Khảo sát và tính kiểm tra hệ thống cấp đông máy nén vít

Khảo sát và tính kiểm tra hệ thống cấp đông máy nén vít

Trang 1

LỜI NÓI ĐẦU

Cùng với công cuộc công nghiệp hoá hiện đại hoá đất nước thì nghành kĩ thuật lạnh cũng đang trên đà phát triển mạnh mẽ ở Việt Nam Nó đã xâm nhập vào hơn 70 nghành kinh tế quan trọng và hỗ trợ tích cực cho các nghành đó nhằm mục đích thúc đẩy các nghành kinh tế phát triển đi lên Đặc biệt là các nghành công nghiệp thực phẩm, sinh học, hoá chất, dệt may, điện tử tin học, cơ khí chính xác, …

Đi đôi với các quy trình công nghệ chế biến thì hệ thống máy và thiết bị lạnh cũng đóng vai trò rất quan trọng và không thể thiếu được trong những nhà máy chế biến thực phẩm nói chung và những nhà máy chế biến thuỷ sản nói riêng Bởi nó đảm nhiệm những nhiệm vụ cơ bản và thiết yếu nhất trong quy trình sản xuất như bảo quản nguyên liệu, làm lạnh đông sản phẩm và bảo quản thành phẩm

Xuất phát từ những yêu cầu thực tế ở trên, được sự phân công của Ban Chủ Nhiệm Khoa Chế Biến và sự hướng dẫn của thầy Lê Văn Khẩn, em đã được nhận

đồ án tốt nghiệp: “Khảo sát và tính kiểm tra hệ thống cấp đông máy nén vít”

nhằm kiểm tra xem hệ thống làm việc trong điều kiện khắc nghiệt nhất có đảm bảo cho việc cấp đông một khối lượng sản phẩm nhất định trong khoảng thời gian nào đó hay không

Nội dung của đồ án bao gồm:

Chương I _ Tổng quan về công nghệ thiết bị cấp đông hệ thống lạnh

Chương II _ Tổng quan hệ thống lạnh tại Công Ty

Chương III _ Tính toán nhiệt tải máy nén và năng suất lạnh thực tế

Chương IV _ Hệ thống điện động lực và điều khiển

Chương V _ Vận hành và bảo dưỡng hệ thống lạnh

Chương VI _ Kết luận và đề xuất ý kiến

Từ kết quả tính kiểm tra, phần nào rút ra được những nhận xét về tình trạng hoạt động của hệ thống cấp đông và đưa ra những phương pháp tối ưu nhất giúp cho việc tiết kiệm chi phí cho hệ thống mà vẫn đảm bảo cho hệ thống hoạt động an toàn

và chất lượng sản phẩm đảm bảo trong quá trình vận hành máy

Trong quá trình thực hiện, mặc dù đã cố gắng nhưng do bước đầu làm quen với công tác nghiên cứu khoa học nên em gặp không ít những khó khăn Do đó không tránh khỏi những thiếu xót, rất mong nhận được sự đóng góp của quý thầy cô và các bạn để cuốn đồ án này được hoàn chỉnh hơn

Sinh viên thực hiệnBùi Hải Dương

CHƯƠNG I _ TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ

THIẾT BỊ CẤP ĐÔNG HỆ THỐNG LẠNH1.1 MỘT SỐ KHÁI NIỆM

1.1.1.Làm lạnh thực phẩm

Thực phẩm ở nhiệt độ cao dưới tác dụng của men phân giải (enzyme) của bản thân

và các vi sinh vật sẽ xảy ra quá trình biến đổi về chất, dẫn đến hư hỏng, ươn thối

Khi nhiệt độ thực phẩm xuống thấp các quá trình trên sẽ bị ức chế và kìm hãm, tốc độ các phản ứng hoá sinh sẽ giảm Nhiệt độ càng thấp, tốc độ phản ứng càng giảm mạnh Khi nhiệt độ giảm thì các hoạt động sống của tế bào giảm là do:

−Cấu trúc tế bào bị co rút;

−Độ nhớt dịch tế bào tăng;

−Sự khuếch tán nước và các chất tan của tế bào giảm;

−Hoạt tính của enzyme có trong tế bào giảm Nhiệt độ thấp ức chế tốc độ của các phản ứng hoá sinh trong thực phẩm Nhiệt độ thấp tốc độ giảm, người ta tính rằng cứ giảm 100C thì tốc độ phản ứng hoá sinh giảm xuống còn từ ½ đến 1/3 Nhiệt độ thấp tác dụng đến các men phân giải nhưng không tiêu diệt được nó Nhiệt độ giảm xuống

00C hoạt động của hầu hết các enzyme bị đình chỉ Tuy nhiên ở -1910C thì các men lipaza, trypsin, catalaza cũng không bị phá huỷ

Làm lạnh hay ướp lạnh là phương pháp hạ nhiệt độ sản phẩm xuống đến gần điểm đóng băng, tức là làm cho phần nước tự do của tế bào lạnh đi (khoảng -0,5 ÷10C) chủ yếu ở lớp bề mặt sản phẩm Ở nhiệt độ này enzyme sản phẩm và vi sinh vật bị ức chế, hoạt động chậm chạp Cấu trúc tế bào vẫn giữ nguyên không thay đổi và trạng thái vật lí của tế bào chỉ là sự hạ nhiệt làm lạnh phần nước tự do của gian bào

Như vậy nguyên liệu làm lạnh phải là nguyên liệu tươi sống vì tế bào và tổ chức tế bào vẫn giữ được tính chất tươi tốt, vi sinh vật không có hay nếu có cũng chỉ

có ở lớp bề mặt hay gian bào và bị ức chế bởi nhiệt độ lạnh Để đạt được hiệu quả chất lượng cao trong việc làm lạnh cần phải:

−Rửa sạch nguyên liệu;

−Làm lạnh những nguyên liệu tươi sống không nhiễm vi sinh vật;

−Làm lạnh ngay, phân bố lạnh đồng đều, nguyên liệu dưới dạng lớp mỏng

1.1.2.Điểm đóng băng

Tế bào sống chứa nhiều nước (đến hơn 2/3 trọng lượng) gồm có hai dạng chủ yếu là nước tự do và nước liên kết Nước tự do gồm có nước tự do cấu trúc (6,1%) ở gian bào (giữa các tế bào) và nước yên tĩnh (65,6%) trong tế bào

có cùng số lượng phân tử chất hoà tan sẽ có cùng độ hạ băng điểm.

1.1.3.Làm lạnh đông thực phẩm

Làm lạnh đông hay ướp đông thực phẩm là quá trình làm lạnh thực phẩm do sự hút nhiệt của chất làm lạnh (băng môi) để đưa nhiệt độ ban đầu của thực phẩm xuống dưới điểm băng và tới −8÷−100C và có thể xuống thấp hơn nữa: −180C, −200C

hay −400C

Như vậy ở phương pháp làm đông, nước trong thực phẩm đóng đông từng phần tuỳ theo mức hạ nhiệt độ Điểm eutecti là nhiệt độ tối thiểu để toàn bộ nước trong tế bào thực phẩm đông đặc Nhiệt độ này là −55÷−650C và còn gọi là điểm đóng băng tuyệt đối Trong công nghệ chế biến lạnh thuỷ sản, người ta không dùng đến mức nhiệt độ này vì chi phí quá cao, hơn nữa về phương diện kĩ thuật, sản phẩm thuỷ sản

ở điểm eutecti sẽ không đạt giá trị thẩm mỹ và độ bền, mà chỉ cần đến −400C là đã đảm bảo chất lượng sản phẩm

Làm lạnh đông thực phẩm là hạ thấp nhiệt độ, làm chậm sự hư hỏng của sản phẩm, sao cho đến khi rã đông, ta không thể phân biệt được thực phẩm đông lạnh và thực phẩm tươi sống

Trên cơ sở sử dụng nhiệt độ thấp và nước đóng băng gần hết sẽ gây ức chế, đình chỉ hoạt động của enzyme và vi sinh vật, nhờ vậy kéo dài thời gian bảo quản nguyên liệu và thực phẩm

Nếu để xuất khẩu, thuỷ sản thường được bảo quản đông và trữ đông Xuất khẩu thuỷ sản đông lạnh rất quan trọng đối với các quốc gia đang phát triển, vì những loại thuỷ sản có giá trị kinh tế cao như tôm đông lạnh là nguồn ngoại tệ đáng kể, nên chỉ dành cho xuất khẩu hơn là để tiêu thụ nội địa Rõ ràng là làm lạnh đông có ưu điểm nhiều mặt Và chỉ đến bây giờ nhu cầu làm lạnh đông mới trở lên bức bách ở các quốc gia đang phát triển do việc mở rộng nghành thuỷ sản Phương pháp làm lạnh đông và trữ đông cho phép loại thực phẩm protein có giá trị này được phân phối đến mọi thị trường trên thế giới

Đây là phương pháp bảo quản nguyên liệu và thực phẩm đạt chất lượng cao nhất Nguyên liệu sau cấp đông khó phân biệt được với nguyên liệu tươi và nhiệt

độ bảo quản có thể đạt nhiều tháng hoặc nhiều năm (hoàn toàn không độc như các phương pháp sử dụng hoá chất) Nó giúp cho nghành chế biến thực phẩm phát triển làm tăng hiệu quả sử dụng tài nguyên, kinh tế giao lưu hàng hoá toàn cầu phát triển và đặc biệt nó còn giúp cho các nghành khác phát triển như y dược, xây dựng, dệt, thuốc lá, …

1.2 CÁC VẤN ĐỀ VỀ CẤP ĐÔNG THỰC PHẨM

1.2.1.Tác động của sự kết tinh nước đối với thực phẩm

Nước trong thực phẩm, đặc biệt trong thuỷ sản chiếm tỉ lệ rất lớn, có thể lên đến 80% Tuỳ theo mức độ liên kết mà người ta chia nước trong thực phẩm ra các dạng: Nước tự do và nước liên kết

Khi nhiệt độ của nguyên liệu đạt tới điểm quá lạnh thì nước bên trong nguyên liệu bắt đầu đóng băng theo qui luật nước tự do đóng băng trước, nước liên kết đóng băng sau và nước có mức độ liên kết càng mạnh thì nhiệt độ đóng băng càng thấp.Đầu tiên nước tự do là nước dính ướt trên bề mặt nguyên liệu và nằm ở khe hở giữa các tế bào sẽ bị đóng băng hình thành các mầm tinh thể nước đá Các tinh thể nước đá hình thành đẩy các chất tan ra ngoài làm cho lớp nước bao quanh bề mặt tinh thể có nồng độ chất tan cao và có áp suất thẩm thấu cao hơn trong nước ở khu vực xung quanh nó Theo định luật Fix về khuếch tán: Nước xung quanh tinh thể nước đá

có xu hướng chuyển động về phía tinh thể và đóng băng kết vào tinh thể đá có trước

đó làm cho kích thước giữa các tinh thể nước đá tăng dần lên, tạo thành đá đóng băng sản phẩm

