Thiết kế kho lạnh bảo quản dứa

Thiết kế hệ thống kho lạnh bảo quản dứa năng suất 100 tấn mẻ Tổng quan nguyên liệu dứa Thành phần hóa học, giá trị dinh dưỡng của dứa Tổng quan hệ thống lạnh Các phương pháp bảo quản lạnh Tính toán thiết kế kho lạnh

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM

KHOA CÔNG NGHỆ HÓA HỌC & THỰC PHẨM

LỜI MỞ ĐẦU.

Mục tiêu của đồ án “Thiết kế kho lạnh bảo quản dứa năng suất 100 tấn/ mẻ” làthiết kế hệ thống kho lạnh cho dứa với năng suất 100 tấn/mẻ đảm bảo dứa không bị hưhỏng, giữ nguyên được giá trị dinh dưỡng phục vụ cho sản xuất và chế biến các sản phẩm

về dứa

Dứa là một loại thực phẩm thiết yếu đối với đời sống của con người Dứa cung cấpcho con người nhiều chất xơ, khoáng chất, vitamin và giúp con người làm đẹp, chống lãohóa, giảm stress, nâng cao tinh thần, tốt cho hệ tiêu hóa, tim mạch… Do đó, trong chế độdinh dưỡng của con người dứa không thể thiếu và ngày càng trở nên quan trọng Đấtnước ta có điều kiện sinh thái thuận lợi để có thể trồng được các loại rau quả có nguồngốc địa lý khác nhau: nhiệt đới, á nhiệt đới, ôn đới, đem lại hiệu quả kinh thế cao, tăngthu nhập cho các hộ nông dân Từ xa xưa, nhân dân ta đã biết bảo quản và chế biến cácloại rau quả theo phương pháp quen thuộc như phơi, sấy, muối Ngày nay với sự phát triểncủa kỹ thuật lạnh người ta có thể bảo quản dứa bằng cách làm lạnh theo nhiều phươngpháp khác nhau Áp dụng phương pháp bảo quản lạnh sẽ kéo dài thời gian bảo quản, phục

vụ điều hoà, dự trữ nguyên liệu, kéo dài thời vụ sản xuất cho xí nghiệp sản xuất thựcphẩm, cho khu công nghiệp và xuất khẩu Mặt khác so với các phương pháp xử lý khácthì thực phẩm lạnh vẫn giữ được nhiều hương vị và đặc biệt là giá trị dinh dưỡng củathực phẩm tươi sống

Mặc dù có nhiều nổ lực và cố gắng, tuy nhiên em không thể tránh khỏi những saisót do kiến thức còn hạn chế Em rất mong nhận được ý kiến đóng góp từ các thầy, cô để

em được hoàn thiện bài tốt hơn

Cuối cùng em xin cảm ơn các thầy, cô đã hướng dẫn tận tình em trong quá trìnhlàm đồ án Em xin chân thành cảm ơn

TPHCM, Ngày 19 tháng 1 năm 2017

LỜI NHẬN XÉT CỦA GVHD

   

Chữ ký của giáo viên nhận xét

LỜI NHẬN XÉT CỦA HỘI ĐỒNG PHẢN BIỆN

   

