tính toán thiết kế kho lạnh bảo quản thực phẩm cho công ty cổ phần thuỷ sản anh minh

Chương 1: CƠ SỞ LÝ THUYẾT KỸ THUẬT ĐÔNG LẠNH THỰC PHẨM Giới thiệu tổng quan về các công nghệ đông lạnh, quy trình chế biến, các hệ thống lạnh và các thông số tính toán.. Chương 2: TÍNH T

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT

THUỶ SẢN ANH MINH

Người hướng dẫn: ThS.GVC Nguyễn Công Vinh Sinh viên thực hiện: Đoàn Quốc Cường

Tăng Hữu Tuân Mã sinh viên: 1911504310103

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT

Người hướng dẫn: ThS.GVC Nguyễn Công Vinh

Sinh viên thực hiện: Đoàn Quốc Cường

Tăng Hữu Tuân Mã sinh viên: 1911504310103

1911504310151

Đà Nẵng, 01/2023

NHẬN XÉT CỦA NGƯỜI HƯỚNG DẪN

NHẬN XÉT CỦA NGƯỜI PHẢN BIỆN

Chương 1: CƠ SỞ LÝ THUYẾT KỸ THUẬT ĐÔNG LẠNH THỰC PHẨM

Giới thiệu tổng quan về các công nghệ đông lạnh, quy trình chế biến, các hệ thống lạnh và các thông số tính toán

Chương 2: TÍNH TOÁN KÍCH THƯỚC CỦA HỆ THỐNG

Tính toán các tổn thất nhiệt thừa, cách nhiệt, xác định các kích thước và xác định tải nhiệt cho máy nén và thiết bị

Chương 3: LẬP CHU TRÌNH VÀ TÍNH CHỌN CÔNG SUẤT LẠNH

Thành lập sơ đồ, nguyên lý làm việc và tính toán các chu trình và chọn máy nén, động cơ cho hệ thống lạnh

Chương 4: TÍNH TOÁN CÁC THIẾT BỊ TRAO ĐỔI NHIỆT

Tính chọn ra các thiết bị của hệ thống như: Thiết bị bay hơi, thiết bị ngưng tụ, tháp giải nhiệt và các thiết bị phụ của hệ thống

Chương 5: LẮP ĐẶT VÀ VẬN HÀNH HỆ THỐNG

Dựa trên cơ sở tính toán sơ đồ, tiến hành lắp đặt và vận hành hệ thống với các thao tác thường gặp khi vận hành Đồng thời liệt kê các sự cố thường xảy ra trong hệ thống để tiến hành khắc phục

i

LỜI NÓI ĐẦU

Đồ án tốt nghiệp là nhiệm vụ và yêu cầucủa nhà trường xác định được công việc mà mình sẽ làm trong tương lai khi tốt nghiệp ra trường

Với đề tài “Tính toán thiết kế kho lạnh bảo quản thực phẩm cho Công ty cổ phần thuỷ sản Anh Minh” Với sự hướng dẫn tận tình của giảng viên hướng dẫn, đề tài này đã đem lại cho em những kiến thức bổ ích và kinh nghiệm cho công việc tương lai sau này

Trong suốt quá trình làm đồ án với sự nỗ lực của em cùng với sự hỗ trợ của các thầy cô khác trong khoa đến nay đồ án của em đã được hoàn thành Mặc dù em đã cố gắng tìm tòi và học hỏi nhưng do kinh nghiệm, kiến thức còn hạn chế nên không thể tránh khỏi thiếu sót trong quá trình làm đồ án Em rất mong nhận được sự giúp đỡ của các thầy cô và các bạn để em hoàn thiện hơn về kiến thức chuyên môn

Em xin chân thành cảm ơn thầy ThS Nguyễn Công Vinh và quý thầy cô rất nhiều trong quá trình thực hiện đề tài

Cuối cùng, em xin kính chúc quý thầy cô Bộ môn Cơ nhiệt điện lạnh thật dồi dào sức khỏe, niềm tin để tiếp tục công việc mình là truyền đạt kiến thức cho hệ mai sau

