phép của nền
g F ≥ g v h Với g F là định mức chất tải theo diện tích (t/m 2 ) g v h = 0,45 ∙ 2 = 0,9 (t/m 2 )
Với tải trọng nền này, panel sàn đủ điều kiện chịu lực nén, vì độ chịu nén của panel tiêu chuẩn dao động từ 0,2 đến 0,29 MPa Phụ tải nhỏ hơn phụ tải cho phép, đảm bảo giá trị này thỏa mãn các yêu cầu kỹ thuật và an toàn.
Xác định diện tích xây dựng thực tế buồng lạnh
Diện tích kho thực tế đã được tính toán để bao gồm không gian trống cần thiết cho hoạt động sắp xếp, bốc dỡ hàng hóa và vận chuyển hàng ra ngoài Ngoài ra, diện tích này còn đảm bảo đủ không gian để kho bảo quản hàng hóa một cách an toàn và hiệu quả Việc xác định diện tích thực tế của kho giúp tối ưu hóa quy trình lưu trữ, nâng cao khả năng vận hành và tiết kiệm chi phí.
Ta xác định được diện tích thực tế của kho theo công thức:
F 1 : Diện tích lạnh cần xây dựng (m 2 ) β F : Hệ số sử dụng diện tích các buồng chứa Theo bảng số liệu hệ số sử dụng diện tích ta có:
TT Diện tích buồng lạnh (m 2 ) T
Chọn vật liệu và xác định số lượng buồng lạnh cần xây dựng
Loại panel Panel PU Panel EPS
- Là những tấm cách nhiệt với lõi cách nhiệt polyurethan dày từ 50 ÷
- Hai mặt bọc tole mạ màu hoặc inox dày 0,45 mm ÷ 0,5 mm
- Được cấu thành bởi lõi polystyrene
- Bao bọc bằng thép colorbond dày 0.6mm Ưu điểm
- Độ bền cao hơn EPS, cách âm cách nhiệt tốt
- Lắp đặt nhanh, chắc chắn, dễ tháo rời khi cần
- Cách nhiệt cực tốt cho những công trình yêu cầu cao
- Chịu lực chịu nhiệt tốt, cách âm cách nhiệt tốt
- Lắp đặt nhanh, tiết kiệm thời gian thi công
- Giá thành rẻ, chi phí bảo dưỡng thấp Ứng dụng
Tủ cấp đông, kho lạnh, kho mát và phòng sạch là giải pháp lý tưởng cho các nhà máy sản xuất điện tử, chế biến thực phẩm và thủy hải sản Việc sử dụng các loại tủ này giúp bảo quản hàng hóa một cách an toàn và hiệu quả, đảm bảo duy trì chất lượng sản phẩm trong quá trình sản xuất và lưu trữ Các ứng dụng này phù hợp để lắp đặt trong các ngành công nghiệp yêu cầu kiểm soát nhiệt độ nghiêm ngặt, góp phần nâng cao năng suất và đảm bảo tiêu chuẩn vệ sinh.
Chúng tôi chuyên cung cấp dịch vụ làm kho lạnh, hầm đông để phục vụ ngành chế biến nông hải sản và thực phẩm, đảm bảo giữ kín nguồn nguyên liệu tươi ngon Ngoài ra, chúng tôi còn thi công các tấm trần trong hệ thống siêu thị, giúp kiểm soát nhiệt độ và nâng cao hiệu quả bày bán sản phẩm Dịch vụ lắp nền trong các công trình xây dựng, thi công nhà tạm và nhà nghỉ cũng là thế mạnh của chúng tôi, mang đến giải pháp toàn diện cho khách hàng trong nhiều lĩnh vực.
