Thiết kế kho lạnh thịt bò 450t thuý hằng CNTP43

TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ LÀM ĐÔNG VÀ BẢO QUẢN SẢN PHẨM ĐÔNG LẠNH Làm đông thực phẩm: là phương pháp làm lạnh đông, tức là hạ nhiệt độ của nguyên liệu xuống t< -80C, ở nhiệt độ này phần lớ

LỜI NÓI ĐẦU

Xã hội ngày càng phát triển thì nhu cầu ăn uống ngày càng được coi người coi trọng Không những ăn đủ, ăn no mà phải thực phẩm phải tươi ngon, giá trị dinh dưỡng cao, và đảm bảo vệ sinh

Với đặc điểm là một nước nhiệt đới nên nền nông nghiệp phát triển, đặc biệt là chăn nuôi Mỗi năm sản lượng chăn nuôi thu được là rất lớn đem lại nhiều lợi nhuận cho nước ta Và một mặt hàng tiêu biểu đảm bảo dinh dưỡng và được nhiều người tiêu dùng ưa thích là thịt lợn Trước tình hình đó, một vấn đề cấp thiết là cần phải có một thiết bị để bảo quản thịt lợn với số lượng lớn với thời hạn sử dụng lâu dài đảm bảo chất lượng cho sản phẩm đó chính là ngành kỹ thuật lạnh Ra đời vào những năm

70 của thế kỉ XIX, ngành kỹ thuật lạnh đã được nhiều nước trên thế giới ứng dụng rất mạnh mẽ trong các ngành như: Sinh học, hoá chất, công nghiệp dệt, thuốc lá, bia, rượu, điện tử, tin học, y tế,…Đặc biệt trong ngành công nghệ, bảo quản và chế biến thực phẩm Chính ngành kỹ thuật lạnh ra đời đã giải quyết được vấn đề lớn trong việc tàng trữ và bảo quản thịt lợn đảm bảo cho việc cung cấp không những thị trường trong nước mà còn cả nước ngoài

Trước những yêu cầu trên em quyết định chọn làm đồ án : “Thiết kế kho lạnh

đông bảo quản thịt lợn với dung tích là 450 tấn với địa điểm xây dựng là tỉnh THỪA THIÊN HUẾ”

Trong thời gian qua được sự hướng dẫn nhiệt tình của thầy giáo Th.s Lê Thanh Long, và em đã hoàn thành đồ án của mình Đây là lần đầu tiên em làm một đồ án thiết

kế nên không thể tránh khỏi những sai sót mắc phải trong quá trình thực hiện đồ án này

Em mong nhận được sự góp ý của thầy hướng dẫn và các thầy, cô khác để em rút kinh nghiệm trong các đồ án sau

CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ KỸ THUẬT LẠNH

1.1 TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ LÀM ĐÔNG VÀ BẢO QUẢN SẢN PHẨM ĐÔNG LẠNH

Làm đông thực phẩm: là phương pháp làm lạnh đông, tức là hạ nhiệt độ của nguyên liệu xuống t< -80C, ở nhiệt độ này phần lớn nước trong nguyên liệu sẽ kết tinh làm ngừng đến mức tối đa hoặc hoàn toàn hoạt động của enzyme nội tại và vi sinh vật xâm nhập vào gây thối rữa Tuy nhiên tuỳ vào thời gian bảo quản dài hay ngắn mà người ta bảo quản nguyên liệu ở các nhiệt độ khác nhau từ -180C ÷ -200C

1.1.1 MỤC ĐÍCH

Khi hạ thấp nhiệt độ thì enzyme và vi sinh vật trong nguyên liệu bị giảm hoạt động và có thể đình chỉ sự sống của chúng, như vậy nguyên liệu có thể giữ tươi trong một giới hạn thời gian dài và hạn chế tối đa sự biến đổi về chất lượng thủy sản

Khi nhiệt độ t < 100Cthì vi khuẩn gây thối rữa và vi khuẩn gây bệnh bị kiềm chế phần nào Khi ở 00Cthì tỷ lệ phát triển của chúng rất thấp Ở nhiệt độ t = -50C

÷ -100Cthì hầu như không phát triển được Nhưng có một số loại vi khuẩn cá biệt khi hạ nhiệt độ xuống dưới -150Cchúng vẫn phát triển được như: các loại nấm mốc Mucor, Phzopus, Penicilium,… ở t = -100Cchúng vẫn tồn tại Do đó muốn giữ tươi thực phẩm trong thời gian dài thì phải hạ nhiệt độ xuống dưới -150C Vì vậy trong bảo quản nguyên liệu người ta thường sử dụng các phạm vi nhiệt độ sau:

- Bảo quản sơ bộ t < 30C

- Bảo quản trên dưới một tháng t < - 150C

- Bảo quản từ 6 tháng đến một năm t < -180C

1.1.2 Ý NGHĨA

Làm lạnh đông có ý nghĩa rất lớn trong ngành bảo quản và chế biến thực phẩm: tạo chất lượng sản phẩm cao, thời gian bảo quản kéo dài đáp ứng được nhu cầu ngày

càng cao của xã hội Phương pháp này cho phép xuất khẩu sản phẩm ra nước ngoài và phân phối sản phẩm đến mọi thị trường trên thế giới

1.1.3 BẢO QUẢN SẢN PHẨM ĐÔNG LẠNH

Bảo quản sản phẩm là quá trình làm hạn chế mức thấp nhất những biến đổi

có hại cho sản phẩm trong thời gian chờ sử dụng

1.1.3.1 Những biến đổi về vật lý

v Sự kết tinh lại của nước

Đối với các sản phẩm đông lạnh trong quá trình bảo quản nếu chúng ta không duy trì được nhiệt độ bảo quản ổn định sẽ dẫn đến sự kết tinh lại của nước

đá Đó là hiện tượng gây nên những ảnh hưởng xấu cho sản phẩm bảo quản Kết tinh lại nước đá xảy ra khi có sự dao động của nhiệt độ trong quá trình bảo quản

