TỔNG QUAN
Tổng quan về ngành kỹ thuật lạnh và kho lạnh
2.1.1 Lịch sử phát triển ngành kỹ thuật lạnh
Hàng nghìn năm đã trôi qua loài người vẫn chưa thể đạt đến các thành tựu khoa học vĩ đại Họ đã biết cách sưởi ấm bằng lửa trong mùa đông và cũng biết cách bảo quản thức ăn với băng và đá Hơn 2.000 năm trước, người Mỹ và người Trung Quốc đã biết cách hoà muối ăn với nước hoặc đá để hạ nhiệt.
Vào năm 1761 – 1764, Giáo sư Black đã khám phá ra nhiệt tiềm ẩn của quá trình bay hơi và nhiệt tiềm tàng của quá trình đóng băng Từ lâu, con người đã biết làm mát bằng cách làm bốc hơi nước dưới áp suất thấp.
Vào đầu thế kỷ XIX, công nghệ làm lạnh có bước tiến vượt bậc với sự ra đời của máy làm lạnh hấp thụ đầu tiên do Leslie giới thiệu vào năm 1810 Sau này, kỹ sư Carre (Pháp) phát triển dựa trên công nghệ này và tạo ra nhiều bằng sáng chế về làm lạnh hấp thụ liên tục và định kỳ Năm 1873, phương trình trạng thái Van der Waals được công bố, mở đường cho những nghiên cứu sâu hơn về nhiệt độ thấp Tiếp đến, nhà khoa học Pháp Charles Terrier phát biểu về ứng dụng của làm lạnh trong bảo quản thịt Những đóng góp của ông là nền tảng cho ngành công nghiệp làm lạnh toàn cầu.
Cuối thế kỷ 19, máy nén khí sử dụng rộng rãi, được Linde cải tiến bằng cách sử dụng chất làm lạnh NH3 Các nhà khoa học đã đạt được tiến bộ quan trọng trong lĩnh vực hóa lỏng khí: năm 1898, Dewar hóa lỏng H2, Linde hóa lỏng O2 và N2 Năm 1904, Mollier sáng tạo ra biểu đồ i-s và logP-i.
Một sự kiện lớn trong việc nghiên cứu kỹ thuật lạnh những năm 1930 là việc phát triển và sử dụng chất làm lạnh Freon ở Mỹ Môi chất lạnh Freon là hợp chất hữu cơ của hydrocacbon no hoặc không no như kim loại metan (CH4) và etan (C2H6) nguyên tử hydro và một phần hoặc hoàn toàn nguyên tử halogen Các clo (Cl), flo (F) và brom (Br).
Kho lạnh là loại kho sạch được sử dụng phổ biến để bảo quản nông sản, thực phẩm, hải sản, thuốc, giống cây trồng, thuốc chữa bệnh, vắc xin, máu và các sản phẩm khác trong điều kiện mát, lạnh, đông lạnh, kín gió đảm bảo an toàn cho sản phẩm và hơn thế nữa Tuổi thọ sử dụng lâu dài.
Kho lạnh là loại kho được các kỹ sư kho lạnh thiết kế theo đặc tính của từng mặt hàng nhằm mục đích bảo vệ, bảo quản sản phẩm một cách tối ưu và lâu dài Hay nói một cách đơn giản kho lạnh cũng giống như một chiếc tủ lạnh, thể tích của tủ lớn hơn rất nhiều so với các loại tủ lạnh thông thường, được lắp đặt và thiết kế hệ thống dàn lạnh công nghiệp với nhiệt độ cao Nó phù hợp để bảo quản thực phẩm và thuốc , thủy sản, hoa ngoại nhập khẩu, v.v.
Tủ lạnh được coi là một hình thức bảo quản hàng hóa cần giữ tươi lâu hơn mà không làm giảm chất lượng của sản phẩm ban đầu.
Bảo quản trong tủ lạnh là hình thức bảo quản nhằm mục đích giữ cho sản phẩm được tươi lâu hơn mà không ảnh hưởng đến chất lượng của sản phẩm ban đầu.
