Đồ án Khảo sát, thiết kế hệ thống cấp đông băng chuyền ThermoJack năng suất 500kg một h tại công ty TNHH chế biến hàng xuất khẩu Bình Minh

Ở thủy sản điểm quá lạnh bình quân là -5°C Các tỉnh thể đá xuất hiện ở điểm quá lạnh tỏa ra nhiệt ẩn đóng băng làm tăng nhiệt độ sản phẩm do tốc độ thải nhiệt không kiệp với tốc độ sin

Trang 1

Đồ án tốt nghiệp Trang 1 GVHD: Lé Van Khan

LOI MO DAU

Trong những năm gần đây cùng với công cuộc đồi mới, công nghệ hóa, hiện

đại hóa đất nước, kỹ thuật lạnh đang phát triển mạnh mẽ ở Việt Nam Nó đã thật sự

xâm nhập vào hơn 70 ngành kinh tế quan trọng và có những đóng góp tích cực cho những ngành này, khi có sự hồ trợ của công nghệ thông tin và kỹ thuật điện tử đã

thực sự đưa nhiệt lạnh đến gần với tất cả mọi người, ở khắp mọi nơi:từ máy đá vảy,

tủ đông tiếp xúc, tủ đông gió,điều hòa không khí phục vụ cho sản xuất ở các công

ty, xí nghiệp, công sở cho tới máy điều hoà nhỏ, tủ lạnh, tủ kem phục vụ cho các

hộ gia đình Công nghệ nhiệt lạnh đã phát huy tác dụng thúc đây nền kinh tế phát triển mạnh mẽ

Trong điều kiện như nước ta hiện nay, VIỆC chế tạo ra các máy móc, thiết bị

lạnh phục vụ cho ngành công nghiệp còn chưa đáp ứng được yêu cầu và còn gặp nhiều khó khăn Hầu hết các hệ thống đang sử dụng trong các ngành công nghiệp nói chung và ngành chế biến thực phẩm nói riêng đều phải nhập khâu từ các nước

có ngành công nghệ lạnh tiên tiến Do vậy đề tạo điều kiện cho việc vận hành hệ

thống lạnh an toàn, đạt hiệu quả kinh tế cao cũng như việc bảo dưỡng, sửa chữa,

thay thế các thiết bị thuộc hệ thống một cách có hiệu quả, thì công việc không thể

thiếu là cần phải nghiêm cứu, tìm hiểu về cấu tạo, đặt tính kỹ thuật, nguyên lý làm việc của các thiết bị qua đó tiến hành kiểm tra sự phù hợp của nó với yêu cầu

thực tế đảm bảo cho hệ thống hoạt động một cách an toàn và đạt hiệu quả cao nhất Xuất phát từ yêu cầu thực tiền hiện nay, đồng thời giúp cho sinh viên khi

mới ra trường làm quen với công tác khoa học và tiếp cận thực tẾ sản xuất, áp dụng

những kiến thức đã học vào thực tiền, khoa Chế Biến Trường Đại Học Nha Trang

đã giao cho em thực hiện đề tài”KHẢO SÁT- THIẾT KÉ HỆ THÓNG CÁP ĐÔNG BANG CHUYEN THERMO-JACK, NANG SUAT 500Kg/h tại công ty TNHH Chế Biến Hàng Xuất Khẩu Bình Minh

Sau khi thực tập và tìm hiểu hệ thống cấp đông băng chuyển, nay em đã hoàn

thành đề tài được giao Trong thời gian thực tập mặc dù đã nổ lực tìm hiểu học hỏi song

vì thời gian và kiến thức còn có hạn, kinh nghiện thực tế chưa có nên không thể tránh những thiếu sót Rất mong nhận được ý kiến đóng góp của các thầy, cô và các bạn

Em xin bài tỏ lòng biết ơn chân thành tới toàn thể thầy cô giáo trong khoa, đặc biệt là thầy giáo Lê Văn Khẩn đã trực tiếp hướng dẫn em hoàn thành đề tài này

Em xin chân thành cảm ơn ban lãnh đạo, cán bộ và công nhân công ty TNHH Cở Điện M&E đã tạo điều kiện cho em hoàn thành đề tài này

Nha Trang, ngày 30/10/2007

Sinh viên thực hiện Trần Hoài Phương

SVTH: Trần Hoài Phương Lớp : 45 ML

Trang 2

CHUONG 1 : TONG QUAN

1.1.Tống quan về công ty:

ty Việt Phú(Tiền Giang) Em được công ty nhận vào thực tập tại công trường lắp

ráp thiết bị cấp đông băng chuyền IQF lạnh siêu tốc ở công ty TNHH chế biến hàng xuất khẩu Bình Minh lô 7,8,9 khu công nghiệp sông Hậu, tỉnh Đồng Tháp

Công ty Bình Minh được thành lập vào năm 2003 với lực lượng công nhân

1000 người và 10 kỹ sư.Tuy mới thành lập, vi mô sản xuất còn nhỏ, nhưng sản phẩm công ty đã có mặt trên những thị trường khó tính:Mỹ, châu Âu, Nhật Hiện nay đang nhận đơn đặt hàng ở nhiều nước Trên đà phát triển, Công Ty đang lắp

ráp thêm nhiều thiết bị lạnh phụ vụ cho sản xuất

1.1.2.Sơ đồ mặt bằng công ty Bình Minh : (Hình vé 1.1)

1.2.Tổng quan về kỹ thuật lạnh trên thế giới và Việt Nam:

1.2.1.Tốnh quan về kỹ thuật lạnh trên thế giới:

Lịch sử phát triển của loài người cho thấy rằng từ ngày xưa con người đã biết

sử dụng lạnh trong thiên nhiên: sử dụng băng,tuyết và các hầm sâu dưới đất để bảo quản thực phẩm Cách đây 2000 năm người Ấn Độ và Trung Quốc đã biết trộn

muối và nước hoặc nước đá đề hạ nhiệt độ xuống tháp hơn 0°C.Vào thế kỹ 19 thì

các máy lạnh công nghiệp ra đời, từ đó người ta tìm ra những phát hiện mới, sau này được áp dụng vào ngành lạnh một cách có hiệu quả

1852:Thomson(Kelvin)phát minh ra bơm nhiệt

1856-1859:Harrison hoàn thiện máy nén hơi môi chat etylete

1861:Mort và Nicolle xây dựng máy kết đông thịt đầu tiên ở Sydney

1865:Xây dựng kho lạnh đầu tiên tại Mỹ

1869:Andrew lần đầu tiên cắt nghĩa về điểm tới hạn

1871:Tellier chế tạo máy lạnh nén hơi chạy metyl ete đầu tiên

Trang 3

1873: Vanderwals công bố phương trình trang thai

Như vậy qua đây ta có thể thấy rằng sự phát triển của kỹ thuật lạnh trên thế giới là rất nhanh, con người không ngừng tìm ra những phương pháp, định luật mới đưa ngành lạnh tiến lên tầm cao mới, mà ứng dụng của nó làn không nhỏ đối VỚI COn người

1.2.2.Tống quan về kỹ thuật lạnh Việt Nam:

Ở Việt Nam trong những năm gần đây nhu cầu về lạnh ngày càng tăng nhanh Hiện nay trên cả nước có rất nhiều nhà máy đông lạnh thực phẩm Cùng với

việc mở cửa liên doanh với nước ngoài, các dịch vụ thương mại và du lịch phát triển đôi hỏi nhu cầu sử dụng lạnh cũng như việc cải tiến hệ thống lạnh là rất lớn Nhung

hiện nay trong nước chỉ sản xuất chế tạo những thiết bị: dàn bay hơi, dàn ngưng còn một số thiết bị như: van tiết lưu, máy nén .ta vẫn còn phải nhập khâu 1.3.Tổng quan về kỹ thuật lạnh đông:

1.3.1.Mối quan hệ giữa phương pháp cấp đông và chất lượng sản phẩm:

1.3.1.1.Nước trong thủy sản:

Nước chiếm đa phần trong cơ thể thủy sản đến khoảng 80% Tùy mức độ liên kết của nước trong thủy cơ thể thủy sản, mà người ta phân chia làm hai loại:

+ Nước tự do

+ Nước liên kết

Nước tự do: là các phân tử nước có trong cấu trúc mô thủy sản và có tính chất cầu trúc giống như nước thường Loại nước này rất linh động, dễ địch chuyển

tới các dùng khác, điểm đống băng của no 1a -1+-1,5°C

Nước liên kết: là nước được duy trì trong tổ chức các mô, các tế bào bằng lực liên kết dững chắc với các chất vô cơ, hửu cơ Năng lượng để hình thành liên kết rất lớn khó tách ra khỏi các mô và tế bào, nó bền vững cho nên điểm đóng băng

là rất thấp

1.3.1.2.Cơ chế đóng băng trong việc làm lạnh đông:

Ta biết rằng nước nguyên chất đóng băng ở 0°C Nước tự đo trong tế bao thủy sản không giống như nước nguyên chất Cho nên, điểm đóng băng của nó phải dưới 0°C.Tùy theo nồng độ chất tan trong nước mà có các điểm đóng băng khác nhau

a).Diém qua lanh:O nhiệt độ dưới 0°C mà nước chưa kết tỉnh thành đá gọi

là hiện tượng quá lạnh Hiện tượng quá lạnh phụ thuộc vào chất tan, cau tao màng tế bào và độ hạ nhiệt của môi trường xung quanh

Môi trường lỏng luôn luôn chuyển động nhiệt (chuyền động Brao )và chuyển động tương hồ nhằm tăng cường khả năng kết hợp với nhau để kết tỉnh thành đá

Trang 4

Nước nguyên chất ở 0°Cchuyền đông nhiệt đã bé và lực tương tác đủ để tạo thành tỉnh thể Đối với nước trong tế bào khi hạ nhiệt độ xuống 0°C vẫn chưa đóng băng

và các chất tan ở nhiệt độ trên 0°, cho nên phải hạ nhiệt độ xuống đến nhiệt độ quá

lạnh để môi chất đạt 0°C hay thấp hơn thì mới sinh man tinh thé

Điểm quá lạnh là nhiệt độ quá lạnh thấp nhất đẻ có kết tinh đá Ở thủy sản

điểm quá lạnh bình quân là -5°C

Các tỉnh thể đá xuất hiện ở điểm quá lạnh tỏa ra nhiệt ẩn đóng băng làm tăng

nhiệt độ sản phẩm (do tốc độ thải nhiệt không kiệp với tốc độ sinh nhiệt do tao man tỉnh thể đá).Ở điểm này nước tự do cấu trúc bị tách ra và kết tinh, nhiệt độ sản phẩm

tăng lên đến một mức cao nhất và dừng ở đó một lúc đề hoàn thành quá trình đóng băng (đây là điểm đóng băng ) sau đó tiếp tục giảm nhiệt độ Quá trình này được

diễn biến bởi hình vẽ sau:

Do thị 1.2.Qud trinh hinh thanh diém dong bang

b).Co ché dong bing cia thiy san:

Khi hạ nhiệt độ dưới 0°C các dạng nước trong thủy sản đóng băng dẫn tùy

mức độ liên kết của chúng trong tế bào, liên kết yếu thì nhiệt độ lạnh đong càng

cao, lien kết mạnh thì nhiệt độ lạnh đong thấp hơn Tổng quát:

Nươc tự do _ cấu trúc: tạ=-Iz-1,5°C

Trang 5

nước tự do ở gian bao rat thấp so với trong tế bào Khi đến điểm đóng băng, đa phần nước tự do trong gian bào kết tỉnh và làm tăng nồng độ chất tan lên cao hơn nồng độ chất tan trong tế bào.Do áp suất thẩm thấu tăng lên làm cho nước trong tế bào ra ngoài gian bào qua màng bán thấm của tế bào Nếu tốc độ thoát nhiệt kết tinh

thấp mức độ vận chuyển của nước ra (tức độ hạ nhiệt độ chậm) thì có sự sinh

dưỡng, nghĩa là không có sự tạo thành tinh thể mới mà nước từ tế bào ra gian bào

làm các tỉnh thể hiện lớn lên.Ứng với từng mức độ hạ nhiệt ngày càng thấp, hiện tượng đóng băng nước tự do trong gian bào vẫn tiếp tục và các tinh thể đá ngày

càng lớn hơn,vì nồng độ chất tan trong gian bào vẫn thấp hơn trong tế bào và điểm đóng băng ở gian bào hầu như luôn luôn cao hon trong tế bào vì nhiệt độ lạnh khó xâm nhập vào trong tế bào

Nếu tốc độ thoát nhiệt lớn, tỉnh thể đá tạo thành cả ở trong tế bào và gian bào thi tinh thể đá sẽ nhuyễn và đều khắp Vì vật hạ nhiệt độ với tốc độ chậm làm tế bào

mắt nước, tinh thé đá to ở gian bào chèn ép làm rách tế bào, cấu tạo mô cơ bị biến dạng, giảm sút phẩm chất sản phẩm

Khi nước tự do đã đóng băng hết thì tới nước liên kết đóng băng, bắt đầu từ

nước có liên kết yếu nhất rồi tới nước liên kết mạnh

1.3.1.3.Các yếu tố ánh hướng tới sự kết tỉnh nước trong thủy sản:

At= -I,84n _ (n:nồng độ phân tử gram các chat tan)

Khi nhiệt độ kết tỉnh càng giảm thì tốc độ kết tinh tăng số các tinh thể Nhờ

đó giảm tác động xấu đến cấu trúc tế bào thực phẩm

Người ta phân chia tỉnh thê nước đá ra lam may mức sau:

+Tinh thể lớn: 0,2z0,6mm

+Tinh thể trung bình: 0,1z0,2mm

+Tinh thể nhỏ < 0.1mm

Kích thươc đá phụ thuộc vào nhiệt độ

+Ở khoảng -1+ -2°C: các tinh thể đá tạo thành với kích thước lớn +Ở khoảng -10+-20°C: các tỉnh thể đá tạo thành với kích thước nhỏ và

đều, số lượng lớn

Trang 6

b).Tốc độ làm đông :

Tốc độ làm đông dựa vào kết tỉnh của nước (V.em./h) Nó tỷ lệ với tốc độ

trao đổi nhiệt của thủy sản với môi trường lạnh Nước bắt đầu kết tinh ở bề mặt sản

phẩm

+Nếu V<3cm/h thì gọi là quá trình làm đông châm, thinh thể đá lớn

không đều

+Nếu V>3cm/h gọi là quá trình làm đông nhanh, tỉnh thể đá đều

+Nếu V>100cm/h gọi là quá trình làm đông cực nhanh, tinh thể đá

nhỏ, còn chất lượng sản phâm hầu như không thay đôi

Mặt khác tốc độ làm đông phụ thuộc vào các yếu tố sau:

+Loại máy và thiết bị làm đông

+Nhiệt độ vận hành máy

+Tốc độ gió

+Diện tích tiếp xúc giữa sản phẩm và môi trường lạnh và mật độ sản phẩm

+Nhiệt độ ban đầu của sản phẩm và nhiệt độ yêu cầu của sản phan ở

cuối quá trình làm đông

+Bao gói sản phẩm

+Loại sản phẩm

1.3.1.4 Thời gian làm đông:

Xác định thời gian làm đông là cơ sở tính toán nhiệt, tô chức quá trình sản

xuất đồng thời cho biết những yếu tố có thể tác động để làm giảm thời gian làm

đông một cách hợp lý nhất

Trong quá trình làm đông luôn có hiện tượng kết tỉnh của nước.Vì vậy, có thê xác định thời gian làm đông dựa vào việc kết tỉnh của nước trong thực phẩm 1.3.2.Những biến đỗi thủy sản trong quá trình làm dông:

1.3.2.1.Biến đối vật lý:

Trong quá trình làm đông cấu trúc của sản phâm thủy sản trở nên rang chic, màu sắc cũng thay đổi do sự oxy hóa, mắt nước Những biến đổi này phụ thuộc vào

mức độ biến tính của các chất tan và mức độ mắt nước của thủy sản

Các chất tan biến tínhvà cấu trúc mắt nước sẽ có màu trắng đục, trọng lượng

của thủy sản giảm sút, mùi vị đặc trưng của thủy sản cũng giảm đi, do hao phí các chất dinh dưỡng hòa tan trong quá trình làm tan băng và cấu trúc của thủy sản sau khi làm tan băng trở nên mềm nhão do hậu quá của quá trình kết tinh nước làm thể tích tăng lên, các tinh thể đá chèn ép làm vở cấu trúc tế bào và mô

Trang 7

Quá trình kết tỉnh nước diễn ra từ bề mặt luôn có xu hướng thu hút nước ở

những vị trí nước chưa kết tỉnh, sự chuyền động của nước diễn ra từ bề mặt luôn có

xu hướng thu hút nước ở những vị trí nước chưa kết tỉnh, sự chuyển động của nước còn do sự chênh lệch nhiệt độ dẫn tới sự chênh lệch áp suất hơi nước, nước sẽ chuyền động từ nơi có nhiệt độ cao sang nơi có nhiệt độ thấp hơn Ở vị trí đang kết

tỉnh nồng độ các chất tan tăng lên dẫn tới sự chênh lệch áp suất thẩm thấu với những vị trí xung quanh Những tác động này đều cùng một hướng là cho nước ở trong tế bào chuyền động ra ngoài, nước ở những trạng thái kết hợp cao đến nơi có những trạng thái tự do hơn Trong quá trình này do sự co rút cấu trúc, sự biến tỉnh của các chất tan làm cho nước không có sự chuyên động thuận nghịch Khi tan băng thì một phần cùa nước không quay lại trạng thí ban đầu dẫn đến tỷ lệ nước tự do tăng lên làm cho chúng dễ thoát ra ngoài đem theo các chất hòa tan làm giảm trọng

lượng và mùi vị thủy sản

Mức độ nước của thủy sản khi làm đông phụ thuộc vào nhiệt độ, thời gian, môi trường làm đông