Do nồng độ chất tan trong các tinh thể nước đá khác nhau nên nhiệt độ kết tinh và nhiệt độ nóng chảy của chúng cũng khác nhau

Khi nhiệt độ tăng thì các tinh thể nước đá có kích thước nhỏ, có nhiệt độ nóng chảy thấp sẽ bị tan ra trước tinh thể có kích thước lớn nhiệt độ nóng chảy cao Khi nhiệt độ hạ xuống trở lại thì quá trình kết tinh lại xảy ra, nhưng chúng lại kết tinh tinh thể nước đá lớn do đó làm cho kích thước tinh thể nước đá lớn ngày càng to lên Sự tăng về kích thước của các tinh thể nước đá sẽ ảnh hưởng xấu đến thực phẩm, cụ thể là các cấu trúc tế bào bị phá vỡ, khi sử dụng sản phẩm sẽ mềm hơn hao phí chất dinh dưỡng lớn do sự mất nước tự do tăng làm cho mùi vị sản phẩm giảm

Để tránh hiện tượng kết tinh lại của nước đá thì trong quá trình bảo quản nhiệt độ phải ổn định, mức dao động của nhiệt độ cho phép là ± 20C

v Sự thăng hoa của nước đá

Trong quá trình bảo quản sản phẩm đông do hiện tượng hơi nước trong không khí ngưng tụ thành tuyết trên giàn lạnh làm cho lượng ẩm trong không khí giảm Điều đó dẫn đến sự chênh lệch áp suất bay hơi của nước đá ở bề mặt sản

môi trường không khí Nước đá trên bề mặt bị thăng hoa, sau đó lớp bên trong của thực phẩm thăng hoa

Sự thăng hoa nước đá của thực phẩm làm cho thực phẩm có cấu trúc xốp, rỗng Oxy không khí dễ xâm nhập và oxy hoá sản phẩm Sự oxy hoá xảy ra làm cho sản phẩm hao hụt về trọng lượng chất tan, mùi vị đặc biệt là quá trình ôxi hoá lipit

Để tránh hiện tượng thăng hoa nước đá của sản phẩm thì sản phẩm đông khi đem đi bảo quản phải được bao gói kín và đuổi hết không khí ra ngoài, nếu có không khí bên trong sẽ xảy ra hiện tượng hoá tuyết trên bề mặt bao gói và quá trình thăng hoa vẫn xảy ra

1.1.3.2 Những biến đổi về hóa học

Trong bảo quản đông, các biến đổi về sinh hoá, hoá học diễn ra chậm Các thành phần dễ bị biến đổi là: protein hoà tan, lipid, vitamin, chất màu…

v Sự biến đổi của Protein

Trong các loại protein thì protein hoà tan trong nước dễ bị phân giải nhất, sự phân giải chủ yếu dưới tác dụng của enzyme có sẵn trong sản phẩm

Sự khuếch tán nước do kết tinh lại và thăng hoa nước đá gây nên sự biến tính của protein hoà tan

Biến đổi của protein làm giảm chất lượng sản phẩm khi sử dụng

v Sự biến đổi của chất béo

Dưới tác dụng của enzyme nội tại làm cho chất béo bị phân giải cộng với quá trình thăng hoa nước đá làm cho oxy xâm nhập vào Đó là điều kiện thuận lợi cho quá trình oxy hoá chất béo xảy ra Quá trình oxy hoá chất béo sinh ra các chất có mùi vị xấu làm giảm giá trị sử dụng của sản phẩm Nhiều trường hợp đây là nguyên nhân chính làm hết thời hạn bảo quản của sản phẩm

Các chất màu bị oxy hoá cũng làm thay đổi màu sắc của sản phẩm

1.1.3.3 Những biến đổi về vi sinh vật

Đối với sản phẩm bảo quản đông có nhiệt độ thấp hơn -180C và được bảo quản ổn định thì số lượng vi sinh vật giảm theo thời gian bảo quản Ngược lại nếu sản phẩm làm đông không đều, vệ sinh không đúng tiêu chuẩn, nhiệt độ bảo quản không ổn định sẽ làm cho các sản phẩm đã bị lây nhiễm vi sinh vật hoạt động gây thối rữa sản phẩm và làm giảm chất lượng sản phẩm

1.1.3.4 Các điều kiện trong quá trình bảo quản sản phẩm đông lạnh

v Nhiệt độ bảo quản sản phẩm

Nhiệt độ của sản phẩm là bình quân giữa nhiệt độ cao nhất và nhiệt độ thấp nhất trong sản phẩm, do đó nhiệt độ bảo quản tối thiểu phải bằng với nhiệt

độ sản phẩm

Nhiệt độ bảo quản phải đảm bảo giảm đến mức quy định hoạt động của các enzyme có sẵn trong thực phẩm Vì vậy nhiệt độ bảo quản phụ thuộc vào đặc điểm tính chất hoá học, vật lý và vi sinh vật của thực phẩm, với thực phẩm ít bị phân giải do các enzyme của chúng chịu lạnh kém, ta có thể tăng nhiệt độ bảo quản để giảm chi phí sản xuất, giới hạn bảo quản phải thấp hơn -180C Với những sản phẩm dễ bị oxy hoá

do có nhiều vi sinh vật đã hoạt động trong cấu trúc trước khi chuẩn bị làm đông thì phải giảm nhiệt độ bảo quản, nhiệt độ bảo quản bị giới hạn bởi tính kinh tế, kỹ thuật

và công nghệ Nếu nhiệt độ quá thấp sản phẩm tăng tính chất tan, giới hạn dưới của nhiệt độ bảo quản là -350C

v Nhiệt độ của không khí trong kho

Ở giai đoạn đầu khi nhiệt độ của sản phẩm còn chênh lệch nhiều để tạo thuận lợi cho sự cân bằng nhiệt độ sản phẩm, cần giảm nhiệt độ của không khí xuống thấp hơn nhiệt độ bảo quản từ 3 ÷ 50C, giai đoạn này kéo dài từ 2 ÷ 3 ngày