Phân loại kho lạnh theo mục đích bảo quản:
Kho lạnh chế biến là loại kho được sử dụng phổ biến trong các nhà máy chế biến và bảo quản thực phẩm như nhà máy chế biến đồ hộp, sản phẩm từ sữa, chế biến thủy sản, xuất khẩu thịt Kho lạnh chế biến thường có diện tích lớn và yêu cầu hệ thống công suất lạnh cao do nhu cầu xuất nhập khẩu liên tục.
Kho lạnh sơ bộ: Là loại kho dùng để làm lạnh trước hoặc bảo quản tạm thời thực phẩm trong nhà máy chế biến trước khi chuyển đến công đoạn chế biến khác.
Kho sinh hoạt: Loại nhà kho này thường rất nhỏ và được sử dụng trong gia đình, khách sạn và nhà hàng để lưu trữ số lượng hàng hóa nhỏ.
Kho phân phối, trung chuyển: Đây là loại kho sử dụng điều hòa nhiệt độ để cung cấp thực phẩm và lưu trữ lâu dài trong các khu dân cư và thành phố Các kho lạnh phân phối thường lưu trữ số lượng lớn nhiều mặt hàng và thiết yếu đối với đời sống hàng ngày của cộng đồng.
Kho thương nghiệp bao gồm kho lạnh dùng để bảo quản thực phẩm trong hệ thống thương mại và kho hàng tạm thời lưu trữ các mặt hàng công ty cung cấp cho thị trường.
Kho Vận tải (tàu, xe): Là kho có đặc điểm là có sức chứa lớn, chứa hàng hóa tạm thời để vận chuyển từ địa điểm này đến địa điểm khác.
Phân loại theo nhiệt độ cài đặt:
Kho bảo quản lạnh: Nhiệt độ bảo quản nằm trong khoảng -1,5°C đến 0°C Đối với một số rau quả nhiệt đới cần bảo quản ở nhiệt độ cao hơn (đối với chuối > 10°C, đối với chanh > 4°C) Các sản phẩm như thịt, cá có thể được xếp trong các bao bì khác nhau và đặt lên giá trong buồng lạnh.
Tổng quan về thịt heo
2.4.1 Thành phần dinh dưỡng trong thịt heo
Bảng 2-1 Thành phần dinh dưỡng có trong 100g thịt heo
Hình 2-2 Thịt ba chỉ heo 2.4.2 Lợi ích thịt lợn đem lại [5]
- Chứa nhiều vitamin và các khoáng chất
Thịt lợn là nguồn cung cấp thiamine dồi dào, một vitamin B quan trọng tham gia vào nhiều chức năng thiết yếu của cơ thể Không giống như các loại thịt nạc khác như thịt bò và thịt cừu, thịt lợn chứa hàm lượng thiamine cao, đóng vai trò trong chuyển hóa năng lượng, chức năng não và sức khỏe tim mạch.
+ Kẽm: Kẽm là một khoáng chất quan trọng trong thịt lợn và cần thiết cho một bộ não khỏe mạnh và hệ thống miễn dịch
+ Vitamin B12: Hầu như chỉ chứa trong thực phẩm có nguồn gốc động vật, Vitamin B12 rất quan trọng đối với sự hình thành máu và chức năng não Sựthiếu hụt vitamin này có thể gây thiếu máu và tổn thương các tế bào thần kinh
+ Vitamin B6: Vitamin B6 rất quan trọng đối với sự hình thành các tế bào hồng cầu.
