Đề tài tính toán thiết kế hệ thống lạnh cấp đông cho phân xưởng chế biến thuỷ sản năng suất 300 tấn thành phẩmngày

Định nghĩa Làm lạnh đông thủy sản là quá trình làm lạnh thủy sản do sự thu nhiệt củahơi môi chất lạnh hay chất tải lạnh để đưa nhiệt độ ban đầu của thủy sản xuống dướiđiểm đóng băng t...

MỤC LỤC

MỤC LỤC i

DANH MỤC BẢNG vii

DANH MỤC HÌNH ix

CHƯƠNG I TỔNG QUAN 1

1.1 TỔNG QUAN VỀ CÔNG TY 1

1.1.1 SỰ HÌNH THÀNH VÀ PHÁT TRIỂN CỦA CÔNG TY 1

1.1.2 CƠ CẤU TỔ CHỨC VÀ QUAN LÝ CỦA CÔNG TY 3

1.1.2.1 Sơ đồ bộ máy tổ chức của công ty TNHH Nam Việt 3

1.2 TỔNG QUAN VỀ KỸ THUẬT LẠNH ĐÔNG 4

1.2.1 ĐỊNH NGHĨA VÀ MỤC ĐÍCH CỦA VIỆC LÀM LẠNH ĐÔNG THỦY SẢN 4

1.2.1.1 Định nghĩa 4

1.2.1.2 Mục đích làm lạnh đông thủy sản 4

1.2.2 CƠ SỞ KHOA HỌC CỦA KỸ THUẬT LÀM LẠNH ĐÔNG THỦY SẢN 5

1.2.2.1 Nước trong thuỷ sản 5

1.2.2.2 Cơ chế đóng băng trong việc làm lạnh đông 5

1.2.2.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến sự kết tinh của nước trong thủy sản 8

1.2.2.4 Thời gian làm đông 9

1.2.3 CÁC PHƯƠNG PHÁP LÀM LẠNH ĐÔNG THỦY SẢN 12

1.2.3.1 Làm lạnh đông bằng hỗn hợp nước đá và muối 12

1.2.3.2 Làm lạnh đông thủy sản bằng nước muối lạnh 13

1.2.3.3 Làm lạnh đông thủy sản bằng không khí lạnh 13

1.2.3.4 Làm lạnh đông thủy sản bằng tủ đông tiếp xúc 14

1.2.3.5 Làm đông thủy sản bằng tủ đông băng chuyền 14

1.2.3.6 Làm đông bằng khí hóa lỏng 15

1.2.4 CÁC PHƯƠNG PHÁP LÀM ĐÔNG CHIA THEO DẠNG SẢN PHẨM 15

1.2.4.1 Làm đông dạng khối (Block) 15

1.2.4.2 Làm đông dạng rời 15

1.2.5 NHỮNG BIẾN ĐỔI CỦA SẢN PHẨM THỦY SẢN TRONG

QUÁ TRÌNH LÀM ĐÔNG 16

1.2.5.1 Biến đổi về vật lý 16

1.2.5.2 Biến đổi về hóa học 17

1.2.5.3 Biến đổi về vi sinh vật 18

CHƯƠNG II CHỌN SỐ LIỆU BAN ĐẦU 19

2.1 LỰA CHỌN CÁC THÔNG SỐ BAN ĐẦU 19

2.1.1 LỰA CHỌN PHƯƠNG PHÁP VÀ THIẾT BỊ LÀM ĐÔNG 19

2.1.1.1 Chọn phương pháp làm đông 19

2.1.1.2 Chọn môi chất 20

2.1.2 LỰA CHỌN MẶT HÀNG THỦY SẢN 20

2.1.2.1 Nguyên liệu cấp đông 20

2.1.2.2 Đặc điểm của sản phẩm cá Phile 20

2.1.3 SƠ ĐỒ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ CẤP ĐÔNG CÁ PHILE .21

2.1.4 NĂNG SUẤT CẤP ĐÔNG 22

2.1.5 LỰA CHỌN CHU TRÌNH LẠNH VÀ XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG SỐ CỦA CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC 22

2.1.5.1 Xác định nhiệt độ ngưng tụ 22

2.1.5.2 Xác định nhiệt độ sôi của môi chất 23

2.1.5.3 Xác đinh nhiệt độ quá nhiệt của môi chất 24

2.1.5.4 Xác định nhiệt độ quá lạnh lỏng trong thiết bị trao đổi nhiệt chéo của bình trung gian 24

2.1.6 SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ VÀ CÁC THÔNG SỐ TRẠNG THÁI TẠI CÁC ĐIỂM MÚT CỦA CHU TRÌNH 26

2.1.6.1 Sơ đồ nguyên lý 26

2.1.6.2 Thuyết minh chu trình 26

2.2 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ VÀ CHỌN THIẾT BỊ 29

2.2.1 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ TỦ ĐÔNG TIẾP XÚC 29

2.2.1.1 Cấu tạo thân tủ 29

2.2.1.2 Cấu tạo của dàn lạnh tủ đông tiếp xúc 29

2.2.1.3 Tính toán kích thước tủ đông 31

2.2.1.4 Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của hệ thống ben thủy lực 32

2.2.1.5 Hình dạng hoàn chỉnh của tủ đông tiếp xúc 33

2.2.2 TÍNH CHỌN TỦ ĐÔNG BĂNG CHUYỀN IQF 34

2.2.3 TÍNH CHỌN KÍCH THƯỚC KHO LẠNH 36

2.2.3.1 Cấu trúc kho bảo quản 36

2.2.3.2 Tính chọn kích thước kho 37

2.3 TÍNH TOÁN CHỌN SỐ LƯỢNG THIẾT BỊ 39

2.3.1 TÍNH TOÁN CHỌN THIẾT BỊ CHO HỆ THỐNG CẤP ĐÔNG IQF 39

2.3.2 TÍNH TOÁN CHỌN THIẾT BỊ CHO HỆ THỐNG CẤP ĐÔNG TỦ ĐÔNG TIẾP XÚC 40

2.3.3 TÍNH TOÁN CHỌN THIẾT BỊ CHO HỆ THỐNG KHO BẢO QUẢN 40

CHƯƠNG III TÍNH TOÁN NHIỆT VÀ CHỌN THIẾT BỊ 41

3.1 TÍNH TOÁN NHIỆT CHO HỆ THỐNG LẠNH 41

3.1.1 TÍNH TOÁN NHIỆT CHO HỆ THÔNG TỦ ĐÔNG TIẾP XÚC .41

3.1.1.1 Nhiệt lượng cần lấy ra từ sản phẩm để hạ nhiệt độ của sản phẩm từ nhiệt độ ban đầu xuống nhiệt độ yêu cầu của quá trình làm đông 41