Nước đóng băng làm mất môi trường hoạt động của các vi sinh vật và ức chế các enzyme của thực phẩm Nước đóng băng còn làm biến chất nguyên sinh của vi sinh vật dẫn đến chúng bị tiêu diệt, nhờ đó mà giảm biến đổi hoá học, kéo dài thời gian bảo quản của thực phẩm

Sự kết tinh của nước tạo cho thực phẩm có cấu trúc bền vững, chống được những tác động cơ học và những tác động khác của môi trường bảo quản, giúp cho việc vận chuyển, lưu thông được dễ dàng

Tuy nhiên nếu cấp đông với tốc độ chậm, điểm quá lạnh cao thì số lượng tinh thể nước đá hình thành ít, chủ yếu là nằm ở các gian bào nên có hiện tượng nước từ bên trong dịch tế bào đi ra ngoài và đóng băng trên các tinh thể ở gian bào Hậu quả

là các tinh thể nước đá có kích thước lớn gây chèn ép, phá vỡ màng tế bào và huỷ hoại cấu trúc của mô cơ tạo ra nhiều khe hở Khi tan giá để sử dụng nước sẽ thoát ra ngoài theo các khe hở này đồng thời kéo theo các chất dinh dưỡng hoà tan trong

Trang 5

nước, vừa gây giảm trọng lượng vừa gây giảm giá trị dinh dưỡng Việc giảm giá trị dinh dưỡng là không đáng kể nhưng việc mất trọng lượng thì gây tác hại lớn Để tự nhiên thì mất 5 ÷ 15 % trọng lượng

Nếu làm đông nhanh, nhiệt độ quá lạnh thấp thì các tinh thể nước đá xuất hiện nhiều, phân bố đồng đều cả ở bên ngoài và bên trong các tế bào và các kích thước của các tinh thể nước đá sẽ bé, ít gây huỷ hoại cấu trúc tế bào và mô, ít gây tổn thất trọng lượng và dinh dưỡng

Nếu làm đông cực nhanh, nhiệt độ quá lạnh rất thấp (≤−300C) thì nước gần như bị đóng băng tức thời, hoàn toàn không gây ảnh hưởng tới cấu trúc tế bào và mô,

có thể giữ nguyên được nguyên liệu và các tế bào sống giống như trạng thái ban đầu (đảm bảo được sự toàn vẹn của các tế bào sống)

Tác động của sự kết tinh của nước đối với thực phẩm

−Có sự phân bố lại nước trong thực phẩm không chỉ giữa gian bào và tế bào mà còn theo chiều sâu của sản phẩm

−Có sự biến đổi tế bào do sự phân bố lại nước, do tạo thành lớp đá, vỡ tế bào, biến đổi cấu trúc sợi cơ

1.2.2.Những yếu tố ảnh hưởng của sự kết tinh nước trong thực phẩm

− Nồng độ các chất hoà tan

Trong thực phẩm các chất như protein, lipit, gluxit, muối, … kết hợp với nước

để tạo thành dung dịch keo Để nước kết tinh được thì các phân tử nước phải tách ra khỏi các liên kết của các chất tan Vì vậy khi nồng độ các chất tan tăng thì hàm lượng nước liên kết là ít và lực liên kết với các chất này là bền vững, làm giảm sự kết tinh nước trong thực phẩm

Ở quá trình cấp đông chậm, nước khuếch tán nhiều làm cho các tinh thể nước đá có kích thước lớn, chúng giãn nở, chèn ép gây phá huỷ cấu trúc tế bào của thực phẩm

Ở quá trình cấp đông nhanh thì sự khuếch tán nước giảm, nước kết tinh ở nhiều

vị trí, các tinh thể nước đá bé và ít gây ảnh hưởng đến chất lượng của sản phẩm Khi cấp đông cực nhanh sẽ không có sự khuếch tán nước Các phân tử nước sẽ kết tinh ở

những vị trí liên kết với các chất tan, vì vậy các tinh thể có kích thước rất nhỏ, các tính chất của thực phẩm được giữ gìn như nguyên vẹn.

− Chất lượng ban đầu của thực phẩm

Thực phẩm đem cấp đông có chất lượng tốt khi ở trạng thái tươi sống tự nhiên Bởi qua quá trình biến đổi sẽ làm giảm chất lượng thực phẩm như hư cấu trúc, biến đổi phân giải, phân huỷ làm giảm tính liên kết của nước trong thực phẩm, giảm tính đàn hồi, mềm dẻo của cấu trúc thực phẩm Trong những trường hợp này sự kết tinh của nước tăng, mức độ khuếch tán tăng, kích thước các tinh thể tăng sẽ làm ảnh hưởng xấu đến chất lượng sản phẩm

1.2.3.Những biến đổi của thực phẩm trong quá trình cấp đông

− Những biến đổi về vật lí

Nước trong thực phẩm đóng băng làm tăng thể tích lên 10%, dễ gây nứt vỡ bao

bì, khung chứa nếu có cấu tạo không thích hợp Trong quá trình cấp đông do hiện tượng hơi nước trong không khí ngưng tụ thành tuyết bám trên dàn 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 phẩm với môi trường xung quanh Kết quả là nước đá bị thăng hoa hơi nước đi vào môi trường không khí Sự thăng hoa nước đá của thực phẩm làm cho thực phẩm có cấu trúc xốp, rỗng Oxi không khí dễ xâm nhập vào và oxi hoá sản phẩm làm cho sản phẩm hao hụt về trọng lượng, mùi vị bị xấu đi đặc biệt là quá trình oxi hoá lipit Để tránh hiện tượng này xảy ra thì sản phẩm đem cấp đông phải được bao gói kín và đuổi hết không khí trong buồng cấp đông ra ngoài Tuy nhiên việc mất trọng lượng của thực phẩm là không đáng kể vì thời gian cấp đông của sản phẩm ngắn

− Những biến đổi về hoá học

Do nhiệt độ thấp ức chế các phản ứng hoá học làm cho những biến đổi hoá học xảy ra không đáng kể trong quá trình cấp đông

Ở khoảng −1÷−50C, protein bị biến tính, đặc biệt là myosin bị kết tủa Vì thế thời gian cấp đông càng kéo dài thì protein càng bị biến tính Cấp đông nhanh sẽ đỡ

bị biến tính protein Tuy nhiên ở dưới –200C thì protein hầu như không bị biến tính.Dưới tác dụng của enzyme nội tạng làm cho chất béo bị phân giải, cùng với quá trình thăng hoa nước đá làm cho oxi xâm nhập vào sản phẩm Kết quả là tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình oxi hoá chất béo xảy ra làm giảm mùi vị, màu sắc và giá trị sử dụng, làm cho sản phẩm hết hạn sử dụng

− Những biến đổi về vi sinh vật

1.2.4.Thời gian làm lạnh đông thực phẩm

Thời gian cấp đông là thời gian cần thiết để hạ nhiệt độ tâm của sản phẩm từ nhiệt độ ban đầu đến nhiệt độ yêu cầu Yêu cầu đối với thực phẩm cấp đông là nhiệt

độ trung bình hoặc cân bằng của chúng phải nhỏ hơn hoặc bằng nhiệt độ bảo quản Nhiệt độ trung bình của sản phẩm thường được chọn bằng trung bình cộng của nhiệt

độ tâm và nhiệt độ bề mặt:

2

t f tb

t t

=

Vì vậy cần chọn nhiệt độ tâm phù hợp để đạt yêu cầu này

Quá trình làm lạnh đông được chia làm 3 giai đoạn:

−Giai đoạn 1: Làm lạnh sản phẩm đến điểm đóng băng

−Giai đoạn 2: Đóng băng ở điểm kết tinh (tkt = const)

−Giai đoạn 3: Kết thúc quá trình làm lạnh đông và tiếp tục hạ nhiệt độ sản phẩm tới nhiệt độ cần thiết để bảo quản lạnh đông

Khi làm lạnh đông do tạo thành các lớp tinh thể từ phía bề mặt và tâm nên ngăn cản quá trình truyền nhiệt sâu vào bên trong

Các yếu tố ảnh hưởng tới thời gian cấp đông:

−Loại máy cấp đông

Có nhiều loại thiết bị cấp đông và nguyên lí hoạt động rất khác nhau Vì vậy nên tốc độ sẽ khác nhau đáng kể Đối với cùng một dạng máy kết đông, nhưng nếu

sử dụng phương pháp cấp dịch cho thiết bị bay hơi khác nhau cũng làm cho thời gian cấp đông thay đổi đáng kể, do hệ số trao đổi nhiệt bên trong phụ thuộc rất nhiều vào phương pháp cấp dịch

−Nhiệt độ buồng cấp đông

Nhiệt độ cấp đông càng thấp thì thời gian cấp đông càng nhanh và ngược lại Vì vậy cần chọn nhiệt độ buồng hợp lí Thường nhiệt độ không khí trong buồng cấp đông đạt là –350C

−Tốc độ gió trong buồng cấp đông

Tốc độ gió càng cao thì thời gian cấp đông càng nhanh do hệ số toả nhiệt đối lưu tăng, kết quả là hệ số truyền nhiệt tăng.

−Nhiệt độ sản phẩm trước cấp đông

Việc chế biến thực phẩm diễn ra trong một thời gian khá lâu, vì vậy khi chế biến được khay sản phẩm nào, người ta sẽ tạm cho vào các kho chờ đông để tạm thời bảo quản, chờ cho đủ khối lượng cần thiết cho một mẻ cấp đông mới đem cấp đông Mặt khác, trong quá trình chế biến, thực phẩm được ướp đá và xử lí trong không gian khá lạnh Vì thế nhiệt độ thực phẩm đưa vào thiết bị cấp đông thường chỉ cỡ 10 ÷

120C Nếu thời gian bảo quản trong kho chờ đông lâu thì nhiệt độ thực phẩm vào cấp đông còn nhỏ hơn Nhiệt độ thực phẩm vào cấp đông càng thấp thì thời gian cấp đông càng ngắn

−Bề dày sản phẩm cấp đông

Thời gian cấp đông càng lâu nếu thực phẩm càng dày Người ta nhận thấy thời gian cấp đông tăng lên một cách nhanh chóng nếu tăng chiều dày thực phẩm Mối quan hệ này không theo qui luật tuyến tính mà theo bậc bình phương của chiều dày Các sản phẩm cấp đông dạng khối (block) có thời gian cấp đông khá lâu, nhưng dạng rời thì thời gian ngắn hơn nhiều

−Hình dạng sản phẩm

Hình dạng của thực phẩm cũng ảnh hưởng tới tốc độ làm lạnh Hình dạng có liên quan tới diện tích tiếp xúc Dạng khối sẽ có diện tích tiếp xúc kém nhất, trong khi các sản phẩm dạng rời có diện tích tiếp xúc rất lớn nên thời gian làm lạnh giảm rất nhiều Sản phẩm càng nhỏ sẽ có diện tích tiếp xúc càng lớn nên thời gian cấp đông nhanh