- Chứa nhiều chất dinh dưỡng cần thiết
Hàm lượng protein của thịt lợn nạc nấu chín bằng khoảng 26% trọng lượng tươi Khi làm khô, thịt lợn nạc có thể đạt hàm lượng protein 89%, là một trong những nguồn cung cấp protein bổ dưỡng nhất Thực phẩm này cũng chứa tất cả chín axit amin thiết yếu cần thiết cho sự phát triển và tăng trưởng của cơ thể Vì lý do này, ăn thịt lợn và các loại thịt khác đặc biệt có lợi cho người tập thể hình, vận động viên giải trí, người sau phẫu thuật hoặc những người khác cần xây dựng cơ bắp Ngoài ra, thịt lợn là một nguồn phong phú của nhiều loại vitamin và khoáng chất, bao gồm cả thiamine Không giống như các loại thịt nạc khác như thịt bò và thịt cừu, thịt lợn đặc biệt có hàm lượng thiamine cao Thiamine là một trong những vitamin B đóng một vai trò thiết yếu trong các chức năng thể chất khác
Giống như hầu hết các loại thực phẩm động vật, thịt lợn là một nguồn protein chất lượng cao tuyệt vời Do tác động của tuổi tác, việc duy trì cơ bắp là một điều quan trọng đối với sức khỏe Nếu không tập thể dục và dinh dưỡng hợp lý, khối lượng cơ bắp tự nhiên giảm theo tuổi tác Đây là một tác động tiêu cực liên quan đến nhiều vấn đề sức khỏe liên quan đến tuổi tác Trong những trường hợp nghiêm trọng nhất, cơ bị phá hủy dẫn đến khối lượng cơ rất thấp và chất lượng cuộc sống kém Hiện tượng này thường gặp nhất ở người cao tuổi Ăn đủ chất đạm có thể đảo ngược quá trình thoái hóa cơ liên quan đến tuổi tác và giảm nguy cơ mắc bệnh giảm đau cơ Ăn thịt lợn và các loại thực phẩm giàu protein khác là một cách tuyệt vời để đảm bảo rằng bạn nhận được đủ lượng protein chất lượng cao để giúp duy trì khối lượng cơ bắp.
- Cải thiện hiệu suất tập thể dục Ăn thịt không chỉ có lợi cho việc duy trì khối lượng cơ mà còn có thể cải thiện chức năng cơ và tăng cường thể chất Thịt lợn không chỉ giàu protein chất lượng cao mà còn chứa nhiều chất dinh dưỡng lành mạnh có lợi cho cơ bắp Chúng bao gồm taurine, creatine và beta-alanine Beta-alanin là một axit amin mà cơ thể bạn sử dụng để sản xuất carnosine, rất quan trọng đối với chức năng cơ.
2.4.2 Quy trình giết mổ heo
Heo sau khi xuất chuồng đến nơi giết mổ sẽ được tắm rửa sạch sẽ và đảm bảo vệ sinh Sau đó sử dụng máy gây choáng heo để gây choáng và treo 2 chân sau của heo lên Palang, đầu cách mặt đất tối thiểu 1,5m Tiếp theo, tiến hành trọc tiết heo, sau đó nhúng nước nóng khoảng 68°C, dùng máy cạo lông, đánh lông nếu còn lông thì dùng máy khò để đốt lông còn lại Heo được mổ lấy nội tạng đi và sau đó cắt heo thành 2 phần đều nhau theo chiều dọc (gọi là heo mảnh) Sau đó thịt heo được gia lạnh sơ bộ ở4°C trước khi đem đến kho trữ đông (vì làm lạnh sơ bộ nhằm tránh thịt heo bị giảm nhiệt độ đột ngột khi đưa vào kho trữ đông làm cho protein trong thịt bị biến tính) Tuy nhiên với đề tài kho lạnh bảo quản thịt heo mảnh ở nhiệt độ 0°C thì thịt heo có thể đưa ngay vào kho sau khi giết mổ mà không làm biến tính protein có trong thịt.