3.1.1.2 Nhiệt lượng lấy ra để hạ nhiệt độ của khuôn đựng sản phẩm 46

3.1.1.3 Nhiệt lượng lấy ra để làm lạnh không khí trong tủ .47

3.1.1.4 Nhiệt xâm nhập từ môi trường bên ngoài qua kết cấu bao che 48

3.1.1.5 Dòng nhiệt xâm nhập vào tủ do mở cửa để kiểm tra sản phẩm 51

3.1.2 TÍNH NHIỆT TẢI CỦA TỦ ĐÔNG BĂNG CHUYỀN IQF 52

3.1.2.1 TÍNH NHIỆT TẢI CỦA IQF 52

3.1.2.2 TÍNH TOÁN NHIỆT CHO TÁI ĐÔNG AF 61

3.1.3 TÍNH TOÁN NHIỆT TẢI CHO KHO BẢO QUẢN 67

3.1.3.1 Dòng nhiệt xâm nhập qua kết cấu bao che 68

3.1.3.2 Dòng nhiệt lấy ra từ sản phẩm bảo quản 69

3.1.3.3 Dòng nhiệt do vận hành 70

3.2 TÍNH TOÁN CHU TRÌNH LẠNH VÀ CHỌN MÁY NÉN 71

3.2.1 TÍNH TOÁN PHẦN THẤP ÁP 71

3.2.1.1 Năng suất lạnh riêng khối lượng 71

3.2.1.2 Lưu lượng gas qua máy nén tầm thấp 72

3.2.1.3 Thể tích hơi hút thực tế 72

3.2.1.4 Hệ số cấp máy nén 72

3.2.1.5 Công nén đoạn nhiệt 72

3.2.1.6 Hiệu suất chỉ thị 73

3.2.1.7 Công suất chỉ thị 73

3.2.1.8 Công suất ma sát 74

3.2.1.9 Công suất hiệu dụng 74

3.2.1.10 Công suất tiếp điện cấp hạ áp 74

3.2.2 TÍNH TOÁN PHẦN CAO ÁP 75

3.2.2.1 Lưu lượng ga thực tế đi qua phần nén cao áp 75

3.2.2.2 Thể tích hơi hút thực tế 76

3.2.2.3 Hệ số cấp máy nén 76

3.2.2.4 Công suất đoạn nhiệt 76

3.2.2.5 Hiệu suất chỉ thị thể tích 77

3.2.2.6 Công suất chỉ thị 77

3.2.2.7 Công suất ma sát 77

3.2.2.8 Công suất hiệu dụng 78

3.2.2.9 Tổng công suất của cả hai tầm nén 78

3.2.2.10 Chọn công suất lắp đặt động cơ 78

3.3 CHỌN MÁY NÉN 80

3.4 TÍNH TOÁN CHỌN THIẾT BỊ CHO HỆ THỐNG LẠNH 81

3.4.1 TÍNH CHỌN DÀN NGƯNG TỤ 81

3.4.1.1 Nhiệt tải dàn ngưng 81

3.4.1.2 Tính diện tích trao đổi nhiệt 81

3.4.2 TÍNH CHỌN BCTA 84

3.4.2.1 Vị trí lắp đặt bình chứa thấp áp 84

3.4.2.2 Tính chọn bình chứa thấp áp 84

3.4.3 TÍNH CHỌN BÌNH CHỨA CAO ÁP 87

3.4.3.1 Vị trí lắp đặt và nhiệm vụ của bình chứa cao áp 87

3.4.3.2 Tính chọn bình chứa cao áp 87

3.4.4 BÌNH TẬP TRUNG DẦU 89

CHƯƠNG IV TRANG BỊ TỰ ĐỘNG HÓA– VẬN HÀNH HỆ THỐNG LẠNH 90

4.1 MỤC ĐÍCH VÀ Ý NGHĨA CỦA VIỆC TRANG BỊ TỰ ĐỘNG HÓA 90

4.2 CÁC KÝ HIỆU DÙNG TRONG MẠCH ĐIỆN 91

4.3 CÁC MẠCH ĐIỆN CỦA HỆ THỐNG 92

4.3.1 MẠCH ĐIỆN ĐỘNG LỰC 92

4.3.2 MẠCH ĐIỆN ĐIỀU KHIỂN 93

4.4 THUYẾT MINH MẠCH ĐIỆN 96

4.4.1 MẠCH KHỞI ĐỘNG BƠM NƯỚC VÀ QUẬT DÀN NGƯNG 96

4.4.2 KHỞI ĐỘNG BƠM DẦU 96

4.4.3 KHỞI ĐỘNG MÁY NÉN 96

4.4.5 CẤP DỊCH VÀ BẢO VỆ MỨC DỊCH BÌNH TUẦN HOÀN 97

4.4.6 MẠCH ĐIỀU KHIỂN BƠM CẤP DỊCH 97

4.4.7 MẠCH CẤP DỊCH CHO TỦ ĐÔNG 98

4.4.8 MẠCH BÁO ĐỘNG SỰ CỐ 98

4.5 VẬN HÀNH HỆ THỐNG LẠNH 98

4.5.1 VẬN HÀNH MÁY NÉN 98

4.5.1.1 Công tác chuẩn bị 98

4.5.1.2 Khởi động máy nén và giám sát 99

4.5.2 VẬN HÀNH THIẾT BỊ LẠNH 100

4.5.2.1 Vận hành tủ đông tiếp xúc 100

4.5.2.2 Vận hành tủ đông băng chuyền 101

4.5.2.3 Vận hành kho bảo quản 101

4.5.3 DỪNG MÁY 101

4.5.3.1 Dừng máy bị động 102

4.5.3.2 Dừng máy chủ động 102

4.5.4 MỘT SỐ THAO TÁC TRONG QUÁ TRÌNH VẬN HÀNH 102

4.5.4.1 Xả băng dàn lạnh 102

4.5.4.2 Xả khí không ngưng 105

4.5.5 BẢO DƯỠNG HỆ THỐNG LẠNH 105

4.5.5.1 Nạp ga cho hệ thống lạnh 105

4.5.5.2 Rút gas khỏi hệ thống lạnh 107

4.5.5.3 Nạp đầu bổ sung 108

4.5.5.4 Xả dầu 109

4.6 MỘT SỐ SỰ CỐ THƯỜNG GẶP VÀ BIỆN PHÁP KHẮC PHỤC 111

4.6.1 SỰ CỐ ÁP SUẤT NÉN 111

4.6.1.1 Sự cố áp suất nén cao bất thường 111

4.6.1.2 Áp suất nén thấp bất thường 112

4.6.2 SỰ CỐ ÁP SUẤT HÚT 113

4.6.2.1 Sự cố áp suất hút thấp 113

4.6.2.2 Sự cố áp suất hút cao 113

4.6.2.3 Sự cố áp suất dầu thấp 114

4.6.4 SỰ CỐ NGẬP DỊCH 114

4.6.4.1 Định nghĩa, nhận biết, nguyên nhânvà hậu quả của sự cố ngập dịch 114

4.6.4.2 Xử lý ngập dịch 115

CHƯƠNG V TỔ CHỨC PHƯƠNG ÁN LẮP ĐẶT, ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG, KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT Ý KIẾN 116

5.1 LẮP ĐẶT HỆ THÔNG LẠNH 116

5.1.1 CÔNG TÁC CHUẨN BỊ 116

5.1.2 YÊU CẦU VỀ PHÒNG ĐẶT MÁY VÀ THIẾT BỊ 116

5.1.3 TRÌNH TỰ LẮP RÁP HỆ THỐNG LẠNH 117

5.1.3.1 Lắp đặt tổ hợp máy nén 117

5.1.3.2 Lắp đặt thiết bị ngưng tụ 118

5.1.3.3 Lắp đặt tủ đông 118

5.1.3.4 Lắp đặt các thiết bị phụ 118

5.1.3.5 Lắp đặt đường ống 119

5.2 ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG CÔNG TRÌNH 121

5.3 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT Ý KIẾN 122

5.3.1 KẾT LUẬN 122

5.3.2 ĐỀ XUẤT Ý KIẾN 123

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.2.1 Quan hệ giữa lượng nước đóng băng và nhiệt độ làm đông 4

Bảng 1.2.2 Quan hệ hạ nhiệt độ giữa tỷ lệ muối ăn và nước đá 13

Bảng 2.1.1 Các thông số trạng thái của hệ thống lạnh cấp đông IQF 27

Bảng 2.1.2 Các thông số trạng thái của hệ thống lạnh cấp đông tủ đông tiếp xúc 28