Thời gian cấp đông càng ngắn thì mức độ mắt nước càng ít

Làm đông trong môi trường lỏng, tiếp xúc với tấm truyền nhiệt bằng kim

loại, dùng Nitơ lỏng sẽ mất nước ít hơn so với làm đông bằng không khí lạnh đối

lưu cưởng bức

1.3.2.2.Biến đối về hóa học:

Ở nhiệt độ rất thấp nước kết tinh gần hết nên các biến đổi về hóa sinh giảm Biến đổi về mặt hóa học chủ yếu là sự tạo thành axit lactic từ lycogen và sự biến tính protein hòa tan Các biến đổi này chủ yếu diễn ra ở giai đoạn nước tự do kết tỉnh Mức độ biến đồi sẽ giảm khi làm tăng tôc độ kết tinh nước

Các phân tử protein luôn ở trạng thái phân cực Bình thường các gốc phân cực của protein hướng ra ngoài và liên kết với các phân tử nước, bằng liên kết tỉnh điện Khi nước khếch tán để kết tỉnh, các gốc phân cực của phân tử protein sẽ quay vào phía trong tự cân bằng điện tích Như vậy chúng ta thay đôi cấu trúc, mất khả năng liên kết với nước Khi sử dụng chúng làm giảm khả năng hút và giữ nước của sản phẩm

Khi làm tăng tốc độ kết tỉnh nước sẽ làm giảm sự khếch tán nước Vì vậy, giảm sự biến tính protein của sản phẩm

1.3.2.3.Biến đối về vi sinh vật:

Trong quá trình làm đông số lượng vi sinh vật giảm rất nhiều Vi vi sinh vat

bị tiêu diệt do mất môi trường sống Ở nhiệt độ -5°C đã có thẻ đống băng 80% nước trong thực phẩm Lượng nước còn lại ở trạng thái liên kết với các chất tan nên vi

Trang 8

sinh vật khó hoạt động Nồng độ chất tan cao sẽ tạo ra áp suất thâm thâu gây khéch tan vi sinh vật ra ngoài, làm biến đổi tính chất nguyên sinh của vi sinh vật

Mặt khác vi sinh vật bị tiêu diệt còn do tác động cơ học, khi nước đống băng

làm tăng thẻ tích, các tinh thể nước đá có cấu trúc vững chắc, sắc nhọn sẽ làm rách

vở cấu trúc tế bào vi sinh vật, enzyme trong vi sinh vật cũng có bản chất giống

protein nên cũng bị biến tính giảm hoạt động và mất dần khả năng xúc tác cho các phản ứng vi sinh hóa trong chuối phản ứng của các hóa trình trao đổi chất nên vi sinh vật còn bị chết do quá trình chuyển hóa chất dinh dưỡng trong tế bao vi sinh

vật diễn ra

1.3.3.Các phương pháp làm đông thủy sản:

Ngoài những phương pháp cấp đông nhân gian cổ truyền: làm lạnh đông bằng hỗn hợp nước đá và muối, làm lạnh đông thủy sản bằng nước muối lạnh Ngày nay với sự phát triển của khoa học công nghệ, ta có nhiều phương pháp

đông đạt hiệu quả hơn

1.3.3.1.Làm lạnh đông thủy sản bằng không khí lạnh:

Môi trường không khí bảo đảm điều kiện vệ sinh cao dễ cơ giới hóa và tự động hóa sản xuất, rẽ tiền, thủy sản đưa vào làm lạnh đông không phụ thuộc vào hình dạng, kích thước, tốc độ làm lạnh đông nhanh nhưng sản phẩm dễ bị oxy hóa không khí và tăng mức độ mắt nước của sản phẩm

Không khí được đối lưu cưởng bức nhờ quạt gió qua dàn lạnh, nhiệt độ

không khí sau khi trao đổi nhiệt với môi chất ở dàn lạnh có nhiệt độ từ -35+ -40”

Do vậy sản phẩm được làm đông rất đều trong một thời gian ngắn

Đối với những loại thủy sản có kích thước nhỏ hơn 200 gram người ta dùng thiết bị làm đông kiểu tầng sôi Thủy sản được đặt trên băng chuyền lưới, dàn lạnh

dùng quạt gió thối từ dưới lên làm cho sản phâm chuyền động lên khỏi bề mặt băng chuyền lưới rồi lại rớt xuống (hiện tượng giả sôi) do đó nhiệt độ phân phói rất đều

và nhanh

Đối với những sản phẩm có kích thước và khối lượng lớn thì được làm đông theo kiểu hầm Tunnel Các sản phẩm thủy sản được treo lên móc hoặc được đặc

trên các giá đở, dàn lạnh được bố trí thích hợp sao cho không khí được đối lưu phấn

bố đều khắp buồng đông, năng suất lạnh đông khá lớn, thời gian làm đông tùy thuộc vào khối lượng sản phẩm, kích thước sản phẩm và mật độ sản phẩm

1.3.3.2.Làm đông thủy sản bằng tú đông tiếp xúc:

Ở phương pháp làm đông này, thủy sản được đặt trên các khây và được đặt ở

giữa tắm truyền nhiệt Bên trong tắm truyền nhiệt có môi chất lạnh, do đó sự truyền nhiệt dựa vào khả năng dẫn nhiệt của kim loại Vì vậy, tốc độ trao đổi nhiệt lớn, hạn

Trang 9

chế được ảnh hưởng của oxy không khí và sự mắt nước cuả thủy sản Chính vì vậy, thời gian kết đông rất nhanh, năng suất cấp đông lớn Nhược điềm của phương pháp này là chỉ sử dung kết đông những sản phẩm đặt trong khuôn

1.3.3.3.Làm bằng khí hóa long :

Dùng khí hóa lỏng phun trực tiếp lên bề mặt sản phẩm Chúng sẽ bay hơi

trực tiếp trên bề mặt sản phẩm Do đó, độ chênh lệch nhiệt độ giữa bề mặt sản phẩm

và nhiệt độ sôi của môi chất là rất lớn, nên sản phẩm được kết đông cực nhanh Nên

chất lượng sản phẩm gần như được giữ nguyên vẹn

1.3.3.4.Làm đông thúy sắn bằng tú đông băng chuyền:(Hình 1.3a,b)

Phương pháp làm đông này kết hợp giữa trao đổi nhiệt tiếp xúc kim loại và không khí lạnh đối lưu cưởng bức nên có khả năng trao đổi nhiệt rất lớn, tốc độ làm đông nhanh, hoạt đông liên tục, có thể tự động hóa quá trình sản xuất Tuy nhiên, sử

dụng chất mang lạnh lỏng nên chỉ phí lạnh tăng lên rất nhiều khi hoạt đông sản xuất

không ổn định Thiết bị này thường được ứng dụng đề làm lạnh đông các sản phảm dàng rời (IQF), có khối lượng và kích cở đều và nhỏ, quá trình sản xuất có tính ồn định cao

Thủy sản được đặt trên băng chuyền được làm bằng thép không gi có bề dày rất nhỏ, bên trên có các dàn lạnh không khí thổi không khí lạnh xuống sản phẩm

Bên dưới băng chuyền được làm lạnh bằng chất tải lạnh: CaCl; hay NaCI tuần hoàn

qua thiết bị bay hơi kiểu ống chùm vỏ bọc nằm ngay được làm lạnh sau đó phun lên

bề mặt dưới băng chuyền phẳng, làm lạnh băng chuyền và sản phẩm đặt trên băng

chuyền, không khí lạnh trong thiết bị có nhiệt độ -35+-45°C, vận tốc chuyển động

của không khí trong khoảng 4 + 6m/s, thời gian làm đông tùy thuộc vào sản phẩm

Tốc độ băng chuyền được điều chỉnh theo thời gian làm đông

Trang 10

® THỜI GIAN ĐÔNG CỤC NHANH, CHỈ BẰNG 1⁄4 -2/3 THỜI GIAN BONG CUA THIẾT BỊ CẤP ĐÔNG TRUYỀN THỐNG

® SỬ DỤNG DÒNG KHÍ SIÊU TỐC, RÚT NGẮN THỜI GIAN ĐÔNG, NÂNG CAO CHAT LUONG SAN PHAM CAP DONG

® KẾT CẤU BON GIAN GON NHE THEO KIEU PHAN VUNG, BAM BAO TOI DA

AN TOAN VE SINH THUC PHAM

Thiết bị cấo đông siêu tốc dạng beit phẳng thẳng

(Thermo-Jack SteeL Belt Freezer, series MSF- TJ)

