thiết kế đồ án kho lạnh bảo quản rau quả

Thiết kế đồ án kho lạnh bảo quản rau quả LỜI MỞ ĐẦU Kỹ thuật lạnh đã ra đời hàng trăm năm nay và được sử dụng rất rộng rãi trong nhiều ngành kỹ thuật rất khác nhau: trong công nghiệp chế biến và bảo quản thực phẩm, công nghiệp hoá chất, công 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, trong đời sống vv Ngày nay ngành kỹ thuật lạnh đã phát triển rất mạnh mẽ, được sử dụng với nhiều mục đích khác nhau, phạm vi ngày càng mở rộng và trở thành ngành kỹ thuật vô cùng quan trọng, không thể thiếu được trong đời sống và kỹ thuật của tất cả các nước. Một trong số đó là ứng dụng trong việc thiết kế các loại kho lạnh để bảo quản thục phẩm. Trong đồ án này chúng em tiến hành thiết kế kho lạnh dùng để bảo quản rau quả. Trang 1 Thiết kế đồ án kho lạnh bảo quản rau quả Mục lục Được xác định theo công thức: 45 Thuyết minh hệ thống 51 Áp suất 52 DANH SÁCH CÁC BẢNG TRONG BÀI Được xác định theo công thức: 45 Thuyết minh hệ thống 51 Áp suất 52 65 THI CÔNG LẮP ĐẶT 66 Chương 1 VAI TRÒ CỦA KỸ THUẬT LẠNH TRONG CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM Trang 2 Thiết kế đồ án kho lạnh bảo quản rau quả 1.1. Tác dụng của nhiệt độ thấp đối với thực phẩm Năm 1745 nhà bác học Nga Lômônôxốp trong một luận án nổi tiếng “Bàn về nguyên nhân của nóng và lạnh“ đã cho rằng: Những quá trình sống và thối rửa diễn ra nhanh hơn do nhiệt độ cao và kìm hãm chậm lại do nhiệt độ thấp. Thật vậy, biến đổi của thực phẩm tăng nhanh ở nhiệt 50oC vì ở nhiệt độ này rất thích hợp cho hoạt hoá của men phân giải÷độ 40 (enzim) của bản thân thực phẩm và vi sinh vật. Ở nhiệt độ thấp các phản ứng hoá sinh trong thực phẩm bị ức chế. Trong phạm vi nhiệt độ bình thường cứ giảm 10oC thì tốc độ phản ứng giảm xuống 1/2 đến 1/3 lần. Nhiệt độ thấp tác dụng đến hoạt động của các men phân giải nhưng không tiêu diệt được chúng. Nhiệt độ xuống dưới 0oC, phần lớn hoạt động của enzim bị đình chỉ. Tuy nhiên một số men như lipaza, trypsin, catalaza ở nhiệt độ -191oC cũng không bị phá huỷ. Nhiệt độ càng thấp khả năng phân giải giảm, ví dụ men lipaza phân giải mỡ. Khi nhiệt độ giảm thì hoạt động sống của tế bào giảm là do: - Cấu trúc tế bào bị co rút - Độ nhớt dịch tế bào tăng - Sự khuyếch tán nước và các chất tan của tế bào giảm. - Hoạt tính của enzim có trong tế bào giảm. Bảng 1.1: Khả năng phân giải phụ thuộc nhiệt độ Nhiệt độ ( 0 C) 40 10 0 -10 Khả năng phân giải (%) 11,9 3,89 2,26 0,70 Các tế bào thực vật có cấu trúc đơn giản, hoạt động sống có thể độc lập với cơ thể sống. Vì vậy khả năng chịu lạnh cao, đa số tế bào thực vật không bị chết khi nước trong nó chưa đóng băng. Trang 3 Thiết kế đồ án kho lạnh bảo quản rau quả Tế bào động vật có cấu trúc và hoạt động sống phức tạp, gắn