Bảng 2.1.3 Các thông số trạng thái của hệ thống lạnh Kho bảo quản 28

Bảng 3.1.1 kết quả tính nhiệt của QI 46

Bảng 3.1.2 Kết quả tính nhiệt của QIV 51

Bảng 3.1.3 Tổng hợp kết quả tính nhiệt của tủ đông tiếp xúc 52

Bảng 3.1.4 Kết quả tính nhiệt của Qsp 55

Bảng 3.1.5 Kết quả tính nhiệt của Qmt 59

Bảng 3.1.6 Kết quả tính nhiệt của tủ đông băng chuyền 61

Bảng 3.1.7 Kết quả tính nhiệt của Qsp 63

Bảng 3.1.8 Kết quả tính nhiệt của Qmt 66

Bảng 3.1.9 Kết quả tính nhiệt kho lạnh nhóm 1 68

Bảng 3.1.10 Kết quả tính nhiệt kho lạnh nhóm 2 68

Bảng 3.1.11 Nhiệt tải của kho lạnh 71

Bảng 3.1.12 Tổng kết nhiệt tải của hệ thống lạnh 71

Bảng 3.2.1 Kết quả xác định thể tích hơi hút lý thuyết 72

Bảng 3.2.2 Kết quả xác định hệ só cấp máy nén 72

Bảng 3.2.3 Kết quả xác định công nén đoạn nhiệt cấp hạ áp 73

Bảng 3.2.4 Kết quả xác định hiệu suất chỉ thị 73

Bảng 3.2.5 Kết quả xác định công nén chỉ thị 73

Bảng 3.2.6 Kết quả xác định công suất ma sát 74

Bảng 3.2.7 Kết quả xác định công suất hiệu dụng 74

Bảng 3.2.8 Kết quả xác định công suất tiếp điện cấp hạ áp 75

Bảng 3.2.9 Kết quả xác định lưu lượng gas thực tế qua phần nén cao áp 75

Bảng 3.2.10 Kết quả xác định thể tích hơi hút thực tế cấp cao áp 76

Bảng 3.2.11 Kết quả xác định hệ số cấp máy nén cấp cao áp 76

Bảng 3.2.12 Kết quả xác định công suất đoạn nhiệt 76

Bảng 3.2.13 Kết quả xác định hiệu suất chỉ thị thể tích 77

Bảng 3.2.14 Kết quả xác định công suất chỉ thị 77

Bảng 3.2.15 Kết quả xác định công suất ma sát 78

Bảng 3.2.16 Kết quả xác định công suất hiệu dụng 78

Bảng 3.2.17 Kết quả xác định công suất của cả hai tầm nén 78

Bảng 3.2.18 Công suất động cơ tính toán 79

Bảng 3.2.19 Tổng công suất lắp đặt của đông cơ 79

Bảng 3.4.1 Các thông số kỹ thuật của BCCA 87

Bảng 4.6.1 Nguyên nhân và cách khắc phục sự cố áp suât nén cao bất thường 112

Bảng 4.6.2 Nguyên nhân và cách khắc phục sự cố áp suất nén thấp bất thường 112

Bảng 4.6.3 Nguyên nhân và cách khắc phục sự cố áp suất hút thấp 113

Bảng 4.6.4 Nguyên nhân và cách khắc phục sự cố áp suất hút cao 114

Bảng 4.6.5 Nguyên nhân cà cách khắc phục sự cố áp suất dầu thấp 114

DANH MỤC HÌNH

Hình 1.2.1 Quá trình hình thành điểm đóng băng 6

Hình 1.2.2 Mô phỏng sự kết tinh của nước trong sản phẩm thuỷ sản 9

Hình 1.2.3 Làm lạnh đông thuỷ sản bằng tủ đông tiếp xúc 14

Hình 2.1.1 Đồ thị i-d của không khí ẩm 22

Hình 2.1.2 Sơ đồ nguyên lý 26

Hình 2.1.3 Chu trình làm việc

26

Hình 2.2.1 Cấu tạo thân tủ 29

Hình 2.2.2 Cấu tạo tấm truyền nhiệt 29

Hình 2.2.3 Cách ghép các tấm truyền nhiệt 30

Hình 2.2.4 Cấu tạo hệ thống ben thủy lực 32

Hình 2.2.5 Cấu tạo tấm panel cách nhiệt vách 34

Hình 2.2.6 Dàn lạnh hệ thống cấp đông IQF 36

Hình 2.2.7 Cách sắp xếp hàng trong kho 39

Hình 3.1.1 Cấu trúc tấm cách 48

Hình 3.1.2 Cấu trúc của sàn tủ đông tiếp xúc 49

Hình 3.1.3 Cấu trúc của cửa tủ đông tiếp xúc 50

Hình 3.4.1 Cấu tạo của dàn ngưng 83

Hình 3.4.2 Hình dạng của dàn ngưng bay hơi 84

Hình 3.4.3 Hình dạng BCTA 86

Hình 3.4.5 Hình dạng của BCCA 88

Hình 3.4.6 Cấu tạo bình tập trung dầu 89

Hình 3.4.7 Hình dạng của bình tập trung dầu 89

Hình 4.5.1 Quy trình nạp gas 106

Hình 4.5.2 Tiến hành rút gas 108

Hình 4.5.3 Xả dầu từ BTTD 110

CHƯƠNG I TỔNG QUAN 1.1 TỔNG QUAN VỀ CÔNG TY

1.1.1 SỰ HÌNH THÀNH VÀ PHÁT TRIỂN CỦA CÔNG TY

Trước đây công ty Nam Việt trực thuộc của tỉnh đội An Giang Hoạt độngsản xuất kinh doanh bao gồm rất nhiều ngành nghề khác nhau như: xây dựng dândụng, công nghiệp giao thông, cầu đường thủy lợi, sản xuất và kinh doanh vật liệuxây dựng, trang trí nội thất, khai thác chăn nuôi thủy sản, chế biến thức ăn gia súc,kinh doanh nông sản và kinh doanh lương thực

Trong quá trình hoạt động kinh doanh nhiều ngành nghề như thế đã có sựphát triển không ngừng và không bao lâu Công Ty TNHH Nam Việt ra đời, căn cứvào giấy phép số 363 GPUB ngày 2 tháng 1 năm 1993 của UBND Tỉnh An Giangquyết định chính thức thành lập

Tên được viết tắt là: NAVICO

Địa chỉ trụ sở chính: Đường Lê Văn Nhung, Phường Mỹ Bình ThànhPhố Long Xuyên

Sau khi thành lập thì công ty vẫn dựa trên nền tảng sản xuất kinh doanhtrước đây Doanh số hàng năm của công ty thu được khoảng 5 triệu USD, chủ yếubán cho các công ty chế biến xuất khẩu thủy sản trong tỉnh

Với sự phát triển của ngành nghề chế biến xuất khẩu thủy sản ngày càng tăngthì nhu cầu về nguồn nguyên liệu ngày càng nhiều Chính do lợi thế của nguồnnguyên liệu này mà bà con ngư dân, các đại lý nguyên liệu, các công ty khác bắtđầu đầu tư vào việc nuôi cá Tra, cá Basa, đã làm cho giá cá bắt đầu giảm đáng kểgây ảnh hưởng không nhỏ đến doanh thu của công ty

Tổng số vốn điều lệ là: 54 tỷ ĐVN

Để phát huy thế lực nguồn cá Tra, cá Basa, công ty không bỏ lỡ cơ hội tiếptheo Ngày 1 tháng 11 năm 2000, được sự đồng ý của sở kế hoạch đầu tư Tỉnh AnGiang của UBND Tỉnh An Giang Chi nhánh của công ty TNHH Nam Việt được rađời

Tên địa chỉ: Nhà Máy Đông Lạnh Chế Biến Thủy Hải Sản Nam Việt

Địa chỉ chi nhánh: 19D Trần Hưng Đạo, Phường Mỹ Quý, TP Long XuyênTỉnh An Giang.

Ngành nghề kinh doanh chủ yếu của chi nhánh là: chế biến, kinh doanh thủyhải sản xuất khẩu

Trong quá trình hoạt động, công ty không ngừng phát triển đi lên, doanh thucủa công ty ngày càng lớn: Nhà Máy Đông Lạnh Chế Biến Thủy Sản là nguồndoanh thu chủ lực của công ty hiện nay

Năm 2001 doanh số 11,7 triệu USD

Năm 2002 doanh số 25,2 triệu USD

Năm 2003 doanh số 36 triệu USD

Năm 2004 doanh số 63 triệu USD

Sản phẩm xuất khẩu chính của công ty vẫn là cá Tra, Basa đông lạnh

Thị trường chính của công ty là Châu Mỹ, Âu, Á, Úc

Hiện nay công ty đang hoạt động theo dây truyền khép kín:

Trại giống

cá bố mẹ

Nuôi cá tra bằng bè, ao

Nhà Máy Chế Biến

Phụ phẩm

Nhà Máy Chế Biến

Thức ăn cho cá

Nhà Máy Chế Biến Phụ Phẩm

PHÒNG

QUẢN LÝ

NHÂN SỰ

GIÁM ĐỐC ĐIỀU HÀNH SẢN XUẤT

GIÁM ĐỐC QUẢN LÝ CHẤT LƯỢNG

GIÁM ĐỐC XUẤT NHẬP KHẨU

GIÁM ĐỐC TCKT GIÁM ĐỐC CƠ KHÍ, CƠ ĐIỆN

TỔNG GIÁM ĐỐC

PHÓ TỔNG GIÁM ĐỐC

GIÁM ĐỐC NHÀ MÁY

BAO BÌ GIÁM ĐỐC NHÀ MÁY PHỤ PHẨM

1.1.2 CƠ CẤU TỔ CHỨC VÀ QUAN LÝ CỦA CÔNG TY

1.1.2.1 Sơ đồ bộ máy tổ chức của công ty TNHH Nam Việt

+ SƠ ĐỒ MẶT BẰNG CỦA PHÂN XƯỞNG ẤN ĐỘ DƯƠNG

1.2 TỔNG QUAN VỀ KỸ THUẬT LẠNH ĐÔNG

1.2.1 ĐỊNH NGHĨA VÀ MỤC ĐÍCH CỦA VIỆC LÀM LẠNH ĐÔNG THỦY SẢN

1.2.1.1 Định nghĩa

Làm lạnh đông thủy sản là quá trình làm lạnh thủy sản do sự thu nhiệt củahơi môi chất lạnh hay chất tải lạnh để đưa nhiệt độ ban đầu của thủy sản xuống dướiđiểm đóng băng t <-80C

Để cho toàn bộ nước trong thủy sản đóng băng thì nhiệt độ phải là

t = (–55-65)0C, đây gọi là điểm Eutectic (đóng băng tuyệt đối) Tuy nhiên trongcông nghiệp chế biến thủy sản hiện nay người ta không dùng đến mức nhiệt độ này

vì chi phí rất cao hơn nữa về phương diện kỹ thuật sản phẩm thủy sản ở điểmEutectic sẽ không đạt giá trị thẩm mỹ và độ bền mà chỉ cần đến -400C là đã đảm bảochất lượng sản phẩm

Bảng 1.2.1 Quan hệ giữa lượng nước đóng băng và nhiệt độ làm đông.

Nếu như đánh bắt xa cảng cá và việc vận chuyển kéo dài ngày và khoảngcách từ cảng cá đến nơi tiêu thụ, chế biến là quá xa thì người ta sử dụng kỹ thuậtlạnh đông ngay trên tàu để bảo quản nguyên liệu được tươi

Vì sản phẩm đánh bắt không đồng đều, quan hệ cung cầu luôn biến động chonên phải làm lạnh đông và trữ đông thủy sản lúc rộ mùa để kịp thời điều hòa vàphân phối mọi lúc mọi nơi các loại thủy sản chất lượng cao và giá cả ổn định

Nếu để xuất khẩu thủy sản thường được bảo quản lạnh đông và trữ đông.Việc xuất khẩu thủy sản đông lạnh ngày càng được chú trọng vì nó đem lại lợinhuận cao hơn tiêu thụ nội địa nên việc làm lạnh đông thủy sản rất có ý nghĩa vìkhông gian và thời gian vận chuyển thủy sản ngày càng xa rộng hơn

1.2.2 CƠ SỞ KHOA HỌC CỦA KỸ THUẬT LÀM LẠNH ĐÔNG THỦY SẢN

1.2.2.1 Nước trong thuỷ sản

Nước chiếm đa phần trong cơ thể thủy sản đến khoảng 80% Tùy mức độliên kết của nước trong thủy sản, người ta phân chia làm hai loại:

+ Nước tự do

+ Nước liên kết

Nước tự do: là các phân tử nước có ở trong cấu trúc của các mô thủy sản và

có các tính chất cấu trúc giống như nước thường Loại nước này rất linh động, dễdịch chuyển đến các vùng khác nhau, điểm đóng băng của nó từ t = (–1-1,5)0C

Nước liên kết: là nước được duy trì trong tổ chức các mô và các tế bào bằnglực liên kết vững chắc với các chất tan vô cơ và hữu cơ Năng lượng để hình thànhliên kết rất lớn nó khó tách ra khỏi các mô và tế bào, nó bền vững cho nên điểmđóng băng rất thấp

1.2.2.2 Cơ chế đóng băng trong việc làm lạnh đông

Ta biết rằng nước nguyên chất đóng băng ở 00C Nước tự do trong tế bàothủy sản không giống như nước nguyên chất cho nên điểm đóng băng của nó phảidưới 00C Tùy theo nồng độ chất tan trong nước mà có các điểm đóng băng khácnhau

a Điểm quá lạnh

Ở nhiệt độ dưới 00C mà nước chưa kết tinh thành đá gọi là hiện tượng quálạnh Hiện tượng quá lạnh phụ thuộc vào nộng độ chất tan, cấu tạo mạng tế bào và

độ hạ nhiệt độ của môi trường xung quanh

Môi trường lỏng luôn luôn chuyển động nhiệt (chuyển động Brao) và chuyểnđộng tương hỗ Ở nhiệt độ thấp chuyển động nhiệt giảm mà tăng cường chuyểnđộng tương hỗ nhằm tăng cường khả năng kết hợp các phân tử với nhau để kết tinhthành đá Nước nguyên chất ở 00C chuyển động nhiệt đã bé và lực tương tác đủ đểtạo thành cơ cấu tinh thể Đối với nước trong tế bào khi hạ nhiệt độ xuống 00C vẫnchưa đóng băng vì các chất tan ở nhiệt độ >00C, cho nên phải hạ nhiệt độ xuống đến

độ quá lạnh để dung chất đạt 00C hay thấp hơn thì mới sinh mầm tinh thể

Điểm quá lạnh là nhiệt độ quá lạnh thấp nhất để có kết tinh đá Ở thủy sảnđiểm quá lạnh bình quân là –50C

Các tinh thể đá xuất hiện ở điểm quá lạnh tỏa ra nhiệt ẩn đóng băng làm tăngnhiệt độ sản phẩm (do tốc độ thải nhiệt không kịp với tốc độ sinh nhiệt do tạo mầmtinh thể đá) Ở điểm này chủ yếu nước tự do cấu trúc bị tách ra và kết tinh, nhiệt độsản phẩm tăng nên đến một mức cao nhất và dừng ở đó một lúc để hoàn thành quátrình đóng băng (đây là điểm đóng băng) sau đó tiếp tục giảm nhiệt độ Quá trìnhnày được biểu diễn bởi hình vẽ sau

Hình 1.2.1 Quá trình hình thành điểm đóng băng

t ( 0C)

T ( phút)Điểm đóng băng

Điểm quá lạnh

0

-1,45

-5,2

b Cơ chế đóng băng của thủy sản

Khi hạ nhiệt độ dưới 00C các dạng nước trong thủy sản đóng băng dần dầntùy mức độ liên kết của chúng trong tế bào, liên kết yếu thì nhiệt độ lạnh đông càngcao, liên kết mạnh thì nhiệt độ lạnh đông thấp hơn Tổng quát:

độ chất tan trong tế bào Do áp suất thẩm thấu tăng lên làm cho nước trong tế bào rangoài gian bào qua màng bán thấm của tế bào Nếu tốc độ thoát nhiệt kết tinh thấphơn mức độ vận chuyển của nước ra (tức độ hạ nhiệt chậm) thì có sự sinh dưỡng,nghĩa là không có sự tạo thành tinh thể mới mà nước từ trong tế bào ra gian bào làmcác tinh thể hiện diện lớn lên Ứng với từng mức hạ nhiệt ngày càng thấp, hiệntượng đóng băng nước tự do trong gian bào vẫn tiếp tục và các tinh thể đá ngàycàng lớn thêm, vì nồng độ chất tan trong gian bào vẫn thấp hơn trong tế bào và điểmđóng băng ở gian bào hầu như luôn luôn cao hơn trong tế bào vì nhiệt độ lạnh khóxâm nhập vào trong tế bào

Nếu tốc độ thoát nhiệt lớn (độ hạ nhiệt nhanh) tinh thể đá tạo thành cả ởtrong tế bào và gian bào thì tinh thể đá sẽ nhuyễn và đều khắp Vì vậy hạ nhiệt độsản phẩm với tốc độ chậm sẽ làm tế bào mất nước, tinh thể đá to ở gian bào chèn éplàm rách màng tế bào, cấu tạo mô cơ bị biến dạng, giảm sút phẩm chất sản phẩm

Khi nước tự do đã đóng băng hết thì tới nước liên kết đóng băng, bắt dầu từnước có mối liên kết yếu nhất dần dần tới nước liên kết mạnh

