Tính toán thiết kế kho cáp đông công suất 2500 kilogam mẻ dùng để cấp đông thịt heo

Đồ án tổng hợp Lạnh Thiết kế hệ thống lạnh ĐẠII HỌCC ĐÀ NẴNGNG TRƯỜNGNG ĐẠII HỌCC SƯ PHẠIM KỸ THUẬT KHOA T KHOA CƠ KHÍ KHÍ -   - ĐỒ ÁN TỐTT NGHIỆPP ĐỀ TÀI: TÀI: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ KHT KẾT KẾ KH KHO LANH CÔNG SUẤTT 50 TẤTN DÙNG ĐỂ CẤTP ĐÔNG THỊTT BÒ GVHD : TH.S NGUYỄNN CÔNG VINH SVTH : HOÀNG VĂN TIẾNN LỚPP : 17N1 Đà Nẵng,ng, tháng 9 năm 2020 GVHD: ThS Nguyễn Công Vinh Trang: 1 SVTH: Hoàng Văn Tiến Đồ án tổng hợp Lạnh LỜI NÓI ĐẦU Thiết kế hệ thống lạnh Trong những năm qua, kỹ ngành kỹ thuật lạnh nước ta đã được ứng dụng rất mạnh mẽ trong các ngành như: Sinh học, hoá chất, công nghiệp dệt, thuốc lá, bia, rượu, điện tử, tin học, y tế,… đặc biệt trong ngành chế biến và bảo quản thịt bò Quá trình chuyển đổi công nghệ chế biến để đáp ứng các tiêu chuẩn quốc tế và thay đổi môi chất lạnh mới đã tạo nên một cuộc cách mạng thật sự cho ngành kỹ thuật nước ta, sản lượng bò được nuôi bò hàng năm là rất lớn vậy để đảm bảo được lợi nhuận cao từ việc xuất khẩu thịt thì việc đảm bảo chất lượng của sản phẩm là vấn đề rất quan trọng Cùng với quy trình công nghệ máy móc và thiết bị chế biến thì vấn đề bảo quản sau khi chế biến là một khâu không thể thiếu để hạn chế những biến đổi làm giảm chất lượng sản phẩm, cho nên việc xây dựng kho bảo quản sản phẩm thủy sản đông lạnh là một vấn đề cấp thiết hiện nay Xuất phát từ những yêu cầu đó, được sự phân công của giáo viên hướng dẫn thầy ThS Nguyễn Công Vinh, em được giao đề tài: “Tính toán thiết kế kho lạnh năng suất 50 tấn bảo quản thịt bò” Đề tài bao gồm những nội dung sau: 1 – Tổng quan 2 – Các thông số tính toán, tính toán cấu trúc kho lạnh 3 – Tính nhiệt tải kho lạnh, chọn máy nén và các thiết bị của hệ thống lạnh 4 – Lắp đặt hệ thống lạnh 5 – Trang bị tự động hoá, vận hành và bảo dưỡng hệ thống lạnh Mặc dù em rất cố gắng nhưng do thời gian và kinh nghiệm còn hạn chế nên đồán không tránh khỏi những thiếu sót Rất mong được sự chỉ dẩn của quý Thầy Cô sự đóng góp ý kiến của các bạn Đà Nẳng, tháng 5 năm2020 Sinh viên thực hiện Hoàng Văn Tiến GVHD: ThS Nguyễn Công Vinh Trang: 2 SVTH: Hoàng Văn Tiến CHƯƠNG I: MỞ ĐẦU 1.1 Giới thiệu sơ lược về ứng dụng của kỹ thuật lạnh Con người đã biết làm lạnh và sử dụng lạnh rất lâu, nhưng ngành lạnh bắt đầu phát triển mạnh ở trên thế giới từ cuối thế kỉ 19, ngày nay, kỹ thuật lạnh hiện đại đã tiến những bước xa, có trình độ khoa học kỹ thuật ngang với các ngành kỹ thuật tiên tiến khác Kỹ thuật lạnh đã thâm nhập vào hơn 70 ngành kinh tế quan trọng và hỗ trợ tích cực cho các ngành đó, đặc biệt là các ngành công nghiệp thực phẩm, chế biến thịt, cá, rau quả, rượu bia, nước giải khát, đánh bắt và xuất khẩu thủy hải sản, hoá chất, … 1.2 Giới thiệu sơ lược về nguồn thịt bò - Thịt là nguồn nguyên liệu quan trọng của thực phẩm, công nghiệp, nông nghiệp Động thực vật bao gồm: thịt bò, thịt lợn, thịt gà… đang cung cấp cho con người nguồn dinh dưởng đạm và chất béo khổng lồ và đa dạng Theo thống kê thì thịt đang chiếm trên 20% nguồn đạm thực phẩm của nhân loại, trên 50% ở các nước