Tính toán thiết kế kho lạnh 120 tấn để trữ đông cá

THIẾT KẾ KHO LẠNH 120 TẤN TRỮ ĐÔNG CÁ

Đồ án: Tính toán thiết kế kho lạnh 120 tấn để trữ đông cá LỜI MỞ ĐẦU     iệt Nam là một quốc gia có đường bờ biển dài trên 3200 km dọc suốt chiều dài từ Bắc tới Nam, phía Bắc giáp với vịnh Bắc Bộ, phía Nam giáp với vịnh Thái Lan, với cả một vùng thềm lục địa rộng lớn khoảng hơn một triệu km 2 , cộng với hệ thống sông ngòi chằng chịt. Nói chung Việt Nam là một môi trường rất thuận lợi, cung cấp nguồn thuỷ hải sản rất phong phú. V Trong những năm gần đây xây dựng và mở rộng các kho lạnh bảo quản thuỷ hải sản xuất khẩu thu lại ngoại tệ cho đất nước đang là mối quan tâm hàng đầu của Đảng và nhà nước ta. Đồ án của nhóm : "Tính toán thiết kế kho lạnh 120 tấn để trữ đông cá" Trong quá trình thực hiện đồ án, nhóm chúng em sẽ không tránh khỏi những sai sót. Kính mong được sự đóng góp ý kiến của các thầy cô. Em xin chân thành cảm ơn! TP. Hồ Chí Minh, ngày 01 tháng 07 năm 2013 GVHD: Đào Thanh Khê Trang 1 Đồ án: Tính toán thiết kế kho lạnh 120 tấn để trữ đông cá LỜI CẢM ƠN     au một thời gian nghiên cứu và tham khảo để hoàn thành đồ án, nhóm chúng em xin chân thành cảm ơn: S - Trường ĐH Công Nghiệp Thực Phẩm Tp. Hồ Chí Minh đã tạo mọi điều kiện tốt nhất về cơ sở vật chất kĩ thuật, trang thiết bị để chúng em có thể hoàn thành đồ án trong thời gian ngắn. - Thư viện trường đã cung cấp những tư liệu hết sức có giá trị, là tài liệu thanh khảo tốt và quý báu. - Đặc biệt gửi lời cảm ơn đến thầy Đào Thanh Khê, người trực tiếp hướng dẫn tận tình để nhóm chúng em hoàn thành đồ án đúng thời hạn. TP. Hồ Chí Minh, ngày 01 tháng 07 năm 2013 GVHD: Đào Thanh Khê Trang 2 Đồ án: Tính toán thiết kế kho lạnh 120 tấn để trữ đông cá LỜI NHẬN XÉT CỦA GVHD     GVHD: Đào Thanh Khê Trang 3 Đồ án: Tính toán thiết kế kho lạnh 120 tấn để trữ đông cá Chữ ký của giáo viên nhận xét GVHD: Đào Thanh Khê Trang 4 Đồ án: Tính toán thiết kế kho lạnh 120 tấn để trữ đông cá LỜI NHẬN XÉT CỦA HỘI ĐỒNG PHẢN BIỆN     Chữ ký của giáo viên nhận xét MỤC LỤC GVHD: Đào Thanh Khê Trang 5 Đồ án: Tính toán thiết kế kho lạnh 120 tấn để trữ đông cá     Chương 1:TỔNG QUAN 1.1. VAI TRÒ VÀ NHIỆM VỤ CỦA KỸ THUẬT LẠNH Nguồn lợi thủy sản nước ta vô cùng phong phú và đa dạng như: cá, tôm, mực. Hiện nay người ta đã xác định trên 800 loài thủy sản trong đó có hơn 400 loài có giá trị cao. Nhu cầu về thực phẩm thủy sản đông lạnh luôn có xu hướng tăng nhanh đặc biệt ở các nước phát triển, mức sống của họ cao nên họ có xu hướng sử dụng các loài thực phẩm thủy sản để hạn chế nguy cơ gây một số bệnh như: bệnh tim, bệnh béo phì, bệnh cao huyết áp, bệnh bướu cổ. Chính vì thế mà thực phẩm lạnh nói chung và thực phẩm đông lạnh nói riêng luôn là nguồn hấp dẫn người tiêu dùng trong và ngoài nước. Nó không ngừng mang lại ngoại tệ cho đất nước. 1.2.