Chữ ký của giáo viên nhận xét

MỤC LỤC

A TỔNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆU 8

I Nguồn gốc lịch sử 8

II Thành phần hóa học 9

III Ý nghĩa và mục đích của kho lạnh 11

B QUY HOẠCH MẶT BẰNG KHO LẠNH 11

I Thiết kế kho lạnh và mặt bằng kho lạnh 13

1 Dung tích kho lạnh 13

2 Tải trọng của nền và của trần 14

3 Xác định diện tích kho lạnh cần xây dựng 14

II Tính cách nhiệt và cách ẩm kho lạnh 15

1 Kết cấu tường bao 15

2 Kết cấu xác định của trần kho lạnh 19

3 Chiều dày cách nhiệt của nền kho lạnh 23

III Tính nhiệt kho lạnh 27

1 Dòng nhiệt do kết cấu bao che Q1 28

2 Dòng nhiệt do sản phẩm tỏa ra Q2 31

2.1 Dòng nhiệt do sản phẩm tỏa ra 31

2.2 Dòng nhiệt do bao bì tỏa ra 32

3 Dòng nhiệt do thông gió buồng lạnh Q3 33

4 Các dòng nhiệt do vận hành Q4 33

5 Dòng nhiệt do hoa quả hô hấp Q5 34

C TÍNH CHỌN MÁY NÉN VÀ CÁC THIẾT BỊ PHỤ I Tính chọn máy nén 39

1 Xác định tỉ số chọn máy nén 40

2 Xây dựng chu trình 41

II Tính thiết bị ngưng tụ 45

1 Chọn thiết bị 45

2 Mục đích của thiết bị ngưng tụ 46

3 Cấu tạo 46

4 Nguyên lý hoạt động 47

5 Tính chọn thiết bị 47

III Tính thiết bị bay hơi 49

1 Vai trò 49

2 Tính chọn thiết bị 49

IV Tính chọn thiết bị phụ 51

1 Bình tách lỏng 51

1.1 Nhiệm vụ 51

1.2 Cấu tạo và nguyên lý hoạt động 52

1.3 Tính toán 52

2 Bình chứa cao áp 52

2.1 Nhiệm vụ 52

2.2 Vị trí và cấu tạo 52

2.3 Tính toán 53

3 Xác định tháp giải nhiệt 54

3.1 Nhiệm vụ 54

3.2 Cấu tạo 54

3.3 Tính toán 55

4 Phin sấy lọc 56

4.1 Nhiệm vụ 56

4.2 Cấu tạo 57

4.3 Vị trí lắp đặt 57

5 Van tiết lưu 57

5.1 Nhiệm vụ 57

5.2 Cấu tạo và nguyên lý hoạt động 57

5.3 Vị trí lắp đặt 58

6 Mắt gas 58

6.1 Nhiệm vụ 59

6.2 Cấu tạo 59

6.3 Vị trí lắp đặt 59

7 Bơm 59

8 Van một chiều 59

9 Van an toàn 60

10 Áp kế 60

Tài liệu tham khảo 60

A TỔNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆU:

1.1 Tổng quan về dứa

1.1.1 Nguồn gốc

Dứa có tên khoa học là Annas comusmin là loại quả nhiệt đới Chi này có nguồngốc từ khu vực Nam Mỹ và được đưa tới các đảo khu vực Caribe nhờ những thổ dân Anhđiêng Carib Năm 1493, Christopher Columbus lần đầu tiên đã nhìn thấy các loại cây củachi này tại Guadeloupe Các cánh đồng trồng dứa thương phẩm được thành lập tạiHawaii, Philippines, Đông Nam Á, Florida và Cuba Dứa đã trở thành một trong nhữngloại cây ăn trái phổ biến nhất trên thế giới (Morton& Julia F 2011 )

Ở nước ta dứa được trồng nhiều ở Vĩnh Phúc, Phú Thọ, Bắc Giang, Bắc Ninh,Tuyên Quang, Thanh Hoá, Nghệ An, Tây Ninh, Kiên Giang (khoahocchonhanong.com)

1.1.2 Những đặc tính chủ yếu

Dứa có các lá gai mọc thành cụm hình hoa thị Các lá dài và có hình dạng giốngmũi mác và có mép lá với răng cưa hay gai Hoa mọc từ phần trung tâm của cụm lá hìnhhoa thị, mỗi hoa có các đài hoa riêng của nó Chúng mọc thành cụm hình đầu rắn chắc

trên thân cây ngắn và mập Các đài hoa trở thành mập và chứa nhiều nước và phát triểnthành một dạng phức hợp được biết đến như là quả dứa (quả giả), mọc ở phía trên cụm láhình hoa thị.

1.1.3 Các giống dứa và vùng trồng tại Việt Nam

 Dứa Victoria (dứa tây, dứa hoa) có các giống:

 Dứa hoa Phú Thọ: thuộc nhóm Queen, trồng được nơi đất chua xấu Lá có nhiềugai và cứng, quả nhỏ, thịt quả vàng đậm, thơm, ít nước, giòn

 Dứa Na hoa: lá ngắn và to, quả to hơn dứa hoa Phú Thọ, phẩm chất ngon, năngsuất cao

 Dứa Cayen: lá chỉ có ít gai ở đầu mút lá, lá dài cong lòng máng, quả to khi chưa chínquả màu xanh đen, khi chín chuyển màu da đồng Quả nhiều nước, thịt vàng ngà, mắtdứa to và nông, vỏ mỏng, thích hợp với đóng hộp

 Dứa ta thuộc nhóm Red Spanish: chịu bóng rợp, có thể trồng xen trong vườn quả,vườn cây lâm nghiệp Dứa Cayen trồng phổ biến ở Tam Điệp, Ninh Bình