1.2.2.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến sự kết tinh của nước trong thủy sản

a Nồng độ chất tan

Trong thủy sản, nước hòa tan các chất vô cơ, hữu cơ và các hợp chất đạm,đường, chất béo tạo thành một dung dịch dạng keo Khi nước muối kết tinh nóphải thoát ra khỏi sự liên kết với các thành phần chất tan Vì vậy nhiệt độ kết tinhphụ thuộc vào nồng độ các chất tan Độ giảm nhiệt độ của nước được tính theo côngthức:

Δt = -1,84n t = -1,84n (1.1)n: nồng độ phân tử gam các chất tan

Khi nhiệt độ kết tinh càng giảm thì tốc độ kết tinh tăng sẽ làm tăng số cáctinh thể Nhờ đó giảm tác động xấu đến cấu trúc tế bào thực phẩm

Người ta phân chia kích thước tinh thể đá ra làm các mức sau:

+ Tinh thể lớn: d = (0,2  0,6)mm

+ Tinh thể trung bình: d = (0,1  0,2)mm

+ Tinh thể nhỏ: d < 0,1mm

Kích thước các tinh thể đá phụ thuộc vào nhiệt độ

+ Ở khoảng t = (>-2)0C các tinh thể nước đá tạo thành có kích thướclớn

+ Ở khoảng nhiệt độ t = (-10 ÷-20)0C các tinh thể nước đá tạo thành

có kích thước nhỏ đều, số lượng lớn

b Tốc độ làm đông

Tốc độ làm đông được xác định dựa vào kết tinh của nước v(cm/giờ) Nó tỷ

lệ với tốc độ trao đổi nhiệt của thủy sản với môi trường lạnh Nước bắt đầu kết tinh

ở bề mặt sản phẩm sau đó sẽ được chuyển dần vào trung tâm sản phẩm

Nếu v < 3 cm/h thì gọi là quá trình làm đông chậm, tinh thể đá lớn khôngđều

Nếu v > 3 cm/h gọi là quá trình làm đông nhanh, tinh thể đá đều

Nếu v >100 cm/h gọi là quá trình làm đông cực nhanh, tinh thể đá rất nhỏ

và chất lượng sản phẩm thủy sản hầu như không thay đổi

Mặt khác tốc độ làm đông còn phụ thuộc các yếu tố sau:

Loại máy và thiết bị làm đông

Nhiệt độ vận hành máy

Tốc độ gió ở máy đông dùng không khí lạnh

Diện tích tiếp xúc giữa sản phẩm với môi trường lạnh

Bao gói sản phẩm

Loại sản phẩm

Nhiệt độ ban đầu của sản phẩm và nhiệt độ yêu cầu của sản phẩm ở cuốiquá trình làm đông

1.2.2.4 Thời gian làm đông

Xác định thời gian làm đông là cơ sở cho việc tính toán nhiệt, tổ chức quátrình sản xuất đồng thời cho biết những yếu tố có thể tác động để làm giảm thờigian làm đông một cách hợp lý nhất

Trong quá trình làm đông luôn luôn có hiện tượng kết tinh của nước vì vậy

có thể xác định thời gian làm đông dựa vào việc xác định thời gian kết tinh củanước trong thực phẩm

Giả sử thực phẩm thủy sản có dạng hình hộp Sau một khoảng thời gian ở lớpgần bề mặt đã có sự kết tinh của nước, lớp tiếp theo nước đang kết tinh

tinh của nước trong sản phẩm thuỷ sản



Lượng nhiệt sinh ra từ sự kết tinh của nước trong lớp bề dày dX được xácđịnh:

dQ = L × ρn × F × dX × φ × W (1.2)

Trong đó:

L: nhiệt đông đặc của nước ( kcal/kg)

F: diện tích bề mặt truyền nhiệt ( m2)

ρn khối lượng riêng của nước ( kg/m3)

W: tỷ lệ nước đóng băng trong thực phẩm ( %)

φ: hàm lượng nước trong thực phẩm trước khi có sự đóng băng của nước(%) dX: bề dày lớp thực phẩm đang đóng băng, (m)

Nhiệt sinh ra từ sự đóng băng của nước được truyền ra ngoài theo phươngtrình:

t db o



1

.)

tdb: nhiệt độ đóng băng của nước trong thực phẩm ( 0C)

t0: nhiệt độ của môi trường lạnh( 0C )

Từ (1.2) và (1.3) suy ra:

)

1(

W dX L d

o db

n







(

o db

n o

db

n

t t

X W dX L t

t

X W L

d

t t

X W L

t t

X W L

o db

n o

2

)

(

)(

X W L

o db



 (1.5)Trong quá trình làm đông sự kết tinh của nước diễn ra liên tục Ngoài

sự đóng băng của nước sản phẩm còn giảm nhiệt độ Vì vậy ta có thể tìm công thứctính thời gian làm đông từ công thức tính thời gian kết tinh của nước Ngoài lượngnhiệt lấy ra để nước đóng băng còn có lượng nhiệt lấy ra để giảm nhiệt độ của nước

đá và các thành phần khác của thực phẩm Vì vậy có thể thay L  i là độ biến đổihàm nhiệt của thực phẩm Khi đó:

R i o







 (1.6)Đối với thực phẩm ở dạng hình trụ hoặc hình cầu với cách làm tương tự sẽthu được công thức tính thời gian làm đông tương tự như với hình hộp Nhưng thờigian làm đông của thực phẩm hình trụ và hình cầu nhỏ hơn của hình hộp và côngthức chung cho các thực phẩm có hình dạng khác nhau được viết như sau:

)2

1(

R i A o

o

o t t

t t



1 ln 1

 (1.9)Trong đó:

t1 : nhiệt độ ban đầu của sản phẩm ( 0C)

t0 :nhiệt độ của môi trường lạnh ( 0C)

t: nhiệt độ của sản phẩm sau khi làm lạnh ( 0C)

m: nhịp độ làm lạnh được tính bởi công thức sau:

.(

C: nhiệt dung riêng của thực phẩm , kcal/kg.K

: khối lượng riêng của thực phẩm , kg/m3

 : bề dày theo phương truyền nhiệt của thực phẩm , m

1( ln

R i A t t

t t

1.2.3 CÁC PHƯƠNG PHÁP LÀM LẠNH ĐÔNG THỦY SẢN

1.2.3.1 Làm lạnh đông bằng hỗn hợp nước đá và muối

Dựa vào sự hòa tan của muối NaCl và nước đá tạo ra hỗn hợp sinh hàn Tùytheo tỷ lệ pha trộn giữa nước đá và muối ăn mà ta có các nhiệt độ hạ thấp khácnhau Quan hệ giữa sự hạ nhiệt độ với tỷ lệ muối ăn và nước đá được thể hiện dướibảng sau:

1.2.3.2 Làm lạnh đông thủy sản bằng nước muối lạnh

Thủy sản được bao gói PE chống ẩm, nhúng vào bể chứa dung dịch nướcmuối lạnh có nhiệt độ từ t = (-18-25)0C nhờ dàn bay hơi NH3 kiểu xương cá

1.2.3.3 Làm lạnh đông thủy sản bằng không khí lạnh

Môi trường không khí bảm bảo điều kiện vệ sinh cao dễ cơ giới hóa và tựđộng hóa sản xuất, rẻ tiền, thủy sản đưa vào làm lạnh đông không phụ thuộc vàohình dạng, kích thước, tốc độ làm lạnh đông nhanh nhưng sản phẩm dễ bị oxy hóabởi oxy không khí và tăng mức độ mất nước của sản phẩm

Không khí được đối lưu cưỡng bức nhờ quạt gió qua dàn lạnh, nhiệt độkhông khí sau khi trao đổi nhiệt với môi chất ở dàn lạnh có nhiệt độ từ t = (-35-40)0C do vậy sản phẩm được làm đông rất đều trong một thời gian ngắn

+ Đối với những loại thủy sản có kích thước và khối lượng nhỏ hơn 200 gamngười ta dùng thiết bị làm đông kiểu tầng sôi Thủy sản được đặt trên băng chuyềnlưới, dàn lạnh quạt gió thổi không khí từ dưới lên làm cho sản phẩm chuyển độnglên khỏi bề mặt của băng chuyền lưới rồi lại rớt xuống (hiện tượng giả sôi) do đónhiệt độ phân phối rất đều và nhanh