Ở giai đoạn tiếp theo nhiệt độ không khí bằng nhiệt độ bảo quản của sản phẩm, như vậy sẽ hạn chế được sự trao đổi nhiệt độ giữa sản phẩm và không khí

Sự dao động nhiệt độ của không khí dẫn đến sự dao động nhiệt độ của sản phẩm, tuy nhiên do không khí truyền nhiệt kém và không chuyển động nhiều trên

bề mặt sản phẩm, do bao gói và xếp chặt nên nhiệt độ không khí dao động nhiều

v Sự lưu thông không khí trong kho

Không khí chuyển động trong kho làm cho nhiệt độ, độ ẩm kho đồng đều hơn, hạn chế được sự dao động nhiệt độ sản phẩm, hạn chế sinh ra mùi lạ trong kho

Với sản phẩm không có bao gói cách ẩm cần có không khí đối lưu tự nhiên

để hạn chế mất nước

Với sản phẩm có bao gói và cách ẩm, vận tốc không khí trong kho vào khoảng 1 ÷ 3 m/s

Không khí phải chuyển động ở bề mặt cấu trúc bao che (tường, trần, nền)

để lấy nhiệt truyền từ bên ngoài vào, cần hạn chế không khí chuyển động ở bề mặt sản phẩm

v Sắp xếp sản phẩm trong kho bảo quản

Tuỳ theo loại sản phẩm mà ta có các phương pháp xếp hàng khác nhau Nguyên tắc chung là giảm đến mức thấp nhất diện tích bề mặt tiếp xúc giữa thực phẩm và không khí, sử dụng tối đa thể tích hữu ích của kho, hạn chế mức thấp nhất

sự chuyển động của không khí trên bề mặt sản phẩm

Đối với những sản phẩm không được bao gói cách ẩm thì được xếp trên các giá đỡ chồng lên nhau Khi đó để ngăn chặn nhiệt độ từ bên ngoài vào thì khoảng cách giữa bề mặt sản phẩm với cơ cấu bao che phải thích hợp, khoảng cách này càng lớn khi khả năng truyền nhiệt của cơ cấu bao che lớn

Đối với sản phẩm được bao gói và cách ẩm thì được xếp chồng lên nhau thành từng khối vững chắc, cách tường và nền một khoảng thích hợp, thường thì khoảng cách tới trần là lớn nhất 30 ÷ 50cm, tới nền là nhỏ nhất 5 ÷ 10cm

1.2 TỔNG QUAN VỀ KHO LẠNH BẢO QUẢN THỰC PHẨM

1.2.1 KHÁI NIỆM KHO LẠNH BẢO QUẢN

Kho lạnh bảo quản là kho được sử dụng để bảo quản các loại thực phẩm, nông sản, rau quả, các sản phẩm của công nghiệp hóa chất,công nghiệp nhẹ.v.v…

Hiện nay kho lạnh được sử dụng trong công nghệ chế biến rất rộng rãi và chiếm một tỷ lệ lớn nhất Các dạng mặt hàng bảo quản bao gồm:

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

- Bảo quản nông sản thực phẩm, rau quả

- Bảo quản các sản phẩm y tế, dược liệu

- Kho bảo quản sữa

- Kho bảo quản và lên men bia

- Kho lạnh sơ bộ: Dùng làm lạnh sơ bộ hay bảo quản tạm thời thực phẩm tại các nhà máy chế biến trước khi chuyển sang một khâu chế biến khác

- Kho chế biến: Được sử dụng trong các nhà máy chế biến và bảo quản thực phẩm (nhà máy đồ hộp, nhà máy sữa, nhà máy chế biến thuỷ sản, nhà máy xuất khẩu thịt,…) Các kho lạnh loại này thường có dung tích lớn, cần phải trang bị hệ thống có công suất lạnh lớn Phụ tải của kho lạnh luôn thay đổi do phải xuất nhập hàng thường xuyên

- Kho phân phối, trung chuyển: Dùng điều hoà cung cấp thực phẩm cho các khu dân cư, thành phố và dự trữ lâu dài Kho lạnh phân phối thường có dung tích lớn, trữ nhiều mặt hàng và có ý nghĩa rất lớn đối với đời sống sinh hoạt của cả một cộng đồng

- Kho thương nghiệp: Kho lạnh bảo quản các mặt hàng thực phẩm của hệ thống thương nghiệp Kho dùng bảo quản tạm thời các mặt hàng đang được doanh nghiệp bán trên thị trường

- Kho vận tải (trên tàu thuỷ, tàu hoả, ôtô): Đặc điểm của kho là dung tích lớn, hàng bảo quản mang tính tạm thời để vận chuyển từ nơi này đến nơi khác

- Kho sinh hoạt: Đây là loại kho rất nhỏ dùng trong các hộ gia đình, khách sạn, nhà hàng dùng bảo quản một lượng hàng nhỏ

1.2.2.2.Theo nhiệt độ

Người ta có thể chia ra:

- Kho bảo quản lạnh: Nhiệt độ bảo quản nằm trong khoảng -2oC đến 5oC Đối với một số rau quả nhiệt đới cần bảo quản ở nhiệt độ cao hơn (đối với chuối > 10oC, đối với chanh > 4oC) Nói chung các mặt hàng chủ yếu là rau quả và các mặt hàng nông sản

- Kho bảo quản đông: Kho được sử dụng để bảo quản các mặt hàng đã qua cấp đông Đó là hàng thực phẩm có nguồn gốc động vật Nhiệt độ bảo quản tuỳ thuộc vào thời gian, loại thực phẩm bảo quản Tuy nhiên nhiệt độ bảo quản tối thiểu cũng phải đạt -18oC để các vi sinh vật không thể phát triển làm hư hại thực phẩm trong quá trình bảo quản