Ý NGHĨA CỦA KỸ THUẬT LẠNH TRONG CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM Việt Nam nằm ở vùng nhiệt đới nóng ẩm, phần lớn các loài thực phẩm từ rau quả, thịt, cá chứa nhiều chất và cấu trúc rất phức tạp. Các thông số về chất lượng thực phẩm thay đổi dưới tác dụng của các quá trình lên men trong thực phẩm cũng như các quá trình phát triển của vi sinh vật và quá trình oxi hóa của không khí làm cho thực phẩm GVHD: Đào Thanh Khê Trang 6 Đồ án: Tính toán thiết kế kho lạnh 120 tấn để trữ đông cá đó có cấu trúc vi sinh vật bị phá hủy. Do đó làm giảm giá trị của thực phẩm. Mặt khác, ở thực phẩm nóng có thể xuất hiện nhiều chất có hại cho cơ thể người. Vậy hạn chế những biến đổi không có lợi cho thực phẩm bằng cách hạ nhiệt độ của thực phẩm vì ở nhiệt độ thấp thì những biến đổi có hại cho thực phẩm sẽ kìm hãm làm cho quá trình đó lâu hơn. Muốn làm được điều này thì ngày nay bằng các phương pháp làm lạnh nhân tạo mà ngành kỹ thuật lạnh đã làm được và nó cũng là phương pháp đạt nhiều hiệu quả cao trong các điều kiện nhiệt độ như ở nước ta. 1.3. TỔNG QUAN VỀ KHO LẠNH BẢO QUẢN 1.3.1. Kho lạnh bảo quản Kho lạnh bảo quản là kho được sử dụng để bảo quản các loại thực phẩm, nông sản, rau quả, các sản phẩm của công nghiệp hoá chất, công nghiệp thực phẩm, công nghiệp nhẹ,… Hiện nay kho lạnh được sử dụng rất rộng rãi trong công nghiệp chế biến thực phẩm và chiếm một tỷ lệ lớn nhất. Các dạng mặt hàng bảo quản bao gồm: - Kho bảo quản thực phẩm chế biến như: thịt, hải sản, đồ hộp,… - Kho bảo quản nông sản thực phẩm hoa quả. - Bảo quản các sản phẩm y tế, dược liệu. - Kho bảo quản sữa. - Kho bảo quản và lên men bia. - Bảo quản các sản phẩm khác. Việc thiết kế kho lạnh phải đảm bảo một số yêu cầu cơ bản sau: - Cần phải tiêu chuẩn hoá các kho lạnh. - Cần phải đáp ứng các yêu cầu khắt khe của sản phẩm xuất khẩu. - Cần có khả năng cơ giới hoá cao trong các khâu bốc dỡ sắp xếp hàng. - Có giá trị kinh tế: vốn đầu tư nhỏ, có thể sử dụng máy và thiết bị trong nước,… Với những yêu cầu nhiều khi mâu thuẫn nhau như trên ta phải đưa ra những phương pháp thiết kế với hoàn cảnh Việt Nam. 1.3.2. Phân loại kho lạnh Có nhiều kiểu kho bảo quản dựa trên những căn cứ phân loại khác nhau: 1.3.2.1.Theo công dụng Người ta có thể phân ra các loại kho lạnh như sau: GVHD: Đào Thanh Khê Trang 7 Đồ án: Tính toán thiết kế kho lạnh 120 tấn để trữ đông cá - Kho lạnh sơ bộ: dùng làm lạnh sơ bộ hay bảo quản tạm thời thực phẩm tại các nhà máy chế biến trước khi chuyển sang một khâu chế biến khác. - Kho chế biến: được sử dụng trong các nhà máy chế biến và bảo quản thực phẩm (nhà máy đồ hộp, nhà máy sữa, nhà máy chế biến thuỷ sản, nhà máy xuất khẩu thịt, …). Các kho lạnh loại này thường có dung tích lớn, cần phải trang bị hệ thống có công suất lạnh lớn. Phụ tải của kho lạnh luôn thay đổi do phải xuất nhập hàng thường xuyên. - Kho phân phối, trung chuyển: dùng điều hoà cung cấp thực phẩm cho các khu dân cư, thành phố và dự trữ lâu dài. Kho lạnh phân phối thường có dung tích lớn, trữ nhiều mặt hàng và có ý nghĩa rất lớn đối với đời sống sinh hoạt của cả một cộng đồng. - Kho thương nghiệp: kho lạnh bảo quản các mặt hàng