Do yêu cầu của kho bảo quản thực phẩm rất cao cần vật liệu cách nhiệt rất tốt và bền nên ta chọn Panel PU
Chọn vật liệu xây dựng là panel PU cách nhiệt có kích thước 8 x 0,9m
Chiều dày cách nhiệt theo tiêu chuẩn nhiệt độ là 100mm với phòng bảo quản lạnh đông nhiệt độ -18℃
TT Ứng dụng Nhiệt độ ( o C) Chiều dày (mm)
1 Điều hòa không khí trong công nghiệp 20 50
100 Tường ngăn kho lạnh sâu -25
Chiều dài tối đa của panel thường là 12m, chính vì vậy chúng tôi chọn chiều dài 8m để phù hợp Đối với chiều rộng tiêu chuẩn, phần lớn được sản xuất theo các bội số của 0,3m như 0,3m; 0,9m; 1,2m, do đó chúng tôi lựa chọn chiều rộng 0,9m để tối ưu hóa sản phẩm.
Kích thước 1 tấm panel là: 8 x 0.9 = 7.2 m 2
Chọn kích thước buồng bảo quản tiêu chuẩn là 9 x 8 x 3,6 (m) (dài x rộng x cao) Diện tích buồng bảo quản tiêu chuẩn là: f = 9.8 = 72 m 2
3.5.2 Xác định số buồng cần xây
Chọn viện tích buồng tiêu chuẩn là 72m 2 , từ đó ta sẽ tìm được số lượng buồng cần xây dựa vào diện tích thực tế đã tính ở trên
- Số buồng bảo quản sản phẩm lạnh đông
Buồng bảo quản đông kích thước 9 x 8= 72 m 2
Suy ra số buồng bảo quản sản phẩm là:
Tổng diện tích thực tế kho lạnh F 2 = 72.6 = 432 (m 2 )
- Dung tích thực tế của buồng bảo quản lạnh đông là
Bố trí mặt bằng kho lạnh
- Hành lang giữa 6 buồng là 6m
- Buồng bảo quản sản phẩm lạnh đông gồm: 6 phòng, mỗi phòng 9m x 8m
Ta dùng tất cả 86 tấm cho tường bao, 60 tấm cho mái Tổng cộng ta dùng hết 146 tấm panel 0.9m x 8m có chiều dày 100mm cho buồng lạnh đông
3.6.1 Cách thi công lắp ghép panel
- B3: Cố định panel bằng vít
Cách lắp đặt tấm cách nhiệt
- Tấm cách nhiệt kho lạnh được lắp đặt trên các con lươn thông gió Các con lươn này được đổ bê tông hoặc xây gạch thẻ Cao khoảng 100 -
Với độ dốc 2% về hai phía, các con lươn đảm bảo thoát nước hiệu quả, giảm nguy cơ đọng nước trên sàn tấm cách nhiệt Đồng thời, chiều rộng 200 mm giúp đảm bảo khả năng thông gió tốt, tránh hiện tượng đóng băng gây hỏng tấm cách nhiệt, nâng cao độ bền và hiệu suất cách nhiệt của hệ thống.
- Các tấm cách nhiệt được liên kết với nhau bằng Camlock được gắn sẵn trong tấm cách nhiệt nên ghép rất nhanh vừa sát và chắc chắn
Tấm cách nhiệt trần thường được đặt lên các tấm cách nhiệt tường đối diện nhau để đảm bảo hiệu quả cách nhiệt cao Trong các công trình có kho lớn, cần thiết phải sử dụng khung treo đỡ để cố định tấm cách nhiệt, nhằm tránh hiện tượng võng hoặc xệ Việc lắp đặt đúng kỹ thuật giúp tăng tuổi thọ và hiệu quả của hệ thống cách nhiệt, góp phần nâng cao năng lượng và sự thoải mái cho không gian.
Sau khi lắp đặt xong các khe hở giữa các tấm cách nhiệt được làm kín bằng Silicon, áp suất trong kho thường xuyên biến động do sự thay đổi nhiệt độ Để duy trì cân bằng áp suất giữa bên trong và bên ngoài kho, người ta lắp đặt các van thông áp trên vách panel cách nhiệt Nếu không có van thông áp, sự thay đổi áp suất sẽ gây khó khăn trong việc mở cửa hoặc khiến cửa tự động mở ra khi áp suất quá lớn.