HI.3a: Thiết bị cấp đông siêu tốc dạng Belt phẳng thắng

Thiết bị cấp đông siêu tốc dạng lưới (Thermo-Jack Mesh Belt Freezer, series MMF- TJ) H1.3b: Thiét bi cấp đông siêu tốc dạng lưới

Trang 11

CHUONG 2 : KHAO SAT HE THONG CAP DONG (IQF)

BANG CHUYEN PHANG TAI CONG TY

2.1 Sơ lược về hệ thống cấp đông (IQF) băng chuyền phẳng lạnh tại công ty:

Thiết bị cấp đông IQF tại công ty được sử dụng đề cấp đông liên tục cho cá PASA

Trang 12

Đồ án tốt nghiệp Trang 12 GVHD: Lê Van Khan

Cỡ sản phâm cấp đông 8/12 - 300/500

Nhiệt độ không khí trong buồng -32/-36 °C

Chiêu dày cách nhiệt buông lạnh 150 mm

2.1.2.Đắc điểm:

- Sản phẩm cấp đông đa dạng đạt chất lượng xuất khâu sang thị trường: Mỹ,

EU, Nhật

- Thiết kế hợp tiêu chuẩn vệ sinh thực phẩm HACCP/FDA

- Phù hợp cấp đông cho sản phẩm cá PASA

- Tỷ lệ hao hụt thấp do hệ thống trao đổi nhiệt và tốc độ gió được tính toán tối ưu, có giá trị là 30.000m”/h

- Tỷ lệ bám dính thấp nhờ có kết cấu băng chuyền và mô hình khí động phù hợp Chiều dai bang chuyền, đầu vào, đầu ra được thiết kế phù hợp với sản phẩm

- Thời gian cấp đông được rút ngắn gần một nữa nhờ áp dụng nguyên lý cấp

đông siêu tốc từ 3+30phút, tùy theo khối lượng và bề dày của cá nguyên liệu

- Tốc độ băng chuyền là 0,5 m/phút và có sự thay đồi tùy theo nguyên liệu vào

- Hao hụt trọng lượng của sản phẩm thấp

Trang 13

- Chất lượng của sản phẩm cao và không bị biến dạng trong quá trình cấp động do quá trình cấp đồng sản phẩm được nhanh, nên các tinh thể nước trong sản

phẩm kết tinh đồng đều và nhỏ

-Vận hàng đơn giản và giảm chỉ phí so với các IQF tắm phẳng dùng tấm

plate và chất tải lạnh lá nước muối

2.1.3.Nguyên lý cấp đông:

+ Cấu tạo băng chuyên

Hiện nay vật liệu làm băng chuyền có rất nhiều loại như thép không gi, nhựa,

cao su .vật liệu băng chuyền mà ta khảo sát và thiết kế là loại băng chuyền được làm bằng thép không gỉ băng chuyền được làm bằng thép không gỉ có ưu điểm sau

- Bề mặt truyền nhiệt tốt

-Đáp ứng vệ sinh an toàn thực phẩm

-Kết cấu gọn nhẹ

+ Hình cắt cấu tạo tủ đông IQF:( Hình 2.2)

Tang 9 được dẫn động bởi động cơ 1 kéo băng tải 2 đi trong tủ, băng tải được đở bởi gai tang và các con lăng , các con lăng này ngoài nhiệm vụ đở băng tải

ra nó còn có nhiệm vụ là giúp băng tải chuyển động dễ dàng hơn Bộ phận căng băng 4 dùng để căng băng chuyền khi băng chuyền bị trùng xuống

Trong buồng IQF, sản phẩm được di chuyển trên băng tải dạng tắm phẳng bằng vật liệu thép không gi Gió lạnh được thối qua các rãnh dẫn gió với tốc độ cực

cao (8+30m/s) théi trực tiếp và liên tục lên mặt trên của sản phẩm và mặt dưới của băng tải, cùng với hệ số dẫn nhiệt cao của loại băng tải sử dụng, đã làm lạnh nhanh

sản phẩm bằng hai phương pháp trao đổi nhiệt đối lưu và tiếp xúc Do sự trao đổi

nhiệt diễn ra đồng thời trên tất cả bề mặt sản phẩm, nên quá trình trao đổi nhiệt diễn

ra nhanh và hiệu quả

2.1.4.Nhận xét:

- Nhờ sử dụng băng tải dạng tắm phăng, sản phẩm sau khi cấp đông dễ dàn tách ra khỏi băng tải và không có dấu tì vét trên mặt như cấp đông bằng loại băng tải lớn

- Băng tải làm bằng thép không gỉ bảo vệ ngay cả sản phẩm mỏng manh, giữ nguyên vẽ hấp dẫn của thực phẩm khi cấp đông

- Khung thiết bị làm bằng thép không gỉ nên bền và hợp vệ sinh

- Vỏ thiết bị được chế tạo từ các tắm cách nhiệt PU chất lương cao, bảo đảm

an toàn vệ sinh thực phẩm trong quá trình cấp đông

- Tốc độ băng chuyền có thể điều chỉnh tùy thuộc vào củng loại và kích thước của sản phẩm

Trang 14

- Thuận tiện cho việc cài đặt, hiệu chỉnh, thê hiện và lưu trữ các thông số vận

+ Gian tai: may nén được giảm tải bang piston giảm tải, piston giảm tải được

nối với thanh trượt đề điều chỉnh sự hồi lưu hơi từ đầu nén tầm thấp về lại đường

hút tầm thấp (giảm tải tầm thấp) Máy nén giảm tải vô cấp nhờ vào 4 van điện từ a,

b, c, d Ở đầu máy nén có bộ phận đo chế độ tăng, giảm tải được hiển thị trên đồng

hồ Máy nén hoạt động tự động hóa nhờ vào bộ phận CPIII Bộ phận này điều chỉnh

riêng sự hoạt động của máy nén, tất cả các rơle đều được điều chỉnh bởi bộ CPIII

Trang 15

- Chế độ giảm tải : khi đó 2 van điện từ a, d mo va b,c dong dầu sẽ đi qua

van điện từ a và đây piston giảm tải từ trái sang phải còn phần dầu khác sẽ đi qua van điện từ d về phia đầu hút của máy nén, piston giảm tải đi từ trái sang phải để cho một phần gas nóng đi về đường ống hút

- Chế độ tăng tải: khi đó 2 van điện từ a, d đóng, b, c mở, lúc này sẽ ngược với chế độ giảm tải

+ Bôi trơn và giải nhiệt máy nén: dầu sau khi được làm mát sẽ phun vào các

khoang làm việc đề chèn kín các khe hở giữa các bộ phận làm việc của máy nén, đề

giải nhiệt cho máy nén và các chỉ tiết nóng của máy nén, để bôi trơn và giảm tiếng

én cho máy nén Dầu sau khi giải nhiệt cho máy nén sẽ được làm mát bởi lỏng môi chất từ bình Thermosyphun Khi chạy máy thì bơm dầu sẽ chạy trước, sau đó máy nén chạy sau, ở phần cao áp thì dầu bôi trơn sẽ được bơm dầu đảm nhiệm bơm dầu lên boi tron và làm kín các khe hở giữ các bộ phận chuyền động, còn ở phần thấp áp

thì nhờ sự chênh lệch áp suất, dầu sẽ tự động đưa về bôi trơn và làm kín các khe hở

giữ cac bộ phận chuyền động, vì áp suất dầu ở đây bằng áp suất nén

+ Môi chất lạnh sau khi ra khỏi dàn lạnh sẽ chuyển từ trạng thái lỏng sang

trạng thái hơi quá nhiệt và được cập vít tầm thấp của máy nén hút về và nén lên

bình làm mát trung gian, tại đây môi chất được làm mát từ trạng thái hơi quá nhiệt

về trạng thái hơi bảo hòa khô và được cập vít hút về tầm cao và đây lên dàn ngưng

tụ, thực hiện quá trình ngưng tụ và sau đó thực hiện các quá trình khác

+ Điều chỉnh năng suất lạnh máy nén:

Năng suất lạnh có thể điều chỉnh được vô cấp từ 100% đến 10% Hình dưới

đây giới thiệu cơ chế điều chỉnh năng suất lạnh của máy nén trục vít bằng cách điều chỉnh con trượt Khi con trượt địch chuyền sang phải một phần hơi quay lại cửa hút đồng thời cửa xả khí khép bớt lại, nên năng suất hút giảm và năng suất lạnh giảm tương ứng Ở chế độ tăng tải, con trượt được điều chỉnh về phía bên trái, cửa xả mở

to nhất và hơi khe hút chảy ngược bị khép kín hoàn toàn, năng suất hút máy nén đạt

cao nhất và năng suất lạnh đạt 100%

Trang 16

Fig 13, Capacity control,

|

i

! ' ' '

| ' +

Đường ny, a— 5 Hy i =

| '

i BAS Fixed “h2 2) IS Fixed end

Đâu đẩy Đâu để vượt 8—— Đường hồi gas

Thiết bị ngưng tụ bay hơi làm việc dựa trên nguyên lý kết hợp giải nhiệt

bằng nước và không khí Nước được bơm vào ống thành phần dẫn môi chất lạnh,

không khí được chuyên động cưởng bức nhờ hai quạt đẩy phía trên mỗi quạt có công suất là 2,2 Kw Nước được cấp bởi đường cấp nước và xả ra đường

Hơi môi chất được máy nén, nén lên có nhiệt độ và áp suất cao sẽ đi vào thiết

bị ngưng tụ, ở tại đậy hơi môi chất sẽ thải nhiệt ra môi trường làm mát ở điều kiện

nhiệt độ, áp suất không đổi và chuyền từ trạng thái hơi sang trạng thái lỏng Hơi

môi chất sau khi được ngưng tụ thành lỏng, môi chất sẽ được đưa về bình chứa cao

Trang 17

Hơi NH; trước tiên sẽ đi vào phần làm mát hơi, phan này tác nhân lạnh được làm mát đến nhiệt gần với bão hòa Mục đích của phần này là nhằm ngưng tụ các giọt đầu có trong hơi tác nhân lạnh để có thé tách các giọt dầu ra khỏi hơi tác nhân lạnh, hơi tác nhân lạnh sau khi được làm mát ở phần trên sẽ đi vào phần ngưng chính phía dưới để ngưng tụ hơi môi chất thành lỏng môi chất và sau đó lỏng được đưa về bình chứa cao áp

Nước được làm mát được bơm đẩy vào thiết bị sối tưới (có các vòi phun hay

lỗ phun) Nước tưới từ bên trên xuống tạo thành màng bao quanh bề mặt truyền nhiệt

và chảy xuống phía dưới, một phần nước bị bốc hơi và bị dòng không khí chuyển động ngược chiều mang đi Vì vậy, nhiệt độ của nước lúc vào và lúc ra khỏi dàn

ngưng là không đổi Nước bổ xung được đưa vào qua đường nước cấp, Lượng nước trong bồn chứa luôn được giữ ở mức không đổi bởi van phao ở đường nước cấp

Hình 2.5: Thiết bị ngưng tụ 2.2.3.Thiết bị bay hơi:

Dàn lạnh được sử dụng ở đây là dàn lạnh quạt trao đổi nhiệt đối lưu cưởng

bức Đối với dàn lạnh tủ đông băng chuyền gồm các dàn lạnh được lắp đặt các quạt

ly tâm trên băng chuyền

Trang 18

Hệ thống cấp đông IQF tại công ty 8 dàn lạnh mỗi dàn có diện tích trao đổi nhiệt là 140m”, các quạt ly tâm có nhiệm vụ hút không khí lạnh thổi trực tiếp lên bề mặt sản phẩm, dòng khí lạnh sau khi được quạt hút sẽ được thổi lên tắm chia gió

(rãnh dẫn gió)

Tạo thành các tia khí thổi trực tiếp lên bề mặt sản phẩm, tắm chia khí được

đặt so le với nhau nên khi các tia khí lạnh đi từ trên xuống sẽ được hướng và đi lên

ngưng và dầu, là bình dự trữ môi chất lỏng để đảm bảo sự làm việc cho cả hệ thống lạnh

Theo quy định về độ an toàn thì bình chứa cao áp phải chứa được 30% thể

tích toàn bộ lượng dịch của hệ thống lạnh có bơm cấp lỏng từ trên xuống và 60%

Trang 19

Bình tuần hoàn là bình hình trụ thăng đứng với các đường ống nối: lỏng từ

van tiết lưu hoặc van phao vào,lỏng từ đáy bình tới bơm tuần hoàn; hỗn hợp hơi lỏng từ các dàn bay hơi trở lại bình và đường hơi hút về máy nén trên đỉnh bình Bình chứa tuần hoàn đồng thời là bình tách lỏng bình phải chứa 30% đối với kho

lạnh, 60% đối với hệ ngập và 50% Vụụ đối vơi dàn lạnh không khí

Bình chứa tuần hoàn dùng đề chứa lỏng ở áp suất bay hơi trong hệ thống lạnh lớn có bơm tuần hoàn môi chất lạnh lỏng cho các dàn bay hơi

Trang 20

2.3.3.Binh trung gian:

Bình trung gian có nhiệt vụ làm mát hơi môi chất sau cấp nén thấp áp và quá lạnh môi chất lỏng trước khi vào van tiết lưu bằng cách làm bay hơi một phần môi chất lỏng dưới áp suất trung gian, Ngoài ra nó còn đóng vai trò bình tách lỏng đảm bảo hơi hút về máy nén cấp cao là hơi bảo hòa khô, tách một phần dầu ra khỏi hơi

môi chất

Bảng 2.3 Thông số bình trung gian tại công ty

Kích thước Đường ông các ông nôi Thê tích| Thê tích| Diện tích mặt ngoài

2.3.4 Binh tach long:

Binh tach lỏng tach cá giọt lỏng khỏi luồng hơi hút về máy nén, tránh cho

máy nén hút khỏi lỏng, gây nên sự cô ngập dịch và va đập thủy lực làm hư máy, nó làm việc theo nguyên tắc giảm tốc độ và thay đổi hướng chuyên động hơi môi chat

Do tốc độ giảm đồng thời với đổi hướng dòng chuyển động của hơi môi chất, nên

cá giọt lỏng và bụi lỏng bị tách ra và lắng xuống đáy bình

Bang 2.4 Thông số bình tách lỏng tại công ty

2.3.5.Binh tach dau:

Bình tách dầu được lắp đặt trước dàn ngưng và sau máy nén có áp suất làn việc lớn hơn giá trị làm việc của dàn ngưng một giá trị bằng giá trị tổn thất áp suất

trên đường đi của hơi môi chất Bình tách dầu có nhiệm vụ tách phần lớn dầu lẫn

Trang 21

trong hơi môi chất dé giải phóng bề mặt truyền nhiệt của các thiết bị trao đổi nhiệt

(dầu bám vào bề mặt truyền nhiệt )

2.3.3.Bình tập trung dầu:

Bình tập trung dầu dùng để gôm dầu từ bình tách dầu, bầu dầu ở dàn ngưng,

bình chứa, bình bay hơi, bình tách lỏng để giảm tồn thất và giảm nguy hiểm khi

xả dầu từ bình áp suất cao Bình thường có dạn hình trụ đặt đứng hay nằm ngang,

có đường nói với đường hút về máy nén và đường xả dầu

Dầu được xả về nhờ chênh lệch áp suất Khi xả dầu trong bình ra ngoài, áp suất trong bình chỉ được phép cao hơn áp suất khí quyền chút ít, áp suất cao nhất cho phép trong bình là 1,8 MPa nhiệt độ từ -40 ~ 150°C

Bảng 2.5 Thông số bình tập trung dầu tại công ty Đường kính D | Chiêu cao H | Trọng lượng (mm) (mm) (kg)

2.3.7.Bình tách khí không ngưng:

Nó có nhiệm vụ là tách khí không ngưng ra khỏi hệ thống lạnh Bình tách khí không ngưng làm việc theo nguyên tắc phân ly pha lỏng và khí trên cơ sở nhiệt độ ngưng tụ của gas và khí khác nhau Làm lạnh hơi nén xuống, gas sẽ ngưng tụ ở áp suất hơi bảo hòa và chảy trở lại bình chứa còn khí không ngưng ra ngoài

2.3.8 Bình Thermosyphon:

Bình này được sử dụng trong hệ thống IQF, dùng để hồi lưu lỏng về để làm

mát dầu bôi trơn máy nén Đặc biệt là máy nén trục vít làm mát bằng dầu, đầu sau

khi được làm mát sẽ được phun vào các khoang làm việc để chèn khìn khe hở giữa

các bộ phận làm việc của máy nén, đề giải nhiệt cho hơi nén và các chi tiết nóng của

máy nén, đề bôi trơn và giảm tiếng ồn cho máy nén Dầu sau khi giải nhiệt cho máy nén sẽ được làm mát bởi lỏng môi chất cấp từ bình Thermosyphon, sau khi nhiệt độ dầu được đảm bảo thì lỏng ở bình Thermosyphon mới đưa về bình chứa

2.3.9.phim loc:Trong hệ thống lạnh, phim lọc có hai vai trò chủ yếu:lọc môi chất và lọc dầu Tuy là thiết bị phụ, nhưng mọi hệ thống lạnh công nghiệp đều có nó Phim lọc có hai loại:phim lọc tính dùng để lọc bụi có kích thước nhỏ trong môi chất hay

dầu, thường đặt trước van điện từ đề tránh bụi làm van đóng không kính; còn phim lộc thô dùng lọc các hạt bụi như: sỉ hàn rơi trong ống gas khi lắp đặt hàn ống

Trang 22

Qi] outlet ® 1.Thân phim lọc 2.Nắp phim lọc 3.Lưới lọc

/~ 4.Vòng O §.Lớp dém 6 Bulong 7.Van xa dau

h5 Za) ®

no Hinh 2.8 Phim loc "ng

2.3.10.Các van:

2.3.10.1 Van điện từ

Là van chặn mà lưc điều khiển là lực điện từ khi có dòng điện cung cấp cho

cuộn dây Khi có điện cuộn dây sinh ra từ trường hút lõi thép lên phía trên, mở cửa thoát của van cho dòng môi chất đi qua Khi không có dòng điện vào cuộn dây thì do lực lò xo giãn ra và trọng lượng của lõi thép được ép xuống , cửa van được đóng lại

2.3.10.2.Van tiết lưu màng

Van tiết lưu dùng dé tiết lưu lỏng môi chất từ áp suất ngưng tụ P, đến áp suất

sôi Pạ và điều chỉnh việc cung cấp môi chất cho dàn lạnh, đồng thời để điều chỉnh

áp suất và nhiệt độ sôi, người ta sử dung van tiết lưu tự động cân bằng nhiệt, là loại tiết lưu có thể điều chỉnh tự động lượng môi chất đưa vào thiết bị bay hơi, thực chất

là điều chỉnh chất lỏng trong dàn bay hơi và giữ mức lỏng ồn định

2.3.10.3 Van chặn:

Dùng đề khóa hoặc mở dòng chảy môi chất lạnh khi bảo dưởng hay sữa chửa

hệ thống lạnh Van đóng mở NH; có đường kính ø9 ~ 250 có thân được đúc bằng gang, t¡ van cũng được đúc bằng gang có cánh hướng được tự do treo trên trục van

Trang 23

Van một chiều được bố trí trên đường đây của máy nén đề ngăn chặn sự chảy

ngược dòng của môi chất lạnh từ dàn ngưng tụ trở về trong trường hợp máy nén gặp

sự cố hoặc máy nén tự động dừng lại

2.3.10.5.Van an toàn:

Hình 2.10 Van một chiêu Van an toàn được lắp dé đề phòng tai nạ xay ra, thường lắp đặt ở máy nén và bình chứa cao áp

SVTH: Trần Hoài Phương Lop : 45 ML

Trang 24

Đồ án tốt nghiệp Trang 24 GVHD: Lê Van Khan

Van an toàn được bồ trí trên đầu đây máy nén và tại các thiết bị chiệu áp lực của hệ thống Trên máy nén người ta có thể sử dụng van an toàn loại đây của lò xo

hoặc loại tắm Ở các thiết bị chiệu áp lực người ta sử dụng van an toàn lò xo Khi áp

lực trong bình chứa vượt quá mức cho phép thì van an toàn sẽ mở và xả một phần môi chất lỏng ra ngoài hoặc xả về phía hạ áp Đề có thể chuyền đồi van an toàn,

người ta lắp song song trên mỗi thiết bị chịu áp lực hai van an toàn được liên kết với

nhau bằng van ba ngã đặt biệt

Bảng 2.6 Áp suất của tác nhân lạnh để van an toàn bắt đầu làn việc

Trang 25

CHUONG 3 TINH THIET KE HE THONG CAP ĐÔNG THERMO- JACK BANG CHUYEN PHANG LANH SIEU TOC

va lay nhiệt từ sản phẩm Không khí này cho phép hệ thống làm việc đạt hiệu quả cao như

dùng chất Nitơ lỏng.Thermo-Jack cấp đông siêu tốc được thiết kế với một hoặc hai băng tải độc lập được điều khiển đồng bộ hoặc riêng biệt và có nhiều cở rộng khác nhau

Băng tải được làm bằng thép không gỉ kết cấu belt được chọn lọc phù hợp với loại sản phẩm và yêu cầu cấp đông

3.1.2.Tính năng vượt trội

Trang 26

Cấu trúc tế bào bị vỡ do tinh thể nước Đông nhanh bằng Thermo-Jack làm

đá trong tế bào gây ra bởi đông chậm giảm sự phá vỡ cấu trúc tế bào Tăng (hình trái) chất lượng sản phẩm (hình phải)

ĐÔNG CHẬM ĐÔNG NHANH

- Thermo-Jack được thiết kế với một hoặc hai băng chuyền phẳng, tải sản phẩm qua vùng có không khí lạnh, không khí này nhanh chóng tạo thành một lớp băng mỏng bao bọc xung quanh sản phẩm, giảm lượng nước mắt và không bị biến dạng về mặt cơ học của sản phẩm

- Thời gian cấp đông nhanh, tương đương với phương pháp cấp đông bằng Nitơ

lỏng

- Han chế mắt trọng lượng tốt hơn so với phương pháp cấp đông bằng Nitơ lỏng

- Tế bào sản phẩm không bị phá vở, biến dạng trong quá trình cấp đông

- Chất lượng sản phâm cao không bị cháy lạnh

- Sản phâm cấp đông được giữ hình dáng ban đầu

- Đắp ứng tiêu chuẩn vệ sinh công nghiệp

- Tắt cả các khâu thiết kế, chế tạo, kiểm tra xuất xưởng đều được thực hiện tuân thủ

các tiêu chuẩn vệ sinh công nghiệp chế biến thực phẩm như HACCP/FDA

- Băng tải sản phẩm và khung đở, hợp thông gió, tắm chắn gió đều được làm bằng

thép không gi, tất cả bề mặt và sàn có tính kín nước Bên trong buồng có độ dốc đề tháo nước để dàn

- Hệ thống băng tải được thiết kế đơn giản, cho phép giảm thiểu chỉ phí bảo dưởng tốc độ băng tải có thể điều chỉnh tốc độ cho phù hợp với từng loại sản phâm cấp đông

- Dàn lạnh bằng nhôm hoặc Inox cán nhôm được bố trí ở cả hai phía, thuận tiện cho việc làm vệ sinh hoặc khi xả đá

Trang 27

- Băng tải được thiết kế đơn giản với hệ số mở lớn, không làm hỏng, kẹt sản phẩm

trong quá trình sản xuất

- Có hệ thống xả đá, hệ thống rửa và làm khô belt tự động

- Tủ điện với thiết bị điều khiển PLC được lập trình sản Việc điều chỉnh và lưu trử thông số kỹ thuật được thực hiện trên màng hình tinh thê lỏng

- Thiết bị có thể được mở rộng đề kết nối máy tính

-Hiệu ứng COANDA: Luông không khí lạnh sau khi tiếp xúc với mặt trên sản phẩm

sẽ tiếp tục luân chuyển và bao bọc toàn bộ bệ mặt sản phẩm từ trên xuống dưới, làm tăng

hiệu suất trao đồi nhiệt

— ` ——

KHÔNG KHÍ LẠNH

* Do thời gian đông được rút ngắn nên tiết kiệm điện và giảm chi phí vận hành

* Kích thước nhỏ gọn giúp tiết kiệm diện tích lắp đặt

Trang 28

Đồ án tốt nghiệp Trang 28 GVHD: Lé Van Khan CAC DU LIEU VE THỜI GIAN ĐÔNG SẢN PHẨM QUA THỰC NGHIỆM

THỜI GIAN ĐÔNG (phút)

“Nhật độ tâm sản phẩm ===Nhiệt độ bổ mặt tấm beit == Nhiệt độ phòng đông

THO! GIAN DONG (phút)

== Nhiét dO tam san phdm “Nhiệt độ phông đông

Kích thước sản phẩm : 100Wx270Lx15I(mm)(200g) Nhiệt độ phòng đông -35°C

Thời gian đông 10 phút 3.2.Tính chọn băng chuyền

3.2.1Tính chiều dài băng chuyền

Ở đây ta thiết kế hệ thống cấp đông Thermo-jack băng chuyền phăng lạnh siêu tốc cho

cá Pasa philê với chiều dài trung bình mỗi miếng cá : 90mm, khối lượng trung bình mỗi miếng 22,76 gram

