ĐỒ ÁN Công nghệ sản xuất kem

 Chất tải lạnh ở thể khí: Đối với chất tải lạnh ở thể khí thì không khí là chất tải lạnh được dùng phổ biếnnhất vì nó có các ưu điểm sau:  Rẻ tiền, đâu cũng có nhiều..  Máy nén hoạt đ

Chương I : Giới thiệu chung

1 Lịch sử và giới thiệu hệ thống làm kem:

1 Nguồn gốc sản xuất kem :

Người ta kể rằng một lần một món ăn được gọi lên đặt trước mặt nhà vua AnhCharles đệ nhất, nhà vua thích món ăn này đến nỗi ông thưởng cho GerarTisain, đầu bếpngười Pháp một khoảng hậu hĩnh Vậy món ăn làm nhà vua thích là gì? Đó là kem, sau

đó kem đã được sản xuất hầu hết trên các nước châu Âu và chính tổng thống Hoa KỳWachington đã kí giấy mua máy làm kem từ Ý Trong hai tháng mùa hè nóng bức năm

1790 tổng thống đã dùng 7 cây vàng để ăn kem

Ngày nay, kem đã trở thành một loại giải khát phổ biến, đặc biệt ở nhiều nơi kem trởthành đặc sản mang bí quyết nhà nghề và là món tráng miệng quan trọng

Ở Việt Nam, nhất là vào mùa hè kem được mọi người ưa thích, thực tế kem mang đếnmột nguồn dinh dưỡng đáng kể phục hồi sức lao động của công nhân trong bữa an giữagiờ và giờ nghỉ ngơi Trẻ em là đối tượng mà bị thu hút bởi kem nhiều nhất

1 Công nghệ sản xuất kem:

Kem là sản phẩm chủ yếu của sữa với các phụ gia Có nhiều lọai kem khác nhaunhư : kem thường, kem sữa, kem hoa quả, kem trứng, kem váng sữa, kem dầu thơm…Thành phần của kem được thêm các chất khác nhau như bột cacao, sôcôla, hoa quả vàcác loại tinh dầu thơm… Tên của kem cũng nói lên thành phần chủ yếu của kem như:kem sữa đậu xanh, kem sữa sôcôla, kem váng sữa cà phê, kem sữa hồ đào, kem táo, kem

mơ, kem dừa… Ngoài ra kem được phân loại theo hình dạng và phương pháp chế biếnnhư : kem que, kem gói, kem cốc, kem bát,… Bảng thành phần chủ yếu và giá trị dinhdưỡng của 1 số loại kem:

Các thành

phần cơ bản

của kem

Chất béo từsữa (khôngnhỏ hơn) %

Đường(không nhỏhơn) %

Thành phầnkhô (khôngnhỏ hơn) %

Tổng thànhphần khô

%

Lượng calo,kcal/kg kem

10108

15.515,516

14161527303125

101012

101010

29,531,533,5

34363830333525

140014701550

1920200020801230135014301100

Quy trình sản xuất

Kem ít nhất phải chứa 10% chất béo, kem hoa quả ít nhất 8% và 20% bột hoa quả.Sau khi đã cân đo các thành phần đưa vào máy khuấy, trộn đều, lọc, triệt khuẩn, làm đồngnhất và được làm lạnh trong dàn lạnh kiểu tấm đến 2 ÷ 4°C, sau đó đưa vào các bìnhchứa để ủ cho đến “ chín tới ” Thời gian chín tới của hỗn hợp tùy theo các chất phụ gia,kéo dài 4 ÷ 24h Sau khi chín tới, hỗn hợp được đưa vào lạnh đông, rót, làm cứng đónggói rồi bảo quản

Trong máy lạnh đông, hỗn hợp được nhào trộn để không khí lẫn vào hỗn hợp dướidạng bọt khí li ti Sau khi nhào trộn và kết đông thể tích hỗn hợp tăng từ 80 đến 100%,

đồng thời nhiệt độ giảm đến -5°C trong đó 30% nước đã hóa băng Hỗn hợp này được gọi

là kem xốp Kem xốp được rót vào bao bì, đóng vào hộp, rót thành các suất đều… rồi đưavào máy kết đông hoặc hầm kết đông để đưa nhiệt độ tâm kem xuống -18°C đến -20°C.Quá trình này gọi là làm cứng kem Có thể làm cứng kem đến -25°C và bảo quản đông ởnhiệt độ -15oC

Hình 1.1: Quy trình sản xuất kem công nghiệp

Hình 1.2: Hình ảnh kem que

2 Xác định tác nhân lạnh:

Trong kỹ thuật lạnh, muốn thực hiện vận tải lạnh từ nơi phát sinh đến nới tiêu thụ, phải

sử dụng những chất tải lạnh Chất tải lạnh có thể ở ba trạng thái:

 Trạng thái hơi (khí)

 Trạng thái rắn

1.2.1 Chất tải lạnh:

a Yêu cầu của chất tải lạnh:

 Nhiệt độ đông đặc phải thấp

 Nhiệt dung riêng và khả năng dẫn nhiệt cao

 Không ăn mòn kim loại và các vật liệu khác trong thiết bị

 Không độc hại và không nguy hiểm.

 Dễ kiểm, rẻ tiền, dễ bảo quản và dễ vận hành

b Phân tích tính chất của chất tải lạnh:

Sau đây ta sẽ phân tích tính chất cùng ưu nhược điểm của từng loại chất tải lạnh và

đề ra phương án lựa chọn chất tải lạnh cho bể đá khối của ta

 Chất tải lạnh ở thể khí:

Đối với chất tải lạnh ở thể khí thì không khí là chất tải lạnh được dùng phổ biếnnhất vì nó có các ưu điểm sau:

 Rẻ tiền, đâu cũng có nhiều

Trong các hệ thống thông gió phục vụ cho sinh hoạt, nhà ở …thì không khí là môitrường tải lạnh tốt nhất, do không khí không độc và dễ điều chỉnh tốc độ, lưu lượng.Nhưng không khí có những nhược điểm sau:

 Hệ số cấp nhiệt quá nhỏ 6-8 kcal/m2.h.oC

 Khó làm sạch, khó tách vi sinh vật

Các môi trường tải lạnh khác như: N2, CO2 cũng có các nhược điểm giống không khí

và các nhược điểm riêng khác Sử dụng chất tải lạnh này thì đắc tiền và phải dùngtrong hệ thống kín

 Chất tải lạnh ở thể lỏng

Thường dùng nhất là nước muối Nước muối có những ưu điểm sau:

 Có hệ số truyền nhiệt lớn: α = 200 ÷ 400 kcal/m2.h.oC

 Trường hợp chất lỏng chuyển động với vận tốc 5m/s thì =40.000 kcal/m2.h.oC

hóa sản phẩm

nhau, cho nên dùng dung dịch nước muối làm chất tải lạnh ta không sợ hiện tượng chất

tải lạnh bị đông đặc vì nhiệt độ đóng băng của các dung dịch muối khá thấp Các loạimuối hòa tan trong hỗn hợp với nước đá sẽ thu nhiệt và làm lạnh hỗn hợp đến nhiệt độtương đối thấp Ví dụ, hỗn hợp nước đá với nước muối NaCl có thể làm lạnh đến nhiệt

độ -21,2oC và với muối CaCl2 thì có thể đến -55oC

Bên cạnh những ưu điểm, dung dịch muối có những nhược điểm sau:

đến chất lượng sản phẩm và làm cho thiết bị chóng bỉ, chóng mục

làm lạnh

trào ra ngoài gây tiêu tốn muối, bẩn, nguy hiểm, hạn chế sự tiếp xúc giữa sản phẩm vàmôi trường lạnh

Các biện pháp nhằm khắc phục:

loại ít nhất Trong thực tế không có CaCl2 tinh khiết nên ta có thể hạn chế sự ăn mònbằng cách thêm chất chống ăn mòn

 Chất tải lạnh rắn

Thường dùng là đá ướt, khô Đá ướt gồm đá thiên nhiên và đá nhân tạo Đá khô làtuyết cacbonic

Đá khô được sản xuất từ nhiều nguyên liệu rẻ tiền khác nhau như: khói lò hơi, khí

mỏ than, khí CO2 trong công nghiệp lên men rượu, bia, thủy phân gỗ, công nghệ tổng hợp

Đá khô bay hơi thông qua trạng thái lỏng (sự thăng hoa) nên được ứng dụng thích hợpcho bảo quản nhiều loại sản phẩm, làm lạnh đông thực phẩm

Nhược điểm của đá khô là khó sản xuất và đắt tiền hơn đá ướt rất nhiều

1.2.2 Môi chất lạnh:

a Amoniac ( NH3 ):

Khí không màu, có mùi hôi khó thở, độc hại đối với cơ thể con người Hàm lượng

cho mắt và mũi Ở kéo dài 60 phút trong vung có nồng độ NH3 0,5 – 1% có thể gây tử

loại màu như kẽm, đồng và hợp kim của đồng Dễ hòa tan trong nước, cho phép chứa0,2% nước Ít tan trong dầu

Theo các tính chất nhiệt động thì NH3 là một trong các tác nhân lạnh tốt nhất Áp suất

có chứa R12 lớn hơn 30% thể tích thì thấy khó thở vì thiếu ôxy Hoàn toàn không nổ,nhưng ở t > 400oC thì rất dễ cháy khi gặp lửa tạo thành hỗn hợp độc hại, cho nên nghiêmcấm hút thuốc hoặc làm việc có lửa gần thiết bị freon R12 hòa tan vô cùng trong dầu và

có độ hòa tan tăng khi áp suất tăng và nhiệt độ giảm Không hòa tan trong nước, lượng

ẩm chứa trong R12 công nghiệp không được quá 0,0025% trọng lượng, còn R12 trong tủlạnh gia đình thì không quá 0,0006% R12 khong chứa nước không ăn mòn kim loại Nó

là chất tan rất tốt tất cả các chất hữu cơ Cho nên cao su bình thường không thể sử dụng

để làm chi tiết có tiếp xúc với R12 mà phải dùng cái loại cao su đặc biệt chịu được xăngdầu

R12 có thể thẩm thấu qua các khe hở rất nhỏ, thậm chí là lổ mọt gang thông thường.Cho nên trong các máy nén freon chỉ có thể sử dụng gang đúc có hạt mịn Năng suất lạnh

có thể tính của R12 < NH3 khi có cùng năng suất lạnh R12 có thể sử dụng trong các máynén pittong với bất kỳ năng suất lạnh nào ở tk ≤ 60oC, đồng thời cũng sử dụng trong máynén tuabin và roto

c Freon 22 (CHClF2) (R22) :

Tác nhân lạnh này độc hại hơn R12, nhưng không nổ, hòa tan vô tận trong dầu chỉ

ở nhiệt độ cao (trong bình ngưng), còn ở nhiệt độ thấp thì ít hơn Cho nên khi sôi phầntrên của bình bể hơi bị bám một lớp dầu dày R22 dễ dàng thẩm thấu qua các khe hở,không ăn mòn kim loại, ít tan trong nước, cho phép chứa nước không quá 0,0025%

Hệ số tỏa nhiệt khi sôi và ngưng tụ của R22 lớn hơn R12 25 ÷ 30%, còn qv thì lớn hơn60% R22 được sử dụng tương đối rộng rãi

3 Xác định chu trình lạnh

Chu trình lạnh có thể sử dụng trong máy sản xuất kem, ở đây ta giới thiệu về chu trình

1 cấp và 2 cấp

động cơ bản đơn giản, gọn nhẹ dễ dàng sử dụng

nhau

 Các chi tiết gia công tương đối dễ dàng kể cả đơn thiếu và sản xuất hàng loạt

 Máy nén hoạt động với độ an toàn và tin cậy cao, mức độ tự động hóa của máy lớn, dễ ứng dụng điện tử và điều khiển cho các thiết bị hoạt động hoàn toàn tự động.

 Có khả năng chế tạo hệ thống hoàn toàn đến tổ hợp và chi tiết riêng lẽ rất thuận lợi trong việc lắp đặt và thay thế

Bảo hành và sử dụng

nó được đặc biệt chú ý, mỗi chu trình máy lạnh nén hơi đều có một phạm vi ứng dụng nhất định hay nói khác đi, để có thể đạt được hiệu quả cao nhất phải chọn chu trình lạnh phù hợp nhất đối với những nhu cầu cụ thể Ví dụ chu trình lạnh 1cấp ứng dụng tốt cho nhu cầu đến -20o C, tự -20oC đến -50oC thì dùng chu trình cấp 2 với nhiệt độ -100oC thì ta sử dụng chu trình lạnh 3 cấp nén hoặc ghép tầng

 Ở đây ta chọn chu trình hồi nhiệt, máy nén nửa kín

Chương II: Phương án thiết kế

Vì năng suất kem tương đối 400kg/12h nên phải thiết kế sao cho vận hành đơn giản, dễdàng vì vậy tất cả các thiết bị phải gọn nhẹ máy kem làm từ máy điều hòa cửa sổ la thíchhợp nhất, tuy nhiên cũng có thể sử dụng máy nén nữa kín, nữa hở bình ngưng làm mátbình nước niếu nơi làm mát co đủ điều kiện

1 Lập dữ liệu làm phương án cho quá trinh thiết kế :

1 Máy nén:

Để đựng máy kem cỡ vừa, máy nén kín là thích hợp nhất do có những ưu điểm:

- Công suất lạnh lớn so với khối lượng lốc

lớn

- Bộ phận tiết lưu van tiết lưu nhiệt

Nhược điểm cơ bản của chúng là cồng kềnh, thiết bị phụ phức tạp gồm: các van hút,van đẩy, van chặn, bình chứa van điện từ,van tiết lưu.

Dàn quạt gồm một phần ống xoắn bằng đồng có cánh tản nhệt bằng các lá nhôm mỏngbước cánh 2-5mm quạt gió thường là loại hướng trục và có hộp gió để nâng cao hiệu suấtquạt.

Dàn quạt có nhược điểm làm giảm năng suất lạnh của máy nén do nhiệt độ ngưng tụcao hơn, tổn thất máy nén cao hơn, áp suất ngưng tụ cao hơn và điện năng tiêu thụ cũngnhiều hơn so với bình ngưng làm mát bằng nước nhưng ngược lại nó phù hợp với điềukiện vận hành của các máy kem đá loại vừa và nhỏ trong điều kiện ở Việt Nam

Dàn quạt phải phù hợp với năng suất lạnh của máy, nếu dàn quạt nhỏ so với năng suấtlạnh của máy, dàn sẽ nóng dữ dội áp suất và nhiệt độ sẽ tăng lên có thể dẫn đến cháy lốc

do quá tải Công suất tỏa nhiệt của dàn ngưng do đó luôn phải bằng hoặc lớn hơn tổngnăng suất lạnh cộng với công do động có máy nén sinh ra

3 Dàn bay hơi :

Theo phương án thiết kế, dàn bay hơi được ngâm trong dung dịch nước muối, do hệ sốtrao đổi nhiệt của nước muối rất lớn nên ống xoắn không cần bánh tản nhiệt Ngoài racánh tản nhiệt cản trở sự tuần hoàn nước muối trong bể còn co thể còn gây bó dàn (bódàn là hiện tượng nước muối đóng kín dàn, làm mất khả năng trao đổi nhiệt của dàn dànvới nước muối)

Nếu dựng máy kem, từ một máy điều hòa cửa sổ chỉ cần bóc bỏ cánh tán nhiệt của dànbay hơi để nhúng dàn vào bể nước muối

Trường hợp chỉ có tổ máy nén dàn ngưng hoặc dựng máy từ thiết bị riêng biệt thì phảitính toán chiều dàn phù hợp với năng suất lạnh của máy Để giảm áp suất của dàn bay hơi

có thể phân dàn ra nhiều nhánh ống xoắn cân bằng nhau về chiều dài, về hình dáng vàcách bố trí

Cần bố trí bẫy dầu để tránh hiện tượng động dầu ở dàn bay hơi làm tăng nhiệt độ bayhơi và gây thiếu dầu ở máy nén, đặt biệt ở máy dùng môi chất R22 và dàn bay hơi cónhiều nhánh song song

Vì phải làm việc trong môi trường nước mối nên dàn phải làm bằng đồng hoặ thépkhông gỉ nhôm và thép bị nước nước mối ăn mòn

Nếu bể chưa đủ cứng vững phải làm gân tăng cứng phía ngoài bằng thép góc Các gântăng cứng có thể hàn chung quanh bể, cũng có thể hàn ngay vào giá máy.

Chiều dày lớp cách nhiệt phải được thiết kế sao cho lớp ngoài không bị động sương:Chiều rộng và chiều dài phải phù hợp với năng suất lạnh của máy nén

Chiều cao máy kem khoảng 400 đến 450mm phù hợp với chiều cao của que kem

Do ẩm trong không khí luôn ngưng tụ và nước muối lạnh do đó sau thời gian vận hànhphải bổ sung thêm muối vì vậy dưới nắp gỗ nên chùm nilon để tranh không khí đối lưuvào bể…

5 Khuấy nước muối:

Khuấy nước muối dùng để khuấy trộn và tuần hoàn nước muối trong bể Mục đíchtăng cường trao đổi nhiệt giữa nước muối và dàn bay hơi Tăng cường trao đổi nhiệt giữa

bề mặt khuôn kem và nước muối, làm đồng đều nhiệt độ trong bể nước, làm đồng đều sựđông kem, khuôn đặt các vị trí khác nhau trong bể

Yêu cầu thiết kế sao cho công suất khuấy là nhỏ nhất nhưng đạt được sự tuần hoàn làtốt nhất nhiệt độ nước muối là đồng đều nhất

Có nhiều phương pháp bố trí cách khấy muối đặt đứng, đặt nghiêng và đặt ngang

Phạm vi sử dụng: chỉ nên dùng cho bể co chiều sâu lớn, nhưng hẹp về bề dài rộng, niếukhông phải thiết kế ống dẫn ống dẫn nước muối, khi đó có thể đặt cách khuấy vào góc bể.

- Cách khuấy đặt nghiêng:

Ưu: không cần chèn kín

Độ đồng đều nước nước muối khá hơn khuấy kiểu đứng

Nhược: tốc độ tuần hoàn nước muối không điều, nhiệt độ nước muối cũng không đồngđều

6 Chọn khuôn kem:

Khuôn kem được lấy theo tiêu chuẩn miệng trên (30×35)mm, đáy dưới (25×30)mm,chiều cao 150mm (phần nhúng trong nước muối 120mm), khối lượng mỗi que kem là80g, ghép 20 khuôn thành 1 vỉ Bể 25 vỉ, khuôn và vỉ làm bằng inox,

Nắp bể lấy kem và đưa kem vào chọn là 0,9x0,8

Sơ đồ bố trí như hình vẽ:

Hình 2.2: Sơ đồ cấu tạo bể kem

2.1 Chu trình nhiệt :

=-150C, nhiệt độ ngưng tụ tk=450C nhiệt độ không khí môi trường khoảng 330C

Hình 2.3: sơ đồ nhiệt nguyên lý

Hình 2.4: chu trình nhiệt của máy sản xuất kem

Giải thích sơ đồ nhiệt nguyên lý:

Trên sơ đồ và đồ thị biểu diển các quá trình của chu trình hồi nhiệt như sau:

- Quá trình 1-2: là quá trình nén đoạn nhiệt đẳng entropy Hơi môi chất ở điểm 1 nhiệt

độ thấp , áp suất thấp được máy nén hút và nén lên đến trạng thái tại điểm 2 nhiệt độ cao áp suất cao , trong quá trình nén này tiêu tốn một công

- Quá trình 2-3: quá trình nhả nhiệt ngưng tụ đẳng áp hơi môi chất xãy ra tại thiết bị ngưng tụ Quá trình này được chia làm 3 giai đoạn:

+ Giai đoạn 1: môi chất sau khi được đưa đến thiết bị ngưng tụ, môi chất trao đổi nhiệtvới môi trường làm mát bằng nước hoặc không khí môi được làm mát và hạ nhiệt độ xuống tới đường bảo hòa (x=1), trong quá trình này, nhiệt độ thì giảm còn áp suất thìkhông đổi

+ Giai đoạn 2: đây là quá trình ngưng tụ đẳng áp môi chất chuyển đổi pha từ trạng thái hơi bão hòa khô sang trạng thái lỏng nhờ có nước làm mát ( hoặc không khí ) Trong quá trình này áp suất không đổi p3=pk=const

+ Giai đoạn 3: là quá trình quá lạnh lỏng hơi môi chất ở thiết bị hồi nhiệt, môi chất ở điểm 3’ (điểm nằm trên đường x=0) được đưa vào hồi nhiệt và được hạ nhiệt độ từ

t’

3 xuống nhiệt độ t3 do trao đổi nhiệt với hơi môi chất có nhiệt độ thấp từ thiết bị bốc hơi về còn áp suất thì không đổi so so với lúc ban đầu sau khi ra khỏi thiết bị ngưng tụ

- Quá trình 3-4: đây là quá trình tiết lưu đẳng enthalpy môi chất lạnh ở điểm 3 được tiết lưu đến điểm 4, trong quá trình tiết lưu này môi chất ở thể lỏng chưa sôi áp suất cao nhiệt độ thấp hơn sau khi ra khỏi thiết bị ngưng tụ qua van tiết lưu tiết lưu xuống

áp suất thấp, nhiệt độ thấp thành hơi bão hòa ẩm

- Quá trình 4-1’: đây là quá trình nhận nhiệt bay hơi đẳng áp và đẳng nhiệt hơi môi chất , trong quá trình này hơi bão hòa ẩm nhiệt độ thấp , áp suất thấp qua thiết bị bay hơi nhận nhiệt bay hơi thành hơi bão hòa khô

- Quá trình 1’-1: quá trình hút hơi môi chất trong thiết bị hồi nhiệt đẳng áp đẳng nhiệt trong quá trình này hơi bão hòa khô áp suất thấp nhiệt độ thấp tiếp tục qua thiết bị hồinhiệt hồi nhiệt thành hơi quá nhiệt nhiệt độ cao còn áp suất không đổi sau khi ra khỏi thiết bị bay hơi

Chương III: Thiết Kế Bể Sản Xuất Kem Và Thời Gian Đông Kem3.1 Kết cấu bể kem:

3.1.1 Kết cấu chung:

Bể kem đuợc chia thành 2 hoặc 3 ngăn, trong đó có 1 ngăn để đặt dàn lạnh, các ngăncòn lại đặt các khuôn kem Bể có một bộ cánh khuấy, bố trí thẳng đứng hay nằm ngangtuỳ ý Bố trí thẳng đứng tiện lợi hơn, tránh rò rỉ nuớc muối ra bên ngoài nên thường đuợclựa chọn Các khuôn kem đuợc ghép lại thành các vĩ kem Có nhiều cách bố trí vỉ kem,các vỉ kem bố trí cố định hoặc bố trí di động, bố trí di động tiện lợi hơn nhiều khi lấy kem

ra ngoài

Vỏ khuôn kem đem nhúng vào bể nuớc để tách kem, sau đó đặt lên bàn để lật kem rangoài cần chú ý vấn đề vệ sinh khi thực hiện thao tác này Trên bể người ta bố trí hệthống vòi cung cấp hỗn hợp làm kem để nạp vào các khuôn sau khi đã tách kem ra Việccung cấp hỗn hợp cho các khuôn đã được định lượng trước để khi cấp hỗn hợp chỉ chiếm

nguời ta sử dụng cả MgCl2 Bể muối được lắp đặt bằng thép bên ngoài và bên trong nguời

ta tiến hành bọc cách nhiệt và cách ẩm trong cùng là lớp thép tấm

3.1.2 Kết cấu nắp bể kem:

Ðể tiện lợi cho việc ra vào kem, nắp bể kem đuợc đậy bằng các tấm đanh gỗ dày30mm, λ=0,2 W/m.K, trên cùng phủ thêm lớp vải bạt Do đó tổn thất nhiệt ở nắp bể khálớn

3.1.3 Chiều dày cách nhiệt bể kem:

a Cấu tạo thành bể:

=

+ + +

1

CN i i K

αλ

δλ

δα

k - Hệ số truyền nhiệt của bể kem, W/m2.K.K Hệ số truyền nhiệt k được xác định trên

cơ sở tính toán kinh kế - kỹ thuật Có thể lấy hệ số truyền nhiệt k tương đương hệ sốtruyền k của kho lạnh

λ – Hệ số dẫn nhiệt của các lớp còn lại, W/m.

- Nhiệt độ trong buồn lạnh là -150C nên ta chọn k1=0,23 W/m.K

Với hệ số cấp nhiệt bên ngoài bể làα 1 =23,3W/m2.K

Hệ số cấp nhiệt bên ngoài bể α 2 =10W/m2.K

Chiều dày của lớp cách nhiệt được xác định theo phương trình

2002

,010

13,45

0005,0.23,23

123,0

1047,011

1

2

4 1 11 1

CN

αλ

δα

λ

δ

mmChọn chiều cách nhiệt là 100mm

b Kiểm tra đọng sương thành bể:

Để không động sương hệ số truyền nhiệt phải thỏa mãn công thức sao:

( )15 1,3335

32353,23.95,095

,0

2 1

t t

Vậy k1 = 0 , 23 ≤ ks = ,1 33 thỏa mãn điều kiện.

Trong đó:

t1 nhiệt dộ không khí bên ngoài tuờng 350C

t2- Nhiệt dộ nước muối trong bể -150C

ts- Nhiệt độ động sương ứng với trạng thái không khí bên ngoài tuờng 320C

c Cấu tạo nền dưới:

Hình 3.2: cấu tạo nền dưới

- Nhiệt độ trong buồng lạnh là -150C nên ta chọn k2=0,23 W/m.K

Với hệ số cấp nhiệt bên ngoài bể là α1 =23,3W/m2.K

Hệ số cấp nhiệt bên ngoài bể α2 =10

W/m2.K.

Chiều dày của lớp cách nhiệt được xác định theo phương trình:

2,010

13,45

0005,0.23,23

123,0

1018,01

11

2

4 1 11 2

−

δα

λ

δ

i CN

CN

K

mChọn chiều dày là 75mm

d Kiểm tra đọng sương cho nền:

Để không động sương hệ số truyền nhiệt phải thỏa mãn công thức sau:

( )15 1,3335

32353,23.95,095

,

0

2 1

t t

Vậy k2 =0,23≤k s =1,33 thỏa điều kiện.

Trong đó:

t1 nhiệt độ không khí bên ngoài tường 350C

t2- Nhiệt độ nước muối trong bể -150C

ts- Nhiệt độ đọng sương ứng với trạng thái không khí bên ngoài tuờng 320C

3.1.4 Thời gian làm kem:

Thời gian làm kem phụ thuộc rất nhiều yếu tố, trong đó chủ yếu các yếu tố sau:

Quá trình cấp đông gồm có 3 giai đoạn: τ 1 là thời gian hạ nhiệt độ vật ẩm, từ nhiệt

độ ban đầu t1 đến nhiệt độ đống băng t0=00C, τ 2 là thời gian đông kết ẩm trong vật ở

nhiệt độ t0=const, τ3là thời gian quá lạnh khối băng từ nhiệt độ t

0 đến nhiệt tk yêu cầu.Môi trường lạnh cần phải có nhiệt độ: tf < tk < t0< t1 nếu đông kiểu đối lưu thì vật ẩm

có biên loại 3 với hệ số tỏa nhiệt α hữu hạn

Thời gian đông lạnh vật ẩm là: τ = τ1+ τ2 + τ3

Bài toán về đông lạnh kem: theo kích thước khuôn kem thì ta có:

2530

3530