Thiết kế đồ án kho lạnh bảo quản rau quả

Thiết kế đồ án kho lạnh bảo quản rau LỜI MỞ ĐẦU  Kỹ thuật lạnh đời hàng trăm năm sử dụng rộng rãi nhiều ngành kỹ thuật khác nhau: công nghiệp chế biến bảo quản thực phẩm, công nghiệp hố chất, cơng nghiệp rượu, bia, sinh học, đo lường tự động, kỹ thuật sấy nhiệt độ thấp, xây dựng, công nghiệp dầu mỏ, chế tạo vật liệu, dụng cụ, thiết kế chế tạo máy, xử lý hạt giống, y học, thể thao, đời sống vv Ngày ngành kỹ thuật lạnh phát triển mạnh mẽ, sử dụng với nhiều mục đích khác nhau, phạm vi ngày mở rộng trở thành ngành kỹ thuật vô quan trọng, thiếu đời sống kỹ thuật tất nước  Một số ứng dụng việc thiết kế loại kho lạnh để bảo quản thục phẩm Trong đồ án chúng em tiến hành thiết kế kho lạnh dùng để bảo quản rau Trang Thiết kế đồ án kho lạnh bảo quản rau Mục lục Chương VAI TRỊ CỦA KỸ THUẬT LẠNH TRONG CƠNG NGHỆ THỰC PHẨM 1.1 Tác dụng nhiệt độ thấp thực phẩm 1.2 Các chế độ xử lý lạnh thực phẩm 11 Chương 14 TÍNH TỐN BỐ TRÍ MẶT BẰNG VÀ DUNG TÍCH KHO LẠNH 14 2.1.Khảo sát sơ đồ mặt lắp đặt kho lạnh 14 2.1.1 Chọn địa điểm xây dựng kho lạnh 14 2.1.2 Các thơng số khí hậu 14 2.1.3 Các điều kiện bảo quản kho .15 2.2 Yêu cầu thiết kế mặt kho lạnh: 17 2.2.1 Yêu cầu chung mặt kho bảo quản: 17 2.3 Yêu cầu chung phòng máy: .19 2.4 Phân loại kho lạnh: 19 2.4.1 Kho lạnh chế biến (Xí nghiệp chế biến lạnh) 19 2.4.2 Kho lạnh phân phối 19 2.4.3 Kho lạnh trung chuyển .20 2.4.4 Kho lạnh thương nghiệp 20 2.4.5 Kho lạnh vận tải .20 2.4.6 Kho lạnh sinh hoạt 20 2.5 Phân bố dung tích 21 2.6 Xác định số lượng kích thướt buồng lạnh 21 2.6.1 Thể tích kho lạnh 23 2.6.3 Tải trọng trần 24 2.6.4 Xác định diện tích lạnh cần xây dựng: 24 2.6.5 Số lượng buồng lạnh phải xây dựng: 24 2.6.6 Dung tích thực tế kho lạnh: 25 2.7 Quy hoạch mặt kho lạnh 25 2.7.1 Yêu cầu chung quy hoạch mặt kho lạnh 25 2.7.2 Dung tích chức kho lạnh .26 2.7.3 Tính tốn kinh tế 27 2.7.4 Chọn mặt xây dựng 27 2.7.5 Nguồn nước 28 2.7.6 Nguồn điện .28 2.7.7 Bốc xếp 28 Chương 30 TÍNH CÁCH NHIỆT CÁCH ẨM 30 3.1 Cấu trúc xây dựng cách nhiệt kho lạnh 30 Trang Thiết kế đồ án kho lạnh bảo quản rau 3.1.1 Mục đích việc cách nhiệt phòng lạnh: 30 3.1.2 Mục đích việc cách ẩm : 31 3.2 Cấu trúc cách nhiệt – cách ẩm 32 3.2.1 Cấu trúc cách nhiệt: .32 3.2.2 Cấu trúc cách ẩm: 32 3.3 Phương pháp xây dựng kho bảo quản 32 3.3.1 Kết cấu xây dựng kho: 33 3.4 Vật liệu cách nhiệt 35 3.5 Tính toán cách nhiệt kho lạnh: 37 3.5.1 Kết cấu tường bao .37 3.5.2 Kiểm tra đọng sương vách tường bao 31 3.5.3 Kiểm tra đọng ẩm cấu cách nhiệt 32 3.5.4 Xác định chiều dày cách nhiệt 34 3.5.5 Xác định kết cấu trần kho lạnh 35 3.5.6 Xác định chiều dày cách nhiệt tường ngăn: 38 Chương 38 TÍNH NHIỆT TẢI VÀ CHỌN HỆ THỐNG 38 4.1 Tính nhiệt tải 38 4.1.1 Mục đích 39 4.1.2 Tính nhiệt tải 39 4.1.3 Xác định tải nhiệt suất lạnh cho máy nén .44 4.2 Chọn chế độ làm việc tính chọn