Nếu sai, tôi xin chịu mọi hình thức kỷ luật theo quy định

Sinh viên thực hiện

1.2.3 Theo dung tích chứa 5

1.2.4 Theo đặc điểm cách nhiệt 5

1.3 Chọn thông số tính toán 6

1.3.1 Thông số kho lạnh 6

1.3.2 Thông số môi trường 6

1.3.3 Môi chất lạnh 6

CHƯƠNG 2: TÍNH TOÁN KÍCH THƯỚC CỦA HỆ THỐNG 7

2.1 Giới thiệu tổng quan 7

iv

2.3 Tính toán cách nhiệt 10

2.3.1 Đặc điểm cấu trúc kho lạnh và các thông số cơ bản của panel 10

2.3.2 Đặc điểm của tấm panel 11

2.3.3 Vật liệu 12

2.3.4 Tính cách nhiệt cho tường và trần nhờ panel 13

2.3.5 Tính kiểm tra đọng sương 14

2.3.6 Tính chiều dày cách nhiệt vách ngăn giữa các phòng lạnh 15

2.4 Tính toán các loại tổn thất nhiệt 16

2.4.1 Tính tổn thất lạnh qua kết cấu bao che Q1 17

2.4.2 Dòng nhiệt do sản phẩm và bao bì tỏa ra Q2 17

2.4.3 Tổn thất lạnh do thông gió 18

2.4.4 Tổn thất nhiệt do vận hành 19

2.4.5 Nhiệt do sản phẩm hô hấp 19

2.5 Bảng tổng hợp kết quả tính nhiệt 19

2.6 Xác định phụ tải nhiệt cho thiết bị và máy nén 20

2.6.1 Phụ tải nhiệt thiết bị 20

2.6.2 Phụ tải nhiệt máy nén 20

2.6.3 Năng suất lạnh cần thiết của máy nén 20

CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN CHU TRÌNH VÀ CHỌN MÁY NÉN 21

3.2.4 Nhiệt độ quá nhiệt 22

3.3 Chu trình máy nén lạnh R134A 22

3.3.1 Sơ đồ nguyên lí 22

3.3.2 Đồ thị 23

3.4 Tính nhiệt máy nén chu trình 1 cấp 24

5.1 Gia cố và xây dựng nền móng kho 36

5.2 Xây dựng kết cấu bao che cho kho 36

5.3 Lắp ghép các tấm panel 36

5.3.1 Lắp ghép giữa panel nền và panel tường 36

5.3.2 Lắp ghép panel trần với panel tường 37

vii

DANH SÁCH CÁC HÌNH VẼ

Hình 1.1 Hình ảnh kho lạnh bảo quản thực phẩm 5

Hình 1.2 Gas môi chất R134a 6

Hình 2.1 Công ty cổ phần thuỷ sản Anh Minh 7

Hình 2.2 Cấu trúc kho lạnh lắp ghép 11

Hình 2.3 Cấu tạo tấm panel 11

Hình 3.1 Sơ đồ nguyên lý của chu trình lạnh 1 cấp dùng thiết bị hồi nhiệt 22

Hình 5.4 Hút chân không hệ thống lạnh tại công ty thực tập 42

Hình 5.5 Các thiết bị hút chân không 43

Hình 5.6 Nạp gas cho hệ thống 43

Hình 5.7 Nạp gas hệ thống lạnh tại công ty thực tập 44

Hình 5.8 Dàn bay hơi tại công ty thực tập 47

Hình 5.9 Dàn ngưng tụ tại công ty thực tập 48

DANH SÁCH CÁC BẢNGBảng 2.2 Hệ số toả nhiệt 13

Bảng 2.3 Vật liệu của panel 14

Bảng 2.4 Tổng hợp kết quả tính nhiệt 19

Bảng 3.1 Các thông số làm việc của chu trình 24

viii

DANH SÁCH CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT

KÝ HIỆU:

t - nhiệt độ E - dung tích kho lạnh V - thể tích kho lạnh gv - định mức chất tải thế tích Fct - diện tích chất tải hoặc diện tích hàng chiếm trực tiếp hct - Chiều cao chất tải

gF - định mức chất tải theo diện tích Fl - Diện tích lạnh cần xây dựng f - Diện tích buồng lạnh

δcn - độ dày yêu cầu của lớp cách nhiệt λcn - hệ số dẫn nhiệt của vật liệu cách nhiệt k - hệ số truyền nhiệt

α1 - hệ số toả nhiệt của môi trường bên ngoài (phía nóng) tới tường cách nhiệt α2 - hệ số toả nhiệt của vách buồng lạnh vào buồng lạnh

δi - bề dày của lớp vật liệu xây dựng tứ i

λ - hệ số dẫn nhiệt của lớp vật liệu xây dựng thứ i

t1 - là nhiệt độ không khí ngoài môi trường t2 - là nhiệt độ không khí trong kho lạnh Q1dl - Tổn thất lạnh qua kết cấu bao che do chênh lệch nhiệt độ Q1bx- Tổn thất lạnh qua kết cấu bao che do bức xạ mặt trời

CHỮ VIẾT TẮT:

TL - Tài liệu MT - Meat Tons

MỞ ĐẦU

❖ Mục đích thực hiện đề tài

Đồ án tốt nghiệp được thực hiện vào kỳ cuối của chương trình đào tạo hệ đại học, nhằm giúp sinh viên ôn lại cũng như tìm hiểu thêm kiến thức mới, có khả năng sáng tạo tìm kiếm thông tin, khả năng sử dụng các phần mềm hiện nay