phát triển - Bên cạnh đó, nghề nuôi chăn nuôi gia súc đặc biệt là bò 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 chăn nuôi 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 1.3 Qui trình chế biến Ở đây ta chọn nguồn nguyên liệu là: thịt bò 1.3.1 Tiêu chuẩn nguyên liệu: - Thịt bò tươi tốt, màu sáng tự nhiên - Thịt bò còn nguyên vẹn, không bị xây xát - Thịt chờ xử lý phải được rửa sạch và ướp đá bào theo tỉ lệ: 1đá : 1kg thịt 1.3.2 Qui cách chế biến: Nguyên liệu rửa xử lý rửa phân cỡ Rửa xếp mâm đông lạnh mạ băng bao gói bảo quản - Nguyên liệu: Thịt bò nguyên liệu phải đạt các tiêu chuẩn trên - Rửa: Rửa sạch dưới vòi nước chảy để loại hết tạp chất Rửa lại trong nước lạnh 5oC có pha 50ml clo - Xử lý: Dùng dao mổ bụng bò từ (các đường mổ phải thẳng, không xơ xác) Bỏ nội tạn, cạo sạch gân máu và long bò - Rửa: Rửa thật sạch bên trong bụng Nước rửa thịt bò phải sạch, lạnh 5oC Rửa xong, để ráo nước 15 phút - Phân cỡ: Tính theo trọng lượng kg/con - Rửa: Rửa lại nước lạnh 5oC có pha10mml clo - Xếp mâm: Thịt bò được xếp vào mâm có lót PE, mỗi mâm một cỡ Có khi treo thịt trong phòng đông - Đông lạnh: Đông IQF, nhiệt độ 35oC, thời gian 4-6 giờ Nhiệt độ trung bình tại tâm sản phẩm ít nhất là -12oC - Mạ băng: Thịt được mạ băng trong nước lạnh +1oC có pha5mml clo Thời gian mạ băng 5-10 giây Bao gói: Cho 1kg vào một bao PE Hàn kín miệng bao, cho vào thùng cactông 5 lớp có tráng sáp, mỗi cỡ cho vào một thùng, cân mỗi thùng 10kg tịnh Nẹp 2 đai ngang, 2 đai dọc, ngoài thùng ghi rõ loại cá, cỡ, qui cách chế biến Bảo quản: Nhiệt độ phòng bảo quản: -18oC, thời gian bảo quản không quá 3 tháng 1.4 Tổng quan về công nghệ bảo quản thịt đông lạnh 1.4.1 Các yếu tố ảnh hưởng đến sản phẩm trong quá trình bảo quản đông 1) Ảnh hưởng các yếu tố bên ngoài Môi trường: nhiệt độ môi trường có ảnh hưởng rất lớn đến chất lượng của sản phẩm bảo quản như nhiệt độ, độ ẩm… làm ảnh hưởng đến các thiết bị và cấu trúc kho lạnh từ đó ảnh hưởng lên sản phẩm Cấu trúc kho: nếu cấu trúc kho cách nhiệt và cách ẩm không tốt và cấu trúc không hợp lý thì kho sẽ bị dao động nhiệt độ nhiều làm cho có hiện tượng tan chảy và tái kết tinh của các tinh thể nước đá sẽ làm cho sản phẩm bảo quản bị giảm trọng lượng và khối lượng Chế độ vận hành máy lạnh: nếu vận hành không hợp lý làm cho hệ thống máy lạnh hoạt động không ổn định để cho nhiệt độ dao động nhiều sẽ làm cho sản phẩm bị giảm khối lượng và chất lượng nhiều Chất lượng của hệ thống máy lạnh và chế độ bảo trì hệ thống lạnh cũng ảnh hưởng lớn đến sản phẩm bảo quản Thời gian bảo quản sản phẩm: thời gian bảo quản sản phẩm càng dài thì khối lượng và chất lượng sản phẩm sẽ bị giảm sút 2) Ảnh hưởng của các yếu tố bên trong Để có sản phẩm có chất lượng tốt cần đảm bảo điều kiện bảo môi trường trong kho được ổn định đúng quy trình công nghệ đề ra như: Nhiệt độ bảo quản: nhiệt độ bảo quản thực thẩm phải được lựa chọn trên cơ sởkinh tế và kỹ thuật Nó phụ thuộc vào từng loại sản phẩm và thời gian bảo quản sản phẩm, thời gian bảo quản càng lâu đòi hỏi nhiệt độ bảo quản càng thấp, các mặt hàng trữ đông cần bảo quản ở nhiệt độ ít nhất bằng nhiệt