thiết bị 44 4.2.1 Chọn thông số làm việc 44 4.2.2 Tính chu trình máy lạnh 46 4.2.3 Tính chọn thiết bị .49 Chương5: 57 THI CÔNG LẮP ĐẶT 5.1 Gia cố xây dựng móng 57 5.1.1 Đúc khung kho bê tông cốt thép .58 1.2 Dựng khung đỡ mái lợp mái 58 5.2 Lắp đặt kho lạnh 58 5.2.1 Công tác chuẩn bị .58 2.2 Thi công lắp đặt .58 5.3 Lắp đặt hệ thống lạnh 63 5.3.1 Lắp đặt cụm dàn ngưng, máy nén 63 5.3.2 Lắp đặt cụm dàn lạnh .64 5.3.3 Lắp đặt đường ống hút máy nén, đường ống từ bình chưa cao áp đến dàn lạnh, bình tách lỏng van tiết lưu 65 5.4 Đuổi bụi thử xì, hút chân khơng nạp gas hệ thống .68 5.4.1 Quy trình đuổi bụi hệ thống .68 5.4.2 Thử xì hệ thống 68 5.4.3 Hút chân không hệ thống 69 5.4.4 Nạp gas cho hệ thống .70 Trang Thiết kế đồ án kho lạnh bảo quản rau 5.5 Vận hành hệ thống lạnh 71 5.5.1 Công tác chuẩn bị 71 5.5.2 Vận hành hệ thống 71 5.5.3 Dừng máy .72 5.6 Bảo dưỡng hệ thống 72 5.6.1.Bảo dưỡng máy nén 73 5.6.2.Bảo dưỡng thiết bị ngưng tụ .73 5.6.3 Bảo dưỡng thiết bị bay 73 DANH SÁCH CÁC BẢNG TRONG BÀI Bảng 1.1: Khả phân giải phụ thuộc nhiệt độ Bảng 1.2: Ảnh hưởng nhiệt độ đến vi sinh vật 10 Bảng 2-1 Thơng số khí hậu TPHCM 14 Bảng 2-2: Chế độ thời gian bảo quản rau tươi 15 Bảng 2-3 Tiêu chuẩn chất tải thể tích số sản phẩm bảo quản lạnh .21 Bảng 3-1: Chọn kết cấu vách tường baoBảng 3-1: Chọn kết cấu vách tường bao 37 Bảng 3-2: Áp suất bảo hòa theo nhiệt độ 33 Bảng 3-3: Kết cấu cách nhiệt .34 Bảng 3-4: 35 Bảng 3-5: Tính chất vật lý khơng khí ẩm 37 Bảng 4-1: Bảng tổng kết nhiệt tải 43 Bảng 4-2: Các tổng hợp thông số điểm nút chu trình 47 Bảng 3-1: Chọn kết cấu vách tường baoBảng 4-3: Thông số dàn lạnh 50 Bảng 4-4: Thông số thiết bị ngưng tụ 52 Bảng 4-5: Kết tính toán đường ống chọn 56 Trang Thiết kế đồ án kho lạnh bảo quản rau Chương VAI TRÒ CỦA KỸ THUẬT LẠNH TRONG CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM 1.1 Tác dụng nhiệt độ thấp thực phẩm  Năm 1745 nhà bác học Nga Lômônôxốp luận án tiếng “Bàn nguyên nhân nóng lạnh“ cho rằng: Những trình sống thối rửa diễn nhanh nhiệt độ cao kìm hãm chậm lại nhiệt độ thấp  Thật vậy, biến đổi thực phẩm tăng nhanh nhiệt 50oC nhiệt độ thích hợp cho hoạt hố men phân giảiđộ 40 (enzim) thân thực phẩm vi sinh vật  Ở nhiệt độ thấp phản ứng hoá sinh thực phẩm bị ức chế Trong phạm vi nhiệt độ bình thường giảm 10oC tốc độ phản ứng giảm xuống 1/2 đến 1/3 lần  Nhiệt độ thấp tác dụng đến hoạt động men phân giải không tiêu diệt chúng Nhiệt độ xuống 0oC, phần lớn hoạt động enzim bị đình Tuy nhiên số men lipaza, trypsin, catalaza nhiệt độ -191oC không bị phá huỷ Nhiệt độ thấp khả phân giải giảm, ví dụ men lipaza phân giải mỡ  Khi nhiệt độ giảm hoạt động sống tế bào giảm do: - Cấu trúc tế bào bị co rút - Độ nhớt dịch tế bào tăng Trang Thiết kế đồ án kho lạnh bảo quản rau - Sự khuyếch tán nước chất tan tế bào giảm - Hoạt tính enzim có tế bào giảm Bảng 1.1: Khả phân