❖ Mục tiêu đề tài

Áp dụng những kiến thức đã được học và trải nghiệm thực tế để thiết kế đưa ra giải pháp cho kho lạnh nhằm trau dồi những kỹ năng cần có hiện nay

❖ Phạm vi và đối tượng nghiên cứu

Tính toán thiết kế kho lạnh bảo quản thực phẩm cho Công ty cổ phần thuỷ sản Anh Minh tại thành phố Đà Nẵng

❖ Phương pháp nghiên cứu

Đề tài sử dụng phương pháp nghiên cứu từ các giáo trình, bài giảng và các tiêu chuẩn, quy chuẩn Việt Nam về thiết kế kho lạnh

❖ Cấu trúc của đồ án tốt nghiệp

Đồ án có các nội dung chính như sau: Chương 1: Cơ sở lý thuyết kỹ thuật đông lạnh thực phẩm Chương 2: Tính toán kích thước của hệ thống kho lạnh Chương 3: Lập chu trình và tính chọn công suất lạnh Chương 4: Tính toán các thiết bị trao đổi nhiệt Chương 5: Lắp đặt và vận hành hệ thống

CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÝ THUYẾT KỸ THUẬT ĐÔNG LẠNH THỰC PHẨM

1.1 Đặc điểm của công trình bảo quản thực phẩm

Công trình bảo quản thực phẩm là một loại kho lạnh 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 Giới thiệu các công nghệ đông lạnh

Các phương pháp làm lạnh nhân tạo Từ lâu con người đã biết lợi dụng thiên nhiên để thoả mãn một phần nhu cầu về lạnh của mình Ở các nước ôn đới, người ra sản xuất nước đá tự nhiên trên các sân băng, cưa thành các cây đá, bảo quản trong các hầm ngầm cách nhiệt trong lòng đất để sử dụng trong mùa hè Ở các nước nhiệt đới người ta sử dụng các hang động có nhiệt độ thấp để bảo quản lương thực thực phẩm… Tuy nhiên những phương pháp này vẫn được coi là

làm lạnh tự nhiên chưa phải là làm lạnh nhân tạo Làm lạnh nhân tạo là quá trình làm

lạnh nhờ một phương tiện hoặc thiết bị do con người tạo ra ❖ Một số phương pháp làm lạnh nhân tạo:

• Phương pháp bay hơi khếch tán • Hoà trộn lạnh

• Dãn nở khí có sinh ngoại công • Tiết lưu khí không sinh ngoại công • Dãn nở khí trong ống xoáy

• Hiệu ứng nhiệt điện • Khử từ đoạn nhiệt • Tan chảy hoặc thăng hoa vật rắn • Bay hơi chất lỏng

1.1.1 Các loại máy lạnh thông dụng

Ngoài các phương pháp làm lạnh ở trên thì phần lớn các phương pháp đó chỉ có ý nghĩa trong phòng thí nghiệm, đôi khi chỉ là nghiên cứu lý thuyết Được sử dụng rộng rãi và thực tế hiện nay chỉ có một số loại máy lạnh sau:

• Máy lạnh nén hơi • Máy lạnh hấp thụ • Máy lạnh nén khí • Máy lạnh ejectơ Trong đó máy lạnh nén hơi là loại được sử dụng nhiều nhất

1.1.2 Quy trình chế biến

Phương pháp chế biến là cách thức xử lý, biến đổi hoặc kết hợp các nguyên liệu thực phẩm để tạo ra các sản phẩm thực phẩm có chất lượng, hương vị, hình dạng và giá trị dinh dưỡng mong muốn Có nhiều phương pháp chế biến khác nhau, phụ thuộc vào loại thực phẩm, mục đích và yêu cầu của người tiêu dùng

1.1.3 Quy trình chế biến sản phẩm

Nhập và kiểm tra chất lượng thực phẩm: Sau khi nhập thực phẩm về, cần kiểm tra rõ về số lượng, chất lượng, nguồn gốc và xuất xứ của thực phẩm Nếu thực phẩm đạt yêu cầu, tiến hành đem vào khu vực chế biến và bảo quản Nếu không, cần lập biên bản và liên hệ nhà cung cấp để đổi hoặc trả lại

Sơ chế thực phẩm: Là việc làm sạch, loại bỏ phần hư hoặc không dùng được của nguyên liệu, thực phẩm Cũng như xử lý bằng nước muối loãng hoặc máy chuyên dụng để khử trùng và tẩy rửa vệ sinh

Chế biến thực phẩm: Là việc xử lý, biến đổi hoặc kết hợp các nguyên liệu thực phẩm để tạo ra các sản phẩm thực phẩm có chất lượng, hương vị, hình dạng và giá trị dinh dưỡng mong muốn Có nhiều phương pháp chế biến khác nhau, phụ thuộc vào loại thực phẩm, mục đích và yêu cầu của người tiêu dùng