−Diện tích bề mặt tiếp xúc

Khi diện tích bề mặt tiếp xúc giữa thực phẩm với tác nhân hoặc với bề mặt làm lạnh tăng thì thời gian làm lạnh giảm Trong tủ đông tiếp xúc, nếu bề mặt không phẳng diện tích tiếp xúc nhỏ sẽ làm tăng thời gian làm lạnh Vì thế các khay cấp đông phải có bề mặt phẳng, không ghồ ghề, lồi lõm Trong các thiết bị đông rời nên bố trí sản phẩm đều theo toàn bộ khay hay băng chuyền cấp đông Trên các tấm lắc cấp đông nếu có băng cũng có thể làm giảm diện tích tiếp xúc

−Bao gói sản phẩm

Một số sản phẩm cấp đông được đóng gói trước nên khi cấp đông làm tăng nhiệt trở Đặc biệt khi bao gói có lọt các lớp khí bên trong thì tạo ra lớp cách nhiệt làm tăng đáng kể thời gian cấp đông

Như đã giới thiệu, làm lạnh là hạ nhiệt độ của thực phẩm xuống đến gần nhiệt

độ đóng băng hoặc kết đông của nó Nhiệt độ này thấp hơn nhiệt độ đóng băng của nước đá một vài độ Bảo quản lạnh là bảo quản thực phẩm ở nhiệt độ trên nhiệt độ đóng băng của thực phẩm, thường là bảo quản ở nhiệt độ trên 00C Ở nhiệt độ này chỉ có thể bảo quản ngắn ngày từ một vài tuần đến tối đa hai tháng tuỳ theo từng loại thực phẩm Muốn bảo quản thực phẩm lâu dài hơn hai ba tháng trở lên, người ta phải kết đông và bảo quản đông thực phẩm

Kho lạnh bao giờ cũng được trang bị các thiết bị kết đông thực phẩm để hạ nhiệt độ sản phẩm xuống đến nhiệt độ bảo quản trước khi đưa vào buồng bảo quản.Kết đông là làm lạnh đông thực phẩm xuống đến dưới nhiệt độ đóng băng của thực phẩm nhưng không có nghĩa là toàn bộ nước trong thực phẩm đã bị đóng băng

Ví dụ: Đối với thịt gồm 76% nước, ở –100C có 84% nước đóng thành băng; ở −200C

có 90% và ở – 300C là 92% Chỉ khi đạt nhiệt độ là – 600 C thì toàn bộ nước mới đóng băng Thường nhiệt độ của bề mặt sản phẩm (lợn nửa con) đạt –12 đến −180C, nhiệt độ tâm đạt – 6 đến – 80C Bảo quản đông là bảo quản các loại thực phẩm kết đông đó ở nhiệt độ –120C, – 180C, – 240C, … tuỳ theo yêu cầu của từng loại thực phẩm: Cá, tôm, gia cầm, rau, hoa quả, …

Tùy theo nhiệt độ sản phẩm đưa vào mà chia ra kết đông một pha và kết đông hai pha Kết đông một pha là đưa nhiệt độ sản phẩm từ nhiệt độ môi trường xuống đến -120C (đôi khi là -180C) và 80C trên bề mặt sản phẩm Kết đông hai pha làm lạnh sơ bộ từ nhiệt độ môi trường xuống 40C, sau đó mới kết đông đến nhiệt

độ theo yêu cầu như trên

Tuỳ theo cấp độ cấp đông chia ra:

Kết đông chậm: Thời gian kết đông 15÷20h, tốc độ kết đông khoảng 0,1÷0,5

cm/h Nhiệt độ không khí khoảng -250C, tốc độ lưu thông không khí khoảng 1 m/s.

Do thời gian kết đông chậm, tinh thể đá kết tinh trong gian tế bào có kích thước lớn, phá vỡ làm rách các màng tế bào, phá huỷ mô tế bào sản phẩm Khi làm tan giá,

dịch bào bị chảy mất do các màng bị rách nên chất lượng sản phẩm giảm giá trị dinh dưỡng, dễ nhiễm trùng Ngày nay hầu như người ta không sử dụng phương pháp kết đông chậm để kết đông thực phẩm trừ một số ứng dụng có mục đích như đông chậm các loại thịt dai, già như thịt trâu, … hoặc hoa quả.

Thịt trâu già kết đông chậm, các tinh thể đá làm rách các màng tế bào, khi đem nấu thịt mềm và dễ ăn hơn Rau quả cần ép nước, khi qua kết đông chậm, các màng

tế bào bị phá huỷ nên công ép giảm xuống, năng suất ép có khi đạt 150% so với rau quả tươi không qua kết đông chậm

Kết đông nhanh: Thời gian kết đông nhanh hơn, tốc độ kết đông đạt khoảng

không khí 3 đến 5 m/s Các máy kết đông thực phẩm có thể có nhiệt độ và đối lưu

không khí khác hơn Nếu dùng chất tải lạnh, người ta nhúng trực tiếp sản phẩm trong chất tải lạnh là nước muối hoặc môi chất lạnh đang sôi Hiệu quả và thời gian kết đông đảm bảo yêu cầu của phương pháp kết đông nhanh

Kết đông nhanh làm cho các tinh thể đá mịn hơn, không làm rách màng tế bào Khi làm tan giá, sản phẩm không bị chảy mất dịch bào, đảm bảo chất lượng của sản phẩm

Kết đông cực nhanh: Phương pháp kết đông cực nhanh thường thực hiện bằng

cách nhúng sản phẩm trong CO2 lỏng, nitơ lỏng hoặc các khí hoá lỏng khác Thời gian kết đông chỉ còn 5 ÷ 10 phút, chỉ bằng 1/6 so với phương pháp kết đông nhanh

Tốc độ kết đông có khi đạt tới 300 đến 600 cm/h.

Kết đông cực nhanh cho phép bảo quản hầu như nguyên vẹn mọi tính chất và chất lượng sản phẩm, do đó triển vọng của phương pháp này rất lớn Đặc biệt nitơ lỏng

có nhiều ưu điểm: Sôi ở nhiệt độ -1960C, có khả năng kìm hãm sự phát triển của vi sinh vật vì nó là khí trơ và có sẵn chung quanh ta Nitơ chiếm 79% không khí

Tóm lại có ba phương pháp kết đông chính là kết đông trong luồng không khí lạnh, kết đông tiếp xúc và kết đông bằng cách nhúng trong chất lỏng sôi với tốc độ kết đông khác nhau, có thể phân loại như sau:

Kết đông rất chậm: Với tốc độ kết đông dưới 0,1 cm/h

Kết đông chậm: Từ 0,1 đến 0,5 cm/h

Kết đông nhanh: Từ 0,5 đến 5 cm/h

Kết đông rất nhanh: Trên 5 cm/h

Kết đông cực nhanh: Trong các khí lỏng ví dụ nitơ lỏng tốc độ từ 300 đến 600 cm/h.

Trang 11

1.3.2.Các thiết bị kết đông thực phẩm

Mỗi loại sản phẩm yêu cầu một dạng thiết bị kết đông riêng Ví dụ, bò ½ con được kết đông trong buồng, hầm lạnh kiểu tunnel; các loại tôm cá dạng bánh kết đông trong máy kết đông tiếp xúc còn tôm nguyên con, đậu, đỗ, bánh pizza, cá filê,

… được kết đông trong tủ đông gió hoặc máy kết đông rời IQF Hình 1.1 giới thiệu

sơ đồ phân loại thiết bị kết đông:

Buồng kết đông được trang bị các dàn lạnh ống cánh quạt gió cưỡng bức mạnh

để tăng cường trao đổi nhiệt giữa sản phẩm không khí và dàn lạnh Các dàn lạnh là các dàn trực tiếp, môi chất lạnh (freôn hoặc amôniắc) sôi trong ống Thịt bố trí trên giá treo hoặc bố trí trên xe goòng loại ½ hoặc ¼ con Nhiệt độ không khí đạt -350C và

Kết đông phun bằng khí hoá lỏng (nitơ lỏng)

Kích thước của buồng kết đông phụ thuộc vào nhiều yếu tố như loại sản phẩm, phương pháp bố trí dàn, quạt, số tầng của xe, kích thước của sản phẩm Đối với kết đông cá thông thường có thể lấy theo giá trị định hướng cho bảng sau:

Bảng 1.1_ Kích thước định hướng buồng kết đông gió theo năng suất (kg/mẻ)

Năng suất buồng

Cách nhiệt buồng có thể là kiểu panel lắp ghép dày 150 mm bằng xốp polyurethan

hệ số dẫn nhiệt 0,02 W/mK, hai bên là lớp tôn mạ màu dày 0,6 mm có cán sóng Các

panel được ghép với nhau bằng khoá cam lệch tâm (cam lock) Cách nhiệt buồng cũng

có thể được làm theo phương pháp truyền thống là xây gạch, cách nhiệt, cách ẩm bằng polystilol và nhựa đường Loại này hình thức không đẹp nhưng rẻ hơn

Tủ kết đông thổi gió là dạng máy kết đông có năng suất nhỏ, kết đông trong luồng gió lạnh, làm việc theo từng mẻ, sản phẩm đặt trên khay hoặc trên xe đẩy, theo kiểu rời, không đóng thành bánh hoặc khuôn định hình

Hình 1.2 _ Tủ kết đông thổi gió của Searefico

1 Dàn quạt lạnh; 2 Giá kết đông sản phẩm; 3 Cửa tủ và bản lề

Trang 13

Tủ kết đông gió do Searefico (Bộ Thuỷ Sản) chế tạo bao gồm một vỏ tủ cách

nhiệt dày 150 mm bằng polyurethan, bên trong bố trí một hệ thống dàn lạnh với quạt

gió cưỡng bức hiệu suất cao và giá đặt sản phẩm kết đông Phòng kết đông sản phẩm

được chia làm hai ngăn loại 100/125 kg, 4 ngăn loại 200/250 kg, 6 ngăn loại 300 kg

và 8 ngăn loại 400 kg, mỗi ngăn chứa 50 kg hoặc 62,5 kg có cửa riêng biệt.