giải phụ thuộc nhiệt độ Nhiệt độ (0C) 40 10 -10 Khả phân giải (%) 11,9 3,89 2,26 0,70  Các tế bào thực vật có cấu trúc đơn giản, hoạt động sống độc lập với thể sống Vì khả chịu lạnh cao, đa số tế bào thực vật không bị chết nước chưa đóng băng  Tế bào động vật có cấu trúc hoạt động sống phức tạp, gắn liền với thể sống Vì khả chịu lạnh Đa số tế bào động vật chết nhiệt độ giảm xuống 4oC so với thân nhiệt bình thường Tế bào động vật chết chủ yếu độ nhớt tăng phân lớp chất tan thể  Một số lồi động vật có khả tự điều chỉnh hoạt động sống nhiệt độ giảm, thể giảm hoạt động sống đến mức nhu cầu bình thường điều kiện môi trường khoảng thời gian định Khi tăng nhiệt độ, hoạt động sống chúng phục hồi, điều ứng dụng vận chuyển động vật đặc biệt thuỷ sản dạng tươi sống, đảm bảo chất lượng tốt giảm chi phí vận chuyển Ảnh hưởng lạnh vi sinh vật - Khả chịu lạnh loài vi sinh vật có 0C Tuy nhiên số khác chịu lạnh nhiệt độ khác Một số loài chết nhiệt độ 0C hay nhiệt độ thấp - Khi nhiệt độ hạ xuống thấp nước tế bào vi sinh vật đông đặc làm vỡ màng tế bào sinh vật Mặt khác nhiệt độ thấp, nước đóng băng làm mơi trường khuyếch tán chất tan, gây biến tính nước làm cho vi sinh vật chết - Trong tự nhiên có loại vi sinh vật thường phát triển theo chế độ nhiệt riêng Trang Thiết kế đồ án kho lạnh bảo quản rau Bảng 1.2: Ảnh hưởng nhiệt độ đến vi sinh vật Vi khuẩn Nhiệt độ thấp Vi khuẩn ưa lạnh (Psychrophiles)- 90oC Vi khuẩn ưa ấm(Mesophiles)- Vi 20oC40 khuẩn ưa nóng(Thermopphiles) 0oC10 Nhiệt độ thích hợp Nhiệt độ cao nhất 55oC 40oC50  20oC20 70oC30oC45oC50 15  Nấm mốc chịu đựng lạnh tốt hơn, nhiệt độ -10 0C hầu hết ngừng hoạt động trừ loài Mucor, Rhizopus, Penicellium Để ngăn ngừa mốc phải trì nhiệt độ -150C Các lồi nấm sống nơi khan nước tối thiểu phải đạt 15% Ở nhiệt độ -18 0C, 86% lượng nước đóng băng, cịn lại 14% khơng đủ cho vi sinh vật phát triển  Vì để bảo quản thực phẩm lâu dài cần trì nhiệt độ kho lạnh 180C  Để bảo thực phẩm người ta thực nhiều cách như: Phơi, sấy khơ, đóng hộp bảo quản lạnh Tuy nhiên phương pháp bảo lạnh tỏ có ưu điểm bật vì: - Hầu hết thực phẩm, nơng sản thích hợp phương pháp - Việc thực bảo quản nhanh chóng hữu hiệu phù hợp với tính chất mùa vụ nhiều loại thực phẩm nông sản - Bảo tồn tối đa thuộc tính tự nhiên thực phẩm, giữ gìn hương vị, màu sắc, vi lượng dinh dưỡng thực phẩm 1.2 Các chế độ xử lý lạnh thực phẩm  Thực phẩm trước đưa vào kho lạnh bảo quản, cần tiến hành xử lý lạnh để hạ nhiệt độ thực phẩm từ nhiệt độ ban đầu sau đánh bắt, giết mổ xuống nhiệt độ bảo quản Trang Thiết kế đồ án kho lạnh bảo quản rau  Có hai chế độ xử lý lạnh sản phẩm xử lý lạnh xử lý lạnh đông a) Xử lý lạnh làm lạnh sản phẩm xuống đến nhiệt độ bảo quản lạnh yêu cầu Nhiệt độ bảo quản phải nằm điểm đóng băng sản phẩm Đặc điểm sau xử lý lạnh, sản phẩm mềm, chưa bị hóa cứng đóng băng b) Xử lý lạnh đông kết