Tính toán thiết kế hệ thống lạnh cho kho bảo quản sản phẩm thủy sản đông lạnh sức chứa 500 tấn tại Công ty TNHH Minh Đăng – Sóc Trăng

Trong những năm qua, ngành kỹ thuật lạnh nước ta đã được ứng dụng rất mạnh mẽ trong các ngành như: Sinh học, hoá chất

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG KHOA CHẾ BIẾN = = = =  = = = = NGUYỄN VIỆT THÁI TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG LẠNH CHO KHO BẢO QUẢN SẢN PHẨM THỦY SẢN ĐÔNG LẠNH SỨC CHỨA 500 TẤN TẠI CÔNG TY TNHH MINH ĐĂNG – SÓC TRĂNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC CHUYÊN NGÀNH: CÔNG NGHỆ NHIỆT LẠNH CBHD: ThS. NGUYỄN TRỌNG BÁCH Nha Trang, tháng 11 năm 2007 LỜI CẢM ƠN Sau một thời gian học tập và nghiên cứu tại trường Đại học Nha Trang, đến nay tôi đã hoàn thành chương trình đào tạo đại học và hoàn thành đồ án tốt nghiệp đại học. Tôi xin chân thành gửi lời cảm ơn đến: Ban Giám Hiệu trường Đại học Nha Trang, Ban chủ nhiệm khoa Chế biến, cùng với các thầy cô giảng dạy. Đặc biệt gửi lời cảm ơn đến thầy Th.s Nguyễn Trọng Bách - người đã trực tiếp hướng dẫn tận tình để tôi hoàn thành đồ án đúng thời hạn. Ban Giám Đốc và các anh chị ở công ty TNHH Minh Đăng đã tận tình giúp đỡ và tạo điều kiện thuận lợi cho tôi trong thời gian thực tập tại công ty. Cuối cùng, tôi bày tỏ lời cảm ơn đến cha mẹ cùng những người thân và toàn thể bạn bè đã giúp đỡ, động viên tôi trong suốt thời gian học tập và thực hiện công tác tốt nghiệp. Tôi xin chúc các thầy cô, các anh chị và toàn thể bạn bè sức khỏe dồi dào, đạt nhiều thành công trong công việc, học tập và nghiên cứu. Nha Trang, tháng 11 năm 2007 Sinh viên thực hiện Nguyễn Việt Thái MỤC LỤC CHUYÊN NGÀNH: CÔNG NGHỆ NHIỆT LẠNH 1 Nha Trang, tháng 11 năm 2007 .1 1 LỜI NÓI ĐẦU Trong những năm qua, ngành kỹ thuật lạnh nước ta đã được ứng dụng rất mạnh mẽ trong các ngành như: Sinh học, hoá chất, công nghiệp dệt, thuốc lá, bia, rượu, điện tử, tin học, y tế,… đặc biệt trong ngành chế biến và bảo quản thủy sản. Quá trình chuyển đổi công nghệ chế biến để đáp ứng các tiêu chuẩn quốc tế và thay đổi môi chất lạnh mới đã tạo nên một cuộc cách mạng thật sự cho ngành kỹ thuật nước ta. Với nguồn nguyên liệu thủy sản dồi dào và đa dạng. Sản lượng thủy sản đánh bắt và nuôi trồng hàng năm là rất lớn. Vì vậy để đảm bảo thu được lợi nhuận cao từ việc xuất khẩu thủy sản thì việc đảm bảo chất lượng của sản phẩm là vấn đề rất quan trọng. Cùng với quy trình công nghệ máy móc và thiết bị chế biến thì vấn đề bảo quản sau khi chế biến là một khâu không thể thiếu để hạn chế những biến đổi làm giảm chất lượng sản phẩm. Cho nên việc xây dựng kho bảo quản sản phẩm thủy sản đông lạnh là một vấn đề cấp thiết hiện nay. Xuất phát từ những yêu cầu đó, được sự phân công