Để giảm tổn thất nhiệt khi mở cửa, lắp đặt quạt chắn gió ngay tại cửa ra vào là giải pháp hiệu quả Ngoài ra, do thời gian xuất nhập hàng kéo dài, nên thiết kế cửa nhỏ kích thước 600 mm x 600 mm để vào và ra hàng nhằm hạn chế thất thoát nhiệt Tránh ra vào hàng qua cửa lớn để giảm thiểu tổn thất nhiệt và duy trì hiệu quả cách nhiệt của không gian.
- Tại cửa kho lạnh có trang bị bộ chốt cửa chống nhốt người bên trong, còi báo động và điện trở sấy cửa để tránh đóng băng cửa
Nền của kho được xây bằng bê tông ở phía dưới có các hầm rỗng Nền được xây với các lớp sau:
Hệ số dẫn nhiệt (W/mK)
Hệ số truyền nhiệt tiêu chuẩn của nền là k n = 0,21 W/m 2 K
Hệ số dẫn nhiệt của mặt ngoài tường là 23,3 W/mK, hệ số dẫn nhiệt của mặt trong buồng lạnh là 9 W/mK
Hệ số truyền nhiệt thực tế là: k tt = 1 1
Khi nước trong đất đóng băng, thể tích của nước đá lớn hơn thể tích của nước nên gây phồng nền Để khắc phục hiện tượng này, người ta lắp đặt lỗ thông gió ở dưới nền và xây dựng kho lạnh trên các con lươn Các con lươn được làm bằng bê tông hoặc gạch thẻ cao khoảng 200 mm, đảm bảo hệ thống thông gió tốt và khoảng cách tối đa giữa các con lươn là 400 mm.
Khi bề mặt bên ngoài của tường bao hoặc panel bị đọng sương, độ ẩm dễ dàng xâm nhập và gây hại cho lớp cách nhiệt Để ngăn chặn hiện tượng đọng sương, nhiệt độ của bề mặt tường bao cần phải cao hơn nhiệt độ đọng sương của môi trường, đảm bảo sự khô ráo và bảo vệ cấu trúc tường hiệu quả.
Trong bài viết, ta có công thức xác định hệ số truyền nhiệt thực tế qua tường là k ≤ k s, với k s bằng 0,95 Hệ số truyền nhiệt qua tường khi bề mặt ngoài đọng sương được ký hiệu là k s, còn hệ số tỏa nhiệt của bề mặt ngoài của bao che là α = 23,3 W/m²·K Nhiệt độ trong buồng được đặt là t f, trong khi nhiệt độ môi trường ngoài là t n = 35,2°C Nhiệt độ đọng sương của môi trường là t s = 34°C, được tra theo đồ thị i – d để xác định chính xác Các yếu tố này giúp đánh giá chính xác hệ số truyền nhiệt và hiệu quả cách nhiệt của tường trong điều kiện thực tế.
Ta có k = 0,21 W/m 2 K nên k ≤ k s nên không đọng sương
TÍNH TOÁN NHIỆT KHO LẠNH
Dòng nhiệt tổn thất qua bao che
Nhiệt tổn thất qua cơ cấu bao che gồm nhiệt lượng mất qua tường, trần và bao, do sự chênh lệch nhiệt độ giữa bên ngoài và bên trong phòng lạnh Ngoài ra, còn có nhiệt lượng tổn thất do bức xạ mặt trời ảnh hưởng đến hiệu quả cách nhiệt của buồng lạnh Việc giảm thiểu nhiệt tổn thất qua lớp bao che giúp duy trì nhiệt độ ổn định, tối ưu hóa năng lượng tiêu thụ trong hệ thống lưu trữ lạnh.
Kho lạnh đặt trong nhà máy được bao quanh bởi hệ thống tường bao kiên cố, giúp tránh được tác động của bức xạ mặt trời Nhờ vậy, nhiệt lượng tổn thất do bức xạ mặt trời gần như bằng không, nâng cao hiệu quả cách nhiệt và tiết kiệm năng lượng cho hệ thống làm lạnh.