Các ngăn kết đông được thiết kế độc lập nên có thể hoạt động riêng rẽ và có thể quay vòng sản phẩm, rất thích hợp cho các nhà máy ở vùng nguyên liệu không ổn định hoặc thường xuyên thay đổi sản phẩm với kích cỡ và chủm loại khác nhau

Tủ có thể có hệ thống lạnh riêng hoặc mắc nối chung vào hệ thống lạnh có sẵn, môi chất lạnh R22 hoặc amoniắc

Các sản phẩm có kích thước nhỏ như hạt đậu Hàlan, cà rốt, su hào thái vuông, khoai tây rán, các loại quả dâu có thể dùng phương pháp tầng sôi Nguyên tắc của phương pháp này là thực phẩm được đưa vào một kênh cố định bố trí theo chiều dọc hầm sấy, sau khi kết đông xong sẽ chảy ra phía bên kia Dòng không khí được quạt thổi từ phía dưới lên Các sản phẩm được nâng lên lơ lửng trong đệm khí Do được tiếp xúc với dòng không khí lạnh từ nhiều phía nên sản phẩm kết đông rất nhanh Một ưu điểm nổi bật của phương pháp này là các sản phẩm không bị vón cục và kết dính lại với nhau do đóng băng Không khí lạnh vừa làm nhiệm vụ kết đông sản phẩm vừa làm nhiệm vụ vận chuyển sản phẩm từ cửa nạp đến cửa ra do tạo luồng không khí có định hướng do đó đơn giản được hầu hết các cơ cấu vận chuyển sản phẩm trong hầm đông, thường là các cơ cấu rất dễ hỏng hóc như băng chuyền, cơ cấu đẩy, cơ cấu nâng hạ, động cơ và hộp số

Máy kết đông băng chuyền xoắn làm việc theo phương pháp kết đông sản phẩm trong luồng gió lạnh Các sản phẩm nằm riêng rẽ trên băng chuyền nên còn gọi là máy kết đông rời IQF (Individual Quick Freezer) Sản phẩm được đặt trên băng chuyền đan bằng dây thép không rỉ xoắn nhiều vòng, hai bên có vây ngăn sản phẩm rơi ra ngoài băng chuyền.

Nhiệt độ không khí đạt tới – 400C Do yêu cầu năng suất trao đổi nhiệt lớn và hiệu quả nên thường cấp dịch cho dàn lạnh bằng bơm tuần hoàn Tốc độ băng chuyền được điều chỉnh vô cấp phù hợp với thời gian cấp đông của từng loại sản phẩm Để tránh sản phẩm dính vào nhau và dính vào băng tải có búa gõ làm rung

Máy kết đông băng chuyền xoắn có kích thước nhỏ gọn chiếm ít diện tích lắp đặt nhưng công nghệ chế tạo cao, vận hành, bảo dưỡng, sửa chữa phức tạp, giá thành đắt Tuy nhiên với đội ngũ cán bộ khoa học trẻ tuổi năng động, Searefico đã chế tạo được những máy kết đông băng chuyền xoắn đầu tiên với chất lượng và giá thành phù hợp Hiện nay máy kết đông băng chuyền xoắn đã được các nhà chế tạo Thụy Điển phát triển lên một thế hệ mới là băng chuyền xoắn tự hành không cần khung đỡ với nhiều ưu điểm vượt trội về vận hành cũng như khả năng vệ sinh tẩy rửa dễ dàng

Máy kết đông băng chuyền xoắn đòi hỏi công nghệ chế tạo cao, giá thành đắt Một dạng máy kết đông khác có công nghệ chế tạo phù hợp với Việt Nam và giá thành cũng phù hợp hơn với giá tiền của các doanh nghiệp Việt Nam là loại băng thẳng Sản phẩm cấp đông của loại máy này cũng giống như của băng chuyền xoắn

đó là tôm, cá filê và các sản phẩm có kích cỡ gần như tương tự nhau Tốc độ kết đông

và thời gian kết đông phụ thuộc vào cỡ và hình dạng cũng như loại sản phẩm Thời gian kết đông có thể được điều chỉnh qua tốc độ băng chuyền Vì băng chuyền chỉ chuyển động theo một hướng nên chiều dài của máy lớn hơn loại xoắn để có thể kết đông đồng thời được nhiều sản phẩm Nguyên tắc cấu tạo là sản phẩm được đặt lên băng tải và được chuyển động qua luồng gió có nhiệt độ thấp (-450C) và tốc độ đến 5 m/s Để tăng hiệu quả kết đông và tiết kiệm năng lượng ta phải bố trí dàn lạnh, quạt gió, băng chuyền ra sao để đạt được các thông số tối ưu cả về kĩ thuật, chất lượng sản phẩm và chi phí năng lượng

Trang 15

Máy kết đông tiếp xúc là loại máy kết đông cho sản phẩm thường ở dạng bánh, khay hoặc có kích thước tiêu chuẩn tiếp xúc trực tiếp với bề mặt lạnh Bề mặt lạnh có thể được làm lạnh bằng môi chất lạnh sôi trực tiếp hoặc bằng nước muối Theo kết cấu có thể chia ra các loại máy kết đông tiếp xúc kiểu tấm đứng, tấm ngang hoặc kiểu trống quay

Khi đặt sản phẩm tiếp xúc với bề mặt lạnh, khả năng trao đổi nhiệt lớn hơn nhiều so với khi tiếp xúc với không khí lạnh Chính vì vậy tốc độ kết đông nhanh hơn, hiệu nhiệt độ giữa sản phẩm và nhiệt độ bay hơi giảm xuống Năng suất lạnh yêu cầu giảm, tiêu tốn năng lượng cho một đơn vị sản phẩm giảm, thời gian kết đông một mẻ giảm, qua đó giảm được diện tích lắp đặt thiết bị Nhược điểm của phương pháp kết đông tiếp xúc là không thể kết đông bất cứ loại sản phẩm nào Máy kết đông tiếp xúc chỉ dùng để kết đông các loại thực phẩm đặt trong khuôn cố định Kích thước của khuôn tuỳ theo nhà chế tạo máy quy định

Nguyên lí làm việc của máy kết

đông tiếp xúc kiểu tấm được biểu diễn

trên hình 1.4

Tấm tiếp xúc có thể bằng tấm

thép tráng kẽm, thép không gỉ hoặc đa

số bằng nhôm đúc áp lực đảm bảo vệ

sinh công nghiệp thực phẩm để có thể

ép tiếp xúc trực tiếp lên thực phẩm

không có bao bì Trong các tấm tiếp xúc là các dàn lạnh trực tiếp môi chất R22 (có thể là NH3) hoặc nước muối CaCl2 và có các ống dẫn mềm bằng thép không rỉ ra ngoài để cấp và tháo môi chất khỏi dàn cũng như để dãn hoặc ép các tấm tiếp xúc khi tháo hoặc xếp tải (sản phẩm) Các ống mềm có thể bằng chất liệu khác nhưng phải đảm bảo bền áp lực, độ kín cũng như bền hoá học đối với các môi chất lạnh hoặc nước muối sử dụng Có thể sử dụng một hệ thống lạnh để cấp lạnh cho nhiều máy kết đông Có thể dùng bơm môi chất cấp lỏng cho các dàn lạnh hay các tấm tiếp xúc Nhiệt độ sôi khoảng –350C Khi có nhiều máy kết đông, các máy làm việc gần như dạng kết đông liên tục vì nạp và tháo sản phẩm thay đổi cho các máy

Máy kết đông tiếp xúc kiểu tấm nằm ngang là loại phổ biến nhất Các tấm nằm ngang giống như biểu diễn trên hình 1.4 Sản phẩm kết đông được đóng trong các khay nhôm hoặc khuôn định hình sau đó được đẩy vào giữa hai tấm tiếp xúc đang

mở Sau khi nạp đầy sản phẩm, cơ cấu thuỷ lực tác động cho các tấm tiếp xúc ép lại

Hình 1.4 – Nguyên lí làm việccủa máy kết đông kiểu tiếp xúc

1 Tấm tiếp xúc; 2 Khuôn sản phẩm

với nhau để sản phẩm tiếp xúc với cả tấm trên và tấm dưới để thải nhiệt một cách nhanh chóng cho cả tấm dưới lẫn tấm trên Một bộ phận định vị giữ cho các tấm không bị ép quá sát vào nhau gây biến dạng khay hoặc hộp sản phẩm Toàn bộ máy được bố trí trong một vỏ cách nhiệt đủ dày đối với nhiệt độ sôi thấp Máy kết đông tiếp xúc nằm ngang sử dụng rất phù hợp cho những sản phẩm có hình dáng đều đặn, kích thước cố định như các loại khay tôm đông lạnh, cá filê đông lạnh, rau, hoa, quả chế biến đông lạnh, kem đông lạnh, …

Ngoài máy kết đông tiếp xúc kiểu tấm nằm ngang, còn có loại tấm thẳng đứng dùng để kết đông cá nhưng ít phổ biến nên không được giới thiệu ở đây

Khi nhúng sản phẩm trong nước muối lạnh hoặc chất lỏng lạnh chuyển động, tốc độ kết đông sản phẩm rất cao do hệ số trao đổi nhiệt giữa sản phẩm và chất lỏng rất lớn Hệ số trao đổi nhiệt này tương đương với khi sản phẩm tiếp xúc với bề mặt kim loại lạnh trong máy kết đông tiếp xúc Do đó có thể so sánh phương pháp này với phương pháp kết đông tiếp xúc mà sản phẩm không cần có hình dạng kích thước

cố định Phương pháp này rất thuận tiện cho việc kết đông gà và gia cầm các loại Người ta thường kết đông cá trong nước muối ăn (Phương pháp Ottensen) Nước muối được giữ ở nhiệt độ đóng băng Ở nhiệt độ này nước muối không ảnh hưởng đến sản phẩm kết đông vì muối không bị phân li ra khỏi nước muối Nhưng vì khó có thể giữ được nước muối ở nhiệt độ ổn định vì luôn đưa sản phẩm nóng vào, do đó nước muối đôi khi cũng lệch khỏi trạng thái cân bằng và nước muối khuếch tán vào sản phẩm làm ảnh hưởng đến mùi vị sản phẩm Nước thừa đóng băng vào các ống dàn bay hơi, cản trở quá trình trao đổi nhiệt Để cải thiện tình trạng đó có thể cho thêm khoảng 10% glycerin vào nước muối để mở rộng phạm vi nhiệt độ từ – 150C đến – 170C Sau khi kết đông có thể nhúng cá vào nước để tạo ra “áo băng” mỏng, chống hao hụt sản phẩm do khô hao gây ra

Để tránh tác động xấu của nước muối vào thực phẩm, có thể sử dụng các bao

bì kim loại hoặc nilông để bọc sản phẩm khi đưa vào kết đông Phương pháp này tỏ

ra rất hiệu quả vì còn bảo vệ được thực phẩm sau này và đạt tiêu chuẩn vệ sinh và chất lượng thực phẩm cao