- Kho đa năng: Nhiệt độ bảo quản là -12oC, buồng bảo quản đa năng thường được thiết kế ở -12oC nhưng khi cần bảo quản lạnh có thể đưa lên nhiệt độ bảo quản 0oC hoặc khi cần bảo quản đông có thể đưa xuống nhiệt độ bảo quản -18oC tuỳ theo yêu cầu công nghệ Khi cần có thể sử dụng buồng đa năng để gia lạnh sản phẩm Buồng đa

năng thường được trang bị dàn quạt nhưng cũng có thể được trang bị dàn tường hoặc dàn trần đối lưu không khí tự nhiên

- Kho gia lạnh: Được dùng để làm lạnh sản phẩm từ nhiệt độ môi trường xuống nhiệt độ bảo quản lạnh hoặc để gia lạnh sơ bộ cho những sản phẩm lạnh đông trong phương pháp kết đông 2 pha Tuỳ theo yêu cầu quy trình công nghệ gia lạnh, nhiệt độ buồng có thể hạ xuống -5oC và nâng lên vài độ trên nhiệt độ đóng băng của các sản phẩm được gia lạnh Buồng gia lạnh thường được trang bị dàn quạt để tăng tốc độ gia lạnh cho sản phẩm

- Kho bảo quản nước đá: Nhiệt độ tối thiểu -4oC

1.2.2.3 Theo dung tích chứa

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) Ví dụ: Kho 50 MT, kho 100 MT, 200 MT, 500 MT… là những kho có khả năng chứa 50, 100, 200, 500 tấn thịt

1.2.2.4 Theo đặc điểm cách nhiệt

Người ta chia ra:

- Kho xây: Là kho mà kết cấu là kiến trúc xây dựng và bên trong người ta bọc lớp cách nhiệt Kho xây chiếm diện tích lớn, giá thành tương đối cao, không đẹp, khó tháo dỡ, và di chuyển Mặt khác về mặt thẩm mỹ và vệ sinh kho xây không đảm bảo tốt Vì vậy, hiện nay ở nước ta thường ít sử dụng kho xây để bảo quản thực phẩm

- Kho panel: Được lắp ghép từ các tấm panel tiền chế polyuretan và được lắp ghép với nhau bằng các móc khoá cam locking và mộng âm dương Kho panel có hình thức đẹp, gọn và giá thành tương đối rẻ, rất tiện lợi khi lắp đặt, tháo dỡ và bảo quản các mặt hàng thực phẩm, nông sản, thuốc men, dược liệu…Hiện nay nhiều doanh nghiệp ở nước ta đã sản xuất các tấm panel cách nhiệt đạt tiêu chuẩn cao Vì thế hầu hết các xí nghiệp, công nghiệp thực phẩm đều sử dụng kho panel để bảo quản hàng hoá

CHƯƠNG II

TÍNH TOÁN KHO LẠNH

2.1 MẶT BẰNG KHO VÀ CÁC THÔNG SỐ THIẾT KẾ

2.1.1 QUY HOẠCH MẶT BẰNG KHO LẠNH

2.1.1.1 Yêu cầu đối với bố trí mặt bằng kho lạnh

Bố trí mặt bằng là bố trí những nơi sản xuất, xử lý lạnh, bảo quản để phù hợp với dây chuyền công nghệ sao cho hiệu quả sản xuất kinh doanh cao nhất Để đạt được mục đích đó trong quy hoạch ta cần phải tuân thủ các yêu cầu sau:

- Phải bố trí các buồng phù hợp với dây chuyền công nghệ sản phẩm đi theo dây chuyền liên tục, không gặp nhau, không đan chéo, không đi ngược nhau

- Quy hoạch phải đặt chi phí đầu tư thấp nhất cần sử dụng rộng rãi các cấu kiện tiêu chuẩn hóa, giảm đến mức thấp nhất các diện tích phụ nhưng phải tiện nghi

- Quy hoạch mặt bằng cần phải đảm bảo vận hành tiện lợi và rẻ tiền cụ thể như sau:

+ Đảm bảo lối đi và đường vận chuyển thuận lợi cho bốc xếp thủ công hoặc cơ giới hóa theo thiết kế

+ Chiều rộng kho lạnh nhiều tầng không vượt quá 40m còn chiều rộng kho lạnh một tầng thường lấy theo bộ số của 12m

+ Chiều rộng sân bốc dỡ thường 6 ÷ 7,5 m (cho cả đường sắt và ôtô)

+ Để giảm tổn thất nhiệt qua kết cấu bao che các buồng lạnh được sắp xếp theo nhóm có cùng chế độ nhiệt độ

- Mặt bằng kho lạnh phải phù hợp với hệ thống lạnh đã chọn

- Mặt bằng kho lạnh phải đảm bảo kỹ thuật an toàn phòng chữa cháy

- Quy hoạch cần tính đến khả năng mở rộng kho lạnh do vậy phải để lại khoảng mở rộng của một phía kho lạnh

2.1.1.2 Chọn mặt bằng xây dựng

Ngoài những yêu cầu chung đã nêu ở trên thì khi chọn mặt bằng xây dựng cần phải chú ý đến nền móng kho lạnh phải vững chắc do đó phải tiến hành khảo sát về nền móng và mực nước

Do nhiệt thải ở thiết bị ngưng tụ của một kho lạnh là rất lớn nên ngay từ khi thiết kế cần phải tính đến nguồn nước để thải nhiệt

Do yêu cầu nên vị trí của kho lạnh phải: nằm gần khu thành phẩm, bao gói

để thuận lợi cho việc đưa hàng vào trong kho và giảm tổn thất nhiệt cho kho

Ngoài ra còn phải nằm ở vị trí gần đường giao thông, có thể lùi xe để bốc hàng mà không ảnh hưởng đến các khâu khác… Đặc biệt vị trí xây dựng kho lạnh phải phù hợp dây chuyền công nghệ Sản phẩm sau khi cấp đông được chuyển sang bao gói và chuyển vào kho lạnh ngay, tránh trường hợp phải vận chuyển xa có thể làm cho sản phẩm bị dã đông và làm tăng chi phí vận hành của kho lạnh