 Dứa ta (Ananas comosus var spanish hay Ananas comosus sousvar - red spanish) làcây chịu bóng tốt, có thể trồng ở dưới tán cây khác Quả to nhưng vị ít ngọt

 Dứa mật (Ananas comosus sousvar - Singapor spanish) có quả to thơm, ngon, trồngnhiều ở Nghệ Anvà Thanh Hóa

 Dứa tây hay dứa hoa (Ananas comosus queen) được du nhập từ 1931, trồng nhiều ởcác đồi vùng Trung du Quả bé nhưng thơm, ngọt

 Dứa không gai (Ananas comosus cayenne) được trồng ở Nghệ An, Quảng Trị, LạngSơn Cây không ưa bóng Quả to hơn các giống trên (khoahocchonhanong.com)

1.1.4 Giá trị dinh dưỡng

Trong 100g phần ăn được của dứa cung cấp:

 Năng lượng: 202 kJ (48 Kcal)

15 36.2

mgmgmgmgmgµgmg

8 12

115 0.1

mgmgmgmgmgmg

(Nutritiondata.com)

1.1.5 Lợi ích của dứa

 Hỗ trợ hệ miễn dịch: vitamin C trong dứa có chức năng chính như một chất chống oxihóa tan trong nước của cơ thể, giúp cơ thể chống lại các gốc tự do Điều này khiếncho dứa trở nên vô cùng hữu dụng trong việc chống lại những bệnh lý như bệnh tim,

xơ vữa động mạch và đau khớp

 Làm xương chắc khỏe: Dứa chứa gần 75% lượng mangan (một khoáng chất quantrọng) cần thiết cho cơ thể, có vai trò quan trọng trong việc phát triển xương và các

mô liên kết Do đó, dứa là một lựa chọn hoàn hảo cho những người lớn tuổi có xươngđang ngày trở nên giòn hơn

 Thúc đẩy quá trình tiêu hóa: Giống như nhiều loại rau và quả khác, dứa chứa nhiềuchất xơ giúp tiêu hóa Thêm vào đó, dứa còn chứa một lượng đáng kể bromelain, mộtloại enzym phân hủy protein, từ đó đẩy nhanh quá trình tiêu hóa.

 Chống viêm: Bromelain cũng đã được chứng minh là có đặc tính chống viêm, có thểgiúp làm giảm nguy cơ đau khớp và sưng tấy, Viêm quá mức có thể dẫn tới một loạtcác bệnh nguy hiểm, bao gồm cả ung thư, và theo một số nhà dinh dưỡng học thìbromelain có thể giúp phòng ngừa bệnh Tuy nhiên, chưa có nghiên cứu cụ thể về việcliệu bromelain trong dứa có kết quả tương tự hay không

 Giảm đông máu: Bromelain có thể ngăn ngừa hình thành máu đông, khiến cho dứa trởthành món ăn cực tốt cho người có nguy cơ bị đông máu (Morton& Julia F, 2011 )

III Ý NGHĨA VÀ MỤC ĐÍCH CỦA KHO LẠNH:

 Từ xa xưa con người đã biết sử dụng lạnh cho đời sống, bằng cách cho vật cầnlàm lạnh tiếp xúc với những vật lạnh hơn Sau này kỹ thuật lạnh ra đời đã thâmnhập vào các ngành kinh tế quan trọng và hỗ trợ tích cực cho các ngành đó như:

- Ngành công nghệ chế biến và bảo quản thực phẩm

- Trong công nghiệp nặng: làm nguội khuôn đúc

- Trong y tế: chế biến và bảo quản máu, thuốc

- Trong công nghệ hóa chất

- Trong lĩnh vực sinh hoạt đời sống: điều hòa không khí

 Đóng vai trò quan trọng nhất là ngành công nghiệp chế biến và bảo quản thựcphẩm Tuy nhiên để có thể giữ cho thực phẩm được lâu dài để cung cấp, phânphối cho nền kinh tế quốc dân, thì phải bảo quản đông nhằm giữ cho các vi sinhvật làm ôi thiu thực phẩm càng bị ức chế, các quá trình phân giải diễn ra rấtchậm Vì vậy mà có thể giữ cho thực phẩm không bị hỏng trong thời gian dài

 Việc thiết kế kho lạnh phải đảm bảo các yêu cầu sau:

 Cần phải tiêu chuẩn hóa các dạng kho lạnh;

 Cần đáp ứng các yêu cấu khắt khe của sản phẩm xuất khẩu;

 Cần có khả năng cơ giới hóa 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 những yêu cầu trên ta có những phương án thiết kế phù hợp.