Chọn băng chuyền với vật liệu làm bằng thép không gi, chiều rộng băng chuyền 1200mm Mỗi hàng trên băng chuyền xếp 60 miếng, mỗi hàng cách nhau 30mm

- Số lác cá tải đi trong một giờ là:

Trang 29

3.3.1.Lựa chọn chu trình lạnh, xác định các thông số ban đầu

3.3.1.1.các thông số ban đầu:

a.xác định nhiệt độ ngưng tụ (ti)

Việc xác định nhiệt độ ngưng tụ là một bài toán tối ưu giữa kinh tế và kỹ thuật Việc

tăng hay giảm nhiệt độ ngưng tụ, nó sẽ ảnh hưởng trực tiếp tới hiệu quả hệ thống Do vậy

đề hệ thống hoạt động tốt, ta chọn nhiệt độ ngưng tụ theo nhiệt độ tối cao trung bình của tháng nóng nhất tại địa điểm mà hệ thống được lắp đặt và hoạt động Ở đây tôi tính thiết kế

hệ thống cấp đông Thẻmo-Jack băng chuyền phẳng lạnh siêu tốc lắp đặt tại Đồng Thấp, ta

có các thông số sau :

- Nhiệt độ tối cao trung bình của tháng nóng nhát là 37,3°C Dé cho an toàn ta tăng nhiệt độ lên 10%

- Độ ẩm trung bình của tháng nóng nhát là 74%

Từ hai thông số trên ta tra đồ thi i-d xác định nhiệt độ bau wot la t= 35°C

- Nhiệt độ nước vào dàn ngưng được xác định bởi công thức :

twi = tr

đo ở đây ta sử dụng nước từ sông sau khi được xử lý

- Xác định nhiệt độ nước ra khỏi dàn ngưng:

tua = tựi + Aty

G day tôi chọn loại dàn ngưng bay hơi đẻ lắp đặt cho hệ thống nên có Aty

ty2=35+2= 37°C

Với thiết bị ngưng tụ kiểu này thì nhiệt độ chênh lệch nhiệt ngưng của môi chất và

nhiệt độ nước ra khỏi thiệt bị ngưng tụ là Aty=2+3C

Ta có: At=ti-ty2 => t=40°C

b.xác định nhiệt độ sôi của môi chất (tu)

Nhiệt độ sôi của môi chất lạnh phụ thuộc vào nhiệt độ không khí trong tủ đông ở cuối quá trình đông theo yêu cầu công nghệ Ở đây tôi thiết kế hệ thống cấp đông với nhiệt

độ không khí trong tủ là t¿= -40°C Nhiệt độ sôi của môi chất lạnh bao giờ cũng thấp hơn

nhiệt độ không khí trong tủ đông 5z6°C nên tụ= t**-(5+6)°C

Vậy nhiệt độ sôi của môi chất là to= -45°C

Trang 30

e.Xác định môi chất lạnh

Việc lựa chọn môi chất lạnh phải đảm bảo các đặc điểm của chu trình lạnh của hệ thống thiếp bị, điều kiện vận hành, bảo dưỡng, sữa chữa, an toàn, cháy nổ, an toàn độc hại ,Ở đây tôi chon NH; làm môi chất lạnh vì hệ số truyền nhiệt cao

d.Xác định nhiệt độ quá nhiệt (tạn)

Nhiệt độ quá nhiệt là nhiệt độ của hơi môi chất trước khi vào máy nén, nhiệt độ quá nhiệt bao giờ cũng lớn hơn nhiệt độ sôi môi chất do tổn thất nhiệt trong quá trình hút từ dàn bay hơi về máy nén

tụ=tu+(5+15°C) => tụ= -45+10= -35°C e.Xác định độ quá lạnh

Trang 31

b.thuyét minh chu trinh:

may nén tam thap

Trang 31

máy nén tâm cao

thiết bị ngưng tụ thiết bị bay hơi bình trung gian các van tiết lưu

áp suất, nhiệt độ ngưng tụ

áp suất, nhiệt độ bay hơi

áp suất, nhiệt độ trung gian

GVHD: Lê Van Khan

Máy nén tầm thấp hut hoi qua nhiét co ap suat po, nhiét d6 ty,,thye hién qua trinh ép

nén đoạn nhiệt, nhiệt độ hơi môi chat tang tir ty’ téi to, Ap suat tir p, téi 4p suat po và được lam mat thanh hoi bao hoa, tiép tục môi chất được nén đoạn nhiệt lên ty, pa môi chất lúc này ở trang thái hơi quá nhiệt, sau đó môi chất thực hiện quá trình ngưng tụ giải nhiệt ra

nngoài, quá trình này gồm hai giai đoạn nhỏ: giai đoạn thải nhiệt để trở thành hơi bảo hoà

có fx,pe, giai đoạn còn lại môi chất thải nhiệt để ngưng tụ.Tiếp theo, môi chất lỏng được làm lạnh để trở thành môi chất lỏng quá lạnh t;°,pz.Cuối cùng nó được tiếp lưu đẳng entalpy, nhiệt độ và áp suất sẽ giảm xuống tụ, po va nhận nhiệt từ sản phẩm dé bay hơi

Từ bình chứa cao áp tụ.p, môi chất được chiết ra một phần tiết lưu xuống tt,Dtg để làm quá lạnh môi chất tại bình trung gian và được máy nén hút trực tiếp về tầm cao

Bảng 3.1.Các thông số trang thái tại các điểm nút của chu trình môi chất NH3

Trang 32

3.3.2.Xác định cấu tạo tủ đông

3.3.2.1.Xác định hình dáng và kích thước,cấu tạo tủ đông

a.Hình dáng kích thước tủ đông : (Hình 3.2)

b.Cấu tạo tủ đông

Cấu trúc tủ cấp đông phải đảm bảo môi trường bên trong tủ lạnh luôn luôn duy trì ở nhiệt độ tương đối thấp, độ âm tương đối cao so với môi trường bên ngoài Do chênh lệch nhiệt độ lớn nên luôn có môt dòng nhiệt và một dòng âm xâm nhập từ môi trường ngoài vào tủ đông Dòng nhiệt tổn thấp ảnh hưởng tới việc chọn năng suất máy lạnh va chi phi cho một đơn vị lạnh Dòng ẩm có tác dụng xấu đến vật liệu xây dựng và cách nhiệt làm giảm tuổi thọ của vạt liệu cách nhiệt và cấu trúc xây dựng, làm hỏng cấu trúc cách nhiệt và mat khả năng cách nhiệt Oo day ta chon kiểu tủ lắp ghép

Hình 3.3 Cấu tạo tim cách nhiệt

Bảng 3.2.các thông số kỹ thuật của tắm cách nhiệt panel:

TT | Vậtliệu õ(m) A(W/m.K)

2 Thiéc 0,001 64 Borulin 0,005 0,29

+ Tính chiều dày cách nhiệt

- Tính chiều dày cách nhiệt vách, cửa tủ

Trang 33

Bề dày lớp thiết trong và ngoài tủ :ồ„=0,001(m)

Hệ số dẫn nhiệt của võ bọc thiết:A„,=64(W/m.K)

Hệ số toả nhiệt của không khí vách ngoài tủ :ơ;=23,3(W/m”K)

Hệ số toả nhiệt của không khí vách trong tủ :o;=10,5(W/m K)

Hệ số truyền nhiệt của vách phẳng nhiều lớp :K=0,21(W/m?K)

ran GC + 7 + a, = 001015 - G33 +2 029 +2 64 + 103) = 0,239(m) Theo tiéu chuan ché tao vach tu lap ghép ta c6 deny=0,25(m)

Vậy hệ số truyền nhiệt của trần và nền là:

- Kiểm tra đọng sương:

Vách không bị đong sương, thì hệ số truyền nhiệt thực phải thoả mãn điều kiện sau:

K,<K, Đề an toàn thì K,<0,95K,

Ks:Là hệ số truyền nhiệt đọng sương, nó được xác định theo biêu thức sau:

Trong do :

t¡: Nhiệt độ không khí ngoài môi trường :37,3°C

ty: Nhiệt độ không khi trong kho lạnh :-45°C

t; :Nhiệt độ đọng sương của không khí ngoài môi trường

Trang 34

Cấu trúc cách âm đống Vai trò quan trọng đối với kho lạnh và tủ đông, nó có nhiệm

vụ ngăn chặn dòng ẩm xâm nhập từ bên ngoài vào qua kết cấu bao che Nếu không tiến

hành cách âm cho kết cấu bao che, thì dòng âm sẽ xâm nhập vào kết cấu bao che theo sự

chênh lệch nhiệt độ, nó làm cho hàm ẩm trong kết cấu bao che tăng, làm cho hệ số dẫn nhiệt của kết cấu cách nhiệt tăng lên và hệ số truyền nhiệt của cấu trúc bao che tăng lên, thặm chí không còn khả năng cách nhiệt, đó là điều chúng ta không mong muốn