Nhiệt lượng tổn thất qua tường, trần, bao do sự chênh lệch nhiệt độ giữa ngoài trời và trong phòng lạnh được tính theo công thức cụ thể Đây là yếu tố quan trọng để xác định hiệu quả cách nhiệt và duy trì nhiệt độ lý tưởng trong phòng lạnh Việc tính toán chính xác giúp tối ưu hóa tiêu thụ năng lượng và giảm chi phí vận hành của hệ thống làm lạnh Trong quá trình thiết kế, các nhà kỹ thuật cần áp dụng đúng công thức để đảm bảo an toàn, tiết kiệm và hiệu quả cho hệ thống làm lạnh.
Q : Nhiệt tổn thất qua vách và trần v
Qn : Nhiệt tổn thất qua nền
Do các buồng được đặt trong nhà xưởng nên bỏ qua dòng nhiệt do bức xạ mặt trời
29 k : hệ số truyền nhiệt qua kết cấu bao che , W/m 2 K t 1 = 35,2℃ : nhiệt độ môi trường bên ngoài (đặt tại Móng Cái) t 2 = −18℃
: nhiệt độ kho lạnh : diện tích của bề mặt kết cấu bao che
Bảng 4.1 Diện tích kết cấu bao che từng phần
Nhiệt lượng do sản phẩm tỏa ra
Khối lượng hàng nhập vào kho trung bình mỗi ngày là 280 tấn/ ngày
Nhiệt độ sản phẩm vào lấy trung bình là - 10℃ tra bảng ta được h1 = 33,6 kJ/kg
Nhiệt độ sản phẩm sau khi đưa vào buồng lạnh là -18℃ tra bảng ta được h2
Thời gian hạ nhiệt tính là 24h
24.3600 là hệ số chuyển đổi từ tấn/ngày sang kg/s Đối với kho bảo quản thịt cá: M = 6 − 10% dung tích kho
Các thông số được tra theo bảng sau:
Dòng nhiệt do thông gió buồng lạnh
Theo sách Hướng dẫn thiết kế hệ thống lạnh – Vũ Đức Lợi, Nhà xuất bản
Theo nghiên cứu của Khoa học và Kỹ thuật năm 2005, dòng nhiệt tổn thất do thông gió thường được tính cho các buồng lạnh đặc biệt bảo quản rau quả và các sản phẩm hô hấp, nhằm đảm bảo sự hô hấp tối ưu cho các mặt hàng này Tuy nhiên, trong phạm vi bài tập này, nguyên liệu cần bảo quản là cá, và không thiết kế hệ thống thông gió, do đó dòng nhiệt tổn thất do thông gió của buồng lành là Q3 = 0, giúp đơn giản hóa quá trình tính toán nhiệt lượng thất thoát cho quá trình bảo quản.
Dòng nhiệt do vận hành
4.4.1 Dòng nhiệt do vận hành chiếu sáng
A : nhiệt lượng tỏa ra khi chiếu sáng 1m 2 , đối với buồng bảo quản chọn A = 1,2 W/m 2
4.4.2 Dòng nhiệt do người tỏa ra
350 : nhiệt lượng do một người thải ra khi làm công việc nặng nhọc
(W/người ) n : Số người làm việc Do buồng có diện tích < 200m 2 nên ta chọn số người làm việc là 2 người
4.4.3 Dòng nhiệt khi mở cửa
B : dòng nhiệt khi mở cửa, W/m 2
Do chiều cao buồng lạnh là 3,6m, tra bảng 2.18, ta chọn B= 15 W/m 2
4.4.4 Dòng nhiệt do động cơ điện tỏa ra
N : Công suất của động cơ điện (kW), kho bảo quản lạnh đông nên
Vì diện tích phòng lạnh nhỏ nên chọn N = 8
Vậy dòng nhiệt do vận hành là:
Tổng dòng nhiệt tổn thất vào kho lạnh là:
Công suất lạnh yêu cầu của máy nén
Theo sách Hướng dẫn thiết kế hệ thống lạnh – Vũ Đức Lợi, Nhà xuất bản
Khoa học và Kỹ thuật 2005_trang120 toàn bộ dòng nhiệt qua cấu trúc bao che
Trong quá trình thiết kế hệ thống, dòng nhiệt do sản phẩm toả ra được tính dựa trên tải nhiệt đầy đủ của máy nén Riêng nhiệt tải của quá trình vận hành của máy nén thường chiếm khoảng 50-75% của Q4, và ta chọn mức nhiệt tải của máy nén là 70% của Q4 để đảm bảo hiệu suất tối ưu Từ đó, ta có thể xây dựng bảng tính toán phù hợp nhằm xác định chính xác nhiệt tải của hệ thống.