 PHÂN LOẠI KHO LẠNH:

1 Kho lạnh chế biến:

Là một bộ phận của các cơ sở chế biến thực phẩm như thịt, cá,,, Các sản phẩm làthực phẩm lạnh, lạnh đông, để chuyển đến các kho lạnh phân phối, kho lạnh trungchuyển, Đặc điểm là năng suất lạnh của các thiết bị lớn, chúng làm mắt xích đầu tiên củadây chuyền lạnh

2 Kho lạnh phân phối:

- Thường dùng cho thành phố và các trung tâm công nghiệp để bảo quản các sản phẩmthực phẩm trong một mùa thu hoạch, phân phối điều hòa cho cả năm

- Phần lớn các sản phẩm được gia lạnh kết đông ở xí nghiệp chế biến nơi khác đưa đếnđây để bảo quản Một phần nhỏ có thể được gia lạnh và kết đông tại kho lạnh từ 3 đến 6tháng, dung tích kho lớn, tới 10 đến 15 ngàn tấn

- Kho lạnh chuyên dùng để bảo quản một loại mặt hàng và vạn năng để bảo quản nhiềuloại mặt hàng như thịt, sữa, rau quả…

3 Kho lạnh trung chuyển:

Thường đặt ở hải cảng, những điểm nút đường sắt, dùng để bảo quản ngắn hạnnhững sản phẩm tại những nơi trung chuyển Kho lạnh này có thể kết hợp với kho lạnhphân phối và kho lạnh thương nghiệp

4 Kho lạnh thương nghiệp:

Dùng để bảo quản ngắn hạn thực phẩm sắp đưa ra thị trường tiêu thụ Nguồn hàngchủ yếu là từ kho lạnh phân phối Kho lạnh có thời gian bảo quản là 20 ngày Kiểu nàybao gồm tủ lạnh, tủ kính lạnh thương nghiệp

5 Kho lạnh vận tải:

Thực tế là các ô tô lạnh, tàu hỏa, dùng để vận tải các sản phẩm bảo quản lạnh Cáckhoang lạnh có thể chiếm toàn bộ hoặc một phần khoang hàng của phương tiện vận tải

6 Kho lạnh sinh hoạt:

Thực chất là các tủ lạnh, tủ đông, chúng được coi là mắt xích cuối cùng của dâychuyền lạnh, dùng để bảo quản các thực phẩm tiêu dùng trong gia đình hoặc tập thể.Dung tích từ 50l đến vài mét khối

B QUY HOẠCH MẶT BẰNG KHO LẠNH:

 Yêu cầu chung đối với mặt bằng kho lạnh:

- Qui hoạch mặt bằng kho lạnh là bố trí những nơi sản xuất ,xử lí lạnh,bảo quản và nhữngnơi phụ trợ phù hợp với dây chuyền công nghệ Để đạt được mục đích đó cần tuân thủcác yêu cầu sau:

+ Phải bố trí các buồng lạnh phù hợp với dây chuyền công nghệ, sản phẩm đi theo dâychuyền không gặp nhau, không đan chéo nhau, các cửa ra vào cửa buồng phải quay rahành lang.Cũng có thể không dùng hành lang nhưng sản phẩm theo dây chuyền khôngđược gặp nhau

+ Quy hoạch cần phải đạt chi phí đầu tư nhỏ nhất Cần sử dụng rộng rãi các điều kiện tiêuchuẩn giảm đến mức thấp nhất các diện tích phụ nhưng phải đảm bảo tiện nghi.Giảmcông suất thiết bị đến mức thấp nhất Giảm công suất thiết bị đến mức thấp nhất

+ Quy hoach mặt bằng cần phải đảm bảo sự vận hành tiện lợi và rẻ tiền

+ Quy hoạch phải đảm bảo lối đi lại và đường vận chuyển thuận tiện cho việc bốc xếpthủ công hay cơ giới đã thiết kế

+ Chiều rộng kho lạnh nhiều tầng không quá 40(m)

+Chiều rộng kho lạnh một tầng phù hợp với khoảng vượt lớn nhất là 12 (m).