của khoa Chế Biến và bộ môn Kỹ thuật lạnh trường Đại học Nha Trang cùng với sự hướng dẫn của thầy Th.s Nguyễn Trọng Bách, tôi được giao đề tài: “Tính toán thiết kế hệ thống lạnh cho kho bảo quản sản phẩm thủy sản đông lạnh sức chứa 500 tấn tại Công ty TNHH Minh Đăng – Sóc Trăng”. Đề tài bao gồm những nội dung sau: 1 – Tổng quan. 2 – Các thông số tính toán, tính toán cấu trúc kho lạnh. 3 – Tính nhiệt tải kho lạnh, chọn máy nén và các thiết bị của hệ thống lạnh. 4 – Lắp đặt hệ thống lạnh. 5 – Trang bị tự động hoá, vận hành và bảo dưỡng hệ thống lạnh. 6 – Sơ bộ giá thành công trình. Mặc dù rất cố gắng nhưng do thời gian và kinh nghiệm còn hạn chế nên đồ án không tránh khỏi những thiếu sót. Rất mong được sự chỉ dẫn của quý thầy cô và sự đóng góp ý kiến của các bạn. Nha Trang, tháng 11 năm 2007 Sinh viên thực hiện Nguyễn Việt Thái 2 CHƯƠNG I: TỔNG QUAN 1.1 TỔNG QUAN VỀ CÔNG TY 1.1.1 Sự hình thành và phát triển của công ty Công ty trách nhiệm hữu hạn (TNHH) Minh Đăng là một doanh nghiệp tư nhân thuộc thị trấn Mỹ Xuyên - Tỉnh Sóc Trăng. Trước đây công ty có tên là công ty TNHH Nam Trung chuyên chế biến đồ khô: Hành khô, chitin và chitozan. Ngày 11/12/2005, công ty được một tư nhân tại Sài Gòn mua lại và đổi tên là công ty TNHH Minh Đăng chuyên sản xuất hàng đông lạnh: Mực đông lạnh, Bạch tuộc đông lạnh, kẽm, maza đông lạnh. Địa chỉ của công ty: Tỉnh lộ 8 - Bình Thạnh - Mỹ Xuyên - Sóc Trăng. Hiện nay, công ty nhận gia công chế biến các sản phẩm thủy sản đông lạnh: mực, bạch tuộc, maza, kẽm, cá đuối….Công ty mới nhập về máy móc thiết bị hiện đại sẽ tạo điều kiện thuận lợi cho việc khắc phục những nhược điểm nhỏ hẹp và thiết bị lạc hậu trước đây. Mục tiêu của công ty sẽ sản xuất những mặt hàng cao cấp có giá trị kinh tế cao như: Mực, tôm và mở rộng thị trường ra nước ngoài như Nhật, Mỹ, EU, Hàn Quốc… 3 1.1.2 Cơ cấu tổ chức và chức năng nhiệm vụ các đơn vị trong công ty Giám đốc: Có quyền hạn cao nhất trong công ty, có chức năng giám sát điều hành mọi hoạt động của công ty. Phó giám đốc: Có nhiệm vụ tham mưu cho giám đốc, điều hành mọi hoạt động sản xuất kinh doanh của công ty, tham gia ký kết các hợp đồng. Phân xưởng chế biến: Có vai trò quan trọng trong sự tồn tại và phát triển của công ty. Chịu trách nhiệm về mặt quản lý nhân sự, đảm bảo các chế độ, chính sách và quyền lợi nghĩa vụ của người lao động đối với công ty theo luật định của nhà nước. Phân xưởng cơ điện: Đảm bảo cho các máy móc thiết bị vận hành thông suốt, an toàn trong cả quá trình chế biến. Phòng kỹ thuật: Tham mưu cho giám đốc trong việc điều hành kỹ thuật sản xuất, quá trình vệ sinh an toàn thực phẩm từ nguyên liệu đến thành phẩm, chịu trách nhiệm về chất lượng sản phẩm làm ra, phụ trách chương trình