Nguyên

Làm sạch và kiểm

tra

Thành phẩm Đóng gói

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 kho lạnh 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 nhỏ hằng ngày

1.2.2 Theo nhiệt độ

Kho bảo quản lạnh: Nhiệt độ bảo quản nằm trong khoảng -2oC đến 5oC Đối với một số rau quả nhiệt đới cần bảo quản ở nhiệt độ cao hơn (đối với chuối > 10oC, đối với chanh > 4oC) 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 -180Cđể 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 -12oC, buồng bảo quản đa năng thường được thiết kế ở -12oC nhưng khi cần bảo quản lạnh có thể đưa lên nhiệt độ bảo quản 0oC hoặc khi cần bảo quản đông có thể đưa xuống nhiệt độ bảo quản -18oC tuỳ theo yêu 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 lạnh Tuỳ theo yêu cầu quy trình công nghệ gia lạnh, nhiệt độ buồng có thể hạ xuống -5oC 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 -4oC

Hình 1.1 Hình ảnh kho lạnh bảo quản thực phẩm

1.2.3 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 (MT - Meat Tons) Ví dụ: Kho 50 MT, kho 100 MT, 200 MT, 500 MT,… là những kho có khả năng chứa 50, 100, 200, 500 tấn thịt

1.2.4 Theo đặc điểm cách nhiệt

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 bằng các móc khoá cam locking và mộng âm dương 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…

1.3 Chọn thông số tính toán 1.3.1 Thông số kho lạnh

Sản phẩm bảo quản: cá, tôm, mực, Dung tích: 700 tấn

Nhiệt độ kho lạnh bảo quản: -18oC

1.3.2 Thông số môi trường

Địa điểm xây dựng: kho lạnh đặt tại Đà Nẵng Nhiệt độ trung bình môi trường hằng năm: 37,7oC Độ ẩm trung bình môi trường hằng năm: 77%

• Tiềm năng hâm nóng toàn cầu (GWP) = 1430 • Phân loại an toàn: A1 độc tính thấp và không dễ cháy

Hình 1.2 Gas môi chất R134a

CHƯƠNG 2: TÍNH TOÁN KÍCH THƯỚC CỦA HỆ THỐNG

2.1 Giới thiệu tổng quan 2.1.1 Tổng quan về công ty

Công ty cổ phần thuỷ sản Anh Minh Đà Nẵng đặt tại Lô C2-4, C2-5 đường Phạm Văn Xảo, phường Thọ Quang, quận Sơn Trà, thành phố Đà Nẵng có diện tích 6169 m2, quy mô sản xuất cá fillet và cá nguyên con lên đến 3000 tấn/năm

Hình 2.1 Công ty cổ phần thuỷ sản Anh Minh ❖ Cơ cấu tổ chức và chức năng nhiệm vụ các đơn vị trong công ty

GIÁM ĐỐC

PHÓ GIÁM ĐỐC

PHÒNG KỸ THUẬT

PHÂN XƯỞNG CƠ

ĐIỆN

PHÂN XƯỞNG CHẾ BIẾN

PHÒNG KINH DOANH

PHÒNG KẾ TOÁN

Giám đốc: Có quyền hạn cao nhất trong công ty, có chức năng giám sát điều hành mọi hoạt động của công ty

Phó giám đốc: Có nhiệm vụ tham mưu cho giám đốc, điều hành mọi hoạt động sản xuất kinh doanh của công ty, tham gia ký kết các hợp đồng

Phân xưởng chế biến: Có vai trò quan trọng trong sự tồn tại và phát triển của công ty Chịu trách nhiệm về mặt quản lý nhân sự, đảm bảo các chế độ, chính sách và quyền lợi nghĩa vụ của người lao động đối với công ty theo luật định của nhà nước

Phân xưởng cơ điện: Đảm bảo cho các máy móc thiết bị vận hành thông suốt, an toàn trong cả quá trình chế biến

Phòng kỹ thuật: Tham mưu cho giám đốc trong việc điều hành kỹ thuật sản xuất, quá trình vệ sinh an toàn thực phẩm từ nguyên liệu đến thành phẩm, chịu trách nhiệm về chất lượng sản phẩm làm ra, phụ trách chương trình quản lý chất lượng, thực hiện đúng kế hoạch mà giám đốc đề ra

Phòng kinh doanh: Có chức năng và nhiệm vụ xử lý thông tin từ các nguồn tin thu thập được từ phía khách hàng, từ việc khảo sát thị trường Phân tích tổng hợp thông tin đưa ra những đề xuất, dự báo trong kinh doanh như giá cả mặt hàng trước mắt và lâu dài Ngoài ra phải thường xuyên giao dịch với khách hàng, chào hàng trực tiếp hoặc gián tiếp