+Chiều dài của kho lạnh có đường sắt nên chọn có thể chứa được 5 toa tầu lạnh bốc xếpđược cùng một lúc

+ Chiều rộng sân bốc dỡ đường sắt 6-7,5m;sân bốc dỡ ôtô cũng vậy

+ Trong một vài trường hợp , kho lạnh có sân bốc dỡ nối liền rộng 3,5 m, nhưng thôngthường các kho lạnh có hành lang nối cả 2 phía, chiều rộng 6m

+ Kho lạnh có dung tích đến 600t không bố trí đường sắt ,chỉ cần một sân bốc dỡ ô tôdọc theo chiều dài kho đảm bảo mọi phương thức bốc dỡ

- Để giảm tổn thất nhiệt qua kết cấu bao che, các buồng lạnh cùng nhiệt độ nhóm vào mộtkhối

- Mặt bằng của kho lạnh phải phù hợp với hệ thống đã chọn Điều này rất quan trọng vớikho lạnh một tầng vì không phải luôn luôn đảm bảo đưa được môi chất lạnh từ các thiết

bị lạnh về ,do đó phải chuyển sang sơ đồ lớn hơn với việc cấp lỏng từ dưới lên

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

- Khi thiết kế phải tính thêm khả năng mở rộng kho lạnh.Phải để lại một mặt múttường để có thể mở rộng kho lạnh

 Yêu cầu đối với buồng máy và thiết bị:

Bố trí máy và thiết bị nhằm mục đích:

 Vận hành máy thuận tiện

 Rút ngắn chiều dài đường ống

 Sử dụng thể tích buồng máy hiệu quả nhất, buồng máy gọn nhất

 Đảm bảo phòng cháy chữa cháy,vệ sinh công nghiệp

 Đảm bảo cho việc bảo dưỡng máy.

- Buồng máy và thiết bị thường được bố trí sát tường kho lạnh để đường ống giữa máy

và thiết bị dàn lanh là ngắn nhất, chiếm từ 5 đến 10% diện tích kho lạnh

- Buồng máy và thiết bị có thể nằm chung trong kho lạnh hay tách rời Đối với hệ thốnglớn có buồng máy và thiết bị riêng, đối với kho nhiều tầng, buồng máy nằm ở tầng trệt,còn thiết bị nằm ở tầng hầm Nếu kho lạnh có máy lạnh độc lập thì có thể không cóbuồng máy và thiết bị

- Trong buồng máy thường bố trí: Máy nén, trạm tiết lưu, bình ngưng… Chiều rộngchính của lối đi trong buồng máy là >=1,5m, các máy và thiết bị lớn đến 2,5m Khoảngcách này để đi lại và sửa chữa máy dễ dàng Khoảng cách máy và thiết bị ít nhất là 1m,giữa thiết bị và tường là 0,8m nếu đây không phải là lối đi vận hành chính Trạm tiết lưu

và bảng điều khiển phải bố trí sao có thể quan sát được đễ dàng từ mọi vị trí, trạm tiết lưuđặt cách máy ít nhất là 1,5m

- Chiều cao buồng máy amoniac ít nhất đạt 4,2m, Freon là 3,5m và 2,6m đối với thiết bịnhỏ hơn Buồng máy phải có quạt thông gió thổi ra ngoài, mỗi giờ có thể thay đổi khôngkhí trong buồng 3 – 4 lần

Chiều cao buồng thiết bị không nhỏ hơn 3,6m Khi bố trí bình bay hơi và bìnhngưng tụ phảu chú ý vệ sinh, làm sạch định kì

I Thiết kế kho lạnh và mặt bằng kho lạnh.

E = 100 tấn (theo đề tài cho).

 V: thể tích kho lạnh ()

 : định mức chất tải thể tích t/

 Định mức chất tải tra theo bảng 2- 4 Ta có (t)

Từ dung tích kho lạnh (2-1), ta xác định được biểu thức tính thể tích kho lạnh:

(

 Diện tích chất tải của buồng lạnh F

Diện tích chất tải được xác định qua thể tích chất tải và chiều cao chất tải

Trong đó:

F: diện tích chất tải hoặc diện tích hàng chiếm trực tiếp, m2

h: chiều cao chất tải, m

Chiều cao chất tải là chiều cao lô hàng chất trong kho Chiều cao này phụ thuộc vàophương pháp bốc dỡ, bao bì đựng hàng nó có thể được xác định bằng chiều cao buồnglạnh trừ đi phần lắp đặt dàn lạnh và không gian cần thiết để nâng và dỡ hàng Với kholạnh một tầng có chiều cao 5 m khi đó chọn chiều cao chất tải là 4,3(m)

Vậy 77,52 (m2)

2 Tải trọng của nền và của trần.

Được tính toán theo định mức chất tải và chiều cao chất tải của nền và giá treo hoặcmóc treo vào trần

Bảng 2-5: hệ số sử dụng diện tích theo buồng.