quản lý chất lượng, thực hiện đúng kế hoạch mà giám đốc đề ra. Phòng kinh doanh: Có chức năng và nhiệm vụ xử lý thông tin từ các nguồn tin thu thập được từ phía khách hàng, từ việc khảo sát thị trường. Phân tích tổng hợp thông tin đưa ra những đề xuất, dự báo trong kinh doanh như giá cả mặt hàng trước mắt và lâu dài. Ngoài ra phải thường xuyên giao dịch với khách hàng, chào hàng trực tiếp hoặc gián tiếp. PHÂN XƯỞNG CHẾ BIẾN GIÁM ĐỐC PHÓ GIÁM ĐỐC PHÂN XƯỞNG CƠ ĐIỆN PHÒNG KỸ THUẬT PHÒNG KINH DOANH PHÒNG KẾ TOÁN 4 Phòng kế toán: Có vai trò trong sự tồn tại và phát triển của công ty. Tính các chi phí, giá thành sản phẩm, lợi nhuận, tiền lương, thưởng và tính toán các khoản có liên quan đến sản xuất kinh doanh của công ty. 1.1.3 Tổng quan mặt bằng của công ty Phân tích ưu nhược điểm của mặt bằng tổng thể:  Ưu điểm: - Công ty nằm cách xa trung tâm thành phố nên không làm ảnh hưởng đến môi trường cảnh quan thành phố. - Công ty nằm sát trục đường chính nên thuận tiện cho việc vận chuyển hàng hoá, nguyên vật liệu. - Công ty có mặt bằng nằm cách cảng Trần Đề 25km rất thuận tiện cho việc thu mua và vận chuyển nguyên liệu. - Cảnh quan của công ty thuận tiện thoáng mát, sạch sẽ bố trí thiết kế hợp lý: + Nhà chứa phế liệu, bộ phận xử lý nước thải được bố trí riêng ở phía sau cuối ngọn gió. + Kho bao bì được bố trí tách riêng để phòng ngừa sự cháy xảy ra. + Nơi tiếp nhận nguyên liệu có sân rộng cho xe ra vào.  Nhược điểm: - Phân xưởng cơ điện có nhiều tiếng ồn được bố trí ngang với khu thành phẩm. - Phòng máy không có đường đi vào, công nhân vận hành phải đi ngang qua phòng chế biến để vào phòng máy. Ngoài ra vị trí của phòng máy không thuận lợi cho việc sửa chữa và bảo dưỡng. - Chưa có cửa tiếp nhận nguyên liệu riêng tách biệt với phế liệu ra nên có thể gây sự nhiễm chéo và nhiễm bẩn. - Góc phía đông của khu vực tiếp nhận giáp với khu vực chứa phế liệu và trạm xử lý nước thải nên nguyên liệu dễ bị nhiễm bẩn. - Sự bố trí làm việc của công nhân không khép kín nên công ty có phần không ngăn nắp và chưa ổn định. 5 1.2 TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ LÀM ĐÔNG VÀ BẢO QUẢN SẢN PHẨM ĐÔNG LẠNH 1.2.1 Tác dụng của việc bảo quản lạnh Bảo quản thực phẩm là quá trình bảo vệ và hạn chế những biến đổi về chất lượng và hình thức của thực phẩm trong khi chờ đợi đưa đi sử dụng. Thực phẩm sau khi thu hoạch về chế biến được bảo quản ở nhiệt độ thấp cùng với chế độ thông gió và độ ẩm thích hợp trong kho lạnh, khi hạ nhiệt độ thấp thì enzyme và vi sinh vật trong nhiên liệu bị ức chế hoạt động và có thể bị đình chỉ hoạt động. Như vậy nguyên liệu được giữ tươi lâu thêm một thời gian nữa. Nói chung khi nhiệt độ nhỏ hơn 10 o C thì vi sinh vật gây thối rữa và vi khuẩn gây bệnh bị kiềm chế phần nào hoạt động của chúng. Khi nhiệt độ nhỏ hơn 0 o C thì tỷ lệ phát triển của chúng rất thấp, ở -5 o C ÷ -10 o C thì hầu hết chúng không hoạt động. Tuy nhiên có một số loài vi khuẩn và nấm mốc khi hạ nhiệt độ xuống -15 o C chúng vẫn phát triển được như Cloromobacter, Pseudomonas… Do đó, muốn bảo quản được thực phẩm, nhất là các mặt hàng thuỷ sản trong thời gian dài thì nhiệt độ bảo quản phải dưới -15 o C. Như vậy, quá trình bảo quản lạnh có tác dụng như sau: Ở nhiệt độ thấp các phản ứng sinh hoá trong nguyên liệu giảm xuống. Trong phạm vi hoạt động bình thường cứ hạ 10 o C thì các phản ứng sinh hoá giảm xuống 1/2÷1/3, khi hạ xuống thấp sẽ làm ức chế các hoạt động về sinh lý của vi khuẩn cũng như nấm men. Dưới tác dụng của nhiệt độ thấp, nước trong động vật thuỷ sản bị đóng băng làm cơ thể động vật bị mất nước, vi khuẩn thiếu nước nên giảm phát triển và có khi còn bị tiêu diệt. Nói chung khi nhiệt độ hạ xuống thấp thì chỉ có tác dụng kiềm chế vi khuẩn hơn là giết chết chúng. 1.2.2 Một số biến đổi của thực phẩm trong quá trình bảo quản đông. 1. Biến đổi vật lý. Sự kết tinh lại của nước đá: 6 Đối với các sản phẩm đông lạnh trong quá trình bảo quản nếu chúng ta không duy trì được nhiệt độ bảo quản ổn định sẽ dẫn đến sự kết tinh lại của nước đá. Đó là hiện tượng gây nên những ảnh hưởng xấu cho sản phẩm bảo quản. Do nồng độ chất tan trong các tinh thể nước đá khác nhau thì khác nhau, nên nhiệt độ kết tinh và nhiệt độ nóng chảy cũng khác nhau. Khi nhiệt độ tăng thì các tinh thể nước đá có kích thước nhỏ, có nhiệt độ nóng chảy thấp sẽ bị tan ra trước tinh thể có kích thước lớn, nhiệt độ nóng chảy cao. Khi nhiệt độ hạ xuống trở lại thì quá trình kết tinh lại xảy ra, nhưng chúng lại kết tinh thể nước đá lớn do đó làm cho kích thước tinh thể nước đá lớn ngày càng to lên. Sự tăng về kích thước các tinh thể nước đá sẽ ảnh hưởng xấu đến thực phẩm cụ thể là các cấu trúc tế bào bị phá vỡ, khi sử dụng sản phẩm sẽ mềm hơn, hao phí chất dinh dưỡng tăng do sự mất nước tự do tăng làm mùi vị sản phẩm giảm. Để tránh hiện tượng kết tinh lại nước đá, trong quá trình bảo quản nhiệt độ bảo quản phải được giữ ổn định, mức dao động nhiệt độ cho phép là ± 2 0 C. Sự thăng hoa của nước đá: Trong quá trình bảo quản sản phẩm đông lạnh do hiện tượng hơi nước trong không khí ngưng tụ thành tuyết trên dàn lạnh làm cho lượng ẩm trong không khí giảm. Điều đó dẫn đến sự chênh lệch áp suất bay hơi của nước đá ở bề mặt sản phẩm với môi trường xung quanh. Kết quả là nước đá bị thăng hoa, hơi nước đi vào bề mặt sản phẩm với môi trường không khí. Nước đá ở bề mặt bị thăng hoa, sau đó các lớp bên trong của thực phẩm cũng bị thăng hoa. Sự thăng hoa nước đá của thực phẩm làm cho thực phẩm có cấu trúc xốp, rỗng. Oxy không khí dễ thâm nhập vào oxy hoá sản phẩm. Sự oxy hoá xảy ra làm cho sản phẩm hao hụt về trọng lượng, chất tan, mùi vị bị xấu đi, đặc biệt trong quá trình oxy hoá lipit. Để tránh hiện tượng thăng hoa nước đá của sản phẩm thì sản phẩm đông lạnh đem đi bảo quản cần được bao gói kín và đuổi hết không khí ra ngoài. Nếu có không khí bên trong sẽ xảy ra hiện tượng hoá tuyết trên bề mặt bao gói và quá trình thăng hoa vẫn xảy ra. 7 2. Biến đổi về hoá học. Trong quá trình bảo quản đông lạnh các biến đổi sinh hoá, hoá học diễn ra chậm. Các thành phần dễ bị biến đổi là protêin hoà tan, lipit, vitamin, chất màu,… Sự biến đổi của protêin: Trong các loại protêin thì protêin hoà tan trong nước dễ bị phân giải nhất, sự phân giải chủ yếu dưới dạng dưới tác dụng của enzyme có sẵn trong thực phẩm. Sự khuếch tán nước do kết tinh lại và thăng hoa nước đá gây nên sự biến tính của protêin hoà tan. Biến đổi protêin làm giảm chất lượng sản phẩm khi sử dụng. Sự biến đổi của chất béo: Dưới tác động của enzyme nội tạng làm cho chất béo bị phân giải cộng với quá trình thăng hoa nước đá làm cho oxy xâm nhập vào thực phẩm. Đó là quá trình thuận lợi cho quá trình oxy hoá chất béo xảy ra. Quá trình oxy hoá chất béo sinh ra các chất có mùi vị xấu làm giảm giá trị sử dụng của sản phẩm. Nhiều trường hợp đây là nguyên nhân chính làm hết thời hạn bảo quản của sản phẩm. Các chất màu bị oxy hoá cũng làm thay đổi màu sắc của thực phẩm. Sự biến đổi về vi sinh vật: Đối với sản phẩm đông lạnh có nhiệt độ thấp hơn -15 o C và được bảo quản ổn định thì số lượng vi sinh vật giảm theo thời gian bảo quản. Ngược lại nếu sản phẩm làm đông không đều, vệ sinh không đúng tiêu chuẩn, nhiệt độ bảo quản không ổn định sẽ làm cho các sản phẩm bị lây nhiễm vi sinh vật, chúng hoạt động gây thối rữa sản phẩm và giảm chất lượng sản phẩm. 1.3 TỔNG QUAN VỀ KHO LẠNH BẢO QUẢN 1.3.1 Kho lạnh bảo quản Kho lạnh bảo quản là kho được sử dụng để bảo quản các loại thực phẩm, nông sản, rau quả, các sản phẩm của công nghiệp hoá chất, công nghiệp thực phẩm, công nghiệp nhẹ,… Hiện nay kho lạnh được sử dụng rất rộng rãi trong công nghiệp chế biến thực phẩm và chiếm một tỷ lệ lớn nhất. Các dạng mặt hàng bảo quản bao gồm: [...]... đề tài: Tính toán thiết kế hệ thống lạnh cho kho bảo quản sản phẩm thủy sản đông lạnh sức chứa 500 tấn tại công ty TNHH Minh Đăng – Sóc Trăng, với thời gian lưu kho tối đa 15 ngày 12 CHƯƠNG II : TÍNH TOÁN CẤU TRÚC KHO LẠNH 2.1 CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ KHO LẠNH 2.1.1 Yêu cầu đối với quy hoạch mặt bằng kho lạnh Quy hoạch mặt bằng kho lạnh là bố trí những nơi sản xuất, xử lý lạnh, bảo quản và những nơi...8 - Kho bảo quản thực phẩm chế biến như: thịt, hải sản, đồ hộp,… - Kho bảo quản nông sản thực phẩm hoa quả - Bảo quản các sản phẩm y tế, dược liệu - Kho bảo quản sữa - Kho bảo quản và lên men bia - Bảo quản các sản phẩm khác Việc thiết kế kho lạnh phải đảm bảo một số yêu cầu cơ bản sau: - Cần phải tiêu chuẩn hoá các kho lạnh - Cần phải đáp ứng các yêu cầu khắt khe của sản phẩm xuất khẩu... 1 năm thì nhiệt độ bảo quản 16 phải đạt -300C Ở Việt Nam hiện nay, nhiệt độ bảo quản sản phẩm thủy sản đông lạnh quy định chung là -18 ÷ -250C Kho đang thiết kế của công ty TNHH Minh Đăng bảo quản mặt hàng mực, bạch tuộc đông lạnh thời gian bảo quản thường nhỏ hơn 1 tháng Tôi chọn nhiệt độ bảo quản trong kho là -200C ± 20C 2.5.2 Độ ẩm không khí trong kho Độ ẩm không khí lạnh trong kho có ảnh hưởng lớn... lượng hàng nhập vào kho bảo quản trong một ngày đêm là M = 30 tấn/ ngày đêm i1, i2 – enthalpy của sản phẩm vào kho và của sản phẩm ở nhiệt độ bảo quản, J/kg Với sản phẩm mực, tôm, cá đông lạnh i1 = 24600 J/kg, [TL-4,74] Với kho bảo quản đông, các sản phẩm khi đưa vào kho bảo quản đã được cấp đông đến nhiệt độ bảo quản Tuy nhiên trong quá trình xử lý đóng gói và vận chuyển nhiệt độ sản phẩm tăng lên ít... và bảo quản các mặt hàng thực phẩm, nông sản, thuốc men, dược liệu… Hiện nay nhiều doanh nghiệp ở nước ta đã sản xuất các tấm panel cách nhiệt đạt tiêu chuẩn cao Vì thế hầu hết các xí nghiệp, công nghiệp thực phẩm đều sử dụng kho panel để bảo quản hàng hoá 1.4 TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI Công ty TNHH Minh Đăng có hai kho lạnh: Một kho 100 tấn và một kho 150 tấn Trước đây kho được thiết kế để bảo quản. .. bì và sản phẩm tạo ra xác định theo công thức: Q2 = Q21 + Q22, W Trong đó: Q21 – dòng nhiệt do sản phẩm tỏa ra,W Q22 – dòng nhiệt do bao bì tỏa ra,W 1 Dòng nhiệt do sản phẩm tỏa ra Q21 Được xác định theo công thức: Q21 = M (i1 − i2 ) 1000 ,W 24.3600 Trong đó: M – công suất buồng gia lạnh hay khối lượng hàng nhập vào kho bảo quản trong một ngày đêm, tấn/ ngày đêm Tại công ty TNHH Minh Đăng – Sóc Trăng. .. sản phẩm từ nhiệt độ môi trường xuống nhiệt độ bảo quản lạnh hoặc để gia lạnh sơ bộ cho những sản phẩm lạnh đông trong phương pháp kết đông 2 pha Tuỳ theo yêu cầu quy trình công nghệ gia lạnh, nhiệt độ buồng có thể hạ xuống -5 oC và nâng lên vài độ trên nhiệt độ đóng 10 băng của các sản phẩm được gia lạnh Buồng gia lạnh thường được trang bị dàn quạt để tăng tốc độ gia lạnh cho sản phẩm - Kho bảo quản. .. nông sản - Kho bảo quản đông: Kho được sử dụng để bảo quản các mặt hàng đã qua cấp đông Đó là hàng thực phẩm có nguồn gốc động vật Nhiệt độ bảo quản tuỳ thuộc vào thời gian, loại thực phẩm bảo quản Tuy nhiên nhiệt độ bảo quản tối thiểu cũng phải đạt -18oC để các vi sinh vật không thể phát triển làm hư