Phòng kế toán: Có vai trò trong sự tồn tại và phát triển của công ty Tính các chi phí, giá thành sản phẩm, lợi nhuận, tiền lương, thưởng và tính toán các khoản có liên quan đến sản xuất kinh doanh của công ty

2.1.2 Công dụng của việc bảo quản lạnh

Bảo quản thực phẩm là quá trình bảo vệ và hạn chế những biến đổi về chất lượng và hình thức của thực phẩm trong khi chờ đợi đưa đi sử dụng Thực phẩm sau khi thu hoạch về chế biến được bảo quản ở nhiệt độ thấp cùng với chế độ thông gió và độ ẩm thích hợp trong kho lạnh, khi hạ nhiệt độ thấp thì enzyme và vi sinh vật trong nhiên liệu bị ức chế hoạt động và có thể bị đình chỉ hoạt động Như vậy nguyên liệu được giữ tươi lâu thêm một thời gian nữa

Nói chung khi nhiệt độ nhỏ hơn 10oC thì vi sinh vật gây thối rữa và vi khuẩn gây bệnh bị kiềm chế phần nào hoạt động của chúng Khi nhiệt độ nhỏ hơn 0oC thì tỷ lệ phát triển của chúng rất thấp, ở (-5 ÷ -10)oC thì hầu hết chúng không hoạt động Tuy nhiên có một số loài vi khuẩn và nấm mốc khi hạ nhiệt độ xuống -15oC chúng vẫn phát triển được như Cloromobacter, Pseudomonas… Do đó, muốn bảo quản được thực phẩm, nhất là các mặt hàng thuỷ sản trong thời gian dài thì nhiệt độ bảo quản phải dưới -15oC

Như vậy, quá trình bảo quản lạnh có tác dụng như sau:

Ở nhiệt độ thấp các phản ứng sinh hoá trong nguyên liệu giảm xuống Trong phạm vi hoạt động bình thường cứ hạ 10oC thì các phản ứng sinh hoá giảm xuống (1/2 ÷ 1/3), khi hạ xuống thấp sẽ làm ức chế các hoạt động về sinh lý của vi khuẩn cũng như nấm men

Dưới tác dụng của nhiệt độ thấp, nước trong động vật thuỷ sản bị đóng băng làm cơ thể động vật bị mất nước, vi khuẩn thiếu nước nên giảm phát triển và có khi còn bị tiêu diệt Nói chung khi nhiệt độ hạ xuống thấp thì chỉ có tác dụng kiềm chế vi khuẩn hơn là giết chết chúng

2.2 Xác định kích thước 2.2.1 Thể tích chất tải Vct

Dung tích kho lạnh được xác định (TL1) theo biểu thức:

E - dung tích kho lạnh ; tấn V - thể tích kho lạnh ; m3gv - định mức chất tải thế tích, tấn/m3 Với cá đông lạnh ta có gv = 0,45 tấn/m3Từ công trên ta tích được thể tích kho lạnh:

2.2.3 Tải trọng của nền và của trần

Tải trọng của nền và của trận được tính toán theo định mức chất tải và chiều cao chất tải của nền và giá treo hoặc móc treo vào trần

gF = gv hct = 0.45 5 = 2,25 tấn/m2 (2-4) gF - định mức chất tải theo diện tích, tấn/m2

Đối với diện tích buồng lạnh từ (20 ÷ 100) m2, βF = 0,7 ÷ 0,8 Đối với diện tích buồng lạnh từ (100 ÷ 400) m2, βF = 0,75 ÷ 0,8 Đối với diện tích buồng lạnh trên 400 m2, βF = 0,8 ÷ 0,85

388,9432 = 0,9 f - Diện tích buồng lạnh quy chuẩn đã chọn xác định qua các hàng cột kho, m2.Chọn Z = 1 phòng => f = 24 x 18 m = 432 m2 theo quy chuẩn

2.3 Tính toán cách nhiệt 2.3.1 Đặc điểm cấu trúc kho lạnh và các thông số cơ bản của panel

Chất lượng cách nhiệt có tính chất quyết định đối với chất lượng kho lạnh Lớp cách nhiệt cách ẩm cần đáp ứng các yêu cầu sau:

• Khối lượng riêng nhỏ • Hệ số dẫn nhiệt nhỏ • Độ thấm hơi nhỏ • Độ bền cơ học cao • Không ăn mòn không phản ứng với các vật liệu tiếp xúc, chịu được nhiệt độ thấp và nhiệt độ cao

• Không có mùi lạ, không cháy, không độc hại với con người và với sản • phẩm bảo quản