Diện tích buồng lạnh m2Đến 20

Từ 20 đến 100

Từ 100 đến 400Hơn 400

0,50,60,7 0,750,750,80,8 0,85 Theo bảng 2-5 chọn hệ số =0,75 ta có :

1 Kết cấu tường bao:

Chọn kết cấu vách kho lạnh như sau:

(m)

Hệ số dẫn nhiệt (W/mk)

Chiều dày lớp cách nhiệt:

suy ra: CN = ; (m) (3-2),[1]

Với:

 CN: Chiều dày lớp cách nhiệt polystirol(m)

 CN : hệ số dẫn nhiệt của polystirol, W/mK (bảng 3-1)[1].

 K: hệ số truyền nhiệt , ứng với kho nhiệt độ 40C ta có:

K = 0,35 W/m2K (tra bảng 3-3 đến 3-6),[1]

 1: Hệ số toả nhiệt bề mặt ngoài tường:  1 = 23,3 W/m 2 K (bảng 3-7),[1]

 2: Hệ số toả nhiệt bên trong tường ,đối với kho lạnh đối lưu cưỡng bức 2 = 9 /m2 K (bảng 3-7),[1]

 i: Bề dày của lớp vật liệu thứ i,(m)

 i: hệ số dẫn nhiệt của lớp vật liệu thứ i, W/m 2K (bảng 3-1)[1]

Chọn xác định hệ số K theo thực tế là:

0,27 (W/m2.K)

nên chọn = 0,15(m) là hợp lí

 Kiểm tra đọng sương:

Theo bảng 1-1,[1]: Ta có nhiệt độ tháng nóng nhất tại TP.HCM là t1=37,30C, nhiệt

độ theo đề bài cho là t2=40C

Tra đồ thị h-x , hình 1-1,[1] Suy ra ts=320C

ks= 0,095 = 0,095.23,3 = 3,5

kt < ks tường không bị đọng sương

 Kiểm tra đọng ẩm trong kết cấu bao che:

Điều kiện để ẩm không đọng lại trong cơ cấu cách nhiệt là áp suất riêng hơi nướcthực tế luôn phải nhỏ hơn áp suất bão hoà hơi nước ở mọi điểm trong cơ cấu cáchnhiệt Px < Phmax

 Tính phân áp suất thực của hơi nước :

 Dòng hơi thẩm thấu qua kết cấu bao che :

Ph1 và Ph2 là phân áp suất hơi của không khí bên ngoài và bên trong phòng

Ph1 = Px” ( t = 37,30C ).(=74%) = 6361,1.74% = 4707,2 Pa = 4707,2.10-6 MPa Ph2 = Px” ( t = 40C ).(=74%) = 2077,6.74% =1537,4 Pa= 1537,4.10-6 MPa

+ H – trở kháng thẩm thấu kết cấu bao che

Phương án này đạt yêu cầu vì Px < Phmax.

2 Kết cấu xây dựng của trần kho lạnh.

 (W/mK)

Hệ số khuếchtán ẩm

(g/mh MPa)

1 Lớp phủ mái đồng thời

 CN: Chiều dày lớp cách nhiệt của lớp đất điền đầy ( sỏi, đất sét).(m)

 CN : hệ số dẫn nhiệt của lớp điền đầy sỏi, đất sét, W/mK (bảng 3-1)[1]

 K: hệ số truyền nhiệt , ứng với kho nhiệt độ 40C ta có:

K = 0,33 W/m2K (tra bảng 3-3 đến 3-6),[1]

 1: Hệ số toả nhiệt bề mặt ngoài tường:  1 = 23,3 W/m 2 K (bảng 3-7),[1]

 2: Hệ số toả nhiệt bên trong tường ,đối với kho lạnh đối lưu cưỡng bức

 2 = 9 /m2 K (bảng 3-7),[1]

 i: Bề dày của lớp vật liệu thứ i,(m)

 i: hệ số dẫn nhiệt của lớp vật liệu thứ i, W/m 2K (bảng 3-1)[1]

= 0,2 = 0,35(m)

Với = 0,35 (m) Ta tính hệ số truyền nhiệt thực

Kt = = 0,33(W/m2K)

 Kiểm tra đọng sương qua kết cấu bao che của trần:

Tương tự như phần kiểm tra đọng sương đối với tường, đối với trần ta có:

Theo bảng 1-1,[1]: Ta có nhiệt độ tháng nóng nhất tại TP.HCM là t1=37,3 0C, nhiệt độtheo đề bài cho là t2=40C.