+ Đối với những sản phẩm có kích thước và trọng lượng lớn thì được làmđông theo kiểu hầm Tunnel Các sản phẩm thủy sản được treo trên móc hoặc đặttrên các giá đỡ, dàn lạnh được bố trí thích hợp sao cho không khí lạnh đối lưu phân

bố đều khắp buồng đông, năng suất làm đông khá lớn, thời gian làm đông tùy thuộcvào khối lượng sản phẩm, kích thước sản phẩm và mật độ sản phẩm

1.2.3.4 Làm lạnh đông thủy sản bằng tủ đông tiếp xúc

Ở phương pháp làm đông này thủy sản được đặt trong các khay và được đặt

ở giữa các tấm truyền nhiệt Bên trong tấm truyền nhiệt có môi chất lạnh do đó sựtrao đổi nhiệt chủ yếu nhờ dẫn nhiệt của kim loại.Vì vậy tốc độ trao đổi nhiệt lớn,hạn chế được ảnh hưởng của oxy không khí và sự mất nước của thủy sản Chính vìvậy mà thời gian kết đông rất nhanh, năng suất cấp đông lớn Nhược điểm chủ yếucủa phương pháp này là chỉ sử dụng kết đông những sản phẩm được đặt trongkhuôn

Hình 1.2.4 Làm lạnh đông thuỷ sản bằng tủ đông tiếp xúc

1 Khuôn đựng sản phẩm

2 Tấm truyền nhiệt

1.2.3.5 Làm đông thủy sản bằng tủ đông băng chuyền

Phương pháp làm đông này kết hợp giữa trao đổi nhiệt tiếp xúc với kim loại

và không khí lạnh đối lưu cưỡng bức nên có khả năng trao đổi nhiệt rất lớn, tốc độlàm đông nhanh, hoạt động liên tục, có thể tự động hóa quá trình sản xuất Tuynhiên sử dụng chất mang lạnh lỏng nên chi phí lạnh tăng lên rất nhiều khi hoạt độngsản xuất không ổn định Thiết bị này thường được ứng dụng để làm lạnh đông cácsản phẩm dạng rời (IQF), có khối lượng và kích thước nhỏ và đều, quá trình sảnxuất có tính ổn định cao

Thủy sản được đặt trên băng chuyền được làm bằng thép không rỉ có bề dàyrất nhỏ, bên trên có các dàn lạnh không khí thổi không khí lạnh xuống sản phẩm.Bên dưới băng chuyền được làm lạnh bằng chất tải lạnh là CaCl2, CaCl2 tuần hoànqua thiết bị bay hơi kiểu ống chùm vỏ bọc nằm ngang được làm lạnh sau đó phunlên bề mặt dưới của băng chuyền tấm phẳng, làm lạnh băng chuyền và sản phẩm đặttrên băng chuyền, không khí lạnh trong thiết bị có nhiệt độ t = (-35-45)0C, vận tốcchuyển động của không khí trong khoảng v = (46)m/s, thời gian làm đông tùythuộc vào sản phẩm Tốc độ băng chuyền được điều chỉnh theo thời gian làm đông

1.2.3.6 Làm đông bằng khí hóa lỏng

Dùng khí hóa lỏng phun trực tiếp lên bề mặt của sản phẩm Chúng sẽ bay hơitrực tiếp trên bề mặt của sản phẩm do đó độ chênh lệch nhiệt độ giữa sản phẩm vànhiệt độ sôi là rất lớn nên sản phẩm được kết đông cực nhanh Chất lượng của sảnphẩm được giữ gần như nguyên vẹn

1.2.4 CÁC PHƯƠNG PHÁP LÀM ĐÔNG CHIA THEO DẠNG SẢN PHẨM

1.2.4.1 Làm đông dạng khối (Block)

Trong phương pháp làm đông khối, sản phẩm được đặt vào các khuôn, khaylàm bằng tôn và được châm thêm nước do đó sản phẩm liên kết với nhau nhờ sựđóng băng của lượng nước bao bọc bên ngoài Nước đá bao bọc bên ngoài sản phẩm

có tác dụng ngăn cản sự xâm nhập của oxy không khí, làm giảm mức độ mất nướccủa sản phẩm, tạo cấu trúc vững chắc, chống lại các tác động cơ học trong quá trìnhbốc xếp, vận chuyển và bảo quản Nhưng theo phương pháp này thì chi phí sản xuấtcho một đơn vị sản phẩm phải lớn do phải làm đông vận chuyển bảo quản mộtlượng nước khá lớn bên ngoài thực phẩm Lượng nước này có thể chiếm khoảng từ

2080% trọng lượng của sản phẩm Ngoài ra còn phải chi phí kim loại để làmkhuôn

Làm đông dạng khối thường áp dụng với những sản phẩm thích hợp với môitrường nước, có chất lượng kém hơn dễ bị oxy hóa, khả năng tự bảo vệ kém.Phương pháp này thường sử dụng tủ đông tiếp xúc để làm đông sản phẩm

1.2.4.2 Làm đông dạng rời

Trong phương pháp làm đông dạng rời, sản phẩm có thể không cần bao góihoặc có thể bao gói bằng bao bì PE mỏng, không châm thêm nước Do đó thựcphẩm không liên kết với nhau, kích thước của thực phẩm không tăng trong quá trìnhlàm đông, thời gian làm đông ngắn hơn, chi phí sản xuất ít hơn, chi phí lao động vàchi phí kim loại làm khuôn cũng ít hơn so với đông khối

Sản phẩm đông rời dễ phân phối hơn, giảm chi phí vận chuyển bảo quản, dễtiêu thụ dễ sử dụng và thời gian tan giá nhanh Tuy nhiên so với phương pháp làmđông dạng khối thì sản phẩm đông rời dễ bị dập vỡ hơn, dễ bị oxy hóa bởi oxykhông khí, mức độ mất nước lớn hơn và hao hụt trọng lượng nhiều hơn

Những sản phẩm loại đông rời thường là những sản phẩm thích hợp với môitrường không khí hoặc chúng có chất lượng cao, có khả năng tự bảo vệ tốt Một sốtrường hợp phải bao gói để hạn chế những tác động xấu của không khí đối với thựcphẩm

Sản phẩm đông rời thường được làm đông trong các thiệt bị làm đông bằngkhông khí lạnh như: Hầm đông gió (Tunnel), tủ đông băng chuyền, tủ đông tầngsôi, khí hóa lỏng Một số trường hợp có thể làm đông trong tủ đông tiếp xúc với baogói cách ẩm để ngăn không cho chúng liên kết với nhau

1.2.5 NHỮNG BIẾN ĐỔI CỦA SẢN PHẨM THỦY SẢN TRONG QUÁ TRÌNH LÀM ĐÔNG

1.2.5.1 Biến đổi về vật lý

Trong quá trình làm đông cấu trúc của sản phẩm thủy sản trở lên rắn chắc,màu sắc cũng bị biến đổi do bị oxy hóa, mất nước Những biến đổi này phụ thuộcvào mức độ biến tính của các chất tan và mức độ mất nước của thủy sản

Các chất tan biến tính và cấu trúc mất nước sẽ có màu trắng đục, trọng lượngcủa thủy sản giảm sút mùi vị đặc trưng của thủy sản cũng bị giảm đi do hao phí cácchất dinh dưỡng hòa tan trong quá trình làm tan băng và cấu trúc của thủy sản saukhi tan băng trở nên mềm nhão do hậu quả của quá trình kết tinh nước làm thể tíchtăng lên, các tinh thể đá làm rách vỡ cấu trúc tế bào và mô

Quá trình kết tinh nước diễn ra từ bề mặt luôn luôn có xu hướng thu hútnước ở những vị trí nước chưa kết tinh, sự chuyển động của nước còn do sự chênhlệch nhiệt độ dẫn đến sự chênh lệch áp suất hơi nước, nước sẽ chuyển động từ nơi

có nhiệt đô cao đến nơi có nhiệt độ thấp hơn Ở vị trí nước đang kết tinh nồng độcác chất tan tăng lên dẫn đến chênh lệch áp suất thẩm thấu với những vị trí xungquanh Những tác động này đều cùng một hướng làm cho nước ở trong tế bàochuyển động ra ngoài, nước ở vị trí có trạng thái kết hợp cao đến nơi có trạng thái tự

do hơn Khi làm tan băng thì một phần nước không quay trở lại được trạng thái banđầu dẫn đến tỉ lệ nước tự do tăng lên làm cho chúng dễ thoát ra ngoài đem theo cácchất hòa tan làm giảm trọng lượng và mùi vị của thủy sản

Mức độ mất nước của thủy sản khi làm đông phụ thuộc vào nhiệt độ, thờigian, môi trường làm lạnh đông

Nhiệt độ cấp đông càng thấp thì mức độ mất nước càng ít

Thời gian làm đông càng ngắn thì mức độ mất nước càng ít

Làm đông trong môi trường lỏng, tiếp xúc với tấm truyền nhiệt bằng kimloại, dùng nitơ lỏng sẽ mất nước ít hớn so với làm đông bằng không khí lạnh đối lưucưỡng bức

1.2.5.2 Biến đổi về hóa học

Ở nhiệt độ rất thấp nước kết tinh gần hết nên các biến đổi hóa sinh giảm.Biến đổi hóa học chủ yếu là sự tạo thành axit lactic từ glycogen và sự biến tínhprotein hòa tan Các biến đổi này diễn ra chủ yếu ở giai đoạn nước tự do kết tinh.Mức độ biến đổi sẽ giảm khi làm tăng tốc độ kết tinh nước

Các phân tử protein luôn ở trạng thái phân cực Bình thường các gốc phâncực của phân tử protein quay ra ngoài và liên kết với các phân tử nước, bằng liênkết tĩnh điện Khi nước khuyếch tán để kết tinh, các gốc phân cực của phân tửprotein sẽ quay vào phía trong tự cân bằng điện tích Như vậy chúng thay đổi cấutrúc, mất khả năng liên kết với nước Khi sử dụng chúng làm giảm tính giữ và hútnước của sản phẩm

Khi làm tăng tốc độ kết tinh nước sẽ giảm sự khuyếch tán nước Vì vậy giảm

sự biến tính của protein của sản phẩm

1.2.5.3 Biến đổi về vi sinh vật

Trong quá trình làm đông số lượng vi sinh vật giảm rất nhiều Vì vi sinh vật

bị tiêu diệt do mất môi trường sống Ở nhiệt độ t = –50C đã có thể đóng băng 80%nước trong thực phẩm Lượng nước còn lại ở trạng thái liên kết với các chất tan nên

vi sinh vật khó hoạt động Nồng độ chất cao sẽ tạo ra áp suất thẩm thấu gâykhuyếch tán nước trong vi sinh vật ra ngoài, làm biến đổi tính chất nguyên sinh của

CHƯƠNG II CHỌN SỐ LIỆU BAN ĐẦU

2.1 LỰA CHỌN CÁC THÔNG SỐ BAN ĐẦU

2.1.1 LỰA CHỌN PHƯƠNG PHÁP VÀ THIẾT BỊ LÀM ĐÔNG 2.1.1.1 Chọn phương pháp làm đông

Tại nhà máy chế biến thủy sản đông lạnh Nam Việt chủ yếu là làm đông cánên tôi chọn phương pháp làm đông bằng băng chuyền phẳng và đông tiếp xúc Đây

là hai phương pháp làm đông có rất nhiều ưu điểm

Ưu điểm của phương pháp cấp đông bằng tủ đông tiếp xúc

+Tủ đông tiếp xúc có cấu trúc vững chắc, đơn giản, ít hư hỏng, diện tíchchiếm chỗ ít, dễ vận hành

+ Do sản phẩm tiếp xúc trực tiếp với các tấm truyền nhiệt nên thời gianlàm đông khá nhanh, sản phẩm ít bị oxy hóa và ít hao trọng lượng khi cấp đông

+ Đặc biệt nó vừa có thể làm đông sản phẩm dạng rời vừa có thể làmđông các sản phẩm thủy sản dạng khối (Block)

+ Năng suất cấp đông khá lớn

Ưu điểm của phương pháp cấp đông bằng tủ đông băng chuyền

+ Tủ đông băng chuyền có cường độ trao đổi nhiệt lớn do không khítrong tủ đối lưu cưỡng bức nhờ các quạt gió.Vì vậy mà thời gian làm đông rấtnhanh

+ Tủ đông băng chuyền hoạt động liên tục nên nguyên liệu không phảichờ đợi trước khi làm đông, công suất tủ lớn phù hợp với điều kiện sản suất có côngsuất lớn và ổn định

+ Các dàn lạnh quạt gió đặt phía trên băng chuyền tạo ra dòng không khíchuyển động ngang trên bề mặt băng chuyền Nhờ đó mà đường đi của không khíngắn, vận tốc lớn và đều

2.1.1.2 Chọn môi chất

Đối với máy lạnh công nghiệp hiện nay chủ yếu sử dụng hai loại môi chất là

NH3 và Freon Trong đó môi chất NH3 được sử dụng nhiều hơn do không phá hủytầng Ôzôn và rẻ tiền Vì vậy tôi chọn NH3 là môi chất sử dụng cho hệ thống cấpđông

2.1.2 LỰA CHỌN MẶT HÀNG THỦY SẢN CẤP ĐÔNG

2.1.2.1 Nguyên liệu cấp đông

Ở đây mặt hàng cần cấp đông là cá Tra và cá Basa phile Đây là mặt hàng cótrữ lượng rất lớn ở An Giang Sản phẩm chủ yếu là để xuất khẩu đi các nước ở châu

Mỹ, Âu, Ôxtraylia…Vì vậy mà mặt hàng này có giá trị kinh tế rất cao

2.1.2.2 Đặc điểm của sản phẩm cá Phile

Thành phần hóa học của động vật thủy sản bao gồm có hai nhóm:

+ Chất đa lượng: Protein, khoáng chất, đường

+ Chất vi lượng: Vitamin, khoáng vi lượng, các enzyme, các sắc tố, chấtmàu, độc tố, hợp chất chứa nitơ không phải protein, chất ngấm ra

Thành phần hóa học quyết định giá trị, chất lượng của thực phẩm Thànhphần hóa học của động vật thủy sản phụ thuộc vào: Giống loài, hoàn cảnh sống,trạng thái sinh lý, đực cái, mùa vụ thời tiết

Cá Tra, Cá Basa là loại cá có hàm lượng protein và nước tương đối cao Hàmlượng protein chiếm khoảng 12,2% Nên ta có thể thấy rằng tổ chức liên kết trong

cơ thịt cá lỏng lẻo, thịt cá mềm mại Hơn nữa hàm lượng mỡ trong cơ thể cá Tra, cáBasa là tương đối lớn, chiếm khoảng 25% khối lượng con cá Bởi vậy đối với loạinguyên liệu này thì ta phải cấp đông ở nhiệt độ tương đối thấp Do nhiệt dung riêngcủa cá biến đổi tỷ lệ thuận với hàm lượng nước trong cơ thể Hơn thế nữa hệ số dẫnnhiệt lại tỷ lệ nghịch với hàm lượng mỡ trong cá

2.1.3 SƠ ĐỒ QUY TRÌNH CHẾ BIẾN CÁ PHILE ĐÔNG LẠNH

NGUYÊN LIỆUFILLETRỬA 1LẠNG RATẠO HÌNHKIỂM TRA KÝ SINH TRÙNG

PHÂN CỠ, LOẠICÂN 1

2.1.4 NĂNG SUẤT CẤP ĐÔNG

Tùy theo kích thước và mặt hàng được cấp đông mà năng suất của tủ khácnhau Có thể từ 5001500 kg/mẻ Hiện nay tại xí nghiệp chế biến thủy sản NamViệt có rất nhiều tủ đông tiếp xúc với năng suất khác nhau

Ở đây tôi thiết kế hệ thống máy lạnh chạy liên hoàn với bình chứa tuần hoàn

có sử dụng bơm dịch để cấp đông cho Tủ đông tiếp xúc và IQF

+ Với năng suất cấp đông của tủ đông tiếp xúc là 1200 kg/mẻ (không kểlượng nước châm khuôn) và thời gian cấp đông mỗi mẻ là 2 giờ Do vậy năng suấtcấp đông của Tủ đông tiếp xúc là 600 kg/h