độ của sản phẩm sau cấp đông tránh không để xảy ra quá trình tan chảy và tái kết tinh lại của các tinh thể nước đá làm giảm trọng lượng và chất lượng sản phẩm Độ ẩm của không khí trong kho lạnh: độ ẩm của không khí trong kho có ảnh hưởng rất lớn đến chất lượng sản phẩm khi sử dụng Bởi vì độ ẩm của không khí trong kho có liên quan mật thiết đến hiện tượng thăng hoa của nước đá trong sản phẩm do vậy tùy từng loại sản phẩm cụ thể mà ta chọn độ ẩm của không khí cho thích hợp Tốc độ không khí trong kho lạnh: không khí chuyển động trong kho có tác dụng lấy đi lượng nhiệt tỏa ra của sản phẩm bảo quản, nhiệt truyền vào do mở cửa, do cầu nhiệt do công nhân làm việc, máy móc thiết bị hoạt động trong kho Ngoài ra còn đảm bảo sự đồng đều nhiệt độ, độ ẩm và hạn chế nấm mốc hoạt động 1.4.2 Những biến đổi của sản phẩm trong quá trình bảo quản đông 1) Những biến đổi về vật lý Sự kết tinh lại của nước đá Đối với các sản phẩm đông lạnh trong quá trình bảo quản nếu chúng ta không duy trì được nhiệt độ bảo quản ổn định sẽ dẫn đến sự kết tinh lại của nước đá đó là hiện tượng gây nên những ảnh hưởng xấu cho sản phẩm bảo quản, do nồng độ chất tan trong các tinh thể nước đá khác nhau thì khác nhau, nên nhiệt độ kết tinh và nhiệt độ nóng chảy cũng khác nhau.Khi nhiệt độ tăng thì các tinh thể nước đá có kích thước nhỏ, có nhiệt độ nóng chảy thấp sẽ bị tan ra trước tinh thể có kích thước lớn, nhiệt độ nóng chảy cao Khi nhiệt độ hạ xuống trở lại thì quá trình kết tinh lại xảy ra, nhưng chúng lại kết tinh thể nước đá lớn do đó làm cho kích thước tinh thể nước đá lớn ngày càng to lên Sự tăng về kích thước các tinh thể nước đá sẽ ảnh hưởng xấu đến thực phẩm cụ thể là các cấu trúc tế bào bị phá vỡ, khi sử dụng sản phẩm sẽ mềm hơn, hao phí chất dinh dưỡng tăng do sự mất nước tự do tăng làm mùi vị sản phẩm giảm.Để tránh hiện tượng kết tinh lại nước đá, trong quá trình bảo quản nhiệt độ bảo quản phải được giữ ổn định, mức dao động nhiệt độ cho phép là ± 20o c  Sự thăng hoa của nước đá: Trong quá trình bảo quản sản phẩm đông lạnh do hiện tượng hơi nước trong không khí ngưng tụ thành tuyết trên dàn lạnh làm cho lượng ẩm trong không khí giảm Điều đó dẫn đến sự chênh lệch áp suất bay hơi của nước đá ở bề mặt sản phẩm với môi trường xung quanh kết quả là nước đá bị thăng hoa, hơi nước đi vào bề mặt sản phẩm với môi trường không khí, nước đá ở bề mặt bị thăng hoa, sau đó các lớp bên trong của thực phẩm cũng bị thăng ho, Sự thăng hoa nước đá của thực phẩm làm cho thực phẩm có cấu trúc xốp, rỗng, oxy không khí dễ thâm nhập vào oxy hoá sản phẩm Sự oxy hoá xảy ra làm cho sản phẩm hao hụt về trọng lượng, chất tan mùi vị bị xấu đi, đặc biệt trong quá trình oxy hoá lipit, Để tránh hiện tượng thăng hoa nước đá của sản phẩm thì sản phẩm đônglạnh đem đi bảo quản cần được bao gói kín và đuổi hết không khí ra ngoài, nếu có không khí bên trong sẽ xảy ra hiện tượng hoá tuyết trên bề mặt bao gói và quá trình thăng hoa vẫn xảy ra 2) Những biến đổi về hóa học Trong quá trình bảo quản đông thì có những biến đổi về hóa học nhưng các phản ứng đều bị chậm lại do nhiệt độ thấp ức chế các phản ứng hóa