Vách 1 2 3 4 5

Nhiệt độ t0C 36,83 36,52 24,83 24,71 24,59 5,36

Px’’, Pa 6197,2 6113,4 3906,1 3895,5

3885,01

2196,9

 Tính phân áp suất thực của hơi nước :

 Dòng hơi thẩm thấu qua kết cấu bao che :

Ph1 và Ph2 là phân áp suất hơi của không khí bên ngoài và bên trong phòng

Ph1 = Px” ( t = 37,30C ).(=74%) = 6361,1.74% = 4707,2 Pa = 4707,2.10-6 MPa Ph2 = Px” ( t = 40C ).(=74%) = 2077,6.74% =1537,4 Pa= 1537,4.10-6 MPa + H – trở kháng thẩm thấu kết cấu bao che

Px5 = Px4  = 4039,84  0,053 .106 = 4033,95 Pa.

Px6 = Px5  = 4033,95 0,053 .106 = 1560,62 Pa

Phương án này đạt yêu cầu cách ẩm tốt vì Px < Phmax

3 Chiều dày cách nhiệt của nền kho lạnh:

 Kết cấu cách nhiệt của nền kho lạnh:

 CN: Chiều dày lớp cách nhiệt của lớp bê tông bọt ( sỏi, đất sét).(m)

 CN : hệ số dẫn nhiệt của lớp bê tông bọt, W/mK (bảng 3-1)[1].

 K: hệ số truyền nhiệt , ứng với kho nhiệt độ 40C ta có:

K = 0,41 W/m2K (tra bảng 3-3 đến 3-6),[1]

 1: Hệ số toả nhiệt bề mặt ngoài tường: 1 = 23,3 W/m2 K (bảng 3-7),[1].

 2: Hệ số toả nhiệt bên trong tường ,đối với kho lạnh đối lưu cưỡng bức

 i: Hệ số toả nhiệt phía trong kho  2 = 9 W/m 2K

 i: Chiều dày lớp vật liệu thứ i

 i: hệ số dẫn nhiệt của vật liệu thứ i

 Tính phân áp suất thực của hơi nước :

 Dòng hơi thẩm thấu qua kết cấu bao che :

Ph1 và Ph2 là phân áp suất hơi của không khí bên ngoài và bên trong phòng

Ph1 = Px” ( t = 37,30C ).(=74%) = 6361,1.74% = 4707,2 Pa = 4707,2.10-6 MPa Ph2 = Px” ( t = 40C ).(=74%) = 2077,6.74% =1537,4 Pa= 1537,4.10-6 MPa

+ H – trở kháng thẩm thấu kết cấu bao che

H =

+ Vậy với kết cấu bao che của nền ta có :

H = = 0,0126 (m2h MPa/g)

= 0,252 (g/m2h)

Phương án này đạt yêu cầu cách ẩm tốt vì Px < Phmax.

III Tính nhiệt kho lạnh :

- Tính nhiệt kho lạnh là tính toán các dòng nhiệt từ môi trường bên ngoài đi vào kholạnh Đây chính là dòng tổn thất nhiệt mà máy lạnh cần phải đủ công suất lạnh để thải nótrở lại môi trường nóng đảm bảo sự chênh nhiệt độ giữa luồng lạnh với không khí môitrường xung quanh

- Mục đích cuối cùng của việc tính nhiệt kho lạnh là để xác định năng suất lạnh củamáy lạnh cần đặt Khi đó dòng nhiệt tổn thất vào kho lạnh Q được xác định bằng biểuthức

Q = Q1 + Q2 + Q3 + Q4 + Q5, W

Trong đó:

 Q1: Dòng nhiệt đi qua kết cấu bao che vào buồng lạnh qua dẫn nhiệt và bức

xạ mặt trời

 Q2: Dòng nhiệt do sản phẩm toả ra trong quá trình xử lí lạnh

 Q3: Dòng nhiệt từ không khí bên ngoài do thông gió vào buồng lạnh

 Q4: Dòng nhiệt từ các nguồn khác nhau do vận hành kho lạnh

 Q5: Dòng nhiệt từ sản phẩm toả ra khi sản phẩm hô hấp(thở)