Đối với tủ đồng lắp ghép cấu trúc cách 4m là lớp thép bọc lớp cách nhiệt, thiếc là vật liệu có hệ số dẫn 4m nhỏ gần như bằng không, do đó việc cách âm đối với tủ đông lắp ghép là rất an toàn

+ Qsp: chi phi lanh cho san pham

+ Qilugng nhiét lay ra tir khong khí bên trong tủ

+ Qre‘luong nhiét lay ra tir bang chuyén

+ Q„:lượng nhiệt xâm nhập qua kết cấu bao che

+ Qac:lượng nhiệt lấy ra từ động cơ

+ Q„:năng suất lạnh máy nén

+ ÿ :hệ số xét đến sự tôn thấp nhiệt qua đường ống „ qua các van ta chọn = I,I 3.3.3.1 Chỉ phí lạnh cho quá trình làm đông ,Qsp

Chi phi lạnh cho quá rình làm đông là chỉ phí để hạ nhiệt độ sản phẩm xuống cho đến khi toàn bộ nước tự do trong sản phẩm đồng băng

Chi phí lạnh cho quá trình làm đông được tính:

Qsp=Qi+Q2t+ Q3t+ Qut Qs

Trang 35

Trong do:

+ Q¡:nhiệt lượng can lay ra để làm giảm nhiệt độ sản phẩm từ nhiệt độ ban đầu khi đưa vào tới nhiệt độ đóng băng của nước trong sản phẩm

+ Q;:nhiệt lượng cần lấy ra đề toàn bộ nước trong sản phâm đóng băng

+ Q::nhiệt lượng cần lay ra để hạ nhiệt độ nước đã đóng băng xuống nhiệt độ cuối cùng của sản phẩm

+ Q¿:nhiệt lượng cần để hạ nhiệt độ nước liên kết trong sản phẩm đến nhiệt

độ cuối cùng

+ Qs:nhiệt lượng cần lấy ra dé làm giảm nhiệt độ chất khô trong sản phẩm

a.nhiệt lượng cần lấy ra để làm giảm nhiệt độ sản phẩm từ nhiệt độ ban đầu khi đưa

vào tới nhiệt độ đóng băng cúa nước trong sắn phẩm

Q;=C¡.G.(ti-tạp) Trong đó:

t¡:nhiệt độ sản phẩm trước khi đưa vào tủ đông Chọn tị=10°

tạy:nhiệt độ đống băng trung bình của nước có trong thực phẩm, tạp =-10°C

G:khối lượng sản phẩm cấp đông ,G=500Kg/h

C¡:nhiệt dung riêng của thực phẩm trước khi có sự đống băng của nước và

được xác định:

@ =cø+c'q-ø)

C”:nhiệt dung riêng của nước , chon C’=4,18Kj/kg.K

C””:nhiệt dung riêng của chất khô trong thực phẩm ,

L:Nhiét dong băng của nước (L=335Kj/Kg)

W:Ty lé nude dong bang trong thye pham(W=90%)

Nhu vay

Q, =335.500.0,74.0,9 = 120600Kj /h

Trang 36

C;: Nhiệt dung riêng của nước đá, C;=2,IKj/kg.K

t;:Nhiệt độ cuối quá trình làm đông, t2=-18°C

Ó; =c;Ớ.(1—W)(„ —f,) C;:Nhiệt dung riêng chất khô trong thực phẩm » Cs=1,35Kj/h

QuAH= Chek Gack (ter “texa)

Trong do:

C¿¿:Nhiệt dụng riêng của không khi, Cu¿=1,013KJ/Kg.K

G„v:Khối lượng không khí trong tủ đông, Gu¿=V¿.pk

Tụu¡:Nhiệt độ không khí lúc đầu làm đông lấy tụ,=20°C

TuaNhiệt độ không khí cuối quá trình làm đông t„z=-40°C

'Vụ¿:Thể tích không khí có trong tủ, Vụu=0,6.Vụ

'Vụu:Thể tích trong của tủ

Trang 37

Chiều dày lớp cách nhiệt (panel) vach:0,25m

Chiều dày lớp cách nhiệt (panel) tran, nén:0,3m

Kích thước cửa tủ là: chiều cao:1,7m, chiều rộng:0,85m

Tủ đông có các cửa bố trí hai bên

Bảng 3.4.Kích thước bên trong của tủ

N:Công suất của động cơ quạt trong tủ

ø:Hệ số hoạt động đồng thời Khi tủ hoạt động thì các quạt trong tủ đều hoạt

+ Qc:Dòng nhiệt xâm nhập qua cửa tủ

+ Q¡:Dòng nhiệt xâm nhập qua nóc tủ

+ Qạ:Dòng nhiệt xâm nhập qua đáy tủ

Trang 38

a.Dòng nhiệt xâm nhập qua vách tủ:

Q.=K,F.At

Ky:Hé sé truyén nhiệt của vách tủ

F,:Tồng diện tích mặt ngoài của vách tủ

F,=l1.3,4.2+11.3,4.2+3,2.3,4.2-1,7.0,85.2=164,07m?

At: Độ chênh lệch nhiệt độ trong và ngoài tủ

Nhiệt độ ngoài tủ lấy bằng nhiệt độ phòng cấp đông:t,=20°C

Nhiệt trong tủ cuối quá trình làm đông:t¿=-40°C

At=20-(-40)=60°C

Q,=0,18.164,07.60=1771,956W

b.Dòng nhiệt xâm nhập do mở cửa tủ:

Q„.=B.E

B:Dòng nhiệt riêng khi mở cửa,( W/m”)

Đối với buồng kết đông ta đang thiết ké, lay B=8

E.:Diên tích mặt ngoài cửa tủ

Kích thước cửa tủ:Chều cao:0,85m, chiều rong:1.2m

Tủ đông có 4 cửa lớn và 4 cửa nhỏ được bố trí ở hai bên (diện tích 4 cửa

K¿:hệ số truyền nhiệt của đáy tủ:Kạ=K„=0,15(W/m”.K)

Eạ:Diện tích mặt ngoài của đáy tủ:F¿=l 1.3,4=37,4m?

Trang 39

Băng chuyền đài 46m,với tốc độ trung bình băng tải là 0,8m/ph, tức là trong

một giờ băng tải đi được 46m

Khối lượng của một mét băng chuyền là 5,5Kg

Vay tổng khối lượng băng chuyền đi vào buồng lạnh trong một giờ là:

5,5.46 = 253Kg/h

C:nhiệt dung riêng của vật liệu làm băng tải thường là Inox

C =0,349Kj/kg.,C

ty:nhiét d6 bang chuyền lúc đầu:20,C

t;:Nhiệt độ băng chuyền cuối quá trình làm đông:t;=tu+(7+8)

Trong đó tu=-40°C>tu=-32°C

Vậy Q;.=0,349.253.(20-(-32))=4591,444Kj/h=1,28Kw

Do trong thời gian cấp đông sản phẩm có một phần băng chuyền thò ra hai đầu để nhân nguyên liệu và tháo sản phẩm Đề tính được tổn thất lượng nhiệt này ta phải tỉnh được bài toán truyền nhiệt không ồn định qua tắm phăng, để đơn giản ta lâý bằng 10% lượng nhiệt hạ nhiệt độ băng chuyền

Bang 3.5: Tổng kết các kết qua tinh toán

Qsp(kw) | Qu(kw) - Qi(kw) | Qu(kw) Quc(kw) | Qo(kw) | Qmn(kw)

Trang 40

Trong do :

Po= 0,54Kg/cm” áp suất sôi của môi chất

Pie =3 Kg/cm’ áp suất trung gian

APh = APd:hiệu áp suất ở cluppe hut va cluppe day

APh = APd=(0,05+0,01)Kg/CmẺ Ta chọn APh=APd=0,05Kg/Cm?

C = 0,03-0,05.thẻ tích tương đối của khoảng chết

Ta chọn C =0,03

_ 0,54-0,05 _ : +0,05 _ 0,54-0,05

" 0,54 ` | 0,54 0,54 + Hệ số tổn thất không thấy được:

P= 15Kg/em? ap suat ngưng tụ của môi chất

Pig =3 Kg/cmŸ áp suất trung gian

APh = APd:hiệu áp suất ở cluppe hut va cluppe day

APh = APd=(0,05+0,01)Kg/Cm”.Ta chọn APh=APd=0,05Kg/Cm”

C = 0,03-0,05.Thé tích tương đối của khoảng chết chọn C=0,03

_3-0,05 15+0,05 3-0,05

a ill - 003, 3 3 = 0,86

Định dạng
Số trang	83
Dung lượng	25,22 MB