• Dễ mua, rẻ, dễ gia công, vận chuyển, lắp đặt, không cần bảo dưỡng cao Ngày nay kho lạnh lắp ghép được sử dụng rất rống rãi do kết cấu đơn giản, có thể lắp ráp nhanh chóng và khi cần có thể tháo ra di chuyển đến địa điểm khác Kho lạnh lắp ghép ngày nay rất đa dạng có thể chứa được đến hàng chục ngàn tấn hàng Em lựa chọn kho lạnh lắp ghép cho phần đồ án của mình

Hình 2.2 Cấu trúc kho lạnh lắp ghép

2.3.2 Đặc điểm của tấm panel

Kết cấu kho lạnh được lắp ráp bởi các tấm panel tiêu chuẩn do nhà sản xuất quy định Cấu tạo của Panel gồm:

Hình 2.3 Cấu tạo tấm panel Gồm có 03 lớp chính: Hai bên là các lớp tôn dày (0,5  0,6) mm, phủ sơn, ở giữa là lớp Polyure thane cách nhiệt dày từ (50  200) mm tuỳ thuộc phạm vi nhiệt độ làm việc

So với panel trần và tường, panel nền do phải chịu tải trọng lớn của hàng nên sử dụng loại có mật độ cao, khả năng chịu nén tốt Các tấm panel nền được xếp vuông góc với các con lươn thông gió Các tấm panel được liên kết với nhau bằng các móc khoá là cam lock đã được gắn sẵn trong panel, vì thế lắp ghép rất nhanh, khít và chắc chắn

Lớp tôn Lớp polyurethan Lớp tôn

Lớp tôn Lớp polyurethan Lớp tôn

Panel trần được gối lên các tấm panel tường đối diện nhau và cũng được gắn bằng khoá cam lock Khi kích thước kho quá lớn cần có khung treo đỡ panel, nếu không panel sẽ bị võng ở giữa và có thể gãy gập

Sau khi lắp đặt xong, cần phun silicon hoặc sealant để làm kín các khe hở lắp ghép Do có sự biến động về nhiệt độ nên áp suất trong kho luôn thay đổi, để cân bằng áp bên trong và bên ngoài kho, người ta gắn trên tường các van thông áp

Nếu không có van thông áp thì khi áp suất trong kho thay đổi sẽ rất khó khăn khi mở cửa hoặc ngược lại khi áp suất lớn cửa sẽ bị tự động mở ra

• Độ chịu nén: (0,2 ÷ 0,29) Mpa • Tỷ lệ điền đầy bọt: 95%, chất tạo bọt là R141B (không phá hủy tầng Ozon) • Chiều dài tối đa: 12 m

• Chiều rộng tối đa: 1.2 m • Chiều rộng tiêu chuẩn: 300, 600, 900 và 1200mm • Chiều dày tiêu chuẩn: 50, 75, 100, 125, 150, 175 và 200mm • Chiều dài của các tấm panel tiêu chuẩn là 1800, 2400, 3000, 3600, 4500,

4800 và 6000mm • Phương pháp lắp ghép: Mộng âm dương hoặc cam lock (được sử dụng nhiều

hơn do nhanh và đơn giản)

a Chi tiết lắp ghép

Khóa cam: Đơn giản, dễ sử dụng Mộng âm dương: Thường được sử dụng với khóa cam để tăng hiệu quả cách nhiệt Nguyên tắc là một cạnh panel bố trí lõm còn cạnh tương ứng của panel ghép có vấu lồi để ăn khớp hoàn toàn với nhau, qua đó tránh được khe hở ở mối ghép panel với nhau, với trần, nền…

b Cửa kho lạnh

Cửa kho lạnh cũng là một chi tiết có nhiều yêu cầu đặc biệt:

• Cần phải có cách nhiệt đủ dày để mặt ngoài không bị đọng sương • Cần phải đóng mở nhẹ nhàng, kín khít

• Cần phải giữ được lạnh, không để cho khí nóng lọt vào và tổn thất lạnh khi mở cửa

• Khoá cửa và tay nắm phải làm việc tốt, nhẹ nhàng, không han rỉ và phải mở được cả phía trong (cơ cấu chống nhốt do vô ý)

• Cần phải đóng mở nhẹ nhàng ngay cả khi có băng giá đóng vào cửa

2.3.4 Tính cách nhiệt cho tường và trần nhờ panel

a Chọn panel theo nhiệt độ

Chiều dày (mm) Hệ số truyền nhiệt K, W/m2K Lĩnh vực ứng dụng của kho

b Kiểm tra lại chiều dày và hệ số truyền nhiệt của panel

λini=1

+ 1α2)] Trong đó

δcn: độ dày yêu cầu của lớp cách nhiệt ; m λcn: hệ số dẫn nhiệt của vật liệu cách nhiệt ; W/mK k: hệ số truyền nhiệt

α1: hệ số toả nhiệt của môi trường bên ngoài (phía nóng) tới tường cách nhiệt ; W/m2K