thực phẩm của hệ thống thương nghiệp. Kho dùng bảo quản tạm thời các mặt hàng đang được doanh nghiệp bán trên thị trường. - Kho vận tải (trên tàu thuỷ, tàu hoả, ôtô): đặc điểm của kho là dung tích lớn, hàng bảo quản mang tính tạm thời để vận chuyển từ nơi này đến nơi khác. - Kho sinh hoạt: đây là loại kho rất nhỏ dùng trong các hộ gia đình, khách sạn, nhà hàng dùng bảo quản một lượng hàng nhỏ. 1.3.2.2.Theo nhiệt độ Người ta có thể chia ra: - Kho bảo quản lạnh: nhiệt độ bảo quản nằm trong khoảng -2 o C đến 5 o C. Đối với một số rau quả nhiệt đới cần bảo quản ở nhiệt độ cao hơn (đối với chuối > 10 o C, đối với chanh >4 o C). Nói chung các mặt hàng chủ yếu là rau quả và các mặt hàng nông sản. - Kho bảo quản đông: kho được sử dụng để bảo quản các mặt hàng đã qua cấp đông. Đó là hàng thực phẩm có nguồn gốc động vật. Nhiệt độ bảo quản tuỳ thuộc vào thời gian, loại thực phẩm bảo quản. Tuy nhiên nhiệt độ bảo quản tối thiểu cũng phải đạt -18 o C để các vi sinh vật không thể phát triển làm hư hại thực phẩm trong quá trình bảo quản. - Kho đa năng: nhiệt độ bảo quản là -12 o C, buồng bảo quản đa năng thường được thiết kế ở -12 0 C nhưng khi cần bảo quản lạnh có thể đưa lên nhiệt độ bảo quản 0 o C hoặc khi cần bảo quản đông có thể đưa xuống nhiệt độ bảo quản -18 o C tuỳ theo yêu GVHD: Đào Thanh Khê Trang 8 Đồ án: Tính toán thiết kế kho lạnh 120 tấn để trữ đông cá cầu công nghệ. Khi cần có thể sử dụng buồng đa năng để gia lạnh sản phẩm. Buồng đa năng thường được trang bị dàn quạt nhưng cũng có thể được trang bị dàn tường hoặc dàn trần đối lưu không khí tự nhiên. - Kho gia lạnh: được dùng để làm lạnh sản phẩm từ nhiệt độ môi trường xuống nhiệt độ bảo quản lạnh hoặc để gia lạnh sơ bộ cho những sản phẩm lạnh đông trong phương pháp kết đông 2 pha. Tuỳ theo yêu cầu quy trình công nghệ gia lạnh, nhiệt độ buồng có thể hạ xuống -5 o C và nâng lên vài độ trên nhiệt độ đóng băng của các sản phẩm được gia lạnh. Buồng gia lạnh thường được trang bị dàn quạt để tăng tốc độ gia lạnh cho sản phẩm. - Kho bảo quản nước đá: nhiệt độ tối thiểu -4 o C. 1.3.2.3.Theo dung tích chứa Kích thước kho lạnh phụ thuộc chủ yếu vào dung tích chứa hàng của nó. Do đặc điểm về khả năng chất tải cho mỗi loại thực phẩm khác nhau nên thường quy dung tích ra tấn thịt. Ví dụ: kho 50 tấn thịt, kho 100 tấn thịt, 200 tấn thịt, 500 tấn thịt…. 1.3.2.4.Theo đặc điểm cách nhiệt Người ta chia ra: - Kho xây: là kho mà kết cấu là kiến trúc xây dựng và bên trong người ta bọc lớp cách nhiệt. Kho xây chiếm diện tích lớn, giá thành tương đối cao, không đẹp, khó tháo dỡ, và di chuyển. Mặt khác về mặt thẩm mỹ và vệ sinh kho xây không đảm bảo tốt. Vì vậy, hiện nay ở nước ta thường ít sử dụng kho xây để bảo quản thực phẩm. - Kho panel: được lắp ghép từ các tấm panel tiền chế polyuretan và được lắp ghép với nhau. Kho panel có hình thức đẹp, gọn và giá thành tương đối rẻ, rất tiện lợi khi lắp đặt, tháo dỡ và bảo quản các mặt hàng thực phẩm, nông sản, thuốc men, dược liệu… Hiện nay