liền với cơ thể sống. Vì vậy khả năng chịu lạnh kém hơn. Đa số tế bào động vật chết khi nhiệt độ giảm xuống dưới 4oC so với thân nhiệt bình thường của nó. Tế bào động vật chết là do chủ yếu độ nhớt tăng và sự phân lớp của các chất tan trong cơ thể. Một số loài động vật có khả năng tự điều chỉnh hoạt động sống khi nhiệt độ giảm, cơ thể giảm các hoạt động sống đến mức nhu cầu bình thường của điều kiện môi trường trong một khoảng thời gian nhất định. Khi tăng nhiệt độ, hoạt động sống của chúng phục hồi, điều này được ứng dụng trong vận chuyển động vật đặc biệt là thuỷ sản ở dạng tươi sống, đảm bảo chất lượng tốt và giảm chi phí vận chuyển. Ảnh hưởng của lạnh đối với vi sinh vật. - Khả năng chịu lạnh của mỗi loài vi sinh vật có 0 0 C. Tuy nhiên một số khác chịu lạnh ở nhiệt độ khác nhau. Một số loài chết ở nhiệt độ 2 0 C hay ở nhiệt độ thấp hơn. - Khi nhiệt độ hạ xuống thấp nước trong tế bào vi sinh vật đông đặc làm vỡ màng tế bào sinh vật. Mặt khác nhiệt độ thấp, nước đóng băng làm mất môi trường khuyếch tán chất tan, gây biến tính của nước làm cho vi sinh vật chết. - Trong tự nhiên có 3 loại vi sinh vật thường phát triển theo chế độ nhiệt riêng Bảng 1.2: Ảnh hưởng của nhiệt độ đến vi sinh vật Vi khuẩn Nhiệt độ thấp nhất Nhiệt độ thích hợp nhất Nhiệt độ cao nhất Vi khuẩn ưa lạnh (Psychrophiles)- Vi khuẩn ưa ấm(Mesophiles)- Vi khuẩn ưa nóng(Thermopphiles) 90oC÷ 20oC40 ÷0oC10 55oC÷ 40oC50 ÷ 20oC20 ÷15 70oC÷30oC45oC50 Nấm mốc chịu đựng lạnh tốt hơn, nhưng ở nhiệt độ -10 0 C hầu hết ngừng hoạt động ngoài trừ các loài Mucor, Rhizopus, Penicellium. Để ngăn ngừa mốc phải Trang 4 Thiết kế đồ án kho lạnh bảo quản rau quả duy trì nhiệt độ dưới -15 0 C. Các loài nấm có thể sống ở nơi khan nước nhưng tối thiểu phải đạt 15%. Ở nhiệt độ -18 0 C, 86% lượng nước đóng băng, còn lại 14% không đủ cho vi sinh vật phát triển. Vì vậy để bảo quản thực phẩm lâu dài cần duy trì nhiệt độ kho lạnh ít nhất -18 0 C. Để bảo quả thực phẩm người ta có thể thực hiện nhiều cách như: Phơi, sấy khô, đóng hộp và bảo quản lạnh. Tuy nhiên phương pháp bảo quả lạnh tỏ ra có ưu điểm nổi bật vì: - Hầu hết thực phẩm, nông sản đều thích hợp đối với phương pháp này. - Việc thực hiện bảo quản nhanh chóng và rất hữu hiệu phù hợp với tính chất mùa vụ của nhiều loại thực phẩm nông sản. - Bảo tồn tối đa các thuộc tính tự nhiên của thực phẩm, giữ gìn được hương vị, màu sắc, các vi lượng và dinh dưỡng trong thực phẩm. 1.2. Các chế độ xử lý lạnh thực phẩm Thực phẩm trước khi được đưa vào các kho lạnh bảo quản, cần được tiến hành xử lý lạnh để hạ nhiệt độ thực phẩm từ nhiệt độ ban đầu sau khi đánh bắt, giết mổ xuống nhiệt độ bảo quản. Có hai chế độ xử lý lạnh sản phẩm là xử lý lạnh và xử lý lạnh đông a) Xử lý lạnh là làm