Máy nén Thiết bị Máy nén Thiết bị
Năng suất lạnh yêu cầu của máy nén:
Q 0 = k × ∑ Q b k : hệ số lạnh kể đến tổn thất trên đường ống và thiết bị của hệ thống lạnh b : hệ số thời gian làm việc
∑ 𝑄 : tổng nhiệt tải của máy nén
Theo sách Hướng dẫn thiết kế hệ thống lạnh –Nguyễn Đức Lợi, Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật 2005_trang120 Ta chọn k = 1,06; b = 0,9
Năng suất lạnh yêu cầu của máy nén là:
TÍNH CHỌN MÁY NÉN VÀ CÁC THIẾT BỊ CHÍNH
Tính toán chọn máy nén
5.1.1 Thông số a) Nhiệt độ không khí bên ngoài
𝑡𝑡𝑏𝑚𝑎𝑥 : Nhiệt độ trung bình tháng nóng nhất đã ghi nhận được theo TCVN
𝑡𝑚𝑎𝑥 : Nhiệt độ cao tuyệt đối đã ghi nhận được theo TCVN b) Nhiệt độ ngưng tụ
Nhiệt độ ngưng tụ (t_k) phụ thuộc vào môi trường làm mát của thiết bị ngưng tụ, ảnh hưởng đến hiệu suất hệ thống lạnh Việc lựa chọn thiết bị ngưng tụ phù hợp là yếu tố quan trọng, trong đó tác nhân làm mát chính là nước từ nguồn nước ngầm được xử lý qua hệ thống xử lý kín, đảm bảo an toàn và hiệu quả trong quá trình làm mát Hệ thống làm mát tuần hoàn khép kín qua tháp giải nhiệt giúp duy trì nhiệt độ ngưng tụ ổn định, tối ưu hóa hiệu suất làm lạnh của toàn hệ thống.
Nhiệt độ ngưng tụ được tính: t k = t w2 + ∆t k , ℃ Trong đó:
𝑡 𝑤2 : nhiệt độ nước ra khỏi bình ngưng, °C
∆𝑡 𝑘 : hiệu nhiệt độ ngưng tụ yêu cầu, chọn ∆tk = 5°C
Chọn thiết bị ngưng tụ là bình ngưng ống vỏ nằm ngang với độ chênh lệch nhiệt độ ∆tw = 5°C, xác định rằng nhiệt độ nước ra khỏi bình ngưng t w2 bằng t w1 cộng thêm 5°C Nhiệt độ nước vào bình ngưng t w1 phụ thuộc vào điều kiện môi trường và thường bằng nhiệt độ môi trường t ư cộng 3 đến 4°C Việc xác định chính xác nhiệt độ nước vào và ra của bình ngưng là yếu tố quan trọng để tối ưu hiệu quả làm việc của hệ thống ngưng tụ, góp phần nâng cao năng suất và tiết kiệm năng lượng.
𝑡 ư : là nhiệt độ bầu ướt, với t = 29,5°C, φ = 84%
Vậy nhiệt độ ngưng tụ tk = 42,5°C c) Nhiệt độ bay hơi
𝑡 o = 𝑡𝑙𝑑 − (7 ÷ 10°𝐶) = (-18) − 10 = −28°𝐶 Trong đó: t 0 : nhiệt độ bay hơi t ld : nhiệt độ của phòng làm lạnh d) Độ quá nhiệt
Ta có: ∆t qn = 3 − 5℃ Chọn ∆t qn = 5℃
Ta có: ∆t ql = 5 − 15℃ Chọn ∆t ql = 5℃
Tra bảng hơi bão hòa và hơi quá nhiệt của NH3 ta được: t 0 = −28℃ → p 0 = 1,315 t k = 42,5℃ → p k = 16,655
1,315 = 12,5 > 9 Chọn chu trình nén 2 cấp
Ta có bảng giá trị các điểm nút như sau: Điểm nút t°C P, bar H, kJ/kg V, m/kg
- Năng suất lạnh riêng q o = h 1′ − h 10 = 1425,38 − 210,64 = 1214,74 kJ/kg
- Năng suất nhiệt riêng q k = m 4 m 1 ∙ (h 4 − h 5 ) = 1,2871 (1645,96 − 374,48) = 1636,5219 kW
- Độ hoàn thiện chu trình ; v = ε T k−T0
Chọn máy nén cho phòng lạnh đông a) Tính toán cấp hạ áp
- Lưu lượng môi chất tuần hoàn ở cấp hạ áp m 1 = Q 0 q 0 = 40,0455
- Thể tích hút thực tế của máy nén hạ áp
Tra bảng tỉ số nén P tg
- Chọn máy nén Π80 có V lt = 0,0433 m 3 /s
Số máy nén: Z ha = V lt ha
- Chọn động cơ điện lắp đặt cho máy nén
+ Tính công nén đoạn nhiệt của cấp hạ áp
- Công nén hữu ích N e = N i + N ms
N ms = V lt P ms = 0,0433.50 = 2,165 kW Chọn P ms = 50, P ms = 49 − 60
N e = 7,6983 + 2,165 = 9,8633 kW Công suất động cơ điện (môi chất NH3 nên dùng máy nén hở)
Do chỉ dùng 1 máy nén nên ta có
Công suất động cơ lắp đặt
N el lắp đặt = 1,1 N el = 1,1.12,2146 = 13,43604 kW
Chọn 1 động cơ IA110-7-2 có công suất hữu ích là 26 kW (tra bảng 7-10
Thông số kỹ thuật một số tổ máy nén ammoniac của CHLB Nga – Hướng dẫn thiết kế kho lạnh của thầy Nguyễn Đức Lợi) b) Tính toán cấp cao áp: m 4 m 1 = 1,375
Chọn máy nén Π628 có V lt = 0,0222 m 3 /s
Số máy nén: Z ca = V lt ca
- Chọn động cơ điện lắp đặt cho máy nén
+ Tính công nén đoạn nhiệt của cấp cao áp
0,7485 = 11,07381(kW) Công nén hữu ích N e = N i + N ms
N ms = V lt P ms = 0,0222.50 = 1,11 kW Chọn P ms = 50, P ms = 49 − 60
Công suất động cơ điện N el = N e η tđ η đc = 12,18381
0,95.0,85 = 15,08832 kW Công suất động cơ lắp đặt
N el lắp đặt = 1,11 N el = 1,11.15,088 = 16,597 kW
Chọn 1 động cơ IA110-7-2 có công suất hữu ích là 26 kW (tra bảng 7-10
Thông số kỹ thuật một số tổ máy nén ammoniac của CHLB Nga – Hướng dẫn thiết kế kho lạnh của thầy Nguyễn Đức Lợi)
5.1.2 Thiết lập chu trình cho phòng làm lạnh
Do dung môi chất NH3 giải nhiệt bằng nước nên t 1′ = t 0 = −28℃ → t 1 = −23℃ t 3′ = t k = 42,5℃ → t 3 = 37,5℃
Năng suất lạnh: q 0 = 1214,74 kJ/kg
Năng suất nhiệt: q k = 1636,5219 kJ/kg
Khối lượng môi chất tuần hoàn là:
Chọn thiết bị ngưng tụ
Thiết bị ngưng tụ có tác dụng để ngưng hơi nén từ máy nén thanh lỏng cao áp trước khi qua van tiết lưu vào dàn bay hơi
Thiết bị ngưng tụ ta chọn là kiểu ống vỏ nằm ngang có nước làm mát tuần hoàn
Tính chọn bình ngưng tụ
- Phụ tải nhiệt của thiết bị ngưng tụ
Hiệu nhiệt độ Δt max = t k − t w1 = 42,5 − 32,5 = 10℃ Δt min = t k − t w2 = 42,5 − 37,5 = 5℃
Hiệu nhiệt độ logarit Δt tb =Δt max − Δt min lnΔt max Δt min
- Với bình ngưng ống vỏ nằm ngang NH3 ta chọn k = 800 W/𝑚 2 𝐾 (với NH3 k từ 800-1000)
Diện tích bề mặt truyền nhiệt F:
Chọn bình ngưng là KTT-20 với diện tích trao đổi nhiệt 20m 2 (Bảng 8-1 Sách
Hướng dẫn thiết kế hệ thống lạnh về bình ngưng ống vỏ nằm ngang amoniac) Đường kính (D) 500 mm
- Lượng nước tiêu tốn để làm mát là
Chọn thiết bị bay hơi
Chọn thiết bị bay hơi kiểu dàn lạnh không khí đối lưu cưỡng bức để làm lạnh trực tiếp không khí mà không cần qua chất tải lạnh Thiết bị này dễ vệ sinh, giúp duy trì hiệu suất hoạt động ổn định Ngoài ra, nó còn giảm thiểu hiện tượng nứt ống do chất lỏng đóng băng, nâng cao độ bền và tuổi thọ của hệ thống làm lạnh.