2.1.2 CHỌN PHƯƠNG ÁN XÂY DỰNG KHO LẠNH

Có 2 phương án thiết kế kho lạnh: Kho xây và kho lắp ghép

Mặc dù kho lạnh lắp ghép giá thành cao hơn khá nhiều so với kho lạnh xây Nhưng nó có những ưu điểm vượt trội so với kho lạnh xây như sau:

- Tất cả các chi tiết của kho lạnh lắp ghép là các panel tiêu chuẩn chế tạo sẵn nên có thể vận chuyển dễ dàng đến nơi lắp ráp một cách nhanh chóng trong một vài ngày so với kho truyền thống phải xây dựng trong nhiều tháng, có khi nhiều năm

- Có thể tháo lắp và di chuyển đến nơi mới khi cần thiết

- Không cần đến vật liệu xây dựng như kho xây trừ nền có con lươn đặt kho nên công việc xây dựng đơn giản hơn nhiều

- Tấm bọc ngoài của panel đa dạng từ chất dẻo đến nhôm tấm hoặc thép không gỉ

- Hoàn toàn có thể sản xuất được trong nước

- Có thể lắp đặt ngay trong phân xưởng có mái che

Chính những ưu điểm vượt trội của kho lạnh lắp ghép mà ngày nay nó được sử dụng rất rộng rãi Phương án xây dựng trong bài thiết kế này là kho lạnh lắp ghép

2.1.3 CÁC THÔNG SỐ KHÍ HẬU

Kho lạnh đang trong bài thiết kế này dự định sẽ được xây dựng ở tỉnh Thừa Thiên Huế

Bảng 2-1 Thông số về khí hậu ở tỉnh Thừa Thiên Huế [1, tr8]

Nhiệt độ, 0C Độ ẩm tương đối, %

TB cả năm Mùa hè Mùa đông Mùa hè Mùa đông

Từ các thông số khí hậu kết hợp với đồ thị Molier h-x của không khí ẩm ở

áp suất khí quyển B = 760 mmHg ta có các trạng thái không khí sau:

tN = 37,30C là nhiệt độ của không khí ngoài trời

ϕ = 73% là độ ẩm của không khí tại Thừa Thiên Huế

tƯ = 330C nhiệt độ nhiệt kế ướt

tS = 320C nhiệt độ đọng sương

Nhiệt độ nước vào: tw1 = tƯ + (3÷5)0C = 36÷380C

Ta chọn tw1 = 370C

2.1.4 TÍNH TOÁN KÍCH THƯỚC KHO LẠNH ĐÔNG

Thiết kế kho lạnh đông bảo quản thịt heo dung tích 450 tấn

E: dung tích kho lạnh (tấn)

gv: định mức chất tải (tấn/m3) V: thể tích kho lạnh (m3) Với E = 450 tấn

gv = 0,45 tấn/m3Vậy:

1000 45

0

450

=

=

2.1.4.2 Diện tích chất tải của kho lạnh

Diện tích chất tải của kho lạnh được tính theo công thức:

h

V

F = ; (m2) [1,tr74] (2.2) Trong đó:

F – diện tích chất tải (m2)

h – chiều cao chất tải (m)

Chiều cao chất tải được tính bằng chiều cao buồng lạnh trừ đi phần trăm lắp đặt dàn lạnh treo trần và khoảng không gian cần thiết để chất hàng và dở hàng

Kho lạnh thường được xây dựng có chiều cao từ 4,5÷5m Trong bài thiết kế này chọn chiều cao xây dựng của kho lạnh là 4,5m Vậy chiều cao chất tải bằng chiều cao xây dựng trừ đi

để không khí lưu thông là 0,5m và phía dưới nền lát tấm palet là: 0,1m

Suy ra:

H = 4,5 - 0,3 - 0,5 - 0,1 = 3,6 m

Vậy diện tích chất tải là:

78 , 277 6

, 3

gf – tải trọng nền (tấn/m2)

gv – tiêu chuẩn chất tải (tấn/m3)

h – chiều cao chất tải

Vậy

gf = 0,45 3,6= 1,62 (tấn/m2) Với tải trọng nền như vậy thì panel sàn đủ điều kiện chịu được lực nén, bởi

vì độ chịu nén của panel tiêu chuẩn là 0,2 ÷ 0,29 Mpa []

2.1.4.4.Diện tích cần xây dựng

Diện tích kho lạnh thực tế cần tính đến đường đi, khoảng hở giữa các lô hàng, diện tích lắp đặt dàn lạnh Vì vậy diện tích cần xây dựng phải lớn hơn diện tích tính toán ở trên và được xác định theo công thức:

F xd

F F

β

= (m2) [1,tr74] (2.4) Trong đó:

Fxd – diện tích cần xây dựng (m2)

βF – hệ số sử dụng diện tích buồng chứa, tính cả đường đi và diện tích giữa các lô hàng, giữa lô hàng và cột, tường, các diện tích lắp đặt thiết bị như dàn bay hơi, quạt βF phụ thuộc vào diện tích buồng theo bảng 2.7 [1,tr74] với diện tích chất tải của kho F= 363,64 tấn, nên chọn βF = 0,8

Vậy:

225 , 347 8

, 0

78 , 277

là một số nguyên

Kho lạnh được chọn có:

Số buồng lạnh là:

2 , 3 108

2.1.4.6 Dung tích thực của kho lạnh

5 , 562 2 , 3

4

t (tấn) (2.6) Trong đó:

E: dung tích kho lạnh (tấn)