lạnh các sản phẩm xuống đến nhiệt độ bảo quản lạnh yêu cầu. Nhiệt độ bảo quản này phải nằm trên điểm đóng băng của sản phẩm. Đặc điểm là sau khi xử lý lạnh, sản phẩm còn mềm, chưa bị hóa cứng do đóng băng. b) Xử lý lạnh đông là kết đông (làm lạnh đông) các sản phẩm. Sản phẩm hoàn toàn hóa cứng do hầu hết nước và dịch trong sản phẩm đã đóng thành băng. Nhiệt độ tâm sản phẩm đạt -8 0 C, nhiệt độ bề mặt đạt từ -18 0 C đến -12 0 C. Xử lý lạnh đông có hai phương pháp: a) Kết đông hai pha Trang 5 Thiết kế đồ án kho lạnh bảo quản rau quả Thực phẩm nóng đầu tiên được làm lạnh từ 37 0 C xuống khoảng 4 0 C sau đó đưa vào thiết bị kết đông để nhiệt độ tâm khối thực phẩm đạt -8 0 C. b) Kết đông một pha Thực phẩm còn nóng được đưa ngay vào thiết bị kết đông để hạ nhiệt độ tâm khối thực phẩm xuống đạt dưới -8 0 C. Kết đông một pha có nhiều ưu điểm hơn so với kết đông hai pha vì tổng thời gian của quá trình giảm, tổn hao khối lượng do khô ngót giảm nhiều, chi phí lạnh và diện tích buồng lạnh cũng giảm. Đối với chế biến thịt thường sử dụng phương pháp một pha. Đối với hàng thuỷ sản do phải qua khâu chế biến và tích trữ trong kho chờ đông nên thực tế diễn ra hai pha. Các loại thực phẩm khác nhau sẽ có chế độ bảo quản và đông lạnh thích hợp khác nhau. Ở chế độ bảo quản lạnh và trong giai đoạn đầu của quá trình kết động hai pha, người ta phải gia lạnh sản phẩm. Thông thường thực phẩm được gia lạnh trong môi trường không khí với các thông số sau: - Độ ẩm không khí trong buồng: 85 ÷ 90% - Tốc độ không khí đối lưu tự nhiên: 0,1 - 0,2 m/s; đối lưu cưỡng bức cho phép 0,5 m/s (kể cả rau quả, thịt, cá, trứng ). - Giai đoạn đầu, khi nhiệt độ sản phẩm còn cao, người ta giữ nhiệt độ không khí gia lạnh thấp hơn nhiệt độ đóng băng của sản phẩm chừng 1 - 2 0 C. Nhiệt độ đóng băng của một số sản phẩm như sau:  Thịt 1,2 - 4,2 0 C. Nhiệt độ không khí gia tăng 2 0 C - 4 0 C  Cá từ 0,6 - 2 0 C.  Rau quả 0,8 - 4,2 0 C thời gian gia nhiệt kéo dài thêm 5h. Sau khi tăng nhiệt độ sản phẩm đạt 3 - 8 0 C, nhiệt độ không khí tăng lên 1 0 C. Tóm lại, cần tăng tốc độ gia lạnh nhưng phải tránh đóng băng trong sản phẩm. Trang 6 Thiết kế đồ án kho lạnh bảo quản rau quả Trong một kho lạnh có thể có buồng gia lạnh riêng biệt. Song cũng có thể sử dụng buồng bảo quản lạnh để gia lạnh. Khi đó, số lượng sản phẩm đưa vào phải phù hợp với năng suất lạnh của buồng. Các sản phẩm nóng phải bố trí đều cạnh các dàn lạnh để rút ngắn thời gian gia lạnh. Sản phẩm khi gia lạnh xong phải thu dọn và sắp xếp vào vị trí hợp lý trong buồng để tiếp tục gia lạnh đợt tiếp theo. Chương 2 TÍNH TOÁN BỐ TRÍ MẶT BẰNG VÀ DUNG TÍCH KHO LẠNH 2.1.Khảo sát sơ đồ mặt bằng lắp đặt kho lạnh Trang 7 Thiết kế đồ án kho lạnh bảo quản rau quả 2.1.1. Chọn địa