đông (làm lạnh đông) sản phẩm Sản phẩm hồn tồn hóa cứng hầu dịch sản phẩm đóng thành băng Nhiệt độ tâm sản phẩm đạt -80C, nhiệt độ bề mặt đạt từ -180C đến -120C  Xử lý lạnh đơng có hai phương pháp: a) Kết đơng hai pha Thực phẩm nóng làm lạnh từ 37 0C xuống khoảng 40C sau đưa vào thiết bị kết đông để nhiệt độ tâm khối thực phẩm đạt -80C b) Kết đông pha  Thực phẩm cịn nóng đưa vào thiết bị kết đơng để hạ nhiệt độ tâm khối thực phẩm xuống đạt -80C  Kết đơng pha có nhiều ưu điểm so với kết đơng hai pha tổng thời gian trình giảm, tổn hao khối lượng khơ ngót giảm nhiều, chi phí lạnh diện tích buồng lạnh giảm  Đối với chế biến thịt thường sử dụng phương pháp pha Đối với hàng thuỷ sản phải qua khâu chế biến tích trữ kho chờ đơng nên thực tế diễn hai pha  Các loại thực phẩm khác có chế độ bảo quản đơng lạnh thích hợp khác  Ở chế độ bảo quản lạnh giai đoạn đầu trình kết động hai pha, người ta phải gia lạnh sản phẩm Thông thường thực phẩm gia lạnh môi trường không khí với thơng số sau: - Độ ẩm khơng khí buồng: 85  90% - Tốc độ khơng khí đối lưu tự nhiên: 0,1 - 0,2 m/s; đối lưu cưỡng cho phép 0,5 m/s (kể rau quả, thịt, cá, trứng ) Trang Thiết kế đồ án kho lạnh bảo quản rau - Giai đoạn đầu, nhiệt độ sản phẩm cao, người ta giữ nhiệt độ khơng khí gia lạnh thấp nhiệt độ đóng băng sản phẩm chừng - 0C Nhiệt độ đóng băng số sản phẩm sau:  Thịt 1,2 - 4,20C Nhiệt độ không khí gia tăng 20C - 0C  Cá từ 0,6 - 20C  Rau 0,8 - 4,20C thời gian gia nhiệt kéo dài thêm 5h  Sau tăng nhiệt độ sản phẩm đạt - 0C, nhiệt độ khơng khí tăng lên 0C Tóm lại, cần tăng tốc độ gia lạnh phải tránh đóng băng sản phẩm  Trong kho lạnh có buồng gia lạnh riêng biệt Song sử dụng buồng bảo quản lạnh để gia lạnh Khi đó, số lượng sản phẩm đưa vào phải phù hợp với suất lạnh buồng Các sản phẩm nóng phải bố trí cạnh dàn lạnh để rút ngắn thời gian gia lạnh Sản phẩm gia lạnh xong phải thu dọn xếp vào vị trí hợp lý buồng để tiếp tục gia lạnh đợt Trang Thiết kế đồ án kho lạnh bảo quản rau Chương TÍNH TỐN BỐ TRÍ MẶT BẰNG VÀ DUNG TÍCH KHO LẠNH 2.1.Khảo sát sơ đồ mặt lắp đặt kho lạnh 2.1.1 Chọn địa điểm xây dựng kho lạnh  Chọn địa điểm kho lạnh cơng tác khơng thể thiếu đóng vai trị quan trọng q trình thiết kế xây dựng kho Khi chọn địa điểm ta phải biết thơng số khí tượng thuỷ văn, địa lí… Từ đề phương án thiết kế xây dựng kho cho thích hợp để làm cho cơng trình có giá thành thấp chất lượng cơng trình tốt nhất, tránh rủi ro thiên tai gây thiên tai, lũ lụt… địa phương xây dựng kho  Kho lạnh bảo quản đặt gần chợ đầu mối quận Thủ Đức Thành Phố Hồ Chí Minh 2.1.2 Các thơng số khí hậu  Các thơng số khí hậu thống kê, tính tốn đảm bảo độ an tồn ta phải lấy giá trị cao nhất, tức giá trị khắc nghiệt để đảm bảo độ an toàn cho máy lạnh tránh cố đáng tiếc xảy Tra bảng 1-1 sách HDTKHTL ta có Bảng 2-1 Thơng số khí hậu TPHCM Nhiệt độ, 0C Độ ẩm tương đối, % Trang 10