α2: hệ số toả nhiệt của vách buồng lạnh vào buồng lạnh δi: bề dày của lớp vật liệu xây dựng tứ i ; m

λ: hệ số dẫn nhiệt của lớp vật liệu xây dựng thứ i ; W/m2K

Ta có hệ số toả nhiệt theo [TL2]

Bề mặt trong của buồng đối lưu tự nhiên của hành lang (tường-trần)

8 6 - 7

Bảng 2.2 Vật liệu của panel

Ta có: Hệ số truyền nhiệt k = 0,22 W/m2K Thay vào công thức ta tính được hệ số truyền nhiệt chuẩn theo chiều dày:

δcn= λcn [1

k- (1α1+ ∑

δiλi

ni=1

+ 1α2)] δcn= 0,03 [ 1

0,22- (

123,3+

2 x 0,000645,36 +

2 x 0,00050,291 +

19)] = 131,6 ; mm Chiều dày panle phải chọn:

δpanel = 0,1316 + 2.0,0006 + 2.0,0005 = 0,1338 m = 133,8 ; mm Để đảm bảo ta chọn chiều dày panel tiêu chuẩn:

δpanel = 150 ; mm Khi đó chiều dày cách nhiệt thực của panel là:

δCNthuc = 0,15 - (2.0,0006 + 2.0,0005) = 147,8 ; mm Ta có hệ số truyền nhiệt thực:

123,3 + 2 x 0,000645,36 + 2 x 0,00050,291 + 0,14780,03 + 19

= 0,1976 ; W/m2K

Chiều dày panel là 150 mm và hệ số truyền nhiệt thực k = 0,1976 ; W/m2K

2.3.5 Tính kiểm tra đọng sương

Hiện tượng đọng sương xảy ra khi nhiệt độ chệnh lệch giữa bề mặt vật chất có nhiệt độ thấp với không gian có nhiệt độ cao hơn đạt tới điểm sương, được xác định dựa vào các thông số trên đồ thị không khí ẩm Việc đọng sương không những gây mất mỹ quan mà còn ảnh hưởng đến kiến trúc công trình như thấm nước làm mục trần thạch cao trang trí, chạm chập các thiết bị điện và hư hỏng nội thất bên dưới

Để vách không đọng sương thì hệ số truyền nhiệt thực phải thoả mãn điều kiện sau:

Kt < Ks Để an toàn thì Kt < Ks Ks: Là hệ số truyền nhiệt đọng sương nó được xác định theo biểu thức sau

Ks = 0,95.α t1- ts

t1-t2t1 - là nhiệt độ không khí ngoài môi trường: t1 = 37,7oC t2 - là nhiệt độ không khí trong kho lạnh t2 = -18oC ts - là nhiệt độ điểm sương của không khí ngoài môi trường, 33oC Vậy ta có:

Ks= 0,95.23,3 37,7- 33

37,7-(-18) = 1,87 Xét Kt < Ks = 1,87 Như vậy điều kiện thoả mãn

2.3.6 Tính chiều dày cách nhiệt vách ngăn giữa các phòng lạnh

Số phòng thiết kế là 2 phòng được lắp ghép bằng tấm panel Hai phòng bố trí kề nhau, giữa hai phòng có nhiệt độ và độ ẩm như nhau cho nên không có hiện tượng đọng sương và đọng ẩm

δcnvn= λcn - [1

k (1α1 + ∑

δ1λ1+

1α2)] Có hế số tỏa nhiệt giữa hai vách là như nhau: α1 = α2 = 9 ; W/m2K Hệ số dẩn nhiệt λcn = 0,03 ; W/mK

Hệ số truyền nhiệt của vách ngăn kho lạnh -18oC (2-10) Ta có k = 0,3 ; W/m2K

Vậy δcnvn= 0,3 - [ 1

0,3 (19 + 2.

0,0006 45,36 + 2.

0,00050,291 +

19)] = 0,093m = 93 ; mm δpanel = 0,093 + 2.0,0006 + 2.0,0005 = 0,0952 m = 95,2 ; mm

Theo tiêu chuẩn chọn δpanel = 150 mm Kết luận: Cấu trúc cách nhiệt của kho bằng vật liệu cách nhiệt Polyurethan có chiều dày là 150 mm thì đảm bảo sự cách nhiệt

Nền kho và trần kho có chiều dày lớp cách nhiệt bằng chiều dày lớp cách nhiệt của vách kho

Vách ngăn giữa hai phòng lạnh có chiều dày 150 mm có thể giúp cách nhiệt hiệu quả hơn

2.4 Tính toán các loại tổn thất nhiệt

- Tính nhiệt kho lạnh là tính toán các dòng nhiệt từ môi trường bên ngoài đi vào kho lạnh Đây chính là dòng nhiệt tổn thất mà máy lạnh phải có đủ công suất để thải nó trở lại môi trường nóng, đảm bảo sự chênh lệch nhiệt độ ổn định giữa buồng lạnh và không khí bên ngoài