Đặc điểm của các dòng nhiệt là chúng thay đổi liên tục theo thời gian Q1 phụ thuộcvào nhiệt độ môi trường xung quanh nó, thay đổi từng giờ, từng ngày và từng tháng trongnăm, mùa trong năm Q2 phụ thuộc vào thời vụ; Q3 phụ thuộc vào loại hàng bảo quản; Q4phụ thuộc vào quy trình công nghệ chế biến, bảo quản hàng và Q5 phụ thuộc vào nhữngbiến đổi sinh hoá của từng sản phẩm,”hô hấp”.

1 Dòng nhiệt qua kết cấu bao che Q 1 :

Dòng nhiệt đi qua kết cấu bao che được định nghĩa là tổng các dòng nhiệt tổn thất quatường, trần và nền do sự chênh lệch nhiệt độ giữa bên ngoài và bên trong kho lạnh cộngvới các dòng nhiệt tổn thất do bức xạ mặt trời qua tường bao và trần

Q1 = Q11 +Q12

 Q11 – Dòng nhiệt qua tường bao, trần và nền do chênh lệch nhiệt độ

 Q12 – Dòng nhiệt qua tường bao, trần do ảnh hưởng bức xạ mặt trời

 Q11 được xác định qua biểu thức :

Q11 = kt.F.(t1  t2) (4-2)[1]

kt – hệ số truyền nhiệt thực của kết cấu bao che xác định theo chiều dày cáchnhiệt thực kt = 0,27 (W/m2.K)

t1 – nhiệt độ môi trường bên ngoài

t2 – nhiệt độ trong kho lạnh

F – diện tích kết cấu bao che

 Q11 – Dòng nhiệt qua tường bao, trần và nền do chênh lệch nhiệt độ

 Dòng nhiệt qua tường bao do chênh lệch nhiệt độ :

Ft = 2.(125) + 2.(95) = 210 (m2)

 Dòng nhiệt qua trần do chênh lệch nhiệt độ :

kq hệ số truyền nhiệt quy ước với từng vùng nền

F - diện tích tương ứng với từng vùng nền

t1 – nhiệt độ không khi bên ngoài (0C)

t2 – nhiệt độ không khi bên trong buồng lạnh (0C)

m: Hệ số tính đến sự gia tăng tương đối trở nhiệt của nền khi có lớp cách nhiệt

(4-5,107)[1]

= = 0,26

 Vùng rộng 2 m dọc theo chu vi tường bao: kq = 0,47 W/m2.K, F = 129 (m2)

 Vùng rộng 2 m tiếp theo về phía tâm buồng : kq = 0,23 W/m2.K, F = 107 (m2)

 Vùng rộng 2 m tiếp theo : kq = 0,12 W/m2.K, F = 85 (m2)

 Vùng còn lại ở buồng lạnh : kq = 0,07 W/m2.K, F = 63 (m2)

Q11= 1888,11 + 1186,812 +439,48 +139,39 +41,56 +10,9 =3706,252 W.

 Dòng nhiệt qua tường bức xạ mặt trời

Q12= kt.F , (4-6)[1]

kt – hệ số truyền nhiệt thực vách ngoài kt = 0,27 W/m2.K

F – diện tích nhận bức xạ trực tiếp của mặt trời

– hiệu nhiệt độ dư, đặc trưng ảnh hưởng của bức xạ mặt trời vào mùa hè 0C

 Đối với trần màu xám( bê tông, xi măng hoặc lớp phủ) lấy 190C, màu sáng lấy 160C

 Đối với tường hiệu nhiệt độ dư lấy định hướng theo bảng 4-1

 Dòng nhiệt qua tường do nhận bức xạ mặt trời

Vách hướng tây nhận bức xạ lớn nhất = 80C.( do phủ vôi màu trắng)

 Q21: Dòng nhiệt do sản phẩm toả ra.

 Q22: Dòng nhiệt do bao bì toả ra

M : Lượng hàng nhập vào buồng bảo quản lạnh,t/24h

Vì hoa quả có thời vụ nên đối với kho lạnh xử lý và kho lạnh bảo quản hoa quả, khốilượng hàng nhập vào trong một ngày đêm được tính theo biểu thức sau: