1. Trang chủ
  2. » Luận Văn - Báo Cáo

Tính toán, thiết kế, sửa chữa mô hình hệ thống cấp đông hai cấp tại xưởng nhiệt đồ án tốt nghiệp ngành công nghệ kỹ thuật nhiệt

59 28 0

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

THÔNG TIN TÀI LIỆU

Thông tin cơ bản

Tiêu đề Tính Toán, Thiết Kế, Sửa Chữa Mô Hình Hệ Thống Cấp Đông Hai Cấp Tại Xưởng Nhiệt
Trường học Trường Đại Học
Chuyên ngành Công Nghệ Kỹ Thuật Nhiệt
Thể loại Đồ Án Tốt Nghiệp
Định dạng
Số trang 59
Dung lượng 1,35 MB

Cấu trúc

  • DATN A4.pdf (p.1)

  • SKL007958.pdf (p.2-67)

  • 4 BIA SAU A4.pdf (p.68)

Nội dung

TỔNG QUAN VỀ NGÀNH KỸ THUẬT LẠNH

Tổng quan về kỹ thuật lạnh

Kỹ thuật lạnh là phương pháp tạo ra môi trường có nhiệt độ thấp hơn mức bình thường, thường được xác định là dưới 20℃ Giới hạn giữa nhiệt độ lạnh và nhiệt độ bình thường có thể khác nhau tùy theo quan điểm, nhưng nhìn chung, môi trường lạnh được hiểu là có nhiệt độ dưới 20℃.

Trong môi trường lạnh, có hai vùng nhiệt độ chính: vùng nhiệt độ dương thấp từ 0 đến 20℃ và vùng nhiệt độ lạnh đông của sản phẩm Nhiệt độ đóng băng của nước phụ thuộc vào từng sản phẩm, vì vậy khoảng nhiệt độ này có thể khác nhau.

Lịch sử phát triển ngành lạnh

Từ thời kỳ trước công nguyên, con người đã nhận thức được tác dụng của lạnh trong cuộc sống, mặc dù chưa biết cách làm lạnh Họ đã sử dụng mạch nước ngầm có nhiệt độ thấp để bảo quản thực phẩm, giúp thực phẩm được lâu hơn.

Người ai cập cổ đại đã biết dùng quạt cho nước bay hơi ở các hộp xốp đế làm mát không khí cách đây 2500 năm

Người ấn độ và người trung quốc cách đây 2000 năm đã biết trộn muối với nước hoặc với nước đá để tạo nhiệt độ thấp hơn

Kỹ thuật lạnh hiện đại bắt nguồn từ phát hiện của giáo sư Black về ẩn nhiệt hóa hơi và ẩn nhiệt nóng chảy trong giai đoạn 1761-1764 Con người đã áp dụng phương pháp làm lạnh bằng cách cho các chất lỏng bay hơi ở áp suất thấp.

Vào năm 1780, Clouet và Monge đã thực hiện thành công việc hóa lỏng khí CO2 Đến thế kỷ 19, nhà khoa học Faraday tiếp tục nghiên cứu và đã hóa lỏng nhiều loại khí khác như H2S, CO2, C2H2 và NH3.

Vào năm 1834, Tacob Perkins đã phát minh ra máy lạnh nén hơi đầu tiên, bao gồm đầy đủ các thiết bị hiện đại như máy nén, dàn ngưng, dàn bay hơi và van tiết lưu.

Sau đó có hàng loạt các phát minh của kỹ sư Carres (Pháp) về máy lạnh hấp thụ chu kỳ và liên tục với các môi chất khác nhau

Máy lạnh hấp thụ khuếch tán, không có chi tiết chuyển động, được phát minh bởi Gerppt (Đức) vào năm 1899 và được hoàn thiện bởi Platen cùng Munter (Thụy Điển).

Vào năm 1922, máy lạnh Ejector hơi nước đầu tiên được chế tạo bởi Leiblane vào năm 1910, với cấu trúc đơn giản và tiêu tốn năng lượng chủ yếu từ nhiệt năng, cho phép tận dụng các nguồn phế thải Một bước ngoặt quan trọng trong lịch sử phát triển kỹ thuật lạnh là sự sản xuất và ứng dụng Freon tại Mỹ vào năm 1930, loại khí này là các hydrocarbon được thay thế một phần hoặc toàn bộ nguyên tử hiđro bằng các nguyên tử halogen như Clo, Flo và Brom.

Freon là chất lạnh an toàn, không cháy, không nổ và không độc hại, phù hợp với máy lạnh nén hơi, góp phần quan trọng vào sự phát triển của kỹ thuật lạnh, đặc biệt là trong lĩnh vực điều hòa không khí.

Kỹ thuật lạnh hiện đại ngày nay đã có những bước tiến vượt bậc nhờ sự phát triển mạnh mẽ của khoa học và công nghệ.

Phạm vi nhiệt độ của kỹ thuật lạnh ngày càng được mở rộng Người ta đang tiến dần nhiệt độ không tuyệt đối

Công suất lạnh của máy lạnh đã được mở rộng đáng kể, từ vài mW cho các ứng dụng trong phòng thí nghiệm đến hàng triệu W cho các hệ thống điều tiết không khí tại các trung tâm lớn.

Hệ thống lạnh hiện đại ngày nay không chỉ đơn thuần là việc lắp ráp các chi tiết và thiết bị mà còn hướng tới sự hoàn thiện trong tổ hợp, mang lại quá trình lắp ráp dễ dàng hơn, sử dụng thuận tiện và hiệu quả trong chế độ làm việc.

Hiệu suất máy lạnh được cải thiện đáng kể, dẫn đến việc giảm chi phí vật tư và chi phí cho mỗi đơn vị lạnh Tuổi thọ và độ tin cậy của thiết bị cũng tăng lên, trong khi mức độ tự động hóa của các hệ thống lạnh ngày càng cao Các thiết bị tự động hóa hiện đại, sử dụng công nghệ điện tử và vi điện tử, đã thay thế cho các thiết bị thao tác bằng tay.

Ứng dụng của kỹ thuật lạnh

Kỹ thuật lạnh ngày càng trở nên quan trọng trong nền kinh tế quốc dân và khoa học kỹ thuật, với sự thâm nhập vào hơn 70 ngành kinh tế chủ chốt như công nghệ thực phẩm, chế biến thủy sản, rau quả, rượu bia, nước giải khát, sinh học, hóa lỏng hóa chất, tách khí, điện tử, cơ khí chính xác, y tế và điều hòa không khí.

Kỹ thuật lạnh đóng vai trò quan trọng trong nhiều lĩnh vực, đặc biệt là trong ngành công nghệ thực phẩm Theo thống kê, khoảng 80% sản phẩm thực phẩm hiện nay sử dụng công nghệ lạnh để bảo quản và duy trì chất lượng.

Trong công nghệ thực phẩm, việc sử dụng nghệ lạnh là rất quan trọng để bảo quản các sản phẩm như thịt, cá và sữa Những thực phẩm này dễ bị hư hỏng do vi sinh vật và enzyme có trong chúng, do đó cần được bảo quản ở nhiệt độ thấp để đảm bảo độ tươi ngon và an toàn cho sức khỏe.

Vi sinh vật và enzyme nội tạng là nguyên nhân chính gây hư hỏng thực phẩm Tuy nhiên, nhiệt độ thấp có khả năng bất hoạt hoặc ức chế hoạt động của chúng, giúp sản phẩm duy trì chất lượng, hương vị, màu sắc và chất dinh dưỡng tốt hơn Nhờ vậy, thời gian bảo quản sản phẩm được kéo dài, tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình chế biến và tiêu thụ.

Lý do chọn đề tài

Kỹ thuật lạnh đóng vai trò quan trọng trong nền kinh tế quốc gia, phục vụ không chỉ cho sự tiện nghi trong cuộc sống hàng ngày mà còn hỗ trợ các ngành công nghiệp hiện đại.

Trong những năm gần đây, ngành kỹ thuật lạnh tại Việt Nam đã có sự phát triển mạnh mẽ, đặc biệt trong lĩnh vực chế biến và bảo quản thủy hải sản Với nguồn tài nguyên thủy hải sản phong phú, Việt Nam sở hữu trữ lượng lớn lên tới 10 triệu tấn, bao gồm cá, tôm, mực, cua, theo số liệu của Liên Hiệp Quốc Mỗi năm, Việt Nam khai thác hơn 1 triệu tấn hải sản, do đó, việc chế biến và bảo quản chúng trở nên cực kỳ quan trọng Ngành xuất khẩu thủy sản đông lạnh của nước ta đã bắt đầu từ những năm 60 của thế kỷ trước.

Từ năm 1990 đến 2017, ngành xuất khẩu thủy sản của Việt Nam đã có những bước phát triển đáng kể, với doanh thu tăng từ 205 triệu USD vào năm 1990 lên 4 tỷ USD vào năm 2005 Đến đầu năm 2010, kim ngạch xuất khẩu thủy sản đạt 5 tỷ USD Mặc dù năm 2017 dự báo gặp nhiều khó khăn do nhu cầu thị trường thấp và rào cản kỹ thuật từ các nước nhập khẩu chính, nhưng xuất khẩu thủy sản vẫn đạt khoảng 7,4 tỷ USD, tăng 6% so với năm 2016.

Với tầm quan trọng của ngành nhiệt lạnh, nhóm sinh viên chúng em đã chọn đề tài tốt nghiệp “tính toán, thiết kế, chế tạo hệ thống cấp đông 2 cấp” với sản phẩm chính là tôm Mục tiêu của chúng em là củng cố và hoàn thiện kiến thức, đồng thời ứng dụng thực tiễn để góp phần vào sự phát triển của ngành chế biến và bảo quản thủy hải sản.

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

Các vấn đề về cấp đông sản phẩm

Phân loại giới hạn làm lạnh

Nhiệt độ đóng băng của thực phẩm

Nhiệt độ đóng băng của thực phẩm thay đổi tùy thuộc vào nồng độ muối khoáng và chất hòa tan trong dịch tế bào, dẫn đến mỗi loại thực phẩm có nhiệt độ đóng băng khác nhau, thường thấp hơn 0℃ Trong khi đó, nước nguyên chất đóng băng tại 0℃.

Ví dụ: cá biển có điểm đóng băng khoảng −1,5℃, cá nước ngọt điểm đóng băng

Các cấp làm lạnh thực phẩm:

Người ta chia các cấp làm lạnh thực phẩm dựa vào nhiệt độ sản phẩm sau cấp đông như sau:

 Làm lạnh: Khi nhiệt độ sản phẩm cuối quá trình nằm trong khoảng t db < t < + 20℃

 Làm lạnh đông (cấp đông): Nhiệt độ sản phẩm sau cấp đông: −100℃ < t < t db

 Làm lạnh thâm độ: Nhiệt độ sản phẩm sau cấp đông: −273℃ < t < −100℃

Thực phẩm khi chịu tác động của nhiệt độ cao cùng với enzym tự nhiên và vi sinh vật sẽ trải qua quá trình biến đổi chất, dẫn đến hư hỏng và ươn thối.

Khi nhiệt độ thực phẩm giảm xuống, các quá trình sinh hóa bị ức chế, dẫn đến tốc độ phản ứng giảm Nhiệt độ càng thấp, tốc độ phân giải cũng giảm mạnh Sự giảm nhiệt độ làm giảm hoạt động sống của tế bào.

 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 enzim có trong tế bào giảm

Nhiệt độ thấp làm giảm tốc độ các phản ứng hoá sinh trong thực phẩm, với mỗi 10℃ giảm thì tốc độ phản ứng giảm từ 1/2 đến 1/3 Mặc dù nhiệt độ thấp ảnh hưởng đến các men phân giải, nhưng chúng không bị tiêu diệt.

Khi nhiệt độ giảm xuống 0℃, hoạt động của hầu hết các enzym bị ngưng trệ, tuy nhiên, một số enzym như lipaza, trypsin, và catalaza vẫn giữ được tính ổn định ngay cả ở nhiệt độ −191℃ Sự giảm nhiệt độ làm giảm khả năng phân giải enzym, điển hình là enzym lipaza trong quá trình phân giải mỡ, như được thể hiện trong bảng dưới đây.

Bảng 2.1: Khả năng phân giải của men phân giải mỡ lipaza

Các tế bào thực vật có cấu trúc đơn giản và khả năng hoạt động độc lập, cho phép chúng tồn tại trong điều kiện lạnh mà không bị tổn thương Hầu hết các tế bào này có thể sống sót khi nước bên trong chưa đóng băng, giúp chúng có khả năng chịu lạnh cao.

Tế bào động vật có cấu trúc và hoạt động sống phức tạp, gắn liền với cơ thể sống

Động vật có khả năng chịu lạnh kém, với hầu hết các tế bào chết khi nhiệt độ giảm xuống dưới 4℃ so với nhiệt độ bình thường của chúng Nguyên nhân chủ yếu dẫn đến cái chết của tế bào động vật là do độ nhớt tăng lên và sự phân lớp của các chất tan trong cơ thể.

Một số loài động vật có khả năng tự điều chỉnh hoạt động sống khi nhiệt độ giảm, giảm thiểu nhu cầu sinh lý trong một khoảng thời gian nhất định Khi nhiệt độ tăng, hoạt động sống của chúng phục hồi, điều này rất hữu ích trong việc vận chuyển động vật, đặc biệt là thủy sản tươi sống, giúp đảm bảo chất lượng và giảm chi phí vận chuyển.

Như vậy khi nhiệt độ thấp quá trình phân giải của thực phẩm sẽ bị chậm lại hoặc chấm dứt hoàn toàn là do:

Hoạt động của các men phân giải bị đình chỉ

Sự phát triển của vi sinh vật bị ức chế trong khoảng nhiệt độ từ −3℃ đến −10℃, mặc dù vi khuẩn micrococcus vẫn sống chậm ở −10℃ Nấm mốc có khả năng chịu lạnh tốt hơn, sống được ở nhiệt độ tới −15℃ với độ ẩm tối thiểu 15% Khi nhiệt độ giảm xuống −18℃, nước trong thực phẩm đóng băng tới 86%, tạo điều kiện để vi sinh vật và nấm mốc ngừng hoạt động hoàn toàn Do đó, nhiệt độ bảo quản lý tưởng là từ −18℃ trở xuống.

Sự kết tinh của nước trong thực phẩm

Nước đóng vai trò quan trọng trong thực phẩm, đặc biệt là trong thuỷ sản, với tỷ lệ lên đến 80% Tùy thuộc vào mức độ liên kết, nước trong thực phẩm được chia thành hai dạng chính: nước tự do và nước liên kết.

Nước tự do chỉ liên kết cơ học và nằm bất động trong mạng lưới cấu trúc mô cơ, đóng vai trò như dung môi để khuếch tán các chất qua tế bào.

Nước liên kết không chỉ đơn thuần là dung môi, mà còn tồn tại dưới dạng liên kết với các protein hòa tan và các chất vô cơ, hữu cơ tan khác, tạo thành các khung cấu trúc quan trọng của mô cơ.

Cơ chế đóng băng trong thực phẩm khi cấp đông

Hình 2.1: Quá trình hình thành điểm đóng băng

Nước trong thực phẩm do có thể hoà tan các chất tan nên nhiệt độ đóng băng thấp hơn 0℃

Khi hạ nhiệt độ thực phẩm xuống thấp các dạng nước trong thực phẩm đóng băng dần dần tuỳ mức độ liên kết của chúng với tế bào

Khi nhiệt độ giảm xuống mức đóng băng, các tinh thể đá bắt đầu hình thành ở gian bào, tức là khoảng trống giữa các tế bào Khi hầu hết nước trong gian bào kết tinh, nồng độ chất tan trong tế bào tăng cao, dẫn đến áp suất thẩm thấu tăng, khiến nước trong tế bào có xu hướng thoát ra ngoài Nếu quá trình làm lạnh diễn ra chậm, nước trong tế bào sẽ thoát ra và làm cho các tinh thể đá hiện có lớn lên mà không tạo ra tinh thể mới.

T(phút) di?m dóng bang di?m quá l?nh

0 Điểm quá lạnh Điểm đóng băng

Nếu tốc độ làm lạnh nhanh thì tinh thể sẽ tạo ra cả ở bên ngoài lẫn bên trong tế bào, tinh thể đá sẽ nhuyễn và đều

Nếu quá trình hạ nhiệt diễn ra chậm, tế bào sẽ mất nước, dẫn đến sự hình thành các tinh thể đá lớn Những tinh thể này có thể chèn ép và làm rách màng tế bào, gây biến dạng cấu trúc mô cơ và giảm chất lượng sản phẩm.

Khi nước tự do đã đóng băng hết thì đến nước liên kết, bắt đầu từ nước có liên kết yếu đến nước có liên kết mạnh

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

Các yếu tố ảnh hưởng đến sự kết tinh của nước trong thực phẩm

Nồng độ các chất hoà tan

Các chất như đường, chất béo, prôtêin và muối trong thực phẩm khi hòa tan sẽ liên kết với nước, tạo thành dung dịch keo Để kết tinh, các phân tử nước cần tách ra khỏi sự liên kết của các chất tan, dẫn đến việc nhiệt độ nước phải giảm để giảm động năng và tăng lực liên kết giữa các phân tử nước Do đó, khi nồng độ chất hòa tan tăng, nhiệt độ cần thiết để nước kết tinh sẽ giảm Mức độ giảm nhiệt độ để nước kết tinh phụ thuộc vào nồng độ của các chất tan.

    n - Nồng độ phân tử các chất tan

Khi nhiệt độ kết tinh nước giảm thì tốc độ hình thành mầm tinh thể tăng dần

Một số biến đổi của thực phẩm trong quá trình cấp đông

Biến đổi về nhiệt vật lý

Trong quá trình cấp đông nước, nước tách ra và đông thành các tinh thể, khiến sản phẩm trở nên rắn và tăng thể tích Khi nước trong thực phẩm kết tinh, nó tạo thành mạng tinh thể xen kẽ giữa các thành phần khác, tạo ra cấu trúc vững chắc Tuy nhiên, khi làm tan băng, cấu trúc thực phẩm sẽ trở nên mềm yếu hơn và kém đàn hồi do các tinh thể làm rách cấu trúc liên kết tế bào.

Biến đổi màu sắc thực phẩm xảy ra đồng thời với quá trình đóng băng, nhờ vào hiệu ứng quang học từ các tinh thể đá Màu sắc của thực phẩm khi nước đóng băng phụ thuộc vào tính chất quang học của các tinh thể nước đá.

Bay hơi nước là hiện tượng mất nước và giảm trọng lượng sản phẩm trong quá trình làm lạnh đông, xảy ra khi nước từ bề mặt thực phẩm bay vào không khí xung quanh do chênh lệch mật độ Khi sản phẩm có bề mặt ướt được đông lạnh, nước bốc hơi và sau đó diễn ra quá trình thăng hoa Sự khác biệt nhiệt độ giữa bề mặt sản phẩm và không khí trong buồng cấp đông càng lớn, thì hiện tượng bay hơi càng mạnh, dẫn đến hao hụt khối lượng đáng kể.

Khuếch tán nước: Khi cấp đông xảy ra hiện tượng khuếch tán nước trong cấu trúc thực phẩm, nước khuếch tán là do các nguyên nhân:

Sự chênh lệch nhiệt độ gây nên do chênh lệch mật độ ρ

Sự phát triển của tinh thể nước đá thu hút nước từ các khu vực chưa hình thành tinh thể, dẫn đến việc nước di chuyển từ nơi có nồng độ chất tan thấp đến nơi có nồng độ chất tan cao.

Nước di chuyển trong thực phẩm nhờ tính bám thấm và mao dẫn, với động lực khuếch tán giúp nước từ tế bào ra gian bào và từ vị trí liên kết ra tự do Khi nước khuếch tán, cấu trúc tế bào co rút, dẫn đến sự hòa tan một số chất, làm tan một phần thực phẩm gần bề mặt.

Các thông số nhiệt vật lý thay đổi

Biến đổi nhiệt dung : Nhiệt dung sản phẩm thay đổi là do nước trong thực phẩm đã được đóng băng Nhiệt dung khi đó được tính:

Csp, Cck, Ck, Cn - Nhiệt dung riêng của sản phẩm, chất khô, nước đá và của nước, kJ/kg.K; w - Tỉ lệ nước đã đóng băng ở nhiệt độ t db ;

W - Hàm lượng nước trong sản phẩm

Nhiệt dung riêng sản phẩm trước khi đóng băng:

Có thể xác định nhiệt dung riêng sản phẩm theo công thức thực nghiệm như sau:

Ac, Bc - Là các hằng số thực nghiệm

Biến đổi hệ số dẫn nhiệt

Hệ số dẫn nhiệt của sản phẩm cũng thay đổi thể hiện ở công thức dưới đây:

  sp - Hệ số dẫn nhiệt của sản phẩm lạnh đông và ở nhiệt độ kết tinh ( nhưng sản phẩm chưa kết tinh), W/m.K;

, kt t t - Nhiệt độ sàn phẩm cấp đông và nhiệt độ kết tinh ( không kể dấu âm), ℃

Biến đổi hệ số dẫn nhiệt độ

Hệ số dẫn nhiệt độ của sản phẩm cũng thay đổi và được tính theo công thức sau đây:

, 0 a sp a - Hệ số dẫn nhiệt độ của sản phẩm lạnh đông và ở nhiệt độ kết tinh ( nhưng sản phẩm chưa kết tinh), m s/ 2 ; a , a

, kt t t - Nhiệt độ sản phẩm cấp đông và nhiệt độ kết tinh (không kể dấu âm), ℃

Bảng 2.2: Các thông số của một số sản phẩm Đại lượng Thịt bò Cá

Quá trình biến đổi hóa học của thực phẩm khi làm lạnh chủ yếu là do sự phân giải các chất dự trữ năng lượng, được thúc đẩy bởi các enzym tự nhiên có trong thực phẩm.

Mức độ biến đổi hóa học của thực phẩm phụ thuộc vào trạng thái ban đầu và phương pháp làm lạnh Khi nhiệt độ giảm nhanh và thời gian làm lạnh ngắn, các biến đổi hóa học diễn ra chậm, giúp giữ chất lượng thực phẩm Biến đổi chủ yếu xảy ra do sự oxy hóa sắc tố, làm thực phẩm bị biến màu, và mức độ oxy hóa này phụ thuộc vào sự tiếp xúc với không khí và chất lượng thực phẩm ban đầu Để giảm oxy hóa, có thể loại bỏ sắc tố trước khi làm lạnh, hạn chế hoạt tính của enzym, giảm tiếp xúc với không khí và tăng tốc độ làm lạnh.

Biến đổi do vi sinh

Trước khi làm lạnh thực phẩm thường được rửa sạch để loại bỏ các tạp chất nơi chứa chấp nhiều loại vi sinh vật

Trong quá trình làm lạnh, nhiệt độ môi trường không phù hợp có thể tiêu diệt vi sinh vật ở bề mặt thực phẩm, trong khi số còn lại bị hạn chế khả năng hoạt động Tuy nhiên, vi sinh vật có khả năng thích nghi với nhiệt độ lạnh, dẫn đến thời gian bảo quản thực phẩm bị giảm.

Thời gian làm lạnh đông thực phẩm Định nghĩa

Thời gian cấp đông là khoảng thời gian cần thiết để giảm nhiệt độ trung tâm của sản phẩm từ nhiệt độ ban đầu đến mức yêu cầu Đối với thực phẩm cấp đông, nhiệt độ trung bình hoặc cân bằng phải nhỏ hơn hoặc bằng nhiệt độ bảo quản Nhiệt độ trung bình của sản phẩm thường được xác định bằng cách tính trung bình cộng giữa nhiệt độ trung tâm và nhiệt độ bề mặt.

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

Ví dụ: Xác định nhiệt độ tâm sản phẩm khi cấp đông ở kho cấp đông, biết nhiệt độ không khí −35℃, nhiệt độ bảo quản là −18℃

Nhiệt độ tâm sản phẩm: t t      2 t tb t f 2 ( 18) ( 24, 5)   11, 5C

Vì vậy chọn nhiệt độ tâm sản phẩm ít nhất là −12℃

Quá trình làm lạnh đông thực phẩm qua 3 giai đoạn:

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

 Giai đoạn 2: Đóng băng ở điểm kết tinh (𝑡 𝑘𝑡 = 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

Xác định thời gian kết tinh nước trong thực phẩm

Thời gian kết tinh là khoảng thời gian mà nước trong thực phẩm chuyển hóa thành đá, với điều kiện nhiệt độ của đá kết tinh giữ nguyên và đạt giá trị t db.

Công thức Plank thường được sử dụng để xác định thời gian làm lạnh thực phẩm: q P R 2 v t k

Trong đó: q - Nhiệt lượng cần thải từ nhiệt độ ban đầu đến nhiệt độ kết tinh cuối cùng, kCal/kg; v - Thể tích riêng của thực phẩm, m 3 /kg;

Độ chênh nhiệt độ giữa điểm đóng băng ban đầu của thực phẩm và môi trường được ký hiệu là ∆t, tính bằng độ C Chiều dày lớp thực phẩm được ký hiệu là δ, tính bằng mét Hệ số truyền nhiệt bề mặt, bao gồm cả bao gói, được ký hiệu là k và đo bằng kCal m h/².K Cuối cùng, hệ số dẫn nhiệt của thực phẩm được ký hiệu là λ, tính bằng kCal/m.h.K.

P, R - Các hằng số tuỳ thuộc hình dạng thực phẩm.

Các yếu tố ảnh hưởng đến thời gian cấp đông

Có nhiều loại thiết bị cấp đông với nguyên lý hoạt động khác nhau Một số thiết bị sử dụng gió cưỡng bức để làm lạnh sản phẩm, trong khi những thiết bị khác lại áp dụng phương pháp tiếp xúc trực tiếp với bề mặt kim loại Ngoài ra, cũng có những thiết bị cho phép sản phẩm được nhúng trong dịch N2 lỏng để đạt hiệu quả cấp đông tối ưu.

Tốc độ làm lạnh của máy cấp đông phụ thuộc vào nguyên lý làm lạnh và phương pháp cấp dịch cho thiết bị bay hơi Dù là cùng một loại máy, nhưng việc sử dụng các phương pháp cấp dịch khác nhau có thể dẫn đến sự khác biệt đáng kể trong thời gian cấp đông, do hệ số trao đổi nhiệt bên trong chịu ảnh hưởng lớn từ cách cấp dịch.

Nhiệt độ buồng cấp đông

Nhiệt độ cấp đông ảnh hưởng trực tiếp đến thời gian đông lạnh thực phẩm; nhiệt độ càng thấp, thời gian đông càng nhanh Do đó, việc lựa chọn nhiệt độ buồng cấp đông hợp lý là rất quan trọng Thông thường, nhiệt độ không khí trong buồng cấp đông cần đạt được mức tối ưu để đảm bảo hiệu quả đông lạnh.

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 hệ số truyền nhiệt tăng

Nhiệt độ sản phẩm trước cấp đông

Quá trình chế biến thực phẩm thường kéo dài, do đó, sau khi hoàn thành một khay sản phẩm, người ta sẽ cho vào kho chờ đông để bảo quản tạm thời Việc này giúp chờ đủ khối lượng cần thiết cho một mẻ cấp đông mới.

Trong quá trình chế biến, thực phẩm thường được ướp đá và xử lý trong môi trường lạnh, với nhiệt độ vào thiết bị cấp đông khoảng 10 đến 12 °C Nếu thực phẩm được bảo quản lâu trong kho chờ đông, nhiệt độ vào cấp đông có thể thấp hơn nữa Nhiệt độ thực phẩm càng thấp khi vào cấp đông thì thời gian cấp đông sẽ càng ngắn.

Bề dày sản phẩm cấp đông

Thời gian cấp đông thực phẩm tỷ lệ thuận với độ dày của chúng; cụ thể, nếu thực phẩm dày hơn, thời gian cấp đông sẽ kéo dài đáng kể Mối quan hệ này không phải là tuyến tính mà tuân theo quy luật 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 thực phẩm ảnh hưởng đến tốc độ làm lạnh, với diện tích tiếp xúc là yếu tố quan trọng Các sản phẩm dạng khối có diện tích tiếp xúc thấp, dẫn đến thời gian làm lạnh lâu hơn, trong khi thực phẩm dạng rời có diện tích tiếp xúc lớn, giúp giảm thời gian làm lạnh đáng kể Sản phẩm nhỏ hơn sẽ có diện tích tiếp xúc lớn hơn, do đó thời gian cấp đông sẽ nhanh hơn.

Diện tích bề mặt tiếp xúc

Khi diện tích tiếp xúc giữa thực phẩm và bề mặt làm lạnh tăng, thời gian làm lạnh sẽ giảm Trong tủ đông tiếp xúc, bề mặt không phẳng với diện tích tiếp xúc nhỏ sẽ làm tăng thời gian làm lạnh Do đó, các khay cấp đông cần có bề mặt phẳng, không gồ ghề Đối với các thiết bị đông rời, sản phẩm nên được bố trí đều trên toàn bộ khay hoặc băng chuyền cấp đông để tối ưu hiệu quả làm lạnh.

Trên các tấm lắc cấp đông nếu có băng cũng có thể làm giảm diện tích tiếp xúc

Một số sản phẩm đông lạnh được đóng gói sẵn có thể làm tăng nhiệt trở trong quá trình cấp đông Đặc biệt, nếu bao bì chứa không khí bên trong, lớp khí này sẽ tạo ra hiệu ứng cách nhiệt, dẫn đến thời gian cấp đông kéo dài đáng kể.

Mỗi loại thực phẩm sở hữu nhiệt dung và nhiệt hàm riêng biệt, dẫn đến lượng nhiệt cần thiết để đông lạnh 1kg thực phẩm cũng khác nhau đáng kể.

Các phương pháp và thiết bị cấp đông thực phẩm

Thiết bị cấp đông có rất nhiều dạng, hiện nay ở nước ta sử dụng phổ biến các hệ thống như sau:

 Kho cấp đông gió (Air Blast Freezer);

 Tủ cấp đông tiếp xúc (Contact Freezer);

 Hệ thống cấp đông dạng rời , có băng chuyền IQF;

 Hệ thống cấp đông có băng chuyền cấp đông thẳng;

 Hệ thống cấp đông có băng chuyền dạng xoắn;

 Hệ thống cấp đông siêu tốc;

 Hệ thống cấp đông nhúng N2 lỏng

Làm đông thực phẩm trong không khí lạnh

Thực phẩm được làm lạnh bằng không khí có nhiệt độ âm sâu đối lưu cưỡng bức qua bề mặt Quá truyền nhiệt là trao đổi nhiệt đối lưu

Sản phẩm cấp đông có thể dạng block hoặc dạng rời, nhưng thích hợp nhất là dạng sản phẩm rời Ưu điểm

 Không khí có nhiệt dung riêng nhỏ nên giảm nhiệt độ nhanh

Khi tiếp xúc, không gây tác động cơ học, giúp thực phẩm giữ nguyên hình dáng và kích thước, từ đó đảm bảo tính thẩm mỹ và khả năng tự bảo vệ cao.

 Hoạt động liên tục, dễ tự động hoá sản xuất

Thực phẩm dễ bị khô do bay hơi nước bề mặt và dễ bị oxy hóa khi tiếp xúc với không khí Việc ứng dụng đông lạnh thực phẩm dạng rời và block trong các kho và tủ cấp đông giúp bảo quản chất lượng thực phẩm hiệu quả.

Các sản phẩm được đặt trên khay và kẹp giữa các tấm lắc cấp đông, với tấm lắc kim loại rỗng cho phép môi chất lạnh lưu thông, đạt nhiệt độ bay hơi từ -40 đến -45℃ Nhờ vào việc tiếp xúc với các tấm lắc lạnh, quá trình trao đổi nhiệt diễn ra hiệu quả, rút ngắn thời gian làm đông xuống còn 1,5 đến 2 giờ khi sử dụng bơm cấp dịch, hoặc 4 đến 4,5 giờ khi cấp dịch từ bình giữ mức kiểu ngập dịch.

Truyền nhiệt trong tủ đông tiếp xúc là dẫn nhiệt

Phương pháp làm đông tiếp xúc thường được áp dụng cho các loại sản phẩm dạng khối (block)

Thực phẩm được vận chuyển trên băng chuyền và được làm lạnh nhanh chóng bằng ni tơ lỏng với nhiệt độ bay hơi -196℃ Phương pháp này giúp đông lạnh thực phẩm chỉ trong 5 đến 10 phút, và hiện đang được áp dụng rộng rãi ở nhiều nước phát triển.

Bảng 2.3: Các thông số về phương pháp cấp đông

Làm đông bằng hổn hợp đá và muối

Phương pháp làm lạnh này thích hợp cho những khu vực không có điện, giúp tạo ra sự mát mẻ mà không cần máy lạnh Khi muối được thêm vào nước đá, nó tạo ra một hỗn hợp có khả năng làm lạnh hiệu quả Tùy thuộc vào tỷ lệ muối được pha trộn, nhiệt độ của hỗn hợp cũng sẽ khác nhau, mang lại nhiều lựa chọn cho người sử dụng.

Phương pháp này có ưu điểm đơn giản dễ thực hiện

Mặc dù phương pháp này có ưu điểm, nhưng nhược điểm chính là nhiệt độ hỗn hợp chỉ đạt khoảng −12℃, dẫn đến khả năng bảo quản thực phẩm tươi sạch chỉ trong thời gian ngắn Thêm vào đó, thực phẩm cũng bị mất trọng lượng và giảm chất lượng bề mặt.

Làm đông bằng nước muối lạnh

Cá được đưa vào giỏ lưới và nhúng vào bể nước muối lạnh, được làm lạnh bởi giàn bốc hơi amôniăc Nước muối được tuần hoàn bằng bơm với nhiệt độ −18℃, giúp quá trình đông lạnh diễn ra trong vòng 3 giờ.

Phương pháp này được ứng dụng trong chế biến thuỷ sản

Cá được vận chuyển qua băng chuyền và được phun nước muối lạnh ở nhiệt độ -25℃ để đông lạnh Sau khi đông lạnh, cá sẽ được rửa bằng nước sạch 20℃ để loại bỏ muối bám Cuối cùng, cá được phun nước 0℃ để tạo lớp mạ băng trước khi được chuyển về kho bảo quản.

Phương pháp này giúp rút ngắn thời gian làm đông, giảm thiểu hao hụt trọng lượng và lượng muối thẩm thấu vào thực phẩm Tuy nhiên, nó cũng ảnh hưởng đến mức độ thẩm thấu muối vào thực phẩm.

Xử lý thực phẩm sau cấp đông

Mạ băng sản phẩm đông Ý nghĩa

Mạ băng là quá trình làm đóng băng 1 lớp nước đá trên bề mặt sản phẩm Việc mạ băng có các tác dụng sau:

 Lớp băng có tác dụng bảo vệ thực phẩm chống ôxi hoá các thành phần dinh dưỡng do tiếp xúc với không khí

Chống quá trình thăng hoa nước đá trong thực phẩm

 Làm đẹp các sản phẩm

 Trữ thêm lạnh cho thực phẩm để bảo quản lâu dài

Phương pháp mạ băng sản phẩm đông

Có 2 phương pháp mạ băng: Nhúng trong nước lạnh và phun nước lên bề mặt sản phẩm

Phương pháp nhúng mang lại sự đồng đều và thẩm mỹ cao, dễ thực hiện nhưng có nhược điểm là tổn hao lạnh lớn Sau vài lần nhúng, nước sẽ bị nhiễm bẩn và cần phải thay thế Nhiệt độ nước nhúng lý tưởng khoảng 3 đến 5℃.

Phương pháp phun yêu cầu thực hiện từ nhiều phía với hệ thống điều khiển tự động hoạt động nhịp nhàng giữa các khâu Đặc biệt, khi phun mặt dưới của sản phẩm, do không được mạ, cần áp dụng các biện pháp bổ sung để đảm bảo chất lượng.

Phương pháp kết hợp cả nhúng và phun thường được sử dụng để đảm bảo mạ băng đều cho sản phẩm Khi phun, sản phẩm sẽ di chuyển vòng xuống máng chứa nước, giúp cả hai mặt đều được mạ: mặt trên nhờ phun và mặt dưới nhờ nước trong máng Phương pháp này không chỉ đảm bảo độ đồng đều cho cả hai mặt mà còn yêu cầu lượng nước tối thiểu, đồng thời giảm thiểu mất mát lạnh.

Sau khi làm ướt bề mặt sản phẩm, nước từ thực phẩm sẽ kết tinh thành lớp băng bám chặt Để tăng cường lớp băng mạ, cần thực hiện nhiều lần mạ băng kết hợp với việc làm lạnh thực phẩm giữa các lần, tránh kéo dài thời gian mạ Để đảm bảo mạ đều, cần hạn chế sự tiếp xúc giữa các lớp thực phẩm và đảm bảo độ dày của lớp băng mạ ít nhất là 0,3mm.

Sau khi mạ băng xong do nhiệt độ sản phẩm tăng nên người ta đưa vào tái đông lại lần nữa để làm lạnh thực phẩm

Bao gói thực phẩm là bước quan trọng trong việc bảo vệ và bảo quản thực phẩm sau khi cấp đông, đồng thời nâng cao tính thẩm mỹ của sản phẩm Quy trình đóng gói không chỉ tăng giá trị thực phẩm mà còn thu hút khách hàng và quảng bá sản phẩm hiệu quả Để đạt được điều này, bao bì cần đáp ứng các yêu cầu cơ bản nhằm đảm bảo chất lượng và sự hấp dẫn của thực phẩm.

Để bảo quản sản phẩm hiệu quả, cần đảm bảo kín, tránh tiếp xúc với không khí nhằm ngăn chặn quá trình ôxi hoá Đồng thời, cần chống thâm nhập hơi ẩm và thoát ẩm của thực phẩm Thông thường, sản phẩm được bọc bên trong bằng bao ni lông và bên ngoài là thùng các tông tráng sáp.

 Bao bì phải đẹp và hấp dẫn, đảm bảo thẩm mĩ công nghiệp

 Bao bì dạng khối dễ dàng xếp đặt và vận chuyển

Sau khi thực phẩm được cấp đông, chúng phải trải qua các quy trình như mạ băng và đóng gói, dẫn đến việc mất một phần nhiệt Do đó, trước khi bảo quản, người ta thường sử dụng thiết bị để tái đông, giúp hạ nhiệt độ và nâng cao hiệu quả bảo quản.

Buồng tái đông có cấu tạo giống buồng cấp đông dạng thẳng nhưng kích thước ngắn hơn

TÍNH TOÁN CẤU TRÚC MÔ HÌNH TỦ CẤP ĐÔNG

Các thông số ban đầu của mô hình

Mô hình là một tủ cấp đông với các thông số sau:

 Một máy nén cao áp 1HP

 Một máy nén hạ áp 2HP với V nta 10, 21m 3 /h

 Tủ cấp đông có diện tích F  0, 64 m 2

 Sản phẩm cấp đông: thịt tôm nguyên vỏ

 Nhiệt độ phòng cấp đông: t f   35 C

 Kiểu cấp đông: thổi gió

 Hệ thống dùng chu trình hai cấp làm mát hoàn toàn

Thông số môi trường ở thành phố Hồ Chí Minh, từ bảng 1-1, trang 8, tài liệu [1], ta có các thông số về nhiệt độ và độ ẩm như sau:

Bảng 3.1: Thông số về nhiệt độ và độ ẩm ở thành phố Hồ Chí Minh

TB cả năm Mùa hè Mùa đông Mùa hè Mùa đông

Quy trình xử lý nguyên liệu: Tôm đông lạnh

Khay được làm từ inox dày 1mm, thiết kế với lỗ thông khí giúp không khí lưu thông dễ dàng Khối lượng hàng trong mỗi khay phụ thuộc vào công suất của tủ, cần lựa chọn sao cho hợp lý Kích thước khay là 277×217×70 và 267×207.

Mạ băng Bao gói Bảo quản sản phẩm

Giai đoạn đưa đi làm lạnh trước khi cấp đông

Kiểm soát và cân lại

Xếp tôm vỏ có đầu, xếp tôm vỏ không đầu, xếp tôm thịt

Rửa Phân cỡ hạng Rửa sau phân cỡ

Xử lý tôm vỏ nguyên con, xử lý tôm vỏ bỏ đầu, xử lý tách vỏ (hay tôm thịt),

Hình 3.1: Quy trình xử lý tôm đông lạnh

Tính toán nhiệt chu trình

Hình 3.4: Sơ đồ nguyên lý của hệ thống

Nguyên lý làm việc của chu trình

Hơi môi chất từ thiết bị bay hơi được máy nén hạ áp hút về và nén từ trạng thái 1 (áp suất p0, nhiệt độ tqn) lên trạng thái 2 (áp suất ptg, nhiệt độ t2) Sau đó, hơi được đẩy vào bình trung gian có ống xoắn, nơi miệng ống đẩy sục xuống dưới mức lỏng, làm mát hơi xuống trạng thái bão hòa 3 Hơi ở trạng thái 3 tiếp tục được máy nén cao áp hút về và nén lên trạng thái 4 (áp suất pk), rồi được đẩy vào thiết bị ngưng tụ để chuyển thành lỏng Lỏng môi chất sau thiết bị ngưng tụ chia thành hai phần: một phần nhỏ qua tiết lưu thứ nhất vào bình trung gian để làm mát hơi hút về máy nén cao áp đến trạng thái bão hòa khô, trong khi ống chính được đẩy qua ống xoắn của bình trung gian được làm quá lạnh đến trạng thái 9 Cuối cùng, lỏng môi chất được qua van tiết lưu 2 xuống áp suất p0 để cấp cho giàn bay hơi, nơi lỏng môi chất bay hơi thu nhiệt từ môi trường cần làm lạnh, và hơi hình thành trong giàn bay hơi lại được máy nén hạ áp hút về, hoàn thành vòng tuần hoàn môi chất.

Hình 3.2: Đồ thị T-s Hình 3.3: Đồ thị logpH

Bảng 3.2: Thông số điểm nút của tru trình

THÔNG SỐ TRẠNG THÁI CÁC ĐIỂM NÚT (R22) Điểm T p(bar) v(dm3/kg) h(kJ/kg) s(kJ/kg)

Chu trình được tính cho 1kg môi chất lạnh đi qua thiết bị bay hơi hạ áp

Lượng lỏng trung áp bay hơi để làm quá lạnh 1kg lỏng cao áp ở bình trung gian bằng:

Lượng lỏng trung áp bay hơi để làm mát hoàn toàn 1kg hơi quá nhiệt trung áp ở bình trung gian bằng:

Lượng hơi sau van tiết lưu 1 bằng:

Công cấp cho máy nén thấp áp:

Công cấp cho máy nén cao áp:

 Công cấp cho máy nén:

Nhiệt lượng riêng thể tích nhận được ở thiết bị bay hơi:

Nhiệt lượng nhả ra ở thiết bị ngưng tụ:

  l   Thể tích tuần hoàn qua máy nén thấp áp:

Khối lượng tuần hoàn qua máy nén thấp áp:

Tổng nhiệt tải của máy nén:

Khối lượng tuần hoàn qua máy nén cao áp:

Thể tích tuần hoàn qua máy nén cao áp:

Công Lnta cấp cho máy nén thấp áp:

Công Lnca cấp cho máy nén cao áp:

Công L cấp cho máy nén:

Nhiệt lượng Qk nhả ra ở thiết bị ngưng tụ:

Nhiệt lượng Q0 nhận được ở thiết bị bay hơi:

Tính chọn thiết bị trao đổi nhiệt

3.3.1 Tính toán thiết bị ngưng tụ

 Thông số kết cấu: dùng ống đồng cánh nhôm;

 Đường kính trong của ống d i 0, 06m;

 Khoảng cách các ống S= 0,09m, ống xếp tam giác đều;

 Cánh tròn phẳng đường kính ngoài D c 0,1m;

Hình 3.5: Thiết bị ngưng tụ giải nhiệt gió

Chọn các thông số nhiệt độ cần thiết Độ tăng nhiệt độ không khí qua dàn ngưng thường chọn:

Nhiệt độ ngưng tụ tk thường cao hơn nhiệt độ không khí khoảng 13 − 17℃, và chúng ta chọn 17℃, do đó nhiệt độ ngưng tụ t k = t 2 + 17 = 37,3 + 17 = 54,3℃ Với độ tăng nhiệt độ không khí qua chùm ống là Δt2 = 9℃, nhiệt độ không khí ra sẽ được xác định dựa trên các thông số này.

2 37, 3 9 46, 3 t    C (nhiệt độ ra của không khí phải thấp hơn nhiệt độ nhưng tụ tối thiểu là 4℃, ở đây vẫn đảm bảo)

Nhiệt độ trung bình của không khí:

Với t 2  41,8  C tra phụ lục tìm được thông số vật lý của không khí tương ứng là :

Tốc độ dòng không khí qua chỗ hẹp nhất sơ bộ chọn ω = 8m/s (sau này sẽ kiểm tra lại sau)

  [Theo TL1 tr 443] Ở đây chùm ống bố trí sole nên C = 0,45

Diện tích bế mặt ngoài của ống trơn tương ứng với 1 mét ống F0:

Diên tích bế mặt trao đổi nhiệt của cánh ứng với 1 mét ống 𝐹 𝑐 :

 Diện tích bề mặt ngoài ống không có cánh ứng với 1 mét ống 𝐹 0𝐶 :

Tổng diện tích bề mặt ngoài ứng với 1 mét ống F:

Thay số liệu vào ta tìm được:

Do sự phân bố nhiệt độ nên hệ số tỏa nhiệt không đồng đều trên toàn bề mặt cánh, thực tế  2 '  2 , trong đó  0,85, do đó:

Tính cường độ tỏa nhiệt lãnh chất ngưng trong ống

Khi ngưng hơi R22 trong ống nằm ngang co Re < 35000, cường độ tỏa nhiệt được tính:

   Thông số vật lý λ, ρ, μ, ν chọn theo nhiệt độ trung bình của màng lãnh chất ngưng

Để xác định nhiệt độ bề mặt t_w của ống, chúng ta sử dụng công thức 0,5(w)m s t = t + t, trong đó ẩn nhiệt hóa hơi r được chọn theo nhiệt độ bão hòa của hơi ngưng tụ t_s Đường kính trong của ống được ký hiệu là d_i (m) Do chưa biết nhiệt độ bề mặt t_w (hoặc ρ), chúng ta sẽ dựa vào đặc tính nhiệt trở để đưa ra giả thiết sơ bộ, và sau đó sẽ tiến hành kiểm tra và hiệu chỉnh lại.

Hơi Freon có cường độ tỏa nhiệt khoảng 900 đến 2000 W/m²K, trong khi đó, cường độ tỏa nhiệt của không khí chỉ từ 30 đến 90 W/m²K Do sự khác biệt lớn này, nhiệt trở về phía hơi Freon rất nhỏ so với phía không khí Vì vậy, có thể sơ bộ chọn độ suy giảm nhiệt độ là s_w = 3(t_a - t).

Nhiệt độ trung bình màng lỏng ngưng:

0,5( w) 0,5(54,3 51,3) 52,8 m s t  t t    C Ứng với nhiệt độ này thông số vật lý của lỏng R22 tra ở phần phụ lục là:

0,194 10 / v a    m s  a 2,1 10  4 Pa s. Với t s 54,3C tìm được r a 147,98kJ kg/

Từ tính ở trên ta có F 1 0,1884m 2

Mật độ dòng nhiệt của R22 ngưng tự trong ống được quy về 1 đơn vị diện tích bề mặt ngoài là:

Theo định luật bảo toàn năng lượng:

Các nhiệt trở dẫn nhiệt phụ phát sinh ở phía cánh (phía không khí), bao gồm nhiệt trở do bám bụi, được ước lượng với khoảng R b ≈ 0,0003 m K²/W Nhiệt trở tiếp xúc khi lắp cánh vào ống cũng cần được xem xét.

Các nhiệt trở dẫn nhiệt phát sinh từ lãnh chất, chẳng hạn như nhiệt trở lớp dầu, có thể được xem là không đáng kể đối với Freon do chất này hòa tan dầu, dẫn đến 𝑅 𝑑 = 0 Hơn nữa, nhiệt trở dẫn nhiệt qua vách ống đồng cũng có thể được bỏ qua.

Với giả thiết sơ bộ   t a 3 C thì:

Mật độ dòng nhiệt quy đổi về phía không khí:

Sự chênh lệch giữa q a và q ang còn quá lớn, do đó phải giả thiết lại t a Chọn lại a 3, 4 t C

   , vì nhiệt độ thay đổi rất ít nên thông số vật lý màng lỏng gần như không thay đổi đáng kể

Sai lệch này không đáng kể nên kết quả tính toán này được dùng tính tiếp phần sau Tổng diện tích bề mặt ngoài của thiết bị: F 2  :

Nếu chọn chiều dài 1 đoạn ống là L 1  0,8 m thì tổng số ống của thiết bị n sẽ là:

Với tất cả các thông số đã tính toán về truyền nhiệt và kết cấu, kiểm tra lại giả thiết về tốc độ

Diện tích tiết diện ngang của dòng khí lưu động tự do ứng với 1m chiều dài ống:

Số dãy ống theo chiều dòng thông thường chọn trong khoảng 3~8 dãy, ở đây chọn n 2  8 dãy (8 row) thì số ống ngang dòng n 1 sẽ là:

Tiết diện tự do chỗ hẹp nhất cho dòng khí lưu động qua thiết bị:

Lưu lượng dòng không khí qua thiết bị:

Nhiệt độ trung bình của không khí t 2 41,8C, từ phụ lục ta tìm thấy  2 1,1217 kg/ m 3 , do đó:

Tốc độ dòng khí qua chỗ hẹp nhất  2max :

Tốc độ này gần giống với tốc độ giả thiết, do đó có thể tính lại mà không ảnh hưởng đáng kể đến 𝛼 2 Cần kiểm tra xem tốc độ hứng dòng có nằm trong phạm vi sử dụng thông thường hay không, và tỷ lệ thu hẹp tiết diện tự do dòng khí do cánh và ống gây ra là điều cần lưu ý.

Tốc độ hứng dòng  0 0,188 2 ax m 0,188 3,86 0, 73 /m s < 5m/s nên chấp nhận được số liệu đã tính

Kiểm tra lại độ chênh lệch độ gió qua dàn ngưng:

Kết quả kiểm tra tương đối phù hợp, do đó lưu lượng quạt chọn khoảng:

Theo TL1 trang 383 chọn dàn ngưng FNH-1052

3.3.2 Tính toán thiết bị bay hơi

Hình 3.6: Thiết bị bay hơi kiểu dàn lạnh quạt trao đổi nhiệt đối lưu cưỡng bức

Chọn thiết bị bay hơi kiểu dàn lạnh quạt trao đổi nhiệt đối lưu cuỡng bức không khí

Vì loại này có ưu điểm so với dàn tĩnh:

 Có thể bố trí ở trong buồng hoặc ngoài buồng lạnh

 Ít tốn thể tích bảo quản sản phẩm

 Nhiệt độ đồng đều, hệ số trao đổi nhiệt lớn

 Ít tốn nguyên vật liệu

Nhưng chúng cũng có nhược điểm là ồn và tốn thêm năng suất lạnh cho động cơ quạt gió

F - Diện tích trao đổi nhiệt, m 2

Q0 - Công suất lạnh của thiết bị bay hơi, W

∆t - Độ chênh nhiệt độ trung bình logarit min max min ln max tb t t t t t

 k - Hệ số truyền nhiệt k của dàn quạt ống cánh phụ thuộc vào nhiệt độ sôi của R22 Theo TL1- Trang 298 chọn k ≈ 12 W/m 2 K với t = 9 0 C

Theo TL1 trang 297 chọn dàn quạt 2B020 có các thông số kỹ thuật sau:

Tính chọn đường ống và thiết bị phụ

Việc tính chọn đường ống cho hệ thống phụ thuộc cách bố trí

Công thức chung để chọn đường ống là:

G - Lưu lượng môi chất qua ống (kg/s);

 - Khối lượng riêng của môi chất (Kg/m 3 ); v - Thể tích riêng của môi chất (m 3 /kg)

Tính chọn đường ống hút

Tính chọn đường ống đẩy

Tính chọn đường ống dẫn lỏng

Kết luận: Theo mô hình thực tế chọn đường kính ống như sau:

Bảng 3.3: Bảng chọn đường ống thực tế Ống hút (mm) Ống đẩy (mm) Ống dẫn lỏng (mm)

Công thức chung để chọn các thiết bị phụ là:

D t - Đường kính tring của bình, m;

Vh - Lưu lượng thể tích dòng hơi qua bình tách lỏng, m 3 /s; ω - Tốc độ của hơi môi chất trong bình, m/s Lấy ω = 0,5m/s

G - Lưu lượng khối lượng môi chất qua bình; vh - Thể tích riêng trạng thái hơi qua các bình

Bình tách lỏng cho máy nén thấp áp

Để bảo vệ máy nén khỏi hiện tượng ngập lỏng, người ta lắp đặt bình tách lỏng kiểu nón chắn trước đường hơi hút Bình tách lỏng có chức năng loại bỏ các giọt hơi ẩm còn sót lại trong dòng hơi, giúp đảm bảo hiệu suất hoạt động của máy nén.

Bình tách lỏng làm việc theo nguyên lý:

Giảm tốc độ dòng hơi tốc độ cao xuống khoảng 0,5m/s sẽ dẫn đến việc các giọt lỏng mất động năng và rơi xuống đáy bình.

5 - Cửa hơi xả vào bình

Dòng môi chất có thể thay đổi hướng chuyển động một cách đột ngột, thường không được đưa vào bình theo phương thẳng đứng mà thường bị ngoặt theo những góc nhất định.

Sử dụng các tấm chắn để ngăn chặn giọt lỏng là một biện pháp hiệu quả Khi dòng môi chất di chuyển và va chạm với các vách chắn, các giọt lỏng sẽ mất động năng và rơi xuống Đường kính trong của bình, ký hiệu là Dt, đóng vai trò quan trọng trong quá trình này.

Hình 3.8: Bình tách dầu kiểu nón chắn

Các máy lạnh cần được bôi trơn các chi tiết chuyển động để giảm ma sát và kéo dài tuổi thọ thiết bị Trong quá trình hoạt động, dầu thường bị cuốn theo môi chất lạnh, điều này có thể dẫn đến một số hiện tượng không mong muốn.

 Máy nén thiếu dầu, chế độ bôi trơn không tốt nên chóng hư hỏng

Dầu sau khi tiếp xúc với môi chất lạnh sẽ bám lại trên các thiết bị trao đổi nhiệt như thiết bị ngưng tụ và thiết bị bay hơi, dẫn đến giảm hiệu quả trao đổi nhiệt và ảnh hưởng tiêu cực đến hoạt động chung của toàn hệ thống.

Bình tách dầu máy nén cao áp Đường kính trong của Dt của bình:

5 - Cửa hơi xả vào bình

7 - Dầu về bình chứa dầu

Chọn bình tách dầu máy nén cao áp có đường kính Dt = 26mm

Bình tách dầu máy nén hạ áp Đường kính trong của Dt của bình:

Chọn bình tách dầu máy nén hạ áp có đường kính Dt = 45mm

Bình trung gian ống xoắn

Khử độ quá nhiệt của hơi từ xi lanh hạ áp giúp giảm công tiêu hao cho xi lanh cao áp Làm lạnh chất lỏng của tác nhân lạnh trước khi vào van tiết lưu đến nhiệt độ gần hoặc bằng nhiệt độ bay hơi ở áp suất trung gian nhằm giảm tổn thất nhiệt trong van tiết lưu Đồng thời, tách một phần dầu ra khỏi hơi cũng là một bước quan trọng trong quá trình này.

Diện tích trao đổi nhiệt ống xoắn: tb tg t K

Qtg: phụ tải nhiệt của chùm ống xoắn;

K = 580÷700W/m 2 K hệ số truyền nhiệt của ống xoắn, chọn K = 580W/m 2 K; Δttb: độ chênh lệch nhiệt độ trung bình logarit của bình trung gian

Vậy diện tích trao đổi nhiệt của ống xoắn là:

 Tổng chiều dài ống xoắn trong bình trung gian: tr

Trong đó Dtr là đường kính trong của ống xoắn Với Dtr = 10mm đã tính chọn ở chương 2

 Chọn bình trung gian ống xoắn có dường kính Dt = 10mm và chiều dài là 4,77m

Hình 3.9: Bình trung gian ống xoắn

1 - Hơi hút về máy nén áp cao 9 - Hồi lỏng

2 - Hơi nén tầm thấp vào 10 - Xã đáy, hồi dầu

3 - Tiết lưu vào 11 - Chân bình

4 - Cách nhiệt bình trung gian 12 - Tấm bạ

6 - Lỏng ra 14 - Ống góp lắp van phao

7 - Ống xoắn ruột gà 15 - Ống lắp van an toàn

Bình chứa cao áp được lắp đặt ngay sau dàn ngưng tụ, có chức năng chứa lỏng cao áp và giải phóng bề mặt trao đổi nhiệt cho dàn ngưng tụ Nó đảm bảo cung cấp lỏng liên tục cho van tiết lưu Thông thường, bình chứa này được đặt dưới dàn ngưng và được cân bằng áp suất với dàn ngưng thông qua các đường ống cân bằng hơi và lỏng.

Hình 3.10: Cấu tạo bình chứa cao áp

1 - Đường cân bằng áp suất với bình ngưng 8 - Kính xem gas

2 - Đường nối với thiết bị tách khí không ngưng 9 - Xả dầu

3 - Van an toàn 10 - Ống xả đáy

5 - Đường lỏng từ bình ngưng xuống

6 - Đường lỏng từ bình tách khí không ngưng về

7 - Đường cấp dịch,tiết lưu vào bình tách khí không ngưng

Thể tích bình chứa cao áp:

Vd - Thể tích hệ thống bay hơi

Thể tích của dàn lạnh được tính như sau:

Trong đó: d - đường kính trong của ống inox, d = 0,02m;

L - chiều dài của toàn bộ số ống, m

Ta có 1 dàn lạnh mỗi dàn có: số ống theo hàng dọc là 9 ống, số ống theo hàng ngang là 5 ống, chiều dài mỗi ống là l = 0,8 m

Vậy chiều dài của toàn bộ ống là L = 9 × 5 × 0,8 = 36m

Chọn bình chứa cao áp có thể tích là 0,016m 3

Dựa vào phần mềm Coolselector 2 của Danfoss ta chọn được : 2 van

Bảng 3.4: Thông số kỹ thuật của van tiết lưu

Kiểu van Kích thước danh nghĩa

Với vận tốc ở trong ống  = 0,5m/s, dựa vào phần mềm Coolselector 2 của Danfoss ta chọn được :

Bảng 3.5: Thông số kỹ thuật của van điện từ

Kiểu van Kích thước danh nghĩa

Van chặn đường ống đẩy

Ta có:Tốc độ dòng chảy trong ống  = 12m/s

Dựa vào phần mềm Coolselector2 của Danfoss ta chọn được :

Bảng 3.6: Thông số kỹ thuật của van chặn đường ống đẩy

Tổn thất áp suất (Pa)

Van chặn đường ống hút

Ta có:Tốc độ dòng chảy trong ống  = 10m/s

Dựa vào phần mềm Coolselector2 của Danfoss ta chọn được :

Bảng 3.7: Thông số kỹ thuật của van chặn đường ống hút

Kiểu van Kích thước danh nghĩa

Tổn thất áp suất (Pa)

Van chặn đường ống dẫn lỏng

Ta có:Tốc độ dòng chảy trong ống  = 0,5m/s

Dựa vào phần mềm Coolselector2 của Danfoss ta chọn được :

Bảng 3.8: Thông số kỹ thuật của van chặn đường ống dẫn lỏng

Kiểu van Kích thước danh nghĩa

Tổn thất áp suất (Pa)

Tính toán cách nhiệt cách ẩm

3.5.1 Mục đích, ý nghĩa, yêu cầu đối với vật liệu cách nhiệt, cách ẩm

Mục đích của việc bọc cách nhiệt cho kho lạnh là giảm thiểu tổn thất lượng lạnh ra môi trường xung quanh, do dòng nhiệt truyền qua trần, tường và nền Việc này không chỉ áp dụng cho kho lạnh có nhiệt độ thấp mà còn cho các thiết bị phần hạ áp đặt ngoài trời lạnh Bọc cách nhiệt giúp duy trì hiệu quả hoạt động của kho lạnh và tiết kiệm năng lượng.

Các tường chắn kho lạnh có thể cho phép dòng ẩm xâm nhập do áp suất hơi nước bên ngoài thường cao hơn trong kho Hơi nước thẩm thấu vào lớp cách nhiệt, làm giảm hiệu quả cách nhiệt và tăng khả năng dẫn nhiệt Khi nhiệt độ tường thấp hơn nhiệt độ đọng sương, hơi nước sẽ ngưng tụ thành lỏng, và nếu nhiệt độ tường dưới 0°C, hiện tượng đóng băng sẽ xảy ra.

Để bảo vệ lớp cách nhiệt của kho lạnh khỏi ẩm xâm nhập, việc tiến hành cách ẩm là rất cần thiết, bởi vì 40 băng có thể phá hủy kho lạnh.

Mục đích tính toán cách nhiệt, cách ẩm là xác định chiều dày lớp cách nhiệt  cn , chiều dày lớp cách ẩm  ca

Các yêu cầu đối với vật liệu cách nhiệt, cách ẩm

Các yêu cầu đối với vật liệu cách nhiệt:

 Bền vững với nhiệt độ thấp

 Không bị nấm mối phá hoại, không bị mục

 Không cháy hoặc khó cháy

 Tương đối bền vững cơ học

 Khả năng chứa ẩm, hút ẩm, thẩm thấu ẩm kém

 Dễ chế tạo, rẻ tiền

Các yêu cầu đối với vật liệu cách ẩm:

 Bền vững nhiệt ở dải làm việc

Cấu trúc xây dựng tường, trần và nền được thực hiện bằng tấm panel cách nhiệt, đảm bảo độ dày lớp cách nhiệt đồng nhất cho cả ba phần Thiết bị có dạng khối lập phương, vì vậy các mặt của nó đều có kích thước giống nhau.

STT Tên vật liệu cách nhiệt Chiều dày vật liệu  (m) Hệ số dẫn nhiệt độ (w/mk)

      [Theo TL1 tr 85] k - Hệ số truyền nhiệt vách ngoài phụ thuộc vào nhiệt độ buồng lạnh k = 0,19 [Tra bảng 3.3 TL1 tr

84] α2 - Hệ số toả nhiệt bên trong phòng 2 10,5 2

  m K [Tra bảng 3.7 TL1 tr 86] α1 - Hệ số truyền nhiệt bên ngoài phòng 1 23,3 2

Hai lớp Inox  1  2  0 5 mm [Theo TL1 tr10]

Một lớp Polyurethan có hệ số dẫn nhiệt là 0,041 W/m 2 K [Theo TL1 tr 81]

Do đó chiều dày lớp cách nhiệt là:

       Chọn chiều dày lớp cách nhiệt  cn = 0,20 m = 200mm

Như vậy hệ số truyền nhiệt thực tế ktt :

Hình 3.11: Kết cấu tấm panel

3.5.3 Kiểm tra hiện tượng đọng sương và ngưng tụ ẩm

Kiểm tra hiện tượng đọng sương

Để ngăn ngừa hiện tượng ngưng tụ hơi nước trên bề mặt kết cấu bao che, cần đảm bảo rằng nhiệt độ bề mặt ngoài của kết cấu (ts) luôn cao hơn nhiệt độ điểm sương của không khí (tvách) Việc này giúp tránh tình trạng đọng sương, từ đó bảo vệ kết cấu khỏi mục nát và hư hỏng vật liệu.

 ng : hệ số toả truyền nhiệt phía ngoài buồng lạnh; t1 : nhiệt độ bên ngoài buồng lạnh,℃; t2 : nhiệt độ buồng lạnh; ts : nhiệt độ điểm sương

Nơi đặt kho lạnh là Thành phố Hồ Chí Minh, tra bảng 1-1 [Theo TL1] ta chọn được các thông số ngoài trời như sau:

Nhiệt độ trung bình cả năm là 27 0 C,

Nhiệt độ trung bình tháng nóng nhất mùa hè là 37,3 0 C, Độ ẩm tương đối mùa hè là 74%

Gọi t1, 1 và t2 lần lượt là nhiệt độ, độ ẩm tương đối ở ngoài trời nơi đặt kho lạnh và nhiệt độ trong phòng kho lạnh, ta có: t1 = 37,3 0 C, 1 = 74%, và t2 = −30C

Sử dụng đồ thị I – d, nhiệt độ đọng sương ngoài trời được xác định là ts = 32℃ Từ đó, ta tính được hệ số truyền nhiệt tối đa cho phép nhằm tránh hiện tượng đọng sương trên bề mặt bên ngoài lớp cách nhiệt.

Kiểm tra đọng sương trên bề mặt tường

Nhiệt độ phòng cấp đông t2 = -35 0 C và ktt = 0,199 W/m 2 K

Nhiệt độ bên ngoài phòng: t1 = 37,3 o C Điều kiện để bề mặt ngoài của kết cấu không bị đọng sương:

 Kết luận: Vậy kt < ks nên không xảy ra hiện tượng đọng sương trên bề mặt ngoài tường bao

Kiểm tra ngưng tụ ẩm

Khi dòng ẩm di chuyển từ vùng có nhiệt độ cao vào cấu trúc cách nhiệt, áp suất hơi nước ở vùng cao luôn lớn hơn ở vùng thấp Sự chênh lệch áp suất này tạo ra lực dẫn ẩm qua cấu trúc cách nhiệt Nếu trong một khu vực nào đó, áp suất riêng phần của hơi nước thấp hơn áp suất bảo hòa, hiện tượng ngưng tụ ẩm sẽ xảy ra tại đó.

Nếu tổng trở dẫn của kết cấu Rn mà nhỏ hơn lực tổng trở lực dẫn ẩm của vật liệu trong lòng kết cấu :    cn cn i i

 thì không có hiện tượng ngưng tụ ẩm trong lòng kết cấu

Nghĩa là:  mt f  cn cn i i   P  P

 i - Độ dẫn ẩm của vật liệu;

Pmt - Phân áp suất của hơi nước trong không khí;

Pf - Phân áp suất của hơi nước trong phòng lạnh

Do kết cấu bao che của phòng lạnh được làm từ vật liệu Inox, nên hoàn toàn ngăn chặn dòng ẩm xâm nhập vào kết cấu ( = 0) Vì vậy, không cần kiểm tra hiện tượng ngưng tụ ẩm trong kho lạnh.

Tính khối lượng sản phẩm cấp đông

Khối lượng sản phẩm đóng vai trò quan trọng trong việc xác định công suất lạnh, tính nhiệt của kho lạnh và thời gian làm lạnh Thông qua việc tính toán nhiệt trong kho lạnh, chúng ta có thể xác định chính xác khối lượng sản phẩm cần đông lạnh.

Tính toán nhiệt kho lạnh là quá trình xác định các dòng nhiệt từ môi trường bên ngoài xâm nhập vào kho lạnh Dòng nhiệt này chính là tổn thất nhiệt mà máy lạnh cần phải xử lý để duy trì công suất, từ đó đảm bảo sự chênh lệch nhiệt độ ổn định giữa buồng lạnh và không khí bên ngoài.

Dòng nhiệt tổn thất vào kho lạnh được xác định bằng biểu thức sau:

Q1 - Dòng nhiệt đi qua kết cấu bao che của buồng lạnh;

Q2 - Dòng nhiệt do sản phẩm toả ra trong quá trình xử lý;

Q3 - Dòng nhiệt từ không khí bên ngoài do thông gió buồng lạnh;

Q4 - Dòng nhiệt từ các nguồn khác nhau khi vận hành kho lạnh;

Q5 - Dòng nhiệt toả ra khi sản phẩm hô hấp

3.6.1 Tổn thất lạnh ra môi trường xung quanh :

Q n - Tổn thất lạnh qua nền;

Q tr - Tổn thất lạnh qua trần;

Q bx - Tổn thất lạnh do bức xạ mặt trời;

Q t - Tổn thất lạnh qua tường

Kho lạnh là hình vuông cạnh là 0,8m

Trong đó: kn - Hệ số truyền nhiệt của nền kn = 0,199 W/m 2 K;

Fn - Diện tích nền, Fn = 0,8 ×0,8 = 0,64 m 2 ;

t - Độ chênh lệch nhiệt đo bên ngoài và phòng trữ đông

Trong đó: ktr - Hệ số truyền nhiệt của trần ktr = 0,199 W/m 2 K;

Ftr - Diện tích trần, Ftr = 0,8 ×0,8 = 0,64 m 2 ;

t - Độ chênh lệch nhiệt đo bên ngoài và phòng trữ đông

Trong đó: kt - Hệ số truyền nhiệt của tường kt = 0,199 W/m 2 K;

Ft - Diện tích tường, Ft = 4(0,8 ×0,8) = 2,56 m 2 ;

t - Độ chênh lệch nhiệt đo bên ngoài và phòng trữ đông

Q bx - Là tổn thất lạnh do bức xạ, nhưng do thiết kế trần và tường đều có kết cấu bao che, nên Q 1 bx 0

Như vậy tổng tổn thất lạnh ra môi trường xung quanh là:

3.6.2 Tổn thất do làm lạnh sản phẩm:

Q2sp - Tổn thất lạnh để làm lạnh sản phẩm;

Q2bb - Tổn thất lạnh để làm lạnh bao bì

Tổn thất lạnh để làm lạnh sản phẩm Q 2sp, W

Trong đó: h1, h2 - Entanpi của sản phẩm trước và sau khi làm lạnh, kJ /kg;

 - Thời gian trữ đông sản phẩm, h;

Gsp - Khối lượng sản phẩm cần làm lạnh, tấn Gsp = M, tấn

Hàng thực phẩm nhập vào một số kho lạnh thương nghiệp, ta chọn nhiệt độ sản phẩm vào kho lạnh là t1 = 4 o C, nhiệt độ ra t2 = −18 o C [Theo TL1 Tr 112]

Tra bảng 4.2 TL1 Tr 110 ta được: h1 = 245,5 kJ/kg, h2 = 4,6 kJ/kg

Hay dùng công thức sau: 2  1 2 

3600 hệ số chuyển đổi đơn vị kg/s

Tổn thất lạnh để làm lạnh bao bì Q 2bb , W

Mb - Khối lượng bao bì đưa vào cùng sản phẩm t/ngày.đêm;

Cb - Nhiệt dung riêng của bao bì, khay bằng thiết lấy Cb = 0,21 kJ/kgK;

Hệ số chuyển đổi từ tấn/24 giờ sang kg/giây là 1000:(24.3600) Nhiệt độ trước và sau khi làm lạnh của bao bì được ký hiệu là t1 và t2, đo bằng độ C Trong bài viết này, chúng ta sẽ tập trung vào sản phẩm thịt tôm đã được xếp lớp trong khay, với kích thước chuẩn là 277×217×70 và 267×207, cùng với bề dày khuôn là 1m, từ đó tính toán thể tích một cách chính xác.

Khối lượng bao bì: Chọn 6 khay

Khối lượng riêng của thiếc được xác định là 7230 kg/m³ Nhiệt độ xử lý thiếc là 37,3 °C và nhiệt độ môi trường là -35 °C Sau khi xử lý, thịt sẽ được cho vào khay, với nhiệt độ lấy bằng nhiệt độ môi trường và nhiệt độ ra sẽ tương đương với nhiệt độ phòng.

3.6.3 Dòng nhiê ̣t do thông gió buồng la ̣nh

Vì sản phẩm bảo quản là thịt tôm nên không cần thông gió vì vậy Q3 = 0

3.6.4 Tổn thất lạnh do vận hành

Q41 - Tổn thất lạnh do chiếu sáng;

Q42 - Tổn thất lạnh do người làm việc trong phòng;

Q43 - Tổn thất lạnh do động cơ tỏa ra;

Q44 - Tổn thất lạnh do mở cửa phòng lạnh

Tổn thất lạnh do chiếu sáng Q 41, W:

A - Nhiệt lượng tỏa ra khi chiếu sáng 1m 2 diện tích buồng hay diện tích nền;

Do diện tích buồng nhỏ nên không cần chiếu sáng vậy: Q41 = 0

Tổn thất lạnh do người làm việc trong phòng Q 42 , W:

350 - Nhiệt lượng do một người thải ra khi làm việc nặng nhọc, W/người; n - Số người làm việc

Do diện tích buồng nhỏ nên không cần người làm việc trong phòng vậy: Q42 = 0

Tổn thất lạnh do động cơ tỏa ra Q 43 [W]

Tổn thất lạnh do mở cửa phòng lạnh Q 44 [W]:

B - Dòng nhiệt riêng khi mở cửa, W/m 2 , Chọn B = 32 W/m 2 ;

3.6.5 Dòng nhiê ̣t do hoa quả hô hấp Q 5

Do sản phẩm là tôm nên không có hô hấp vâ ̣y Q 5 = 0

Vậy tổng tổn thất lạnh trong phòng trữ đông là:

3.6.6 Năng suất la ̣nh của máy nén

Hệ số k được xác định để tính đến tổn thất trên đường ống và thiết bị trong hệ thống lạnh, với t0 = -45°C, k = 1,115 được tính bằng phương pháp nội suy Hệ số thời gian làm việc b được chọn là 0,7.

Qmn - Tổng nhiệt tải của máy nén đối với một chế độ nhiệt độ bay hơi

3.6.7 Phụ tải nhiệt cho máy nén:

Q MN Q Q Q   M Vậy công suất M = 23,92 kg/mẻ

SỬA CHỮA, HOÀN THIỆN HỆ THỐNG SẴN CÓ

VẬN HÀNH TỦ ĐÔNG HAI CẤP CÔNG SUẤT 03 HP

Ngày đăng: 06/06/2022, 02:27

Nguồn tham khảo

Tài liệu tham khảo Loại Chi tiết
[1] Nguyễn Đức Lợi. Hướng dẫn thiết kế hệ thống lạnh, Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật, Hà Nội 2011 Khác
[2] Nguyễn Đức Lợi, Phạm Văn Tùy. Máy và thiết bị lạnh, Nhà xuất bản Giáo dục, 2006 Khác
[3] Hoàng Đình Tín. Cơ sở truyền nhiệt và thiết kế thiết bị trao đổi nhiệt, Nhà xuất bản Đại học Quốc gia TP.HCM, 2013 Khác
[5] T.s Lê Xuân Hòa. Máy nén và thiết bị hệ thống lạnh, Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP.HCM, Lưu hành nội bộ Khác
[6] T.s Hoàng An Quốc, T.s Lê Xuân Hòa. Kỹ thuật lạnh, Nhà xuất bản Đại học Quốc gia TP.HCM, 2013 Khác
[7] GS.Ts Trần Đức Ba. Giáo trình công nghệ lạnh thủy sản, Nhà xuất bản Đại học Quốc gia TP.HCM Khác
[8] T.s Lê Xuân Hòa. Phần mền tính toán chu trình hai cấp Khác

HÌNH ẢNH LIÊN QUAN

Hình 2.1: Quá trình hình thành điểm đóng băng - Tính toán, thiết kế, sửa chữa mô hình hệ thống cấp đông hai cấp tại xưởng nhiệt   đồ án tốt nghiệp ngành công nghệ kỹ thuật nhiệt
Hình 2.1 Quá trình hình thành điểm đóng băng (Trang 12)
Bảng 2.2: Các thông số của một số sản phẩm - Tính toán, thiết kế, sửa chữa mô hình hệ thống cấp đông hai cấp tại xưởng nhiệt   đồ án tốt nghiệp ngành công nghệ kỹ thuật nhiệt
Bảng 2.2 Các thông số của một số sản phẩm (Trang 17)
Bảng 2.3: Các thông số về phương pháp cấp đông - Tính toán, thiết kế, sửa chữa mô hình hệ thống cấp đông hai cấp tại xưởng nhiệt   đồ án tốt nghiệp ngành công nghệ kỹ thuật nhiệt
Bảng 2.3 Các thông số về phương pháp cấp đông (Trang 22)
Hình 3.1: Quy trình xử lý tôm đông lạnh - Tính toán, thiết kế, sửa chữa mô hình hệ thống cấp đông hai cấp tại xưởng nhiệt   đồ án tốt nghiệp ngành công nghệ kỹ thuật nhiệt
Hình 3.1 Quy trình xử lý tôm đông lạnh (Trang 26)
Hình 3.2: Đồ thị T-s Hình 3.3: Đồ thị logpH - Tính toán, thiết kế, sửa chữa mô hình hệ thống cấp đông hai cấp tại xưởng nhiệt   đồ án tốt nghiệp ngành công nghệ kỹ thuật nhiệt
Hình 3.2 Đồ thị T-s Hình 3.3: Đồ thị logpH (Trang 27)
Bảng 3.2: Thông số điểm nút của tru trình THÔNG SỐ TRẠNG THÁI CÁC ĐIỂM NÚT (R22) - Tính toán, thiết kế, sửa chữa mô hình hệ thống cấp đông hai cấp tại xưởng nhiệt   đồ án tốt nghiệp ngành công nghệ kỹ thuật nhiệt
Bảng 3.2 Thông số điểm nút của tru trình THÔNG SỐ TRẠNG THÁI CÁC ĐIỂM NÚT (R22) (Trang 28)
Hình 3.5: Thiết bị ngưng tụ giải nhiệt gió - Tính toán, thiết kế, sửa chữa mô hình hệ thống cấp đông hai cấp tại xưởng nhiệt   đồ án tốt nghiệp ngành công nghệ kỹ thuật nhiệt
Hình 3.5 Thiết bị ngưng tụ giải nhiệt gió (Trang 30)
Hình 3.6: Thiết bị bay hơi kiểu dàn lạnh quạt trao đổi nhiệt đối lưu cưỡng bức - Tính toán, thiết kế, sửa chữa mô hình hệ thống cấp đông hai cấp tại xưởng nhiệt   đồ án tốt nghiệp ngành công nghệ kỹ thuật nhiệt
Hình 3.6 Thiết bị bay hơi kiểu dàn lạnh quạt trao đổi nhiệt đối lưu cưỡng bức (Trang 36)
Chọn ω= 12m/s Tra bảng 10-1 tr 345 - Tính toán, thiết kế, sửa chữa mô hình hệ thống cấp đông hai cấp tại xưởng nhiệt   đồ án tốt nghiệp ngành công nghệ kỹ thuật nhiệt
h ọn ω= 12m/s Tra bảng 10-1 tr 345 (Trang 38)
Hình 3.7: Bình tách lỏng kiểu nón chắn - Tính toán, thiết kế, sửa chữa mô hình hệ thống cấp đông hai cấp tại xưởng nhiệt   đồ án tốt nghiệp ngành công nghệ kỹ thuật nhiệt
Hình 3.7 Bình tách lỏng kiểu nón chắn (Trang 39)
Bảng 3.3: Bảng chọn đường ống thực tế - Tính toán, thiết kế, sửa chữa mô hình hệ thống cấp đông hai cấp tại xưởng nhiệt   đồ án tốt nghiệp ngành công nghệ kỹ thuật nhiệt
Bảng 3.3 Bảng chọn đường ống thực tế (Trang 39)
Hình 3.8: Bình tách dầu kiểu nón chắn - Tính toán, thiết kế, sửa chữa mô hình hệ thống cấp đông hai cấp tại xưởng nhiệt   đồ án tốt nghiệp ngành công nghệ kỹ thuật nhiệt
Hình 3.8 Bình tách dầu kiểu nón chắn (Trang 40)
Hình 3.9: Bình trung gian ống xoắn - Tính toán, thiết kế, sửa chữa mô hình hệ thống cấp đông hai cấp tại xưởng nhiệt   đồ án tốt nghiệp ngành công nghệ kỹ thuật nhiệt
Hình 3.9 Bình trung gian ống xoắn (Trang 42)
Hình 3.10: Cấu tạo bình chứa cao áp - Tính toán, thiết kế, sửa chữa mô hình hệ thống cấp đông hai cấp tại xưởng nhiệt   đồ án tốt nghiệp ngành công nghệ kỹ thuật nhiệt
Hình 3.10 Cấu tạo bình chứa cao áp (Trang 43)
k - Hệ số truyền nhiệt vách ngoài phụ thuộc vào nhiệt độ buồng lạnh k= 0,19 [Tra bảng 3.3 TL1 tr 84] - Tính toán, thiết kế, sửa chữa mô hình hệ thống cấp đông hai cấp tại xưởng nhiệt   đồ án tốt nghiệp ngành công nghệ kỹ thuật nhiệt
k Hệ số truyền nhiệt vách ngoài phụ thuộc vào nhiệt độ buồng lạnh k= 0,19 [Tra bảng 3.3 TL1 tr 84] (Trang 47)

TRÍCH ĐOẠN

TÀI LIỆU CÙNG NGƯỜI DÙNG

TÀI LIỆU LIÊN QUAN