nhiều doanh nghiệp ở nước ta đã sản xuất các tấm panel cách nhiệt đạt tiêu chuẩn cao. Vì thế hầu hết các xí nghiệp, công nghiệp thực phẩm đều sử dụng kho panel để bảo quản hàng hoá. 1.4. GIỚI THIỆU SƠ LƯỢC VỀ NGUỒN LỢI THỦY SẢN Thủy sản là nguồn nguyên liệu quan trọng của thực phẩm, công nghiệp, nông nghiệp và dược phẩm. Động thực vật thủy sản bao gồm: tôm, cá, nhuyễn thể (mực, trai, sò,…), rong tảo,… đang cung cấp cho con người một nguồn đạm thực phẩm GVHD: Đào Thanh Khê Trang 9 Đồ án: Tính toán thiết kế kho lạnh 120 tấn để trữ đông cá khổng lồ và phong phú. Theo thống kê thì thủy sản đang chiếm trên 20% nguồn đạm thực phẩm của nhân loại nói chung, trên 50% ở các nước phát triển. Nước ta có bờ biển dài 3260km, một vùng thềm lục địa rộng lớn khoảng hơn 1triệu km 2 , thuộc vùng biển nhiệt đới nên nguồn nguyên liệu rất đa dạng và có cả bốn mùa. Trữ lượng cá đáy, cá nổi của vùng biển Việt Nam rất phong phú (theo dự tính sơ bộ có khoảng 2000 loài, trong đó hơn 40 loài cá có giá trị kinh tế lớn). Bên cạnh đó, nghề nuôi trồng thủy sản đang được phát triển khá mạnh (sản lượng của các nước Đông Nam Á chiếm trên 50% tổng sản lượng nuôi trồng của thế giới). Nước ta có nhiều sông, hồ, kênh, rạch, đầm, phá và diện tích mặt nước thoáng rất lớn cho nên đang tập trung đẩy mạnh nuôi trồng thủy sản để nhanh chóng phát triển thành ngành một cách chủ động, toàn diện giữa các khâu nuôi trồng, khai thác, chế biến. Do khả năng nguồn lợi to lớn, ngành thủy sản có nhiệm vụ quan trọng là: chế biến nguồn lợi to lớn đó thành nhiều sản phẩm có giá trị cao cho sản xuất và đời sống con người. Đặc điểm nổi bật của nguyên liệu thủy sản là ươn thối rất nhanh, cho nên nhiệm vụ đặt lên hàng đầu của khâu chất lượng sản phẩm là phải kịp thời bảo quản, chế biến mà trước hết là bảo quản lạnh. GVHD: Đào Thanh Khê Trang 10 [...]... hoàn toàn GVHD: Đào Thanh Khê Trang 27 Đồ án: Tính toán thiết kế kho lạnh 120 tấn để trữ đông cá Đồ thị P -H GVHD: Đào Thanh Khê Trang 28 Đồ án: Tính toán thiết kế kho lạnh 120 tấn để trữ đông cá Chu trình máy nén hai cấp, 2 tiết lưu, bình trung gian làm mát hoàn toàn GVHD: Đào Thanh Khê Trang 29 Đồ án: Tính toán thiết kế kho lạnh 120 tấn để trữ đông cá - Các quá trình của chu trình: 1-2: nén trong nén...Đồ án: Tính toán thiết kế kho lạnh 120 tấn để trữ đông cá Chương 2: TÍNH TOÁN KHO LẠNH 2.1 TÍNH THỂ TÍCH KHO LẠNH Thể tích kho lạnh được xác định theo công thức: [T20, TL3] V= (m3) Trong đó: E – Dung tích của các buồng lạnh, tấn gv – Mức độ chất tải, tấn/ m3 Kho được thiết kế với mặt hàng cá đông lạnh chứa trong thùng cactong, ta có gv = 0,45 tấn/ m3 2.2 DIỆN TÍCH CHẤT TẢI TRONG KHO LẠNH Chọn h... Đồ án: Tính toán thiết kế kho lạnh 120 tấn để trữ đông cá Chương 3: TÍNH TOÁN CÁCH NHIỆT CÁCH ẨM 1 TÍNH TOÁN CHO VÁCH KHO LẠNH 1 Kết cấu tường bao Xây dựng vách kho lạnh có kết cấu như sau: Hình 1: Tường bao kho lạnh Chú thích: 1,3 Vữa 2 Gạch 4 Cách ẩm (nhựa đường) 5 Cách ẩm (polyetylen) 6 Cách nhiệt (Stiropor) 7 Lớp vữa và tấm