Zt: số buồng lạnh thực được xây dựng Z: số buồng lạnh tính toán xây dựng

2.2 THIẾT KẾ CẤU TRÚC KHO LẠNH

2.2.1 CẤU TRÚC XÂY DỰNG, PHƯƠNG PHÁP LẮP ĐẶT KHO LẠNH 2.2.1.1 Cấu trúc móng và cột

Móng phải chịu được tải trọng của toàn bộ kết cấu xây dựng và hàng hoá bảo quản, bởi vậy móng phải kiên cố, vững chắc và bền lâu Móng có thể làm theo kiểu rầm hoặc theo kiểu từng ô không liên tục Khi đổ móng bêtông cốt thép người

ta phải chừa trước những lỗ để lắp cột chịu lực

Cột là những thanh thép hộp hoặc những dầm thép chữ I Chọn tiết diện cột sao cho đủ khả năng để chịu toàn bộ lực do kết cấu mang lực mái và trần panel truyền xuống

2.2.1.2 Tường bao và tường ngăn

Tường bao che bằng gạch có tác dụng chống bức xạ mặt trời và bảo vệ kho lạnh, xây dựng bên ngoài kho lạnh và các phần phụ trợ như phòng máy, phòng đệm, hành lang bốc dỡ hàng Trọng tải của mái, rầm, xà do cột chống đỡ, do vậy chỉ cần dày 380 mm (1 viên rưỡi gạch)

Tường ngăn cách nhiệt kho bằng các tấm Panel tiêu chuẩn

- Lớp cách nhiệt, cách ẩm là các tấm panel tiêu chuẩn

- Các con lươn được đúc bằng bê tông để hạn chế rỉ sét cho panel nền, tránh hiện tượng cơi nền

- Lớp bê tông chịu lực

- Lớp đất đá

2.2.1.4 Cấu trúc vách và trần kho lạnh

- Kho lạnh lắp ghép có cấu trúc vách, trần và nền là các tấm panel

- Các thông số của panel cách nhiệt: [4,tr100]

Hình 2-1: Sơ đồ nền kho lạnh

Con lươn

Nền đất đá Bêtông sàn Panel nền

+ Chiều dài : l = 4500 mm (panel vách)

Lớp sơn

Trần kho là các tấm panel tiêu chuẩn lắp ghép

Hình 2-3 Mái che kho lạnh

2.2.1.6 Kỹ thuật lắp ghép kho

a Khóa cam: (cam lock)

Hình 2 – 4 giới thiệu nguyên tắc hoạt động và cấu tạo của khóa cam Cơ cấu móc bên trái nằm ở một mép panel, chốt ngang nằm ở một vị trí tương ứng ở mép panel cần ghép nối Khi đặt 2 panel cạnh nhau, dùng chìa khóa quay theo chiều kim đồng hồ 1/4 vòng thì móc đã ăn khớp vào chốt của panel đối diện thì cơ cấu cam kéo chốt về bên trái siết chặt 2 tấm panel vào với nhau

Hình 2-4 Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của khóa cam

b Mộng âm dương

Mộng âm dương thường được sử dụng kết hợp với khóa cam để tăng hiệu quả cách nhiệt Nguyên tắc cấu tạo là một cạnh panel bố trí lõm khe còn cạnh tương ứng của panel ghép có vấu lồi để ăn khớp hoàn toàn với nhau (xem hình 2 - 5), qua đó tránh được khe hở ở mối ghép panel với nhau, nền…

Hình 2-5 Mộng âm dương của tấm panel

c Cửa kho lạnh

Các kho lạnh có rất nhiều loại cửa khác nhau Khóa cửa cũng có nhiều loại khác nhau Cửa kho lạnh lắp ghép trên cơ bản là giống cửa tủ lạnh Cửa là một tấm cách nhiệt, có bản lề tự động, chung quanh có đệm kín bằng cao su hình nhiều ngăn, có bố trí nam châm mạnh để hút chặt cửa đảm bảo độ kín giảm tổn thất nhiệt Khóa cửa mở được cả hai phía trong và ngoài Xung quanh cửa được bố trí dây điện trở sưởi cửa để tránh đóng băng dính chặt cửa lại Các cửa có kích thước như sau:

Phía trên cửa có bố trí thiết bị tạo màn khí giảm tổn thất nhiệt, màn chắn khí

là các dải nhựa dẻo Khi mở cửa, động cơ quạt tự động hoạt động tạo ra một màn khí thổi từ trên xuống ngăn cản đối lưu không khí bên ngoài với không khí bên trong kho nhằm giảm tổn thất nhiệt Khi đóng cửa thì sẽ tự động ngắt điện, tắt quạt Màn được ghép từ các dải nhựa có chiều rộng 200 mm, dày 2 mm, chồng mí lên nhau là 50 mm

2.2.2 LẮP RÁP KHO LẠNH

2.2.2.1 Gia cố và xây dựng nền móng

Đây là một công đoạn quan trọng trong quá trình xây dựng kho, nó quyết định tính vững chắc và an toàn của kho Móng được đào sâu 70cm Đúc đế của các cột bê tông cốt thép Sau đó ta đúc các cột bê tông đến chiều cao bằng mặt nền kho thiết kế, tiến hành xây móng đổ đất đá vào nền tạo độ vững chắc của nền Sau đó đúc lớp bê tông chịu lực và xây các con lươn bằng gạch

2.2.2.2 Đúc khung kho bằng bê tông cốt thép

Sau khi đã xây dựng xong móng kho, nền kho tiến hành đúc các cột bê tông theo chiều cao và kích thước thiết kế Trên cùng của các cột được liên kết với nhau bằng các dầm bê tông cốt thép

Cùng với việc xây dựng khung ta tiến hành xây tường bao

2.2.2.3 Dựng khung đỡ mái và lợp mái

Sau khi đã có được khung bê tông của kho ta tiến hành dựng khung sắt đỡ mái, lắp các xà dọc theo chiều dài của kho và tiến hành lợp tôn Sau khi đã có được

bộ khung vững chắc cho việc lắp ghép các cấu trúc cách nhiệt

2.2.3 LẮP ĐẶT KHO LẠNH

2.2.3.1 Công tác chuẩn bị

Trước khi lắp đặt kho lạnh thì phải chuẩn bị dụng cụ lắp đặt đầy đủ bao gồm: panel, thanh nhôm V và thanh thép chữ U, tán rive, khoan, máy cắt…