Trang 17

Kết đông trong khí hoá lỏng thường được thực hiện với nitơ lỏng Nitơ lỏng sôi

ở nhiệt độ – 1960C Do có độ chênh lệch nhiệt độ rất lớn giữa sản phẩm và nhiệt độ sôi lên sản phẩm được kết đông gần như tức thời Năng suất lạnh của một kg nitơ lỏng là nhiệt ẩn hoá hơi ở – 1960C và nhiệt hiện thu vào khi khí lạnh nâng nhiệt độ lên đến gần nhiệt độ kết đông sản phẩm Nhiệt độ đó cao hay thấp tuỳ thuộc vào cách

bố trí trao đổi nhiệt giữa hơi lạnh và sản phẩm có hiệu quả hay không

Sản phẩm được đưa vào kết đông liên tục Từ bàn nạp vào cửa nạp, sản phẩm được băng chuyền vô tận đưa vào vùng A đầu tiên để kết đông sơ bộ đến nhiệt độ đóng băng Ở đây, nhờ có quạt khuấy đảo mạnh khí nitơ lạnh mà sản phẩm được làm lạnh và kết đông sơ bộ Sau đó, sản phẩm đi vào vùng B và được phun nitơ lỏng Sản phẩm kết đông nhanh chóng do hiệu quả nitơ lỏng sôi trên bề mặt sản phẩm Sau đó là vùng C, ở đây sản phẩm được ủ để nhiệt độ tâm sản phẩm đạt yêu cầu Thường, để kết đông 1 kg sản phẩm cần 1 lít nitơ lỏng Phương pháp này bởi vậy rất đắt tiền và chỉ có thể sử dụng cho các sản phẩm lạnh đông có giá trị kinh tế cao

Hình 1.5 _ Sơ đồ nguyên tắc của một hầm kết đông sử dụng nitơ lỏng phun

A _ Vùng kết đông sơ bộ 7,8 _ Ống hút và quạt hút

B _ Vùng phun nitơ lỏng 9 _ Quạt khuấy

C _ Vùng cân bằng nhiệt độ 10 _ Ống dẫn nitơ lỏng

1 _ Hầm cách nhiệt 11 _ Ống phun với mũi phun và

Ở Mỹ người ta còn sử dụng phương pháp kết đông trong R12 lỏng Tuy nhiên phương pháp này không được áp dụng ở các nước khác vì có một số vấn đề về phía chất lượng và vệ sinh thực phẩm Hơn nữa, R12 đã bị cấm sử dụng để bảo vệ tầng ôzôn Sự khác nhau cơ bản giữa phương pháp nitơ lỏng và R12 lỏng là nitơ lỏng sau khi bốc hơi thì bay vào không khí còn R12 phải thu hồi lại do đó cửa nạp và tháo sản phẩm hẹp và đặt trên cao.

CHƯƠNG II _ TỔNG QUAN HỆ THỐNG LẠNH

TẠI CÔNG TY2.1 TỔNG QUAN VỀ CÔNG TY

2.1.1.Quá trình hình thành và phát triển của Công Ty

Công Ty Nam Việt trước đây thuộc tỉnh đội An Giang Quá trình hoạt động của Công Ty xây dựng dân dụng, công nghiệp giao thông, cầu đường, thuỷ lợi, sản xuất gạch bông, mỡ bôi trơn, phèn, sản xuất và kinh doanh vật liệu xây dựng, trang trí nội thất, khai thác chăn nuôi thủy sản, chế biến thức ăn gia súc, kinh doanh nông sản (bắp, đậu, mè, cám, …), xay sát và kinh doanh lương thực

Tuy nhiên trong quá trình phát triển đi lên, do yêu cầu cá nhân của một số thành viên của Ban lãnh đạo Công Ty đã vượt mức giới hạn cho phép trong lĩnh vực kinh doanh đối với nghành quân đội, vì vậy ngày 2 tháng 1 năm 1993 UBND Tỉnh An Giang quyết định chính thức cho thành lập Công Ty TNHH Nam Việt, căn cứ vào giấy phép số 363 GPUB

Công Ty Nam Việt có tên viết tắt là NAVICO

Hiện nay, Công Ty TNHH Nam Việt được lắp đặt tại số 19D Trần Hưng Đạo, Phường Mỹ Quý, TP Long Xuyên, Tỉnh An Giang Nghành nghề kinh doanh: Chế biến, kinh doanh thuỷ hải sản xuất khẩu Từ năm 2001 đến nay sản lượng và kinh nghạch xuất khẩu của Công Ty không ngừng tăng lên

Sản phẩm xuất khẩu chính của Công Ty là cá tra, cá basa đông lạnh

Thị trường xuất khẩu chính của Công Ty là Châu Âu, Châu Mỹ, Châu Á và Úc.Quá trình chuyển đổi từ Công Ty TNHH Nam Việt sang Công Ty Cổ Phần Nam Việt đã trải qua các giai đoạn như sau:

Công Ty TNHH Nam Việt hoạt động kinh doanh theo sổ giấy kinh doanh

054478 do Sở kế hoạch và đầu tư Tỉnh An Giang cấp

Đăng kí lần đầu ngày 7 tháng 1 năm 1993

Đăng kí thay đổi lần thứ 12 ngày 14 tháng 9 năm 2004

−Vùng nuôi với diện tích 500 ha

−Có 20.000 kỹ sư và công nhân lao động lành nghề

−Mỗi ngày có thể chế biến 2.000 tấn cá nguyên liệu

−Kho lạnh sức chứa 35.000 tấn thành phẩm

Vì sự nghiệp phát triển không ngừng nên Công Ty TNHH Nam Việt chuyển đổi thành Công Ty Cổ Phần Nam Việt theo giấy chứng nhận đăng kí kinh doanh số

5203000050 do sở kế hoạch và đầu tư tỉnh An Giang cấp

−Đăng kí lần đầu ngày 2 tháng 10 năm 2006

−Đăng kí thay đổi lần nhất ngày 5 tháng 10 năm 2006

Hiện nay Công Ty đang thực hiện theo dây chuyền khép kín:

Nhà máy chế biến

thức ăn cho cá

Nhà máy chế biến phụ phẩm

Hình 2.1 _ Dây chuyền khép kín của công ty

2.1.2.Cơ cấu tổ chức và quản lí của Công Ty

Trong thời buổi kinh tế thị trường việc kinh doanh sẽ ngày càng trở lên khó khăn Khi đó vai trò của ban lãnh đạo ngày càng trở lên quan trọng hơn Thành lập tuy chưa lâu nhưng Công Ty đã đạt được những thành tựu đáng kể, với đội ngũ cán bộ trẻ có trình

độ, năng động, nhiệt tình, cùng lực lượng công nhân kĩ thuật có tay nghề cao đã đưa Công Ty ngày càng phát triển đi lên và chiếm lĩnh được thị trường rộng lớn

Trang 21

−Tổng Giám Đốc Công Ty: Là người đầu tiên chịu trách nhiệm trước pháp luật về quá trình hoạt động kinh doanh của Công Ty, điều hành và quyết định mọi hoạt động của Công Ty

−Phó Tổng Giám Đốc: Là người giúp việc cho Tổng Giám Đốc và được Tổng Giám Đốc phân công làm việc trong lĩnh vực như xây dựng giao thông cầu đường, thuỷ lợi, trại giống Khi Tổng Giám Đốc đi vắng, nếu có được uỷ quyền, Phó Tổng Giám Đốc sẽ thay Tổng Giám Đốc điều hành mọi công việc của Công Ty

GIÁM ĐỐCNHÀ MÁY PHỤ PHẨM

Hình 2.2 _ Cơ cấu tổ chức của Công Ty

−Phòng Quản Lí Nhân Sự: Là phòng có trách nhiệm trong quá trình kiểm toán, tổ chức hành chính bộ máy quản lí, là người quản lí nhân sự cho nhà máy, thực hiện các chính sách xã hội, bảo hiểm y tế cho người lao động.

−Phòng Maketing: Thực hiện nhiệm vụ tiếp thị, quảng cáo các sản phẩm làm ra,

là phòng khai thác tìm kiếm đối tác mới, là người thực hiện đúng kế hoạch mà Tổng Giám Đốc đề ra

−Giám Đốc Điều Hành Sản Xuất: Tham mưu cho Tổng Giám Đốc trong lĩnh vực điều hành sản xuất từ nguyên liệu cho đến thành phẩm, đảm bảo cho quá trình sản xuất diễn ra nhịp nhàng

−Giám Đốc Quản Lí Chất Lượng: Đảm bảo chất lượng và chịu trách nhiệm trước Tổng Giám Đốc về chất lượng của sản phẩm đối với từng loại mặt hàng và từng loại thị trường

−Giám Đốc Xuất Nhập Khẩu: Thực hiện các công việc chứng từ xuất nhập khẩu cho từng lô hàng, tiếp thị và quảng cáo các sản phẩm làm ra đến người tiêu dùng, là người khai thác và tìm kiếm các đối tác mới, là người thực hiện đúng kế hoạch của Tổng Giám Đốc đề ra

−Giám Đốc Tài Chính: Chịu trách nhiệm về thu chi ngân sách của toàn Công Ty, tính toán giá thành phẩm

−Giám Đốc Kĩ Thuật: Là người tham mưu cho Tổng Giám Đốc trong lĩnh vực kỹ thuật và các vấn đề liên quan đến công nghệ của hệ thống trong Công Ty, chịu trách nhiệm trước Tổng Giám Đốc về các vấn đề liên quan đến kĩ thuật tại Công Ty

−Giám Đốc Cơ Khí, Cơ Điện: Là người tham mưu cho Tổng Giám Đốc trong lĩnh vực máy móc sử dụng trong nhà máy, chịu trách nhiệm về các vấn đề liên quan tới máy móc hệ thống lạnh trong Công Ty

−Giám Đốc Nhà Máy Bao Bì: Chuyên thiết kế mẫu mã bao bì và đảm bảo việc cung ứng bao bì cho sản xuất

−Giám Đốc Nhà Máy Phụ Phẩm: Chịu trách nhiệm trong việc xử lí phụ phẩm trong quá trình chế biến thừa ra

Ngoài ra còn có các Phó Quản Đốc, Tổ Trưởng, Tổ Phó, công nhân, … tham gia trực tiếp vào quá trình sản xuất và chịu trách nhiệm trước các Giám Đốc về công việc được giao

Trang 23

2.1.3.Sơ đồ mặt bằng của nhà máy

SÔN

G HẬU

SÔN

G HẬU

XUẤT HÀNG

KHU VĂN PHÒNG

MÁY PHÁT ĐIỆN

KHU CHẾ BIẾN PHỤ PHẨM

PHÒNG MÁY KHO

KHU XỬ LÍ NƯỚC THẢI

KHU SA

KHU VĂN PHÒNG

KHU VĂN PHÒNG

TỔ CƠ ĐIỆN

NHÀ MÁY CHẾ BIẾNTHÁI BÌNH DƯƠNG

Hình 2.3 _ Sơ đồ mặt bằng của nhà máy

2.2 TỔNG QUAN VỀ KĨ THUẬT LẠNH

2.2.1.Ứng dụng của kĩ thuật lạnh

Lĩnh vực ứng dụng quan trọng nhất của kĩ thuật lạnh là bảo quản thực phẩm Theo một số thống kê thì khoảng 80% công suất lạnh được sử dụng trong công nghiệp bảo quản thực phẩm Thực phẩm như các loại rau, quả, thịt, cá, sữa, … là những thức ăn dễ bị ôi thiu do vi khuẩn gây ra Nước ta là một nước nhiệt đới có thời tiết nóng và ấm nên quá trình ôi thiu thực phẩm xảy ra càng nhanh