học Biến đổi về hóa học xảy ra không đáng kể trong thời gian làm đông Các phản ứng đặc trưng: - Phản ứng phân giải của glucozen tạo ra axitlactic sẽ làm cho pH của thực phẩm giảm - Phản ứng melanoidin: axitamin + đường khử →melanin có màu nâu đen - Triglyxerit ( thủy phân) → glyxerin + 3 axit béo tự do bị oxi hóa tạo ra các sản phẩm của phản ứng oxi hóa lipit có màu nâu tối, xấu, có mùi vô cùng khó chịu, có tính độc * Chú ý:  Trong thời gian làm đông phản ứng xảy ra vô cùng bé  Nếu thời gian bảo quản đông càng dài và không có biện pháp khắc phục thì sản phẩm bị hư hỏng do nguyên nhân chủ yếu là phản ứng oxi hóa lipit 3) Những biến đổi về hóa sinh - Khi nhiệt độ hạ thấp dưới nhiệt độ thích hợp tới gần điểm băng thì hoạt động của enzyme bị giảm - Khi nhiệt độ hạ xuống ≤ -8°C: một số enzyme ngừng hoạt động, số còn lại hoạt động yếu ớt - Khi nhiệt độ hạ thấp ≤ -18°C: hầu hết các enzyme ngừng hoạt động ngoại trừ enzyme xúc tác cho phản ứng thủy phân lipit và phản ứng oxi hóa lipit nhưng chúng hoạt động rất yếu Tuy nhiên nếu như thời gian trữ đông kéo dài đến vài tháng hoặc hơn một năm thì phản ứng xảy ra đáng kể và có khả năng làm hư hỏng sản phẩm 4) Những biến đổi về vi sinh - Khi nhiệt độ nhỏ hơn nhiệt độ thích hợp của vi sinh vật (vsv) nhưng chưa dưới điểm băng thì vsv bị ức chế, hoạt động yếu hơn - Khi nhiệt độ thấp hơn nhiệt độ điểm băng thì nước đóng băng và nếu đóng chậm thì các tinh thể nước đá to có thể gây rách màng tế bào làm cho một số vsv bị chết, số còn lại rơi vào trạng thái không hoạt động hoặc hoạt động rất yếu - Khi nhiệt độ hạ xuống ≤ -8°C thì hầu hết các loài vi khuẩn ngừng hoạt động nhưng nấm mốc nấm men còn hoat động được - Khi nhiệt độ hạ thấp ≤ -12°C thì cả vi khuẩn, nấm mốc, nấm men ngừng hoạt động nhưng một số vi khuẩn chịu lạnh vẫn còn hoạt động được nên chưa an toàn - Khi nhiệt độ hạ thấp ≤ -18°C gần như không còn vsv nào còn hoạt động được nên bảo quản sản phẩm ở nhiệt độ từ -18 ÷ -25°C là vừa an toàn và vừa kinh tế 1.5 Tổng quan về kho lạnh 1.5.1 Khái niệm về 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 hóa chất, công nghiệp thực phẩm, công nghiệp nhẹ v.v Hiện nay kho lạnh được sử dụng rất rộng rãi trong công nghiệp chế biến thực phẩm và nó 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… - Bảo quản nông sản thực phẩm, rau quả - Bảo quản các sản phẩm y tế, dược liệu - Kho bảo quản sữa - Kho bảo quản và lên men beer - Bảo quản các sản phẩm khác 1.5.2 Phân loại Có nhiều kiểu kho bảo quản dựa trên những căn cứ phân loại khác nhau: 1) Theo công dụng người ta có thể phân ra các loại kho lạnh như sau: - 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 thủy 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 lạnh phân phối, kho trung chuyển: dùng điều hòa cung cấp thực phẩm cho các khu vực dân cư, thành phố và dự trữ lâu dài Kho lạnh phân phối thường có dung tích lớn, dự trữ nhiều mặt hàng và có ý nghĩa rất lớn đến đời sống sinh hoạt của cả - 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 thủy, tàu hỏa, xe oto): 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 2) Theo nhiệt độ người ta chia ra