điểm xây dựng kho lạnh. Chọn địa điểm kho lạnh là công tác không thể thiếu và đóng vai trò quan trọng trong quá trình thiết kế và xây dựng kho. Khi chọn địa điểm thì ta phải biết được các thông số về khí tượng thuỷ văn, địa lí… Từ đó đề ra các phương án thiết kế và xây dựng kho cho thích hợp để làm cho công trình có giá thành thấp nhất và chất lượng công trình là tốt nhất, cũng tránh được các rủi ro do thiên tai gây ra như thiên tai, lũ lụt… tại địa phương xây dựng kho. Kho lạnh bảo quản được đặt gần chợ đầu mối quận Thủ Đức Thành Phố Hồ Chí Minh 2.1.2. Các thông số khí hậu Các thông số khí hậu này được thống kê, khi tính toán đảm bảo độ an toàn thì ta phải lấy giá trị cao nhất, tức là giá trị khắc nghiệt nhất để đảm bảo độ an toàn cho máy lạnh và tránh các sự cố đáng tiếc xảy ra. Tra bảng 1-1 sách HDTKHTL ta có. Bảng 2-1. Thông số khí hậu ở TPHCM. Nhiệt độ, 0 C Độ ẩm tương đối, % TB cả năm Mùa hè Mùa đông Mùa hè Mùa đông 26,7 37,3 17,4 78 82 2.1.3. Các điều kiện bảo quản trong kho. Chế độ bảo quản sản phẩm trong kho cũng chính là điều kiện môi trường trong kho mà ta phải tạo ra để duy trì sản phẩm đạt tiêu chuẩn chất lượng cao. a) Chọn nhiệt độ bảo quản. Trang 8 Thiết kế đồ án kho lạnh bảo quản rau quả Nhiệt độ bảo quản thực phẩm phụ thuộc vào từng loại sản phẩm và thời gian bảo quản của chúng. Thời gian bảo quản càng lâu đòi hỏi nhiệt độ bảo quản càng thấp. Kho lạnh bảo quản rau quả chủ yếu là sup lơ, carot, khoai tây… nên thời gian bảo quản khoảng 2 đến 3 tuần chọn nhiệt độ bảo quản là 2 0 C. b) Độ ẩm của không khí trong kho lạnh. Độ ẩm của không khí trong kho ảnh hưởng rất lớn đến chất lượng sản phẩm khi sử dụng. Bởi vì độ ẩm của không khí trong kho liên quan đến hiện tượng thăng hoa của nước đá trong sản phẩm. Vì vậy tuỳ từng loại sản phẩm mà ta chọn độ ẩm của không khí cho thích hợp. c) Tốc độ không khí trong kho lạnh. Không khí chuyển động trong kho có tác dụng lấy đi nhiệt lượng của sản phẩm bảo quản, nhiệt do mở cửa, do cầu nhiệt, do người lao động trong kho. Ngoài ra còn phải đảm bảo sự đồng đều nhiệt độ, độ ẩm và hạn chế nấm mốc hoạt động. Ở nhà máy Thiên mã sản phẩm được bao gói cách ẩm nên ta thiết kế không khí đối lưu cưỡng bức bằng quạt gió với vận tốc v = 3m/s. Bảng 2-2: Chế độ và thời gian bảo quản rau quả tươi Sản phẩm Nhiệt độ bảo quản, ( o C) Độ ẩm, (%) Thông gió Thời gian bảo quản, Bưởi 0 ÷ 5 85 Mở 1÷2 tháng Cam 0,5 ÷ 2 85 Mở - nt - Chanh 1 ÷ 2 85 - nt - - nt - Chuối chín 14 ÷ 16 85 - nt - 5÷10 ngày Chuối xanh 11,5 ÷ 13,5 85 - nt - 3÷10 tuần Dứa chín 4 ÷ 7 85 - nt - 3÷4 tuần Dứa xanh 10 85 - nt - 4÷6 tháng Trang 9 Thiết kế đồ án kho lạnh bảo quản rau quả Đào 0 ÷ 1 85 ÷ 90 - nt - 4÷6 tháng Táo 0 ÷ 3 90 ÷ 95 - nt - 3÷10 tháng Cà chua chín 2 ÷ 2,5 75 ÷ 80 - nt - 1 tháng Cà rốt 0 ÷ 1 90 ÷ 95 - nt - vài tháng Cà chua xanh 6 80 ÷ 90 - nt - 10÷14 ngày Dưa chuột 0 ÷ 4 85 - nt - vài tháng Đậu khô 5 ÷ 7 70 ÷ 75 Đóng 9÷12 tháng Đậu tươi 2 90 Mở 3÷4 tuần Hành 0 ÷ 1 75 - nt - 1÷2 năm Khoai tây 3 ÷ 6 85 ÷ 90 - nt - 5÷6 tháng Nấm tươi 0 ÷ 1 90 - nt - 1÷2 tuần Rau muống 5 ÷ 10 80 ÷ 90 - nt - 3÷5 tuần Cải xà lách 3 90 - nt - 3 tháng Xu hào 0 ÷ 0,5 90 - nt - 2÷6 tháng Cải bắp, xúp lơ 0 ÷ 1 90 - nt - 4 tuần Su su 0 90 - nt - 4 tuần Đu đủ 8 ÷ 10 80 ÷ 85 - nt - 2 tuần Quả bơ 4 ÷ 11 85 - nt - 10 ngày Khoai lang 12 ÷ 15 85 - nt - 5÷6 tuần Bông actisô 10 85 - nt - 2 tuần Mít chín (múi) 8 90 - nt - 1 tuần Thanh long 12 90 - nt - 4 tuần Măng cụt 12 85 - nt - 3÷4 tuần 2.2. Yêu cầu khi thiết kế mặt bằng kho lạnh: Trang 10 [...]... gia lạnh hoặc kết đông ở xí nghiệp chế biến nơi khác đưa đến đây để bảo quản Một phần nhỏ có thể được gia lạnh và kết đông tại kho lạnh từ 3 – 6 tháng Dung tích kho rất lớn, tới 10 – 15 ngàn tấn, đặc biệt 30 – 35000 tấn Kho lạnh chuyên dùng để bảo quản một loại mặt hang và vạn năng để bảo quản nhiều loại mặt hang: thịt, sữa, cá, rau quả Trang 13 Thiết kế đồ án kho lạnh bảo quản rau quả Nếu kho lạnh. .. dung tích Các kho lạnh bảo quản rau quả thường có các buồng sau: - Buồng bảo quản rau quả - Buồng chế biến (lựa chọn, phân loại, đóng gói, đóng hộp); - Buồng tiếp nhận và phân phối sản phẩm Đối với các kho lạnh nhỏ dưới 1000 tấn có thể sử dụng một buồng với nhiều Trang 14 Thiết kế đồ án kho lạnh bảo quản rau quả chức năng thí dụ: buồng xử lý, phân phối và tiếp nhận của kho lạnh chế biến rau quả có thể... dựng phức tạp Trang 26 Thiết kế đồ án kho lạnh bảo quản rau quả Qua cân đối giữa kho lắp ghép và kho xây, đối chiếu với tình hình của xí nghiệp em chọn phương án xây dựng kho bảo quản đông của xí nghiệp là kho xây 3.3.1 Kết cấu xây dựng kho: Để giảm tổn thất lạnh, cũng như đảm bảo tính an toàn và kinh tế cho kho lạnh hoạt động trong thời gian dài thì kho lạnh cần được xây dựng theo kết cấu như sau: 3.3.1.1... bảo quản cũng khác nhau, nên kho lạnh cũng cần đa dạng để đáp ứng nhu cầu đó Tuy nhiên xu hướng phát triển lại là các kho lạnh chuyên dùng sử dụng cho một mặt hàng ổn định nào đó, ví dụ các kho lạnh bảo quản thịt cho lò mổ, kho bảo quản cá ở bến cảng Các kho lạnh cá ở bến cảng tiếp nhận cá đã đươc chế biến và kết động trên các tàu cá đưa về… Các kho lạnh tôm xuất khẩu, các Trang 20 Thiết kế đồ án kho. .. Thiết kế đồ án kho lạnh bảo quản rau quả kho lạnh rau quả trước khi vận chuyển đi xa hoặc các kho lạnh bảo quản khi đi thu hái trong thời vụ và đồng thời là các trung tâm thu mua Để đạt được hiểu quả kinh tế, diện tích kho lạnh tối thiểu để cho thuê phải đạt được 2000 m2, giới hạn lớn nhất là không hạn chế