thép Bảng 1: Kết cấu vách ngoài kho lạnh Vật liệu Vữa Gạch Vữa Cách ẩm... = 1.06 chọn b = 0.9 đối với các thiết bị lạnh nhỏ GVHD: Đào Thanh Khê Trang 23 Đồ án: Tính toán thiết kế kho lạnh 120 tấn để trữ đông cá GVHD: Đào Thanh Khê Trang 24 Đồ án: Tính toán thiết kế kho lạnh 120 tấn để trữ đông cá Chương 5: TÍNH TOÁN CHỌN MÁY NÉN 5.1 CHỌN CÁC THÔNG SỐ CỦA CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC - Vì nhiệt độ trong phòng lạnh là -180C => Chọn nhiệt độ sôi của môi chất lạnh: t0 = -20oC - Nhiệt độ... trên bề mặt kết cấu GVHD: Đào Thanh Khê Trang 17 Đồ án: Tính toán thiết kế kho lạnh 120 tấn để trữ đông cá Chương 4: TÍNH TOÁN CÂN BẰNG NHIỆT Việc tính toán nhiệt tải kho lạnh là tính toán các dòng nhiệt từ môi trường xâm nhập vào kho lạnh Đây chính là dòng nhiệt tổn thất mà máy lạnh phải có đủ công suất để thải trở lại môi trường nóng, đảm bảo sự chênh lệch nhiệt độ ổn định giữa buồng lạnh và không... Đồ án: Tính toán thiết kế kho lạnh 120 tấn để trữ đông cá 2 CÁCH NHIỆT CÁCH ẨM CHO NỀN 1 Kết cấu cách nhiệt của nền Kết cấu nền kho lạnh phụ thuộc vào nhiều yếu tố như: nhiệt độ phòng lạnh, tải trọng của hàng bảo quản, dung tích kho lạnh, …Yêu cầu của nền là phải có độ vững chắc cần thiết, tuổi thọ cao, không thấm ẩm Bảng 2: Kết cấu cách nhiệt của nền Vật liệu Bêtông xỉ Bêtông đất Lưới thép Cách nhiệt... buồng lạnh Đối với buồng diện tích nhỏ hơn 100 m2, βF = 0,70÷0,75 Đối với buồng diện tích 100- 400 m2, βF = 0,75÷0,80 GVHD: Đào Thanh Khê Trang 11 Đồ án: Tính toán thiết kế kho lạnh 120 tấn để trữ đông cá Đối với buồng diện tích hơn 400 m2, βF = 0,8÷0,85 - Chọn kích thước kho lạnh Cá được đựng trong các thùng cactong, mỗi thùng chứa được 10kg cá Số lượng thùng cactông có trong kho là: 1200 00/10 = 1200 0... Khê Trang 22 Đồ án: Tính toán thiết kế kho lạnh 120 tấn để trữ đông cá 4.2 XÁC ĐỊNH TẢI NHIỆT CHO THIẾT BỊ VÀ MÁY NÉN 4.2.1 Phụ tải nhiệt 4.2.1.1 Phụ tải nhiệt của thiết bị Phụ tải nhiệt của thiết bị là tải nhiệt dùng để tính tóan bề mặt trao đổi nhiệt cần thiết của thiết bị bay hơi Công suất giải nhiệt yêu cầu của thiết bị bao giờ cũng lớn hơn công suất của máy nén, phải có hệ số dự trữ nhằm tránh những... nhiệt λ (W/mK) 1 0.80 0.035 1.5 0.88 Hình 3: Kết cấu trần của kho lạnh Chú thích: 1 Bêtông tấm 2 Cách ẩm (nhựa đường) 3 Cách ẩm (polyetylen) 3.3.2 Xác định bề dày lớp cách nhiệt GVHD: Đào Thanh Khê 4 Cách nhiệt (Stiropor) 5 Bêtông cốt thép 6 Vữa Trang 16 Đồ án: Tính toán thiết kế kho lạnh 120 tấn để trữ đông cá Bề dày lớp cách nhiệt được tính theo công thức: [T37, TL3] Trong đó: α1 = 23.3 W/m2 K : hệ... nhiệt sản phẩm tỏa ra khi bảo quản lạnh đông: 4.1.2.2 Dòng nhiệt do bao bì tỏa ra [T55, TL3] Trong đó: Mb: khối lượng bao bì đưa vào cùng sản phẩm (t/24h) GVHD: Đào Thanh Khê Trang 20 Đồ án: Tính toán thiết kế kho lạnh 120 tấn để trữ đông cá Cb: nhiệt dung riêng của bao bì (kj/kg.K) t1: nhiệt độ bao bì trước bảo quản lạnh đông (oC) t2: nhiệt độ bao bì sau bảo quản lạnh đông (oC) Q2b: dòng nhiệt do bao