tìm hiểu cấu tạo máy nén trong kỹ thuật lạnh

tìm hiểu cấu tạo máy nén trong kỹ thuật lạnh

1 KHOA CÔNG NGHỆ HOÁ HỌC TIỂU LUẬN KỸ THUẬT THỰC PHẨM Đề Tài : TÌM HIỂU CẤU TẠO MÁY NÉN TRONG KỸ THUẬT LẠNH GVHD : NGUYỄN THẠCH MINH LỚP HỌC PHẦN: 213306702-DHTP7A HỌC KỲ I NĂM HỌC 2012-2013 TPHCM tháng 11 năm 2012 DANH SÁCH SINH VIÊN THỰC HIỆN ĐỀ TÀI STT MÃ SỐ SINH VIÊN TÊN SINH VIÊN Trần Đình Vân 10038151 Lê Minh Cảnh Huỳnh Chí Khôi Nguyễn Thành Duy Nguyễn Đắc Anh Nguyễn Đức Uyên Thư Nguyễn Thị Minh Nữ Vũ Văn Cẩm 10288721 10039321 10041771 10047501 10058331 10048481 1125141 Phan Thị Hiền 11292891 10 Trần Thị Việt Nhân 11265901 CHỊU TRÁCH NHIỆM NỘI DUNG Bao quát, trình bày, phân loại máy nén khí Máy nén khí piston Máy nén khí trục vít Máy nén khí ly tâm Cấu tạo chung nguyên lí làm việc Ứng dụng máy làm lạnh Tìm hiểu khái quát kĩ thuật lạnh, vai trò máy nén máy làm lạnh MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU Kỹ thuật lạnh đời hàng trăm năm sử dụng rộng rãi nhiều ngành kỹ thuật khác nhau: Trong công nghiệp chế biến bảo quản thực phẩm, công nghiệp hoá chất, công nghiệp rượu, bia, sinh học Kỹ thuật lạnh đời hàng trăm năm sử dụng rộng rãi nhiều ngành kỹ thuật khác nhau: công nghiệp chế biến 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, đời sống vv Ngày ngành kỹ thuật lạnh phát triển mạnh mẽ, sử dụng với nhiều mục đích khác nhau, phạm vi ngày mở rộng trở thành ngành kỹ thuật vô quan trọng, thiếu đời sống kỹ thuật tất nước Nếu so sánh hệ thống lạnh thể sống máy nén tim thể sống Chính điều trên, nhóm tiểu luận thực hiền đề tài “Tìm hiểu cấu tạo máy nén kỹ thuật lạnh” Bài viết chủ yếu tập trung trình bày nội dung cấu tạo, nguyên lý hoạt động ứng dụng máy nén lạnh ngành khác nhau, đặc biệt ngành công nghệ thực phẩm Những người thực mong muốn chuyển tải thông tin rõ ràng, đầy đủ, ngắn gọn dễ hiểu đến bạn đọc Tuy nhiên, trình thực không tránh khỏi thiếu sót Thiếu sót nguyên nhân khách quan thời gian thực ngắn,tài liệu tham khảo chưa chuẩn xác Cũng đến từ nguyên nhân chủ quan thời gian thực không dài với kiến thức hạn hẹp người thực hiên Rất mong nhận ý kiến phản hồi từ phía quý bạn đọc TÌM HIỂU CẤU TẠO MÁY NÉN TRONG KỸ THUẬT LẠNH KHÁI QUÁT VỀ KĨ THUẬT LẠNH Từ xa xưa loài người biết sử dụng lạnh đời sống: để làm nguội vật nóng người ta đưa tiếp xúc với vật lạnh Ở nơi mùa đông có tuyết vào mùa đông người ta sản xuất nước đá trời, sau đưa nước đá cậy vào hầm tích trữ lại, vào mùa hè người ta sử dụng lượng lạnh nước đá nhà để bảo quản rau quả, thịt cá thu hoạch để dành cho mùa đông Ở kỉ 17 nhà vật lí người anh Bôi nhà vật lí người Đức Gerike phát hiện: áp suất chân không nhiệt độ bay nước thấp áp suất khí Trên sở năm 1810 nhà bác học người anh chế tạo máy lạnh sản xuất nước đá Năm 1834 bác sỹ Perkin người anh đưa máy lạnh dùng môi chất etylen C 2H2 vào ứng dụng Khi nhà bác học viện hàn lâm Pháp trình bày phương pháp bảo quản thịt làm lạnh công nghệ lạnh thực phát triển Các môi chất lạnh ban đầu sử dụng không khí, etylen, C 2H2, oxit cacbon CO2, oxit sulfuric SO2, peoxit nito NO2… Về sau môi chất lạnh tìm ammoniac NH3 Những năm 30-40 kỷ 20 người ta tìm freon, dẫn xuất từ dãy hidro cacbon no Năm 1862 máy lạnh hấp thụ đời năm 1874 kỹ sư Linde chế tạo máy nén lạnh tương đối hoàn chỉnh Sang kỷ 20 sở nhiệt động máy lạnh tương đối hoàn thiện Máy lạnh hiệu ứng Peltie, hiệu ứng từ trường đời Công chạy đua làm lạnh 0K tiếp diễn Kỹ thuật lạnh ứng dụng nhiều ngành: Trong công nghiệp thực phẩm: bảo quản thịt cá, rau quả; sản xuất bia, nươc ngọt, đồ hộp…nước đá dùng rộng rãi ăn uống, bảo quản sơ cá đánh bắt biển Trong công nghiệp: ngành luyện kim hóa lỏng không khí thu oxi cấp cho lò luyện gang(36-38%), lò luyện thép hàn cắt kim loại(tới 96-99% oxi) ; hóa lỏng chưng cất không khí thu đơn chất-khí trơ He, Kr, Ne, Xe- để nạp vào bóng đèn điện Sử dụng lạnh cryo siêu dẫn Trong nông nghiệp: hóa lỏng không khí thu nitơ làm phân đạm Trong y tế: dùng lạnh bảo quản thuốc men, máu, dùng nitơ lỏng bảo quản phôi, dùng lạnh mổ xẻ để giảm bớt chảy máu Trong quốc phòng: dùng oxy lỏng cho tên lửa, tàu vũ trụ Trước tên lửa khai hỏa người ta cho oxy lỏng có nhiệt độ dạng khí-180 C khỏi bình chứa nên ta thấy phần ống phóng đuôi có băng nước ngưng tụ mù mịt, sau giây lửa ra, tên lửa bay phần đuôi đóng băng Điều hòa không khí cho nhà ở, nhà công cộng , xí nghiệp công nghiệp, phương tiện giao thông Ngày người ta chế rạo nhiều loại máy nén khác có công suất lạnh cho máy nén tới 1000MCal/h với môtơ điện tới 400kW VAI TRÒ CỦA MÁY NÉN TRONG KĨ THUẬT LẠNH Máy nén khí máy móc (hệ thống học) có chức làm tăng áp suất chất khí Các máy nén khí dùng để cung cấp khí có áp suất cao cho hệ thống máy công nghiệp để vận hành chúng, để khởi động động có công xuất lớn, để chạy động khí nén máy móc, thiết bị nhiều chuyên ngành khác Nếu so sánh hệ thống lạnh thể sống máy nén tim thể sống Trong hệ thống lạnh, máy nén giữ vai trò quan trọng với: • • • Năng suất lạnh Suất tiêu hao lượng Độ tin cậy an toàn hệ thống Vì vậy, tự động hóa máy nén lạnh đóng vai trò quan trọng tự động hóa hệ thống lạnh nói chung Tự động hóa máy nén lạnh trang bị cho máy nén dụng cụ mà nhờ dụng cụ máy nén vận hành cách tự động chắn, an toàn với độ tin cậy cao mà không cần tham gia trực tiếp công nhân vận hành NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA MÁY NÉN KHÍ, CHỦNG LOẠI MÁY NÉN KHÍ 3.1 Nguyên lý làm việc máy nén khí Khí nén tạo từ máy nén khí, lượng học động điện động đốt chuyển đổi thành lượng khí nén nhiệt Máy nén khí hoạt động theo hai nguyên lý sau: − Nguyên lý thay đổi thể tích : Không khí dẫn vào buồng chứa, thể tích buồng chứa nhỏ lại Như theo định luật Boyle-Matiotte Áp suất buồng chứa tăng lên Máy nén khí hoạt động theo nguyên lý kiểu máy nén khí piston, bánh răng, cánh gạt − Nguyên lý động : không khí dẫn buồng chứa đượ gia tốc phận quay với tốc độ cao, Áp suất khí nén dược tạo nhờ chênh lệch vận tốc, nguyên tắc tạo lưu lượng công suất lớn Máy nén khí hoạt động theo nguyên lý máy nén khí ly tâm 3.2 Phân loại máy nén khí 3.2.1 Theo áp suất máy nén Có nhiều loại máy nén khí khác sử dụng công nghiệp, từ đơn giản dùng viêc bơm xe dùng vào số việc khác, đến nhà máy trung bình lớn dùng cong nghiệp hầm mỏ xưởng sản xuất Do tùy theo cách phân loại máy nén khí: - Máy nén khí áp suất thấp P 15bar - Máy nén khí áp suất cao P > 300bar - Máy nén khí trục vít áp suất 8bar - Máy nén khí trục vít không dầu áp suất 8bar - Máy nén khí trục vít hồi dầu 8bar - Máy nén khí piston thấp áp 8-15bar - Máy nén khí piston cao áp không dầu 15-35bar - Máy nén khí piston cao áp có dầu 15- 35bar 3.2.2 Theo cấu tạo máy nén - Máy nén khí kiểu piston - Máy nén khí kiểu trục vít - Máy nén khí li tâm - Máy nén khí xoắn ốc - Máy nén khí trục vít CÁC LOẠI MÁY NÉN KHÍ THƯỜNG GẶP TRONG KỸ THUẬT LẠNH 4.1 Máy nén piston 4.1.1 Cấu tạo máy nén piston Máy nén khí piston phân loại theo số cấp nén, loại truyền động phương thức làm nguội khí nén Hình1 :Kết cấu bên máy nén piston Ống giải nhiệt Van hút Xecmăng Tay biên 11 Puly đầu máy 12 Hộp trục khuỷu Nắp xilanh Bạc đạn Piston Lọc khí 10 Bộ ngắt 4.1.2 Nguyên lí hoạt động • Sơ đồ nguyên lý máy nén khí chiều, cấp 10 Trục khuỷu nhỏ gọn nhiều so với máy nén piston Chênh lệch áp suấtgiữa đầu hút đầu đẩy máy nén trục vít đạt tới 17÷21 bar 4.1.4 Ưu nhược điểm Máy nén khí trục vít có nhiều tính chất giống với máy nén khí cánh gạt, chẳng hạn ổn định không dao động khí thoát, rung động tiếng ồn nhỏ Đạt hiệu suất cao hoạt động gần đầy tải So sánh với máy nén piston máy nén trục vít có điểm ưu việt sau : có độ tin cậy cao lâu bền ; quay nhanh kích thước máynhỏ gọn, chi tiết chuyển động tịnh tiến lực quán đính kèm theo ; phận quay cân mặt động học không cần móng kiên cố ; xupap, xecmăng chi tiết chịu lực nặng nề dễ hư hỏng ; tiêu lượng thể tích ổn định thời gian vận hành lâu dài ; tổn thất áp suất cửa hút cửa đẩy nhỏ xupap ; tượng va đập thủy lực ;có khả làm việc với môi chất hai pha ; vận hành máy mà không cần có người trông coi thường xuyên.Tất ưu điểm nói cho phép máy nén trục vít có vốn đầu tư chi phí vận hành đơn vị suất nhỏ so với máy nén piston Nếu so sánh với máy nén ly tâm máy nén trục vít có ưu điểm sau : vùng ổn định thủy lực ; làm việc với tất cảcác tác nhân lạnh khác mà không cần thay đổi nhiều cấu tạo ; tốc độ quay máy nén không ảnh hưởng đến tỷ lệ số nén máy ; điều chỉnh công suất kinh tế nhờ thay đổi tốc độ quay máy (nhưng không ảnh hưởng đến tỷ số nén) điều chỉnh ngăn kéo Một ưu điểm bật máy nén trục vít máy nén thực hai nhiều cấp nén cách trộn lượng lạnh cần thiết qua từ thiết bị trao đổi nhiệt trung gian tới Nguyên lý thực có kết chu trình máy lạnh tương tự chu trình máy lạnh hai cấp với làm lạnh trung gian không hoàn toàn.Dầu bôi trơn máy nén trục vít xuất phát từ đặc điểm làm việc máy phải có yêu cầu đặc biệt sau : dầu bôi trơn phải có tính chất hòa tan với tác nhân lạnh ; độ nhớt dầu không thay đổi nhiều theo nhiệt độ ; tác nhân lạnh tan dầu độ nhớt dầu không thay đổi lớn.Dầu phun vào máy nén trục vít để giảm khe hở cácvít đồng thời để làm mát vít thân máy, từ làm giảm tổn thất thể tích giảm tiêu hao công nén cho máy Tuy nhiên để phun dầu vào máy tiêu tốn công suất định, việc xác định lượng tiêu hao dầu tối ưu cho máy nén trục vít có dầu bôi trơn việc làm cần thiết có lợi 17 4.3 Máy nén khí ly tâm 4.1.1 Cấu tạo máy nén khí ly tâm - Vỏ máy gồm cửa hút , cửa xả - Vỏ - Vách ngăn - Rôto gồm trục, bánh guồng - ổ đỡ, ổ chặn - Vòng làm kín khuất khúc cấp - Bộ làm kín hai đầu trục a) Vỏ máy Vỏ máy chi tiết có cấu tạo phức tạp, có khối lượng lớn, giá đỡ cho chi tiết khác Trong vỏ máy có ổ trục để đỡ trục máy, có áo nước để dẫn nước làm mát, có khoang để dẫn khí Vỏ máy chế tạo thành nửa để thuận tiện cho việc tháo lắp, nhiên có loại vỏ máy chế tạo liền khối Vỏ máy thường chế tạo gang xám hay gang hợp kim 18 b) Trục máy nén ly tâm Trục để lắp bánh công tác lên nhận truyền động từ động dẫn động, quay với vận tốc cao để thực trình nén khí Trục máy lắp vào các ổ đỡ vỏ máy Trục máy chế tạo thép hợp kim c) Bánh công tác Bánh công tác lắp trục máy quay theo trục máy để làm biến đổi động chất khí, thực trình nén khí, bánh công tác có bánh cong Có loại bánh công tác, bánh công tác hở, bánh công tác nửa hở, bánh công tác kín d) Cánh định hướng Là kim loại đặt sát với bánh công tác, đóng vai trò dẫn hướng dòng khí từ cửa xả cấp nén tới cửa nạp cấp nén kế tiếp, cánh định hướng chế tạo gang thép hợp kim Cánh định hướng gắn với vỏ không quay theo trục máy 19 e) Bộ phận làm kín (vòng bít) • • Vòng đệm kín khuất khúc Vì cánh định hướng không quay theo trục máy, chúng phải có khe hở Để tránh tượng lọt khí nén ngược lại cửa nạp qua khe hở người ta dùng vòng đệm kín khuất khúc Vòng có dạng cưa, không chạm vào trục, để tránh làm hư hỏng trục chạm phải, vòng làm kim loại mềm, hình thành không gian, khí nén lọt vào không gian chúng đổi hướng chậm lại nhờ mà hạn chế rò rỉ khí nén sang cửa nạp Loại không ngăn hoàn toàn lọt khí dùng nơi có áp suất thấp Cũng có máy nén khí dùng loại vòng đệm để làm kín trục máy vỏ máy để hạn chế lọt khí bên Nếu máy nén khí độc hại cần có rãnh để gom khí rò rỉ để dẫn tới nơi an toàn 20 • Vòng bịt kín kiểu tiếp xúc học Các phận vòng bịt vòng tĩnh vòng động Vòng động bắt chặt với trục máy quay theo trục, mặt tiếp xúc vòng tĩnh vòng động ngăn không cho khí nén rò rỉ Có loại phải sử dụng dầu bôi trơn bề mặt tiếp xúc để giảm ma sát Vòng đệm lắp đầu trục máy nén với vỏ để ngăn không cho khí nén lọt Loại thường sử dụng với máy nén khí có áp suất tới at • Đệm màng lỏng Để làm kín máy nén khí có áp suất cao, người ta dùng đệm màng lỏng Các phận gồm ống lót ống lót không quay theo trục có khe hở với trục Khi trục quay, dầu vào khe hở để làm kín không cho khí nén lọt Loại đệm ngăn lọt khí tốt nhất, nhiên phải có hệ thống dầu cao áp liên tục, dẩu phải cực Dầu sau nhiễm bẩn phải dược thu hồi để làm 21 làm nguội Nếu áp suất dầu hệ thống giảm đi, chứng tở đệm làm kín giảm hiệu làm kín (do mài mòn) f) Ngăn cân Trong máy nén khí ly tâm nhiều cấp, lực áp suất tác dụng lên chiều trục không cân nhau, phía áp suất cao có lực tác dụng lớn Do trục có xu hướng dịch chuyển phía nạp Sự dịch chuyển gây va đập, gây mài mòn chi tiết liên quan Ngăn cân có tác dụng gi bớt cân Ngăn cân phận gắn với trục gồm phần, phần phía cửa nạp chịu áp suất khí xả, phần phía cửa xả chịu áp suất khí nạp Theo cách phân tích lực vậy, kết lực tác dụng lên trục cân 4.1.2 Nguyên lí hoạt động Sự biến đổi áp suất khí qua guồng động làm thay đổi khối lượng riêng khí Khi guồng động quay, khí văng từ tâm xung quanh tác dụng lực ly tâm Làm tăng khối lượng riêng khí tạo áp lực tĩnh Đồng thời vận tốc khí tăng lên tăng áp lực động khí 22 Trong máy nén khí li tâm, cấp gồm ngăn, cánh quạt, khuếch tán ống khuếch tán tổ hợp Khi cánh quat quay có nhiều cánh với tốc độ cao, không khí hút vào cánh quạt với vận tốc lớn áp suất cao không khí vào vòng khuếch tán tĩnh, không khí giản nở vận tốc giảm áp suất tăng cách đáng kể Từ khuếch tán tổ hợp, không khí giản nỡ them áp suất tăng đến cấp trục tiếp đến ngõ Không giống loại máy nén khí hướng trục, việc chia cấp cúa máy nén đơn giản Máy nén khí ly tâm sử dụng đĩa xoay hình cánh quạt bánh đẩy để ép khí vào phần rìa bánh đẩy làm tăng tốc độ khí.Bộ phận khuếch tán máy chuyển đổi lượng tốc độ thành áp suất 4.1.3 Công suất Công suất chúng từ hàng trăm đến hàng nghìn mã lực,với hệ thống làm việc gồm nhiều máy nén khí ly tâm,chúng tăng áp đầu 1000lbf/in (69Mpa) 4.1.4 Ứng dụngmáy nén khí ly tâm Máy nén khí ly tâm thường sử dụng ngành công nghiệp nặng môi trường làm việc liên tục.Chúng thường lắp cố định Nhiều hệ thống làm tuyết nhân tạo sử dụng loại máy nén khí này.Chúng sử dụng động đốt trong,bộ nạp động turbin.Máy nén khí ly tâm sử dụng động tuabin gas nhỏ gần giống tầng khí nén cuối động turbin cỡ trung bình 23 ỨNG DỤNG CỦA HỆ THỐNG LẠNH 5.1 Ứng dụng ngành chế biến bảo quản thực phẩm 5.1.1 Tác dụng nhiệt độ thấp thực phẩm Ở nhiệt độ thấp phản ứng hoá sinh thực phẩm bị ức chế Trong phạm vi nhiệt độ bình thường giảm 10 0C tốc độ phản ứng giảm xuống 1/2 đến 1/3 lần Nhiệt độ thấp tác dụng đến hoạt động men phân giải không tiêu diệt chúng Nhiệt độ xuống 0C, phần lớn hoạt động enzim bị đình Tuy nhiên số men lipaza, trypsin, catalaza nhiệt độ -191 0C không bị phá huỷ Nhiệt độ thấp khả phân giải giảm, ví dụ men lipaza phân giải mỡ Các tế bào thực vật có cấu trúc đơn giản, hoạt động sống độc lập với thể sống Vì khả chịu lạnh cao, đa số tế bào thực vật không bị chết nước chưa đóng băng Tế bào động vật có cấu trúc hoạt động sống phức tạp, gắn liền với thể sống Vì khả chịu lạnh Đa số tế bào động vật chết nhiệt độ giảm xuống 40C so với thân nhiệt bình thường Tế bào động vật chết chủ yếu độ nhớt tăng phân lớp chất tan thể Một số loài động vật có khả tự điều chỉnh hoạt động sống nhiệt độ giảm, thể giảm hoạt động sống đến mức nhu cầu bình thường điều kiện môi trường khoảng thời gian định Khi tăng nhiệt độ, hoạt động sống chúng phục hồi, điều ứng dụng vận chuyển động vật đặc biệt thuỷ sản dạng tươi sống, đảm bảo chất lượng tốt giảm chi phí vận chuyển Để bảo thực phẩm người ta thực nhiều cách như: phơi, sấy khô, đóng hộp bảo quản lạnh Tuy nhiên phương pháp bảo lạnh tỏ có ưu điểm bật vì: - Hầu hết thực phẩm, nông sản thích hợp phương pháp - Việc thực bảo quản nhanh chóng hữu hiệu phù hợp với tính chất mùa vụ nhiều loại thực phẩm nông sản - Bảo tồn tối đa thuộc tính tự nhiên thực phẩm, giữ gìn hương vị, màu sắc, vi lượng dinh dưỡng thực phẩm 24 5.1.2 Các chế độ xử lý lạnh thực phẩm Thực phẩm trước đưa vào kho lạnh bảo quản, cần tiến hành xử lý lạnh để hạ nhiệt độ thực phẩm từ nhiệt độ ban đầu sau đánh bắt, giết mổ xuống nhiệt độ bảo quản Có hai chế độ xử lý lạnh sản phẩm xử lý lạnh xử lý lạnh đông: • Xử lý lạnh làm lạnh sản phẩm xuống đến nhiệt độ bảo quản lạnh yêu cầu Nhiệt độ bảo quản phải nằm điểm đóng băng sản phẩm Đặc điểm sau xử lý lạnh, sản phẩm mềm, chưa bị hóa cứng đóng băng • Xử lý lạnh đông kết đông (làm lạnh đông) sản phẩm Sản phẩm hoàn toàn hóa cứng hầu dịch sản phẩm đóng thành băng Nhiệt độ tâm sản phẩm đạt -80C, nhiệt độ bề mặt đạt từ -180C đến -120C Xử lý lạnh đông có hai phương pháp: - Kết đông hai pha: thực phẩm nóng làm lạnh từ 37 0C xuống khoảng 40C sau đưa vào thiết bị kết đông để nhiệt độ tâm khối thực phẩm đạt -80C - Kết đông pha: thực phẩm nóng đưa vào thiết bị kết đông để hạ nhiệt độ tâm khối thực phẩm xuống đạt -8 0C Kết đông pha có nhiều ưu điểm so với kết đông hai pha tổng thời gian trình giảm, tổn hao khối lượng khô ngót giảm nhiều, chi phí lạnh diện tích buồng lạnh giảm Đối với chế biến thịt thường sử dụng phương pháp pha Đối với hàng thuỷ sản phải qua khâu chế biến tích trữ kho chờ đông nên thực tế diễn pha 5.1.3 Ứng dụng sản xuất bia, nước Bia sản phẩm thực phẩm, thuộc loại đồ uống độ cồn thấp, thu nhận cách lên men rượu nhiệt độ thấp dịch đường (từ gạo, ngô, tiểu mạch, đại mạch vv ), nước hoa húp lông Qui trình công nghệ sản xuất bia trải qua nhiều giai đoạn cần phải tiến hành làm lạnh đảm bảo yêu cầu Đối với nhà máy sản xuất bia đại, lạnh sử dụng khâu cụ thể sau: a) Sử dụng để làm lạnh nhanh dịch đường sau nấu Dịch đường sau trình húp lông hoá có nhiệt độ khoảng 800C cần phải tiến hành hạ nhiệt độ cách nhanh chóng xuống nhiệt độ lên men 6÷80C Tốc độ làm lạnh khoảng 30÷45 phút Nếu làm lạnh chậm số chủng vi sinh vật có hại cho trình lên men kịp phát triển làm giảm chất lượng bia Để làm lạnh dịch đường người ta sử dụng thiết bị làm lạnh nhanh 25 Như trình hạ nhiệt đòi hỏi phải sử dụng lượng lạnh lớn Tính trung bình nhà máy bia công suất 50 triệu lít/năm ngày phải nấu khoảng 180m3 dịch đường Lượng lạnh dùng để hạ nhiệt lớn b) Quá trình lên men bia Quá trình lên men bia thực phạm vi nhiệt độ định khoảng 6÷80C Quá trình lên men giai đoạn định để chuyển hoá dịch đường houblon hoá thành bia tác động nấm men thông qua hoạt động sống chúng Trong trình lên men dung dịch toả lượng nhiệt lớn c) Bảo quản nhân men giống Một khâu vô quan trọng cần lạnh nhà máy bia khâu bảo quản nhân men giống Men giống bảo quản tank đặc biệt nhiệt độ thấp Tank có cấu tạo tương tự tank lên men, có thân hình trụ bên có áo dẫn glycol làm lạnh Tuy nhiên kích thước tank men nhỏ tank lên men nhiều, nên lượng lạnh cần thiết cho tank men giống không lớn d) Làm lạnh đông CO2 Trong trình lên men nhờ trình thuỷ phân mà tank lên men sinh nhiều khí CO2 Khí CO2 lại cần cho qui trình công nghệ bia khâu chiết rót xử lý công nghệ tank lên men Khí CO thoát từ tank lên men trình sinh hoá cần phải thu hồi, bảo quản để sử dụng vào dây chuyền công nghệ Để bảo quản CO tốt thể lỏng, nhiệt độ bình thường áp suất ngưng tụ CO2 đạt gần 100at Vì để giảm áp suất bảo quản CO xuống áp suất 20 kG/cm2 cần thiết phải hạ nhiệt độ bảo quản xuống thấp cỡ (30 ÷ -350C) e) Làm lạnh nước 10C Nước lạnh sử dụng nhà máy bia với nhiều mục đích khác nhau, đặc biệt sử dụng để làm lạnh nhanh dịch đường sau houblon hoá đến khoảng 200C Việc sử dụng nước 10C giải pháp hữu hiệu kinh tế nhà máy bia đại Phụ tải nhiệt mẻ nấu theo thời gian ngày không liên tực mà có dạng hình xung Khi mẻ nấu hoàn thành yêu cầu phải tiến hành làm lạnh nhanh Rõ ràng sử dụng làm lạnh trực tiếp công suất máy lạnh lớn 26 Việc sử dụng nước lạnh 10C để hạ lạnh nhanh dịch đường cho phép trữ lượng lạnh đáng kể để làm lạnh dịch đường mẻ nấu cách nhanh chóng Điều cho phép không cần có hệ thống lạnh lớn đảm bảo yêu cầu Nước làm lạnh nhờ glycol đến khoảng 10C qua thiết bị làm lạnh nhanh kiểu f) Làm lạnh hầm bảo quản tank lên men điều hoà Trong số nhà máy công nghệ cũ, bia bảo quản lạnh hầm làm lạnh, trường hợp cần cung cấp lạnh để làm lạnh hầm bảo quản Có thể sử dụng lạnh glycol để điều hoà không khí số khu vực định nhà máy, phòng bảo quản hoa , 5.1.4 Ứng dụng sấy thăng hoa Vật sấy làm lạnh xuống -20 0C sấy cách hút chân không Đây phương pháp đại không làm ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm Vật phẩm rút ẩm hoàn toàn sấy nên sản phẩm trở thành bột bảo quản vận chuyển dễ dàng Giá thành sản phẩm cao nên người ta ứng dụng để sấy vật phẩm đặc biệt dược liệu quý hiếm, máu, loại thuốc, hócmôn Quá trình thực theo sau: người ta kết đông sản phẩm xuống khoảng -200C, sau rút nước sản phẩm cách thăng hoa tinh thể nước hoá đá sản phẩm nhờ hút chân không cao 5.2 Ứng dụng ngành khác 5.2.1 Ứng dụng công nghiệp hoá chất Trong công nghiệp hoá chất hoá lỏng chất khí sản phẩm công nghiệp hoá học clo, amôniắc, cacbonnic, sunfuarơ, loại chất đốt, khí sinh học vv Hoá lỏng tách chất khí từ không khí ngành công nghiệp quan trọng, có ý nghĩa vô to lớn với ngành luyện kim, chế tạo máy, y học, ngành sản xuất chế tạo khí, phân đạm, chất tải lạnh vv Các loạt khí trơ nêôn, agôn vv sử dụng công nghiệp hoá chất sản xuất bóng đèn Việc sản xuất vải sợi, tơ, cao su nhân tạo, phim ảnh hỗ trợ tích cực kỹ thuật lạnh Thí dụ quy trình sản xuất tơ nhân tạo người ta phải làm lạnh bể quay tơ xuống nhiệt độ thấp yêu cầu công nghệ chất lượng đảm bảo Cao su chất dẻo hạ nhiệt độ xuống thấp trở nên dòn dễ vỡ thuỷ tinh Nhờ đặc tính người ta chế tạo cao su bột Khi hoà trộn với bột sắt để tạo nên cao su từ tính hoà trộn với phụ gia đạt độ đồng cao 27 Trong công nghiệp hoá chất sử dụng lạnh nhiều quy trình sản xuất khác để tạo nhiệt độ lạnh thích hợp cho hoá chất 5.2.2 Ứng dụng điều hoà không khí Ngày kỹ thuật điều hoà sử dụng rộng rãi đời sống công nghiệp Khâu quan trọng hệ thống điều hoà không khí hệ thống lạnh Máy lạnh sử dụng để xử lý nhiệt ẩm không khí trước cấp vào phòng Máy lạnh không sử dụng để làm lạnh mùa hè mà đảo chiều để sưởi ấm mùa đông Các hệ thống điều hoà công nghiệp: Trong nhiều ngành công nghiệp để sản xuất sản phẩm có chất lượng kỹ thuật cao đòi hỏi phải trì nhiệt độ, độ ẩm giới hạn định Ví dụ ngành khí xác, thiết bị quang học, công nghiệp bánh kẹo, ngành điện tử vv Trong ngành công nghiệp nhẹ điều hoà không khí sử dụng nhiều công nghiệp dệt, công nghiệp thuốc vv Mỗi loại sản phẩm đòi hỏi sản xuất điều kiện nhiệt độ, độ ẩm khác nhau, Ví dụ như: - Kẹo sôcôla: ÷ 80C; Kẹo cao su: 200C; Bảo quản rau : 100C; Đo lường xác: 20 ÷ 240C; Công nghiệp dệt: 20 ÷ 320C; Chế biến thực phẩm: Nhiệt độ thấp tốt, khoảng 5÷100C Các hệ thống điều hoà không khí công nghiệp chủ yếu hệ thống công suất lớn kiểu VRV, máy điều hoà làm lạnh nước máy điều hoà trung tâm 2.4 Ứng dụng kỹ thuật đo tự động Áp suất bay chất lỏng phụ thuộc vào nhiệt độ người ta ứng dụng tượng dụng cụ đo lường đồng hồ áp suất, nhiệt kế, rơ le áp suất vv 28 Hiệu ứng nhiệt điện phản ánh mối quan hệ độ chênh nhiệt độ đầu cặp nhiệt với dòng điện chạy qua mạch cặp nhiệt điện ứng dụng tượng người ta tạo dụng cụ đo nhiệt độ, áp suất thiết bị điều khiển tự động 2.5 Ứng dụng thể thao Trong số môn thi đấu nhà người ta trì nhiệt độ thấp để không làm ảnh hưởng tới sức khoẻ nâng cao thành tích vận động viên Trong hầu hết nhà thi đấu có trang bị hệ thống điều hoà không khí Trong thể thao kỹ thuật lạnh ứng dụng rộng rãi Trong môn trượt băng nghệ thuật, để tạo sân băng người ta dùng hệ thống lạnh để tạo băng theo yêu cầu 29 KẾT LUẬN Tìm hiểu cấu tạo hoạt động mán nén khí kỹ thuật lạnh giúp sinh viên có kiến thức kỹ thuật quan trọng có nhiều ý nghĩa thực tiễn ngành thực phẩm Qua thấy vai trò việc tự động hoá máy nén lạnh tự động hoá máy làm lạnh thực tiễn sản xuất 30 PHỤ LỤC CÁC NGUỒN TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Các trình thiết bị học (2010) , Khoa công nghệ hoá học, Trường đại học Công nghiệp Thành phố Hồ Chí Minh [2] tailieu.vn [3] diendannhietlanh.vn [4] oto_hui.vn 31 [...]... bọc có khe hở rất nhỏ Máy nén trụcvít có thể có các loại như sau :Máy nén trục vít có dầu bôi trơn và máy nén trục vít nén khô Trong đó các bộ phận chủ yếu của máy được làm mát bởi hơi hoặc lỏng làm việc trong máy nén .Máy nén trục vít nén ướt bằng cách phun vào máy một lượng nhỏ chất lỏng để làm giảm nhiệt độ của hơi hoặc khí sau khi nén Ngày nay trong kỹ thuật lạnh loại máy nén trục vít có dầu bôi... trượt băng nghệ thuật, để tạo ra các sân băng người ta dùng hệ thống lạnh để tạo băng theo yêu cầu 29 KẾT LUẬN Tìm hiểu cấu tạo cũng như hoạt động của mán nén khí trong kỹ thuật lạnh giúp sinh viên có được kiến thức cơ bản về một kỹ thuật quan trọng có nhiều ý nghĩa thực tiễn trong ngành thực phẩm Qua đó thấy được vai trò của việc tự động hoá máy nén lạnh cũng như tự động hoá máy làm lạnh trong thực tiễn... bình chứa khí nén đi kèm, tuổi thọ kém Ưu điểm của nó là giá thành thấp, tính cơ động cao 12 4.1.5 Ứng dụngmáy nén piston Loại máy nén khí một cấp và hai cấp thích hợp hệ thống điều khiển bằng khí nén trong công nghiệp 13 4.2 Máy nén khí trục vít 4.1.1 Cấu tạo máy nén khí trục vít Máy nén khí trục vít có khoảng năm 1950 và đã chiếm lĩnh một thị trường lớn trong lãnh vựt khí nén, Loại máy nén khí này... hoạt động của máy nén khí trục vít được mô tả như hình dưới 15 • Mô hình đường đi của khí nén trong máy nén khí trục vít Máy nén khi lý thay thể tích trục vít gồm có hai trục chính trục vít hoạt động theo nguyên đổi Máy nén khí Trục và trục phụ Giống như nén piston máy nén trục vít cũng thuộc vào loại máy nén thể tích Hơi (hoặc khí) máy được nén đến áp suất cao nhờ sự giảm thể tích tạo bởi các rãnh... giữa các bộ phận làm việc của máy nén, để giải nhiệt hơi nén và các chi tiết bị nóng, để bôi trơn và giảm tiếng ồn của máy nén .Máy nén trục vít có thể có cấu tạo một, hai hoặc nhiều roto Trong đó máy nén loại hai roto là được sử dụng nhiều nhất Máy nén có cấu tạo : than 2 có thể tháo lắp thành hai phần theo chiều thẳng đứng, nắp trước 1 có chứa buồng hút và nắp sau 3 Trong thân hình trụ có chứa roto... của máy nén trục vít đó là trong cùng một máy nén có thể thực hiện hai hoặc nhiều cấp nén bằng cách trộn một lượng hơi lạnh cần thiết đi qua từ thiết bị trao đổi nhiệt trung gian tới Nguyên lý này được thực hiện có kết quả trong chu trình máy lạnh tương tự như chu trình máy lạnh hai cấp với sự làm lạnh trung gian không hoàn toàn.Dầu bôi trơn máy nén trục vít xuất phát từ các đặc điểm làm việc của máy. .. với máy nén piston Nếu so sánh với máy nén ly tâm thì máy nén trục vít có các ưu điểm như sau : không có vùng mất ổn định về thủy lực ; có thể làm việc với tất cảcác tác nhân lạnh khác nhau mà không cần thay đổi nhiều về cấu tạo ; tốc độ quay của máy nén không ảnh hưởng đến tỷ lệ số nén của máy ; điều chỉnh công suất về kinh tế nhờ sự thay đổi tốc độ quay của máy (nhưng vẫn không ảnh hưởng đến tỷ số nén) ... định lượng tiêu hao dầu tối ưu cho máy nén trục vít có dầu bôi trơn là một việc làm rất cần thiết và rất có lợi 17 4.3 Máy nén khí ly tâm 4.1.1 Cấu tạo máy nén khí ly tâm - Vỏ máy gồm cả cửa hút , cửa xả - Vỏ trong - Vách ngăn - Rôto gồm trục, bánh guồng - ổ đỡ, ổ chặn - Vòng làm kín khuất khúc giữa các cấp - Bộ làm kín hai đầu trục a) Vỏ máy Vỏ máy là chi tiết có cấu tạo phức tạp, có khối lượng lớn,... Ứng dụngmáy nén khí ly tâm Máy nén khí ly tâm thường được sử dụng trong các ngành công nghiệp nặng và trong môi trường làm việc liên tục.Chúng thường được lắp cố định Nhiều hệ thống làm tuyết nhân tạo sử dụng loại máy nén khí này.Chúng có thể sử dụng động cơ đốt trong, bộ nạp hoặc động cơ turbin .Máy nén khí ly tâm được sử dụng trong một động cơ tuabin bằng gas nhỏ hoặc gần giống như tầng khí nén cuối... kiểu tấm bản f) Làm lạnh hầm bảo quản tank lên men và điều hoà Trong một số nhà máy công nghệ cũ, bia được bảo quản lạnh trong các hầm làm lạnh, trong trường hợp này cần cung cấp lạnh để làm lạnh hầm bảo quản Có thể sử dụng lạnh của glycol để điều hoà không khí trong một số khu vực nhất định của nhà máy, các phòng bảo quản hoa , 5.1.4 Ứng dụng trong sấy thăng hoa Vật sấy được làm lạnh xuống dưới -20 ... loại máy nén khí Máy nén khí piston Máy nén khí trục vít Máy nén khí ly tâm Cấu tạo chung nguyên lí làm việc Ứng dụng máy làm lạnh Tìm hiểu khái quát kĩ thuật lạnh, vai trò máy nén máy làm lạnh. .. 15-35bar - Máy nén khí piston cao áp có dầu 15- 35bar 3.2.2 Theo cấu tạo máy nén - Máy nén khí kiểu piston - Máy nén khí kiểu trục vít - Máy nén khí li tâm - Máy nén khí xoắn ốc - Máy nén khí trục... LOẠI MÁY NÉN KHÍ THƯỜNG GẶP TRONG KỸ THUẬT LẠNH 4.1 Máy nén piston 4.1.1 Cấu tạo máy nén piston Máy nén khí piston phân loại theo số cấp nén, loại truyền động phương thức làm nguội khí nén Hình1