- Mục đích cuối cùng của việc tính toán nhiệt kho lạnh là để xác định năng suất lạnh của máy lạnh cần lắp đặt

- Dòng nhiệt tổn thất vào kho lạnh Q, được xác định bằng biểu thức:

Q = Q1 + Q2 + Q3 + Q4 + Q5 ; W Q1 - Tổn thất nhiệt qua kết cấu bao che của buồng lạnh ; W Q2 - Tổn thất lạnh để làm lạnh sản phẩm và bao bì ; W Q3 - Tổn thất lạnh do thong gió Tổn thất này chỉ có đối với các phòng lạnh có phát sinh nguồn hôi thối hoặc các chất độc hại Ở đây sản phẩm bảo quản là cá đã qua chế biến nên không cần phải thong gió buồng lạnh => Q3 = 0

Q4 - Tổn thất lạnh do vận hành ; W Q5 - Dòng nhiệt từ sản phẩm toả ra khi sản phẩm hô hấp (thở) chỉ có ở các kho lạnh bảo quản rau quả đặc biệt hoặc trong các buồng lạnh bảo quản hoa quả của kho lạnh phân phối

=> Tổn thất lạnh của kho lạnh thiết kế được tính theo công thức:

➢ Kích thước kho lạnh

Chọn kho lạnh: dài x rộng x cao = 24 x 18 x 6 ; m

➢ Diện tích tường kho lạnh

Ft = 2Ft1 + 2Ft2 ; m2Trong đó:

- Ft1 = (24 + 0,3)(6 + 0,3) = 153,09 ; m2- Ft2 = (18 + 0,3)(6 + 0,3) = 115,29 ; m2Vậy: Ft = 2 153,09 + 2 115,29 = 538,38 ; m2

➢ Diện tích trần kho lạnh

Ftr = (24 + 0,3)(18 + 0,3) = 153,09 ; m2

➢ Diện tích nền kho lạnh

Fn = (24 + 0,3)(18 + 0,3) = 153,09 ; m2

2.4.1 Tính tổn thất lạnh qua kết cấu bao che Q1

Ta có : Q1 = Q1dl + Q1bx

Trong đó: Qdl

1 : Tổn thất lạnh qua kết cấu bao che do chênh lệch nhiệt độ Qbx

1 : Tổn thất lạnh qua kết cấu bao che do bức xạ mặt trời

Mà:

Ta có: Q1t = Kt.Ft.t = 0,1976.538,38.[37,7 - (-18)] = 5925,58 ; W Q1tr = Kttr.Ftr.t = 0,1976.153,09.[37,7 - (-18)] = 1684,96 ; W Q1 = Ktn.Fn.t = 0,1976.153,09.[37,7 - (-18)] = 1684,96 ; W Vậy: Qdl1 = 5925,58 + 1684,96 + 1684,96 = 9295,5 ; W Và:

Q1bx = Q1t + Q1trTa có:

Q1t = Kt Ft.t1bxChọn hiệu nhiệt độ dư t1bxt = 0,60C và Đà Nẵng (2-11)

=> Q1t = Kt Ft.t1bxt = 0,1976.538,38.0,6 = 63,83 ; W Ta có :

Q1tr = Kttr Ftr.t1bxtr

= 0,1976.153,09.16 = 484,01 ; W Chọn hiệu nhiệt độ t1bxtr = 160C do trần được phủ màu sáng (2-12) Vậy:

Q1bx = 63,83 + 484,01 = 547,84 ; W Vậy tổng tổn thất nhiệt qua kết cấu bao che là:

a Xác định tổn thất lạnh do sản phẩm mang vào Q21

Trong đó : M: lượng hàng đưa vào kho bảo quản lạnh, tấn/ngày đêm Chọn : M = 2%.E = 2.700

i1 = 24,8 ; kJ/kg i2 = 0 ; kJ/kg Vậy:

3600.24

1000

; kW Trong đó:

Mbb = 1%Msp = 0,01.700 = 7 ; tấn: khối lượng bao bì (2-14) Cbb = 1,46 ; kJ/kg:

t1 = -120C: nhiệt độ sản phẩm đưa vào kho lạnh t2 = -180C: nhiệt độ bảo quản trong kho lạnh Vậy:

Q22 = 7.1,46.[(-12) - (-18)]

3600.24

1000

= 0,71 ; kW = 710 ; W Vậy tổng tổn thất do sản phẩm và bao bì tỏa ra là:

Q2 = 4,02 + 0,71 = 4,73 ; kW = 4730 ; W

2.4.3 Tổn thất lạnh do thông gió

Q3 chỉ tính cho sản phẩm là rau quả Vì ở đây sản phẩm là cá nên Q3 = 0