- Cấu tạo dàn bay hơi
- Nhiệt độ phòng lạnh đông t f = −18℃
- Lấy nhiệt độ vào dàn lạnh là t f1 = −17℃
- Lấy nhiệt độ ra dàn lạnh là t f2 = −19℃
Diện tích bề mặt trao đổi nhiệt của thiết bị bay hơi mỗi phòng là:
Hệ số truyền nhiệt của dàn quạt môi chất NH3 thường dao động trong khoảng từ 35 đến 43 W/m²·K, góp phần nâng cao hiệu quả làm mát Dựa vào bảng 8-13 về thông số kỹ thuật của một số dàn quạt amoniac, chúng tôi đã lựa chọn loại quạt BOΠ-150, phù hợp với các yêu cầu kỹ thuật Diện tích dàn quạt đã tính toán là 100,44941 m², dựa trên các phép tính cụ thể từ các số liệu ban đầu là 40.9,966577 Việc lựa chọn đúng loại quạt phù hợp giúp tối ưu hóa quá trình truyền nhiệt và nâng cao hiệu suất hệ thống làm lạnh.
Diện tích bề mặt : Fd = 150 m 2
Quạt có 2 chiếc đường kính 600mm
Chọn van tiết lưu cho phòng lạnh đông
Van tiết lưu đóng vai trò quan trọng trong hệ thống làm lạnh bằng cách giảm nhiệt độ và áp suất của môi chất chạy qua nó Điều này giúp chuẩn bị môi chất đạt đến mức nhiệt độ và áp suất phù hợp trước khi đi qua dàn bay hơi, tối ưu hóa quá trình làm lạnh Việc kiểm soát chính xác van tiết lưu đảm bảo hiệu quả hoạt động của hệ thống, tiết kiệm năng lượng và duy trì hiệu suất làm việc ổn định.
Ta có các thông số áp suất như sau:
Áp suất ngưng tụ: P k = 16,655 bar
Áp suất bay hơi là : P 0 = 1,315 bar
Tổn thất áp suất chọn: Pt= 2 bar
Hiệu áp suất qua van tiết lưu là
Dựa trên năng suất lạnh Q = 40,04 kW và nhiệt độ sương giá t₀ = -28°C, theo phụ lục K1 trang 380 trong sách "Bài tập tính toán kỹ thuật lạnh" của Nguyễn Đức Lợi, chúng tôi xác định van tiết lưu TEX 12-12 có khả năng hoạt động phù hợp Cụ thể, van này có công suất Q₀ = 42,4 tại áp suất 12 bar và Q₀ = 43,7 tại áp suất 14 bar, đảm bảo hiệu quả làm việc trong hệ thống lạnh.