Hình 2-3 Quy trình giết mổ heo 2.4.3 Các phương pháp bảo quản thịt heo a) Xông khói
Xông khói là phương pháp làm khô thịt bằng nhiệt của củi và khói Sau khi gia vị thật thấm, thịt được xiên và treo trên gác bếp Sau đó, củi chất thành đống bên dưới và tiếp tục đốt Nhà bếp phải luôn có than hồng và khói bếp Hơi nóng từ khói sẽ giúp thịt săn lại đồng thời hơi nóng cũng tiêu diệt môi trường sống của vi khuẩn và làm chín thịt Với cách làm khô này, thịt không chỉ để được nhiều ngày mà còn có hương vị thơm ngon đặc trưng. b) Ướp muối Ướp muối là phương pháp bảo quản và chế biến thực phẩm bằng cách trộn với muối ăn, nhờ khả năng kiểm soát vi sinh vật gây hư hỏng của muối Ngoài ra, muối còn làm giảm tác dụng của các enzym hoạt hóa Quá trình ướp muối có thể được kết hợp với ướp đá lạnh Ướp muối thực sự được sử dụng rộng rãi vì tính đơn giản, chi phí thấp và hiệu quả cao Chất lượng của quá trình ướp muối phụ thuộc vào chất lượng của muối ăn (lượng NaCl), lượng muối, nhiệt độ ướp và chất lượng của thực phẩm ban đầu. c) Làm lạnh
Trong các phương pháp trên thì bảo quản lạnh là phương pháp hiệu quả và
18 được sử dụng rộng rãi nhất Đây là phương pháp sử dụng nhiệt độ thấp để ức chế sự hoạt đông của các enzym gây hỏng thịt để có thể bảo quản thịt heo được tốt nhất Việc hạ nhiệt độ của nước xuống dưới điểm đóng băng sẽ hạn chế hoạt động của enzym, phá hủy enzym và có khả năng phá hủy môi trường sống của một số vi sinh vật Đây cũng là cách duy trì màu sắc và độ tươi của thực phẩm trong hầu hết các phương pháp trên Vì vậy trong đề tài lần này, em đã lựa chọn kho lạnh để bảo quản thịt heo mảnh sau khi giết mổ.
NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
Nội dung
Để thiết kế kho lạnh hiệu quả, việc đầu tiên cần làm là xác định các thông số ngoài trời có liên quan đến nhu cầu bảo quản của sản phẩm Tiếp đó, dựa trên các thông số này, người thiết kế sẽ lựa chọn phương án thiết kế kho lạnh phù hợp Cuối cùng, dựa trên phương án thiết kế đã chọn, người thiết kế sẽ tính toán để thiết kế mặt bằng cho kho lạnh sao cho đáp ứng được các yêu cầu về bảo quản sản phẩm và hiệu quả sử dụng không gian.
Tính toán độ dày lớp cách nhiệt cho tường bao và nền kho, sau đó kiểm tra đọng sương.
Tính toán tổn thất nhiệt cho kho lạnh: dòng nhiệt đi qua kết cấu bao che của buồng lạnh, dòng nhiệt do sản phẩm sinh ra trong quá trình xử lý lạnh, dòng nhiệt từ không khí bên ngoài do thông gió buồng lạnh, dòng nhiệt từ các nguồn khác nhau khi vận hành kho, dòng nhiệt từ sản phẩm tỏa ra khi sản phẩm hô hấp (rau, củ quả…).
Tính toán và lựa chọn thiết bị cho kho lạnh: máy nén, thiết bị ngưng tụ, thiết bị bay hơi, van tiết lưu và các thiết bị phụ khác.
Phương pháp nghiên cứu
Từ các nghiên cứu thực tế về các loại kho lạnh bảo quản thịt dạng treo, chúng tôi tìm hiểu để xác định khoảng cách treo thịt hợp lý và các loại vật liệu được sử dụng để xây dựng kho lạnh, cũng như loại môi chất lạnh sử dụng trong hệ thống làm lạnh.
3.2.2 Phương pháp thu thập số liệu
Phương pháp này thể hiện qua việc thu thập các số liệu về khí tượng, số lượng đàn heo, khối lượng mỗi con heo sau khi xuất chuồng và phần trăm hao hụt sau khi chế biến…
Kế thừa từ những tài liệu như hướng dẫn thiết kế hệ thống lạnh, kỹ thuật lạnh, các tiêu chuẩn và quy chuẩn của Việt Nam, cũng như những loại kho lạnh đã có trên thị trường… Từ đó tính toán thiết kế kho lạnh phù hợp với đề tài.
3.2.4 Phương pháp giả thuyết Đưa ra những giả thuyết sau đó chứng minh, lý giải, thuyết phục những giả thuyết đã đặt ra.
Từ những số liệu thu thập được, kết hợp với các phương pháp khác để có những số liệu cụ thể tính toán và thiết kế một kho lạnh bảo quản thịt heo hoàn chỉnh.