Chuẩn bị đồ bảo hộ lao động cho người thi công

Đo đạc kỹ trước khi lắp đặt

2.2.3.2 Thi công lắp đặt

a Lắp các tấm panel

Lắp các tấm panel được tiến hành qua như sau:

- Đầu tiên ta lắp phần panel vách trước nhưng chừa một vách ra vì vách này để khi lắp xong panel nền ta mới lắp

- Lắp luôn cửa ra vào kho lạnh và cửa sổ

Đặt hai tấm panel lại gần nhau và dùng cơ cấu khoá cam để lắp ghép nó lại

v Lắp panel vách ở góc kho lạnh (2 vách vuông góc với nhau)

Được tiến hành qua các bước sau:

- Đặt hai tấm panel như hình vẽ 5-2

- Sau đó dùng các thanh thép chữ V để cố định hai tấm lại với nhau Các thanh nhôm này vừa để cố định vừa để chống ẩm cho tấm panel

- Dùng các con tán rive để cố định thanh nhôm chữ V với panel

- Còn một vách ta lắp panel nền trước rồi mới lắp vách đó

1 Panel tường thứ nhất

2 Panel tường thứ hai

3 Cơ cấu khoá cam

4 Nút che lỗ khoá cam

4

2

31

Hình 5-1 Cách lắp panel vách

v Lắp cửa ra vào và cửa sổ

Ở đấy kể cả cửa ra vào và cửa sổ đều dùng loại cửa kiểu bản lề Lắp cửa ra vào và cửa sổ được tiến hành như sau:

- Đo đạc xem vị trí đặt cửa nằm ở đâu

- Dùng máy cắt để cắt một lỗ đúng bằng kích thước cửa đó

thanh thép cố định hai tấm panel lại với nhau Ở đây thanh nhôm chữ V này chỉ có tác dụng chống ẩm cho tấm panel thôi

Sau đó lắp các tấm panel nền với nhau Các tấm panel nền được lắp với

nhau bằng cơ cấu khoá cam đã nêu ở mục trước

Sau khi đã lắp xong các xà ta tiến hành lắp các panel trần

Đầu tiên lắp các trần phía vách chừa ra trước cách lắp trần này như hình vẽ 5-5

1 Panel vách

2 Panel trần kho lạnh

3 Bulong dù

4 Đai ốc để giữ bulong dù

5 Dây cáp treo panel trần

6 Cơ cấu tăngđơ

4

32

1

Hình 5-5 Lắp panel trần

Lắp panel trần sau đó ta dùng các bu long dù bắt xuyên qua panel trần để cố định panel trần với xà treo hình chữ U, để xà treo giữ panel trần khỏi bị rơi xuống dưới (lắp bulong dù phải cho một ít keo silicon vào phần dù ốp vào panel trần để nó giữ cho bulong dù không bị xoay chuyển khi ta siết đai ốc ở phía trên)

Sau đó tiến hành bắt thanh nhôm số 9 và tán số 8 như hình vẽ 5-5 Khi đã lắp xong panel trần đầu tiên thì lắp panel tiếp theo cùng hàng đó tương tự như vậy, nhưng trước khi bắt bulong dù phải để hai tấm panel gần nhau và khóa chúng bằng cơ cấu cam trước sau đó mới tiến hành lắp bulong dù vào và tương

Hình 5-6 Kết cấu kho lạnh panel

v Cửa và màn chắn khí

Cửa và khóa có nhiều loại khác nhau Cửa kho lạnh là một panel cách nhiệt xung quanh nơi tiếp giáp với vách có đệm kín bằng cao su, bên ngoài là khung nhôm chịu lực Cửa đang thiết kế có cửa lắc, dùng 3 bản lề cho cửa lớn và 2 bản lề cho cửa nhỏ Bản lề gồm hai phần, một phần gắn vào tường và một phần gắn vào cửa Hai phần này liên kết với nhau bằng một chốt

Bên trong mỗi cửa có bố trí màn chắn khí là các dải nhựa dẻo, chiều rộng mỗi dải là 100mm, chồng mí lên nhau 300mm Tác dụng của nó là ngăn cản khí bên ngoài xâm nhập vào kho lạnh khi mở cửa

Bên ngoài mỗi cửa có bố trí một quạt lồng sóc có tác dụng thổi khí không cho lọt vào khi bốc dỡ hàng, quạt này chỉ hoạt động khi mở cửa

2.2.4 LẮP RÁP HỆ THỐNG LẠNH

2.2.4.1 Các bước chuẩn bị

Kiểm tra các bệ lắp đặt máy, tổ hợp máy, thiết bị kênh đặt ống, dụng cụ neo

và kẹp ống, các giá đỡ ống

Kiểm tra điện, nước, kho bãi, khí nén, gas và các vật tư cần thiết khác

Tổng hợp nghiên cứu các tài liệu kỹ thuật như lý lịch máy, thuyết minh kỹ thuật, hướng dẫn lắp ráp vận hành máy nén, bơm, các thiết bị và các bản vẽ thi công, lắp ráp thiết bị

Kiểm tra chất lượng của máy nén và thiết bị

Lập kế hoạch thi công gồm:

- Biểu đồ kế hoạch lắp ráp trong đó nêu rõ tình hình, khối lượng, thời hạn, chất lượng và phương pháp thi công và lắp ráp

- Những chỉ dẫn cần thiết kế về đặc điểm mặt bằng phòng máy, sơ đồ đường ống, bản vẽ thi công, diện tích lắp đặt, tình trạng vật tư thiết bị

- Các biện pháp an toàn, nội quy an toàn lao động, các tài liệu hướng dẫn

an toàn, phòng độc hại, chống cháy nổ

2.2.4.2 Tiến hành lắp ráp hệ thống

a Lắp đặt máy nén

Máy nén được lắp trên các bệ bằng bê tông có chiều cao là 0,2m Máy được cố định trên các bệ bê tông bằng các đai ốc và bulong Khoảng cách giữa máy và tường 0,8m

b Lắp đặt bình ngưng:

Bình ngưng tụ được lắp đặt trên bệ bê tông có chiều cao là 1m Bình được đặt dọc theo chiều dài của kho, cách tường 0,8m, cách máy nén và bình chứa là 1m Bình được cố định bằng các đai ốc và bulong Để thuận tiện cho quá trình vệ sinh thiết bị thì đầu ra của thiết bị được quay ra phía bên ngoài, nơi có không gian rộng

c Lắp đặt dàn bay hơi:

Dàn bay hơi được gắn tên các khung đỡ ở phía trên trần kho và các bulong chịu lực nâng đỡ dàn cách tường là 0,4m, cách trần là 0,1m

Hình 5-7 Lắp đặt dàn bay hơi 2.3 TÍNH CÁCH NHIỆT VÀ CÁCH ẨM KHO LẠNH

2.3.1 Tính cách nhiệt của vật liệu

- Độ bền cơ học à độ dẻo cao

- Bền ở nhiệt độ thấp và không ăn mòn các vật liệu xây dựng tiếp xúc với nó

- Không cháy hoặc không dễ cháy

- Không bắt mùi và không có mùi lạ

- Không gây độc hại với con người với sản phẩm và không gây mùi vị lạ cho sản phẩm

- Dễ vận chuyển, lắp ráp, gia công và sửa chữa

- Rẻ tiền dễ kiếm

Hiện nay, vật liệu cách nhiệt sử dụng phổ biến nhất là polystirol và polyurethan

Kho lạnh trong bài thiết kế này chọn vật liệu các nhiệt là polyurethan, bởi vì

có ưu điểm tạo bọt không cần gia nhiệt nên dễ dàng tạo trong các thể tích bất kỳ,

độ bề tương đối lớn 0,1÷0,2 N/mm2, hệ số dẫn nhiệt tương đối nhỏ 0,023÷0,03W/m.K Bên ngoài lớp polyurethan còn được bọc bằng 2 lớp tôn inox

và 2 lớp sơn cách ẩm

2.3.1.2 Xác định chiều dày cách nhiệt

Chiều dày lớp cách nhiệt được tính từ biểu thức hệ số truyền nhiệt k cho vách phẳng nhiều lớp:

[1 , 82] ( 2 7 ) 1

i

∑

=

+ + +

=

αλ

δλ

δα

cn

1 1

1 1

1

αλ

δα

λδTrong đó:

α1: là hệ số cấp nhiệt của không khí ngoài vào bề mặt ngoài tường (vách cách nhiệt); (W/m2.K)

α2: hệ số cấp nhiệt từ vách buồng lạnh vào buồng lạnh (W/m2.K)

δi: chiều dày của lớp vật liệu thứ i (m)

λi: hệ số dẫn nhiệt của lớp vật liệu thứ i (W/m.K)

λcn: hệ số dẫn nhiệt của lớp vật liệu cách nhiệt (W/m.K)

k: hệ số truyền nhiệt của vách (W/m2.K)

Bảng 2-2: Thông số các lớp vật liệu của tấm panel tiêu chuẩn

Vật liệu Chiều dày (m) Hệ số dẫn nhiệt

Do trần kho có mái che và nền kho lạnh có con lươn thông gió nên ta lấy hệ

số truyền nhiệt của nền và trần kho bằng hệ số truyền nhiệt của vách kho Vì vậy ta xác định chiều dày cách nhiệt chung cho cả tường, trần và nền

Thay số:

) ( 2 , 115 ) ( 1152 , 0 9

1 291 , 0

0005 , 0 2 36 , 45

0006 , 0 2 3 , 23

1 21 , 0

1 025

δpanel = 0,1152 + 2.0,0006 + 2.0,0005 = 0,1174 (m) = 117,4 (mm)

Ta chọn chiều dày panel tiêu chuẩn: δpanelTC = 125 (mm)

Khi đó chiều dày cách nhiệt thực của panel là:

CN i

i t

k

1

1 1

1

λ

δ α λ

δ α

2.3.1.3 Kiểm tra tính đọng sương

Điều kiện để vách ngoài không bị đọng sương là: kt < ks

Trong đó:

kt: hệ số truyền nhiệt thực, kt = 0,198 (W/m2.K)

ks: hệ số truyền nhiệt đọng sương, được tính theo công thức:

) 8 2 ( ]

85 , 1 [

95 , 0

2 1

1

t t

t t

t1: nhiệt độ không khí ngoài môi trường, 0C

t2: nhiệt độ không khí trong kho lạnh, 0C

) / ( 198 , 0 9

1 025 , 0

1228 , 0 291 , 0

0005 , 0 2 36 , 45

0006 , 0 2 3 , 23 1

K m W

+ +

+ +

=

Theo bảng 2-2: nhiệt độ trung bình tháng nóng nhất tại Huế là 37,30C, ϕ = 0,73%

, 37

32 3 , 37 3 , 23 95 ,

Nhận xét: ks > kt Vì vậy vách ngoài kho lạnh không bị đọng sương

- Với cấu trúc cách nhiệt của kho bằng vật liệu cách nhiệt Polyurethan có chiều dày là 125 mm thì đảm bảo sự cách nhiệt

- Nền kho và trần kho có chiều dày lớp cách nhiệt bằng chiều dày lớp cách nhiệt của vách kho Bởi vì trần kho có mái che và nền có hệ thống các con lươn thông thoáng Nên hệ số truyền nhiệt của nền và trần kho được lấy bằng hệ số truyền nhiệt của vách kho

khí bên ngoài

Mục đích tính nhiệt kho lạnh là để xác định năng suất lạnh của máy nén