Dùng phương pháp nội suy ra được 𝑄 0 tại 13,34 bar là:
Vậy Chọn được van tiết lưu TEX 12-12 của hãng Danfoss có năng suất lạnh tải được – 28℃ và áp suất 13,34 bar là khoảng 42,829 kW
CHỌN THIẾT BỊ PHỤ CHO HỆ THỐNG
Bình chứa cao áp
Bình chứa cao áp nằm ngay sau thiết bị ngưng tụ, có nhiệm vụ chứa môi chất lỏng ở áp suất và nhiệt độ cao Nó giúp giải phóng bề mặt trao đổi nhiệt của thiết bị ngưng tụ, từ đó duy trì quá trình cấp lỏng liên tục cho van tiết lưu Việc bố trí bình chứa cao áp tối ưu hóa hiệu suất hệ thống làm lạnh và đảm bảo hoạt động ổn định của thiết bị.
Bình chứa cao áp được đặt ngay dưới bình ngưng và cân bằng áp suất với bình ngưng thông qua các đường cân bằng hơi và lỏng, giúp duy trì áp suất ổn định trong hệ thống Nó đóng vai trò quan trọng trong việc chứa toàn bộ lượng gas khi cần sửa chữa hoặc bảo dưỡng hệ thống, đảm bảo an toàn và hiệu quả hoạt động.
Bình chứa cao áp nằm ngang môi chất NH3 là một hình trụ nằm ngang, được thiết kế để đảm bảo áp suất làm việc là 1,8 Mpa
Bình tách lỏng
- Bình tách lỏng có nhiệm vụ tách các giọt lỏng khỏi luồng hơi hút về máy nén tránh hiện tượng thủy kích gây hư hỏng máy nén
- Vị trí: lắp đặt ngoài gian máy, trên cao trên buồng lạnh
Tháp giải nhiệt
- Nhiệm vụ: là tác nhân làm mát, lấy từ nguồn nước ngầm qua hệ thống xử lý là tuần hoàn khép kín qua tháp giải nhiệt.
Bình chứa dầu
Thiết bị này có tác dụng tránh nguy hiểm khi xả dầu từ các thiết bị có áp suất cao ra ngoài, đảm bảo an toàn cho người vận hành Đồng thời, nó giúp dễ dàng thu hồi dầu từ các thiết bị có áp suất chân không, tối ưu hóa quá trình bảo trì và giảm thiểu rủi ro liên quan đến áp lực.
Bình tách dầu
Vị trí lắp đặt bình chứa: nằm ngay sau đầu đẩy của máy nén và trên cao trong phòng máy để đảm bảo cách ly an toàn và dễ dàng bảo trì Để tránh quá nhiệt, bình nên được đặt ở nơi thoáng gió, giúp giải nhiệt hiệu quả và duy trì hiệu suất hoạt động của hệ thống Việc lắp đặt đúng vị trí không chỉ tối ưu hóa quá trình làm việc của bình chứa mà còn nâng cao độ bền của toàn bộ hệ thống khí nén.
Nhiệm vụ chính của hệ thống là tách dầu cuốn theo hơi nén, ngăn không cho dầu đi vào dàn ngưng và đưa dầu về bình gom nhằm đảm bảo quá trình vận hành liên tục Khi nhiệt độ cuối của quá trình nén vượt quá 120°C, dầu trong bình tách dầu hệ thống NH3 có nguy cơ bị biến chất, do đó cần chuyển dầu về bình gom để xả ra ngoài và hoàn nguyên trước khi nạp lại vào máy nén, đảm bảo chất lượng dầu và hiệu quả hoạt động của hệ thống.
+ Giảm tốc độ dòng hơi
Để thay đổi hướng chuyển động của dòng khí, người dùng có thể bố trí các tấm chặn vuông góc với dòng chảy hoặc sử dụng phương pháp xoắn kiểu cyclone, nhằm mục đích làm mất năng lượng của bụi dầu tích tụ Nhờ đó, bụi dầu sẽ được đẩy xuống đáy bình một cách hiệu quả, giúp giảm thiểu tích tụ và nâng cao hiệu suất hoạt động của hệ thống xử lý.
+ Làm mát hơi nén xuống nhiệt độ thấp bằng ống xoắn ruột gà cho nướng làm mát chảy bên trong
+ Rửa hơi nén lẫn dầu bằng amoniac lỏng.
Bình trung gian
- Bình trung gian có tác dụng chính là làm mát trung gian hoàn toàn hơi trung áp giữa các cấp nén trong hệ thống lạnh nhiều cấp