+ Năng suất cấp đông của IQF là 700 kg/h

2.1.5 LỰA CHỌN CHU TRÌNH LẠNH VÀ XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG SỐ CỦA CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC

Chọn chu trình để tính toán thiết kế cho hệ thống cấp đông là chu trình máylạnh hai cấp tiết lưu làm mát trung gian dùng môi chất NH3

2.1.5.1 Xác định nhiệt độ ngưng

tụ

Hệ thống lạnh dự kiến sẽ

được lắp đặt tại An Giang có thông

số nhiệt độ và độ ẩm như sau:

Từ hai thông số trên, tra đồ thị i-d: tư = 330C

Nhiệt độ nước vào dàn ngưng được xác định theo công thức: tw2 = tw1 + Δt = -1,84n tw

% 78





% 100

d

Ở đây tôi thiết kế thiết bị ngưng tụ kiểu bay hơi nên Em chọn Δt = -1,84n tw = 20C

tw2 = 36 + 2 = 380CNhiệt độ ngưng tụ là: tk = tw2 + Δt = -1,84n tk

Δt = -1,84n tk: hiệu nhiệt độ ngưng tụ yêu cầu : Δt = -1,84n tk = 3 ÷ 50C

Với thiết bị ngưng tụ kiểu bay hơi thi độ chênh nhiệt độ giữa nhiệt độ ngưng

tụ và nhiệt độ nước ra khỏi thiết bị ngưng là không lớn lắm Nên ta có thể chọn

Δt = -1,84n tk =20C

Vậy nhiệt độ ngưng tụ của hơi môi chất là:

tk = 38 + 2 = 400C

2.1.5.2 Xác định nhiệt độ sôi của môi chất

Nhiệt độ sôi của môi chất phụ thuộc vào nhiệt độ của không khí trong tủđông ở cuối quá trình làm đông theo yêu cầu công nghệ Nhiệt độ của không khítrong tủ vào khoảng t = (-35 ÷ -50)0C tùy theo chất lượng của máy móc thiết bị vàđiều kiện vận hành Ở đây ta chọn nhiệt độ không khí là tkk = -400C cho hệ thống Tủđông băng chuyền IQF, tkk = -250C cho hệ thống Tủ đông Tiếp xúc và tkk = -200Ccho hệ thống kho bảo quản Nhiệt độ sôi của môi chất thấp hơn nhiệt độ của khôngkhí trong tủ từ (56)0C

Ta có t0 = tkk –Δt = -1,84n t0 Em chọn Δt = -1,84n t0 =50C

Nhiệt độ sôi của môi chất của hệ thống IQF là:

t0 = -40 -5 = -450CNhiệt độ sôi của môi chất của hệ thống Tủ đông Tiếp xúc là:

t0 = -25 -5 = -300CNhiệt độ sôi của môi chất của hệ thống Kho bảo quản là:

t0 = -20 -5 = -250C

2.1.5.3 Xác định nhiệt độ quá nhiệt của môi chất

Là nhiệt độ của hơi môi chất trước khi vào máy nén Nhiệt độ hơi hút baogiờ cũng lớn hơn nhiệt đô sôi của môi chất Để đảm bảo máy nén không hút phảilỏng thì hơi hút về máy nén nhất thiết phải là hơi quá nhiệt

tqn = t0 +(5÷15)0C

Do nhiệt độ cuối tầm nén của môi chất NH3 là tương đối cao nên cần giảm

độ quá nhiệt càng nhỏ càng tốt

Vậy ta chọn độ quá nhiệt là: Δt = -1,84n tqn = 50C

Nhiệt độ quá nhiệt cho hệ thống Tủ đông Tiếp xúc là:

2 3

4 5

5’

7 6

TBNTTL1

1

1’

23

45

BH: thiết bị bay hơi

BTG: bình trung gian có ống xoắn

TL1,TL2 : các van tiết lưu

2.1.6.2 Thuyết minh chu trình

Máy nén tầm thấp hút hơi quá nhiệt có áp suất p0, nhiệt độ t1(tqn), thực hiệnquá trình ép nén đoạn nhiệt 1’ - 2, nhiệt độ tăng từ t1 đến t2, áp suất tăng từ p0 đến

ptg Tại đây môi chất nén tầm thấp được tiết lưu làm mát trung gian, thiết bị trao đổinhiệt dạng tấm trao đổi nhiệt chéo có diện tích bề mặt chuyền nhiệt lớn, do đó hơi

5

’

nén tầm thấp được làm mát hoàn toàn xuống đến trạng thái bão hòa khô có nhiệt độ

t3 Hơi ở trạng thái 3 được máy nén tầm cao hút về và nén lên trạng thái 4 có áp suấtngưng tụ pk nhiệt độ ngưng tụ t4 rồi được đẩy vào thiết bị ngưng tụ Tại đây hơi môichất được làm mát và ngưng tụ lại thành lỏng nhờ thải nhiệt cho môi trường nướclàm mát làm cho nhiệt độ giảm từ t4 đến t5 (p =const) Tại điểm 5 gas được hóa lỏnghoàn toàn và được chia làm hai nhánh

+ Nhánh 1: gas lỏng đi qua van tiết lưu (TL1) thực hiện quá trình tiết lưu 56,

áp suất giảm từ pk đến ptg và nhiệt độ giảm từ tk đên ttg Tiết lưu này để làm quá lạnhdịch lỏng cao áp trước khi đến TL2 sau đó được hòa trộn làm mát cho hơi nén tầmthấp

+ Nhánh 2: gas lỏng đi vào thiết bị trao đổi nhiệt chéo để quá lạnh, nhiệt độgiảm từ t5 đến t5’ (p = const) Sau khi được quá lạnh ga lỏng đi qua van tết lưu (TL2)

để thực hiện quá trình giảm áp từ áp suất pk đến áp suất p0 và nhiệt độ giảm từ t5’đến t0

Gas lỏng đi qua van tiết lưu TL2 vào thiết bị bay hơi Tại thiết bị bay hơi môichất lỏng thu nhiệt của môi trường cần làm lạnh và bay hơi trở về trạng thái hơi bãohòa khô Do tổn thất nhiệt trên đường ống hút nên hơi môi chất trở thành trạng tháihơi quá nhiệt trước khi vào máy nén tầm thấp Chu trình làm việc được khép kín

Bảng 2.1.1 Các thông số trạng thái của hệ thống lạnh cấp đông IQF

2

A A B B

2:Lớp polyurethan

3:Khung thép

4: đà gỗ

Thân tủ có cấu tạo dạng hình hộp, được tạo bởi cấu trúc chịu lực là một khung

làm bằng thép góc, bên cạnh đó Hình 2.2.1 Cấu tạo thân tủ

còn có các đà gỗ để tạo khoảng trống phun polyurethan cách nhiệt Ngoài cùng haibên được bọc Inox bảo vệ cấu trúc bên trong khỏi tác động cơ học và hơi nước,chống đọng sương bề mặt vách ngoài của tủ

2.2.1.2 Cấu tạo của dàn lạnh tủ đông tiếp xúc

Các tấm truyền nhiệt sẽ được ghép với nhau như sau:

Thì mỗi tấm truyền nhiệt sẽ chứa được 20 khuôn sản phẩm mỗi khuôn chứa

6 kg sản phẩm Do đó để chứa được 1200 kg sản phẩm/1mẻ cần có 10 khoang chứasản phẩm Tức là tủ phải có 11 tấm truyền nhiệt

2.2.1.3 Tính toán kích thước tủ đông

Kích thước tủ được xác định dựa vào kích thước và số lượng tấm lắc

a Chiều dài tủ.

- Chiều dài tấm lắc là l1 = 2740 mm

Chiều dài bên trong tủ bằng chiều dài của tấm lắc cộng với khoảng hở haiđầu Khoảng hở hai đầu vừa đủ để lắp đặt các ống góp, không gian lắp đặt và cogiãn ống mềm và các ống dẫn hướng các tấm lắc Khoảng hở đó rộng 320mm Vậychiều dài bên trong tủ là:

L1 = 2740 + 2 × 320 = 3380 (mm)