Trung bình các kho lạnh cho thuê có diện tích từ 5000 đến 10000 m2 Các kho lạnh chuyên dùng có... nhất Kho lạnh phân phối rau quả thì không cần buồng này Các buồng gia lạnh, thu gom của các kho lạnh thu mua, sau mùa vụ có thể dùng làm nơi bảo quản, phân loại trước khi bán 2.6 Xác định số lượng và kích thướt các buồng lạnh Dung tích kho lạnh là đại lượng cơ bản cần thiết để xác định số lượng và kích thước các buồng lạnh Dung tích kho lạnh là lượng hàng được bảo quản đồng thời lớn nhất trong kho, ... tiện nghi Giảm công suất thiết bị đến mức thấp nhất Quy hoạch mặt bằng cần phải đảm bảo sự vận hành thuận lợi và rẻ tiền - Quy hoạch phải đảm bảo lối đi và đường vận chuyển thuận lợi cho việc bốc xếp thủ công hoặc cơ giới đã thiết kế - Chiều rộng kho lạnh nhiều tầng không quá 40 m Trang 19 Thiết kế đồ án kho lạnh bảo quản rau quả - Chiều rộng kho lạnh một tầng phải phù hợp với kho ng vượt lớn nhất 12... gian máy, một hành lang ô tô Lưu ý: Khi thiết kế mặt bằng kho lạnh Trang 18 Thiết kế đồ án kho lạnh bảo quản rau quả Cần phải tính toán thêm các diện tích lạnh phụ trợ chưa nằm trong các tính toán trên Thí dụ hành lang, buồng tháo và chất tải, kiểm nghiệm sản phẩm, buồng chứa phế phẩm và kể cả buồng kết đông của kho lạnh phân phối Diện tích kho lạnh quy chuẩn được tính theo hàng cột quy chuẩn cách nhau... Pkkk < Pfkk - Giảm dòng nhiệt xâm nhập khi mở cửa kho bảo quản thực hiện những cách sau:  Dùng màng che chắn việc đi lại khó khăn trong khi làm việc Trang 11 Thiết kế đồ án kho lạnh bảo quản rau quả  Xây dựng hành lang đêm, nhất đối với hệ thống kho bảo quản lớn  Làm màng gió để chắn (đặt quạt ở cửa) công tắc điện điều khiển quạt gắn liền với cánh cửa, khi cửa mở thì quạt chạy, ngược lại khi đóng.. .Thiết kế đồ án kho lạnh bảo quản rau quả 2.2.1 Yêu cầu chung đối với mặt bằng kho bảo quản: Quy hoạch mặt bằng là bố trí các nơi sản xuất cho phù hợp với dây chuyền công nghệ, để đạt được mục tiêu đó thì cần phải phù các yêu cầu sau: - Phải bố trí mặt bằng kho bảo quản phù hợp với dây chuyền công nghệ, sản phẩm đi theo dây chuyền không gặp nhau, không chồng chéo lên nhau, đan xen lẫn nhau - Đảm bảo . trong việc thiết kế các loại kho lạnh để bảo quản thục phẩm. Trong đồ án này chúng em tiến hành thiết kế kho lạnh dùng để bảo quản rau quả. Trang 1 Thiết kế đồ án kho lạnh bảo quản rau quả Mục lục Được. nhiệt độ bảo quản. Trang 8 Thiết kế đồ án kho lạnh bảo quản rau quả Nhiệt độ bảo quản thực phẩm phụ thuộc vào từng loại sản phẩm và thời gian bảo quản của chúng. Thời gian bảo quản càng lâu. trong sản phẩm. Trang 6 Thiết kế đồ án kho lạnh bảo quản rau quả Trong một kho lạnh có thể có buồng gia lạnh riêng biệt. Song cũng có thể sử dụng buồng bảo quản lạnh để gia lạnh. Khi đó, số lượng