Muốn làm ngưng trệ hoặc làm chậm quá trình ôi thiu, phương pháp có hiệu quả và kinh tế nhất là bảo quản lạnh Giả sử sữa 350C có một mầm vi khuẩn thì chỉ 6 giờ sau số mầm vi khuẩn đã tăng lên 600 lần, sữa chỉ có thể bảo quản trong vòng một ngày Ở nhiệt độ 150C ta có thể bảo quản sữa được khoảng 3 ngày và nếu ở 50C thời gian bảo quản có thể được hơn 4 ngày và đến ngày thứ 4 cũng chỉ

có khoảng 4, 5 mầm vi khuẩn

Thực ra, thời gian bảo quản còn phụ thuộc vào nhiều yếu tố như độ ẩm, phương pháp bao gói, thành phần không khí nơi bảo quản …, nhưng nhiệt độ đóng vai trò quan trọng nhất

Ngày nay công nghiệp thực phẩm như chế biến thịt cá rau quả, công nghiệp đánh bắt hải sản dài ngày trên biển không thể phát triển nếu không có sự hỗ trợ tích cực của kĩ thuật lạnh Các kho lạnh bảo quản, các kho lạnh chế biến phân phối, các máy lạnh thương nghiệp đến các tủ lạnh gia đình; các nhà máy sản xuất nước đá, máy lạnh lắp đặt trên tàu thuỷ và các phương tiện vận tải, các máy lạnh đông nhanh thực phẩm không còn xa lạ với chúng ta; kể cả các nghành công nghiệp rượu bia, bánh kẹo, kem, nước uống, công nghiệp sữa, nước hoa quả, công nghiệp sản xuất aga – aga

Trong nghành hàng không và du hành vũ trụ, máy bay hoặc con tàu vũ trụ phải làm việc trong rất nhiều điều kiện khác nhau Nhiệt độ bên ngoài có lúc tăng lên hàng ngàn độ nhưng có lúc hạ xuống dưới – 1000C Kĩ thuật lạnh khi đó giúp các nhà khoa học kiểm tra xem máy bay hoặc con tàu vũ trụ có làm việc được trong các điều kiện tương tự

Trong khai thác mỏ, hầm lò càng sâu, nhiệt độ càng cao và độ ẩm càng lớn vì trung bình cứ khoan sâu xuống đất 30 mét, nhiệt độ tăng lên 10C Nhờ có kĩ thuật lạnh người ta mới có thể điều tiết được không khí trong hầm lò đảm bảo điều kiện làm việc của công nhân Đối với các lò xây dựng ở các vùng đầm lầy, nhờ có kĩ thuật lạnh làm đông cứng đất ướt, mới có thể xây dựng được hầm lò

Trang 25

Ngoài ra còn có các ứng dụng trong các nghành kĩ thuật đo lường chính xác, điều tiết không khí, thể dục thể thao, siêu dẫn, hoá chất, … nhưng do giới hạn cuốn

đồ án không cho phép nên không được trình bày kỹ tại đây

Khí hậu nước ta nóng và ẩm, phía nam hầu như không có mùa đông, bờ biển dài trên 3 ngàn cây số, đó là những điều kiện thuận lợi cho việc phát triển nghành lạnh Thực vậy, kĩ thuật lạnh ngày càng đóng vai trò quan trọng trong việc phát triển kinh

tế ở nước ta Kĩ thuật lạnh đã thâm nhập vào hơn 60 nghành kinh tế, đặc biệt vào các nghành chế biến thực phẩm, hải sản xuất khẩu, công nghiệp nhẹ, điều hoà không khí,

… Hàng chục ngàn cơ sở đang sử dụng thiết bị lạnh lớn nhỏ Ngoại tệ nhập thiết bị lạnh cũng lên hàng trăm triệu USD mỗi năm

Nhưng đặc điểm chủ yếu của nghành lạnh ở nước ta hiện nay là quá nhỏ bé non yếu và lạc hậu Nước ta mới chỉ chế tạo được các loại máy lạnh amoniắc loại nhỏ, chưa chế tạo được các loại máy nén và thiết bị cỡ lớn, các loại máy lạnh freôn, các thiết bị tự động, … Một đặc điểm quan trọng khác của nghành lạnh nước ta là tản mạn và phân tán, không có một cơ quan trung ương chủ trì nên không được quan tâm

và đầu tư phát triển một cách đúng mức Các đơn vị sử dụng lạnh ở các nghành thường trang bị tự phát nhiều khi dẫn tới những thiệt hại và lãng phí tiền vốn và thiết

bị đáng kể do các nguyên nhân kinh tế và kĩ thuật gây ra Vì vậy việc nghiên cứu tổ chức và phát triển nghành lạnh ở nước ta là thực sự cần thiết và chắc chắn nó sẽ mang lại hiệu quả to lớn

2.2.2.Kho lạnh và phân loại kho lạnh

Kho lạnh

Kho lạnh là các kho có cấu tạo và kiến trúc đặc biệt dùng để bảo quản các sản phẩm và hàng hoá khác nhau ở điều kiện nhiệt độ lạnh và điều kiện không khí thích hợp Do không khí trong buồng lạnh có tính chất khác xa không khí ngoài trời nên kết cấu xây dựng, cách nhiệt, cách ẩm của kho lạnh và kho lạnh đông có những yêu cầu đặc biệt nhằm bảo vệ hàng hoá bảo quản và kết cấu công trình khỏi hư hỏng do các điều kiện khí hậu bên ngoài Cũng vì các lí do đó, kho lạnh khác biệt hẳn với các công trình xây dựng khác

Kho lạnh đầu tiên được xây dựng ở Mĩ năm 1890 Qua hơn 100 năm phát triển, ngày nay kho lạnh các chủm loại khác nhau đã được xây dựng khắp nơi, đóng góp một phần không nhỏ vào việc bảo quản, dự trữ và phân phối lương thực thực phẩm một cách có hiệu quả trên phạm vi toàn thế giới, đồng thời hỗ trợ cho nhiều nghành kinh tế khác phát triển

Ở Việt Nam, các kho lạnh đầu tiên được xây dựng vào các năm 60 với dung tích

100 đến 500 tấn Vào các năm 80, một loạt các kho lạnh khác được xây dựng, dung

tích có kho tới 1000 tấn Nhưng do đặc điểm kinh tế bao cấp, các kho lạnh đó chưa phát huy được hiệu quả cao.

Với đặc điểm địa lí: Nằm trải dài theo bờ biển và đặc điểm khí hậu: Nóng ẩm nhiệt đới, có tiềm năng lớn về kinh tế biển và nông lâm nghiệp, chắc chắn nước ta sẽ xây dựng và phát triển nhiều kho lạnh để phục vụ cho xuất khẩu, bảo quản, phân phối

và tiêu dùng lương thực, thực phẩm rau hoa quả trong nước

Việc thiết kế kho lạnh phải đạt được các yêu cầu cơ bản sau:

− Cần đáp ứng các yêu cầu khắt khe của sản phẩm xuất khẩu;

− Cần tiêu chuẩn hoá được các dạng kho lạnh;

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

− Cần phải kinh tế, vốn đầu tư nhỏ, có thể sử dụng máy và thiết bị trong nước.Với các yêu cầu cơ bản trên, chúng ta cần xây dựng được các tiêu chuẩn và đưa

ra các phương án thiết kế phù hợp với hoàn cảnh Việt Nam

Phân loại kho lạnh

Dung tích và công dụng của các kho lạnh và kho lạnh đông rất khác nhau Dung tích và mục đích sử dụng ảnh hưởng rất nhiều tới hình dáng cũng như thiết kế mặt bằng cụ thể của kho Theo công dụng của kho người ta phân ra:

−Kho lạnh chế biến: Là một bộ phận của cơ sở chế biến lạnh các loại thực phẩm như thịt, cá, sữa, rau, hoa quả, … Các sản phẩm được chế biến và bảo quản tạm thời ở xí nghiệp sau đó được chuyển đến các kho lạnh phân phối, trung chuyển, thương nghiệp hoặc xuất khẩu Chúng là mắt xích đầu tiên của dây chuyền lạnh, dung tích không lớn

−Kho lạnh phân phối: Dùng để bảo quản các sản phẩm trong mùa thu hoạch, phân phối, điều hoà cho cả năm, dùng cho các thành phố và các trung tâm công nghiệp lớn

Phần lớn các sản phẩm được kết đông hoặc gia lạnh ở xí nghiệp chế biến ở nơi khác rồi đưa đến đây bảo quản Một phần nhỏ có thể được gia lạnh và kết đông tại chỗ Thời hạn bảo quản tương đối dài 3 đến 6 tháng, dung tích của kho thường rất lớn tới 10, 15 ngàn tấn đặc biệt có thể tới 35 ngàn tấn

Kho lạnh chuyên dùng để bảo quản một loại mặt hàng và kho lạnh vạn năng để bảo quản nhiều loại mặt hàng

Nếu kho lạnh có phân xưởng kem, nước đá, phân xưởng chế biến đóng gói thì gọi là xí nghiệp liên hiệp lạnh

Trang 27

−Kho lạnh trung chuyển: Thường đặt ở các hải cảng, những điểm nút đường sắt,

bộ, … dùng để bảo quản ngắn hạn tại những nơi trung chuyển Kho lạnh trung chuyển có thể kết hợp làm một với kho lạnh phân phối hoặc thương nghiệp

−Kho lạnh thương nghiệp: Dùng để bảo quản ngắn hạn thực phẩm sắp đưa ra tiêu thụ ở thị trường Nguồn hàng chủ yếu là từ kho lạnh phân phối Kho lạnh thương nghiệp được chia ra hai loại theo dung tích: Cỡ lớn từ 10 đến 150 tấn dùng cho các trung tâm công nghiệp, thị xã, …; cỡ nhỏ đến 10 tấn dùng cho các cửa hàng, quầy hàng, khách sạn, … Thời gian bảo quản khoảng 20 ngày

−Kho lạnh vận tải: Thực tế là các ôtô, tàu hoả và tàu thuỷ lạnh dùng để chuyên chở, vận tải các sản phẩm bảo quản lạnh

−Kho lạnh sinh hoạt: Thực chất là các tủ lạnh, tủ đông các loại sử dụng tại gia đình Chúng được coi là mắt xích cuối cùng của dây chuyền lạnh, dùng để bảo quản thực phẩm trong vòng một tuần lễ

2.3 HỆ THỐNG CẤP ĐÔNG TẠI CÔNG TY

Hiện nay, tại Nhà Máy Nam Việt có các hệ thống lạnh phục vụ cho cấp đông và bảo quản đông tại Công Ty bao gồm:

−Hệ thống lạnh Grasso liên hoàn 5 máy với

o 2 máy Grasso công suất 110 KW

o 2 máy Grasso công suất 90 KW

o 1 máy Grasso công suất 75 KW

Hệ thống lạnh này chạy cho 5 tủ đông tiếp xúc 750Kg và 2 băng chuyền IQF 350Kg/h

−Hệ thống lạnh một máy nén Hasikawa công suất 90 KW chạy cho tủ đông tiếp xúc 1800 Kg

−Hệ thống lạnh 2 máy nén Mycom trục vít công suất 130 KW chạy cho 2 băng chuyền IQF 500 Kg/h

−Hệ thống lạnh 8 máy nén Mycom piston chạy cho 8 tủ đông tiếp xúc

Ngoài ra để đảm bảo cho quá trình làm việc của hệ thống được liên tục trong trường hợp mất điện thì nhà máy có trang bị cho 3 hệ thống máy phát điện có công

suất 1550 K.V.A, 1450 K.V.A và 1360 K.V.A được đặt tại Nhà máy Nam Việt, Nhà

máy Thái Bình Dương và Nhà máy phụ phẩm dùng cho cả Nhà máy Nam Việt và Nhà máy Thái Bình Dương

Trong đồ án tốt nghiệp này em chỉ khảo sát 1 máy nén trục vít trong hệ thống máy nén trục vít Mycom liên hoàn chạy cho 2 băng chuyền IQF 500 Kg/h

Và đây là sơ đồ hệ thống lạnh 2 máy nén trục vít chạy liên hoàn cho 2 băng chuyền IQF 500 Kg/h

CHƯƠNG III _ TÍNH TOÁN NHIỆT TẢI MÁY NÉN

VÀ NĂNG SUẤT LẠNH THỰC TẾ3.1 TÍNH KIỂM TRA CÁCH NHIỆT TỦ CẤP ĐÔNG

3.1.1.Tính chiều dày cách nhiệt của tủ cấp đông

Chiều dày cách nhiệt của tủ cấp đông được xác định theo 2 yêu cầu cơ bản:

−Vách ngoài của kết cấu bao che không được phép đọng sương nghĩa là độ dày của lớp cách nhiệt phải đủ lớn để nhiệt độ bề mặt vách ngoài lớn hơn nhiệt độ

đọng sương t s

−Chọn chiều dày cách nhiệt sao cho giá thành một đơn vị sản phẩm lạnh (1000

Kcal/h) là rẻ nhất, vì giá thành vật liệu cách nhiệt khá cao, chiếm tới 25 ÷ 40 % tổng giá thành xây dựng

Qua khảo sát, các lớp cách nhiệt và cách ẩm

của tủ IQF có cấu trúc và các thông số như sau:

− Lớp cách nhiệt (Polyurethane)

− Lớp cách ẩm (Tôn Inox)

Bảng 3.1 _ Thông số cấu trúc thân tủ IQF

Tính kiểm tra bề dày cách nhiệt của tủ

−Chiều dày cách nhiệt cần thiết

−

×

=

2 1

1 1

12

11

αλ

δα

λδ

K

CN CN

−Hệ số toả nhiệt bề mặt ngoài của vách α1 =23,3 (W/m 2 K)

−Hệ số toả nhiệt bên trong α2 =10,5 (W/m 2 K) (do tốc độ đối lưu cưỡng bức

không khí trong buồng rất mạnh)

−Hệ số truyền nhiệt K =0,15 (W/m 2 K) (Tra TL [1]) (Do buồng cấp đông sản

phẩm ở −30÷−400C)

2 1

Hình 3.1 _ Cấu trúc thân tủ

1 1

12

11

αλ

δα

λδ

K

CN CN

131,05,10

122

0005,023,23

115,0

102,

Chiều dày cách nhiệt thực phải chọn lớn hơn hoặc bằng chiều dày đã xác định

được Vậy ở đây chọn chiều dày tổng là 150 mm là hoàn toàn hợp lí.

Hệ số truyền nhiệt thực được xác định lại:

2 1

1 1

12

1

1

αλ

δλ

δ

×+

=

CN CN t

K

13,05,10

102,0

15,022

0005,023,231

++

×+

=

t

K

(W/m 2 K)

3.1.2.Kiểm tra đọng sương

Trong nhà máy chế biến thì nhiệt độ và độ ẩm luôn được duy trì ổn định ở

1 195,0

t t

t t

16203,2395,

K S > K t nên vách ngoài không bị đọng sương

3.2 CHỌN CÁC THÔNG SỐ LÀM VIỆC THỰC CỦA HỆ THỐNG LẠNH

Việc xác định các thông số kĩ thuật chính xác phù hợp với thực tế ở địa phương

là hết sức quan trọng cho việc thiết kế lắp đặt một hệ thống lạnh

Chế độ làm việc của một hệ thống lạnh được đặc trưng bằng bốn nhiệt độ sau:

3.2.1.Nhiệt độ sôi của môi chất lạnh t 0

Qua thời gian khảo sát quá trình làm việc của hệ thống tại công ty, xác định

được nhiệt độ không khí trong tủ là t b = – 37 0 C.

Khi ấy nhiệt độ sôi của môi chất lạnh

0

t = b −∆

Do đó, chọn nhiệt độ và độ ẩm trung bình của tháng nóng nhất trong năm.

Theo bảng nhiệt độ và độ ẩm dùng để tính toán hệ thống lạnh của các địa phương [1], tra được nhiệt độ và độ ẩm trung bình của tháng nóng nhất tại An Giang là:

C

t tb =37,30

%78

=

tb

ϕTra đồ thị I _ d từ các thông số trên xác định được nhiệt độ bầu ướt:

t t

t w1 = w2 = u +(3÷40 )=33+3=360

Nhiệt độ ngưng tụ t k phụ thuộc vào nhiệt độ của môi trường làm mát của thiết bị ngưng tụ Ở đây thiết bị ngưng tụ dàn ngưng tưới làm mát bằng nước nên:

k w

Áp suất trung gian p tg được xác định theo biểu thức:

MPa p

∆ _ Hiệu nhiệt độ quá lạnh yêu cầu

Vì sử dụng thiết bị quá lạnh nên chọn ∆t ql =300C

Vậy t ql =t k −∆t ql =40−30=100C

3.2.4.Nhiệt độ hơi hút t h

Nhiệt độ hơi hút t h là nhiệt độ của hơi trước khi vào máy nén Nó bao giờ cũng lớn hơn nhiệt độ sôi của môi chất Do tổn thất nhiệt từ thiết bị bay hơi về đầu hút của máy nén Để đảo bảo máy nén không hút phải lỏng, và năng suất lạnh của máy nén đạt hiệu quả cao thì hơi hút vào máy nén nhất thiết phải là hơi quá nhiệt Độ quá nhiệt ở từng loại máy nén và đối với từng loại môi chất có khác nhau Với amoniắc, nhiệt độ hơi hút cao hơn nhiệt độ sôi của môi chất là 5÷150C, nghĩa là độ quá nhiệt hơi hút ∆t h =5÷150C là có thể đảm bảo độ an toàn cho máy nén khi làm việc Đây là

hệ thống máy nén vít nên có thể chọn ∆t h =50C.

3.3 TÍNH TOÁN NHIỆT TẢI CHO QUÁ TRÌNH CẤP ĐÔNG

3.3.1.Tính toán chi phí lạnh cho quá trình cấp đông

Chi phí lạnh của quá trình cấp đông là lượng nhiệt lấy ra để hạ nhiệt độ sản phẩm từ nhiệt độ ban đầu đến nhiệt độ cuối quá trình cấp đông

5 4 3 2

Q 2 _ Chi phí lạnh để đóng băng toàn bộ nước tự do có trong sản phẩm

Q 3 _ Chi phí lạnh để hạ nhiệt độ nước đá tới nhiệt độ cuối quá trình cấp đông

Q 4 _ Chi phí lạnh để hạ nhiệt độ của nước không đóng băng trong sản phẩm

Q 5 _ Chi phí lạnh để hạ nhiệt độ chất khô trong sản phẩm từ nhiệt độ ban đầu tới nhiệt độ cuối quá trình cấp đông

Trang 33

Chi phí lạnh để hạ nhiệt độ của sản phẩm từ nhiệt độ ban đầu tới nhiệt độ

đóng băng của nước trong sản phẩm

)(11

1 C G t t b

Q = × × − (KJ/h)

C 1 _ Nhiệt dung riêng của sản phẩm trước khi có sự đóng băng của nước

)1(

G _ Khối lượng của sản phẩm đem cấp đông trong 1 h (G= 500 kg/h)

t 1 _ Nhiệt độ ban đầu của sản phẩm (vì sản phẩm là cá tra, cá basa filê, trước khi cấp đông được bảo quản trong dung dịch nước đá nên chọn nhiệt độ của sản phẩm trước khi đem cấp đông t 0C

1 =10 )

t b _ Nhiệt độ đóng băng trung bình của nước có trong sản phẩm (chọn t b =−10C)Vậy Q1 =C1×G×(t1 −t b)

19855))

1(10(50061,3

L _ Nhiệt đóng băng của nước ( L= 335 KJ/kg)

W _ Tỉ lệ đóng băng của nước trong sản phẩm khi kết thúc quá trình cấp đông

(Chọn W = 90 %)Vậy Q2 =L×G×W×ϕ

1206008

,09,0500335

Chi phí lạnh để hạ nhiệt độ nước đá tới nhiệt độ cuối quá trình cấp đông

)(3

3 C G W t b t c

Q = × × ×ϕ× − (KJ/h)

C 3 _ Nhiệt dung riêng của nước đá (C3 =2,1 KJ/kg.độ)

t c _ Nhiệt độ cuối quá trình cấp đông

Sản phẩm đem cấp đông là cá tra, cá basa với nhiệt độ cuối quá trình cấp đông tại tâm sản phẩm là –180C, nhiệt độ bề mặt sản phẩm là –250C Vậy nhiệt độ trung bình của sản phẩm sẽ là:

5,21(1(8,09,05001,2

Chi phí lạnh để hạ nhiệt độ của nước không đóng băng trong sản phẩm

)()1

5,21(1()9,01(8,05009,2

Chi phí lạnh để hạ nhiệt độ chất khô trong sản phẩm từ nhiệt độ ban đầu tới

nhiệt độ cuối quá trình cấp đông

)()1(

2665))

5,21(1()8,01(5003,1

Vậy chi phí lạnh cho quá trình cấp đông

5 4 3 2

Q

1609962665

237815498

3.3.2.Tổn thất nhiệt qua kết cấu bao che của tủ cấp đông

Tổn thất nhiệt qua kết cấu bao che của buồng cấp đông được xác định:

t F K

Q BC = × '×∆

K _ Hệ số truyền nhiệt của kết cấu bao che, K =0,13 (W/m 2 K)

'

F _ Tổng diện tích kết cấu bao che của tủ cấp đông (m 2)

Qua khảo sát, các thông số kích thước của tủ cấp đông được xác định qua bảng sau:Bảng 3.2 _ Thông số kích thước tủ cấp đông IQF siêu tốc

Chiều dày cách nhiệt vỏ tủ δt 150 mm Chiều dài tủ cấp đông L t 11.000 mm Chiều rộng tủ cấp đông R t 3.400 mm Chiều cao tủ cấp đông H t 3.200 mm Chiều rộng cửa tủ cấp đông r c 900 mm Chiều cao cửa tủ cấp đông h c 1.900 mm Chiều rộng cửa tháo, nạp sản phẩm r c’ 1.200 mm Chiều cao cửa tháo, nạp sản phẩm h c’ 400 mm

−Tổng diện tích 6 mặt của tủ cấp đông

Trang 35

)(

2 L t R t L t H t R t H t

96,166)2,34,32,3114,311(

Tổn thất nhiệt qua kết cấu bao che

t F K

Q BC = × '×∆

8,1294))

40(20(16613,

=

BC

3.3.3.Tổn thất nhiệt do động cơ quạt

Quạt dàn lạnh đặt ở trong buồng cấp đông nên dòng nhiệt do các động cơ quạt dàn lạnh có thể xác định theo biểu thức:

N _ Công suất động cơ của quạt (KW)

n _ Số quạt của tủ cấp đông

ϕ _ Hệ số hoạt động đồng thời của các động cơ

Trong tủ cấp đông có 8 quạt gió và mỗi quạt gió có công suất là 2,5 (KW/quạt)

Vì các động cơ hoạt động đồng thời nên lấy ϕ =1

Vậy Q DC =8×2,5=20 (KW)

3.3.4.Tổn thất nhiệt do không khí bên ngoài xâm nhập vào

Đối với các buồng cấp đông IQF, trong quá trình làm việc do các băng tải chuyển động vào ra nên ở các cửa ra vào phải có một khoảng hở nhất định Mặt khác, khi băng tải vào ra buồng cấp đông, nó sẽ cuốn vào và ra một lượng không khí nhất định, gây ra tổn thất nhiệt Tổn thất nhiệt này có thể xác định như sau:

)(t1 t2C

G

G KK _ Lưu lượng không khí lọt vào tủ (kg/s)

C pKK _ Nhiệt dung riêng của không khí trong khoảng −40÷200C

t 1 , t 2 _ Nhiệt độ không khí bên ngoài và bên trong tủ

Việc tính toán G KK thực tế rất khó khăn nên có thể căn cứ vào tốc độ băng

chuyền và diện tích cửa ra vào để xác định G KK một cách gần đúng như sau:

'

C KK

KK

ρ _ Khối lượng riêng của không khí (tại -350C thìρKK =1,36 kg/m 3)

ω _ Tốc độ chuyển động của băng tải (m/s)

'

C

F _ Tổng diện tích khoảng hở cửa vào và ra của băng tải, F C' =0,96 (m 2)Thời gian sản phẩm đem cấp đông đối với cá filê là khoảng 13 phút tính từ đầu vào đến đầu ra của sản phẩm

Chiều dài thân tủ cấp đông L=11 (m)

Khi đó, tốc độ băng chuyền sẽ là:

014,06013

Vậy G KK =ρKK ×ω×F C'

018,096,00014,036,

G

09,1)40(20(009,1018,

Mặt dù có trang bị hệ thống xả băng, nhưng trong quá trình cấp đông người ta không xả băng mà chỉ xả băng sau mỗi mẻ cấp đông nên ở đây không tính tổn thất nhiệt do xả băng

Vậy năng suất lạnh Q 0 được xác định:

KK DC BC

SP Q Q Q Q

1,6709,12029,172,44

Trang 37

3.4 CHU TRÌNH LÀM VIỆC CỦA HỆ THỐNG

3.4.1.Chu trình làm việc

3.4.2.Thuyết minh chu trình

Hơi ở trạng thái 1 (p 0 , t qn) được máy nén hạ áp (MNT) nén lên trạng thái quá

nhiệt 2 (p tg , t 2 ) Hơi quá nhiệt được hoà trộn với hơi bão hoà ở trạng thái 7 (p tg , t 7)

Sau khi hoà trộn, hơi được hút về máy nén cao áp (MNC) ở trạng thái 3 (p tg , t 3) Từ

trạng thái 3 hơi được máy nén cao áp nén lên trạng thái 4 (p k , t 4) sau đó được làm mát

và ngưng tụ xuống trạng thái bão hoà lỏng 5 (p k , t 5) Dòng môi chất từ thiết bị ngưng

tụ đi ra chia làm 2 nhánh Một nhánh nhỏ qua tiết lưu thứ nhất (VTL1) xuống trạng

thái 6 (t 6 , p tg) vào bình quá lạnh (TBQL) để làm quá lạnh môi chất sau ngưng tụ còn

nhánh chính được quá lạnh tại thiết bị quá lạnh này sang trạng thái 8 (t ql , p k) trước khi đưa vào van tiết lưu 2 (VTL2) Sau khi tiết lưu vào bình quá lạnh thì môi chất ra khỏi

thiết bị ở trạng thái hơi bão hoà (t 7 , p tg) hoà trộn với hơi quá nhiệt ở đầu đẩy máy nén

tầm thấp và được máy nén tầm cao hút vào Môi chất từ trạng thái 8 (t ql , p k) được đi

vào van tiết lưu chính để xuống trạng thái 9 (t 0 , p 0) và cấp vào thiết bị bay hơi (BH)

Tại đây môi chất thu nhiệt của sản phẩm, tăng lên trạng thái 1 (p 0 , t qn) và được máy nén tầm thấp hút về kết thúc vòng tuần hoàn kín

3.4.3.Xác định thông số tại các điểm nút

Từ các thông số đã tính toán được ở trên, kết hợp với đồ thị lgp _ i và bảng hơi nước bão hoà của môi chất amoniắc [2], ta xác định được các thông số trạng thái tại các điểm nút cơ bản của chu trình qua bảng sau:

1

23

47

58

69lgp

i

MNC

MNTNT

Bảng 3.4 _ Thông số trạng thái tại các điểm nút của chu trình

−Gọi m1 , m 2 , m 3 lần lượt là lưu lượng môi chất đi qua máy nén tầm thấp, bình quá lạnh và máy nén tầm cao

−Lưu lượng môi chất đi qua thiết bị bay hơi

058,05461700

1,679

0078,06881750

546688058,06 7

8 5 1

i i m

−Lưu lượng môi chất đi qua máy nén tầm cao

0658,00078,0058,02 1

Vì đây là hệ thống cấp đông máy nén trục vít, ngoài môi chất đi qua tầm thấp và tầm cao của máy nén trục vít thì còn có một lượng dầu đáng kể qua các khoang của máy nén, lượng dầu này sẽ làm giảm đáng kể lượng nhiệt của môi chất trong máy nén

Trang 39

trước khi ra khỏi đầu đẩy của máy nén làm cho quá trình ép nén môi chất trở thành không đoạn nhiệt Việc tính toán trở lên khó khăn do không xác định được lưu lượng, nhiệt độ cũng như tính chất của lượng dầu trong máy nén Vì vậy tại điểm nút 2, 3, 4

là không xác định được Do đó em chọn các điểm nút này theo thông số vận hành của

hệ thống lạnh.Chọn nhiệt độ tại điểm 3 là t 0C

3 =40 , nhiệt độ tại điểm 4 là t 0C

4 =85, căn cứ đồ thị lgp_i và bảng hơi bão hoà của môi chất NH3, xác định được các thông

số tại trạng thái 2 và 4

Cân bằng entanpy tại điểm hoà trộn xác định được điểm 3

3 3 7 2 2

18560658

,0

17500078,01870058,03

7 2 2 1

⇒

m

i m i m

Tra đồ thị lgp_i xác định được các thông số tại điểm 3

Như vậy tất cả các điểm nút của chu trình đã được xác định

3.5 TÍNH NĂNG SUẤT LẠNH MÁY NÉN

Đối với hệ thống cấp đông máy nén vít, năng suất lạnh của máy nén được xác định theo công thức sau:

)( 0 qn

MN Q Q

β _ Hệ số kể tới sự tăng nhiệt độ của môi trường, của sản phẩm và các sai số trong tính toán (β =1,1)

Q 0 _ Năng suất lạnh của dàn bay hơi

Q qn _ Nhiệt lượng xâm nhập từ môi trường vào đường ống gây quá nhiệt hơi hút

về máy nén Q qn được xác định:

87,0)17001715(058,0)(1 10

3.6.1.Giới thiệu chung về máy nén vít

Càng ngày, máy nén trục vít càng giữ vị trí quan trọng trong kỹ thuật lạnh do máy nén trục vít có một loạt các ưu điểm so với máy nén piston trượt Máy nén trục

vít thường được thiết kế, chế tạo với năng suất hút lí thuyết từ 400 m 3 /h đến khoảng

5000 m 3 /h cho tất cả các loại môi chất R12, 502, 22 và amoniắc Để đáp ứng các nhu

cầu máy lạnh cỡ nhỏ hãng Bitzer của CHLB Đức đã chế tạo máy nén trục vít có năng

suất hút xuống tới 84 m 3 /h So với máy nén piston trượt, máy nén trục vít có các ưu

điểm nổi bật sau:

−Cấu tạo đơn giản, số lượng chi tiết chuyển động ít, các bề mặt chuyển động giữa

và thân không tiếp xúc với nhau, độ kín giữa các khoang nén được giữ bằng lớp dầu phun do đó hầu như không có sự mài mòn chi tiết, độ tin cậy cao, tuổi thọ cao

−Máy nén gọn gàng, chắc chắn, có khả năng chống va đập cao

−Giảm chi phí sửa chữa, bảo dưỡng máy nén, thường chỉ phải bảo dưỡng máy nén sau 40.000h vận hành

−Dễ lắp đặt, nền móng yêu cầu không cao do truyền động quay ổn định hơn nhiều

so với truyền động xung quanh qua lại của piston trục khuỷu

−Năng suất lạnh có thể điều chỉnh từ 100% xuống đến 10% vô cấp và tiết kiệm được công ép nén

−Nhiệt độ cuối tầm nén thấp hơn

−Tỷ số nén cao hơn, có thể đạt tới Π = pk /p o = 20

−Hiệu áp suất pk - p o có thể đạt tới 20 bar ở bất kỳ tỉ số nén nào

−Có thể đạt nhiệt độ sôi thấp mà với máy nén piston thì phải dùng chu trình 2 cấp

−Không có van hút và đẩy nên không có tổn thất tiết lưu, hiệu suất nén cao hơn nhiều so với máy nén piston

−Máy làm việc ít rung động hơn

−Năng suất lạnh của máy nén vít có thể lớn gấp rưỡi máy nén piston lớn nhất

−Dầu phun tràn trong máy nén ngoài tác dụng làm kín, bôi trơn, hấp thụ nhiệt của quá trình nén còn có tác dụng làm giảm tiếng ồn

−Hầu như không có ảnh hưởng khi hút phải lỏng điều này tránh cho máy nén không bị va đập thuỷ lực khi hút lỏng

Nhược điểm chủ yếu của máy nén trục vít là:

−Công nghệ gia công phức tạp

−Giá thành cao

−Cần có thêm hệ thống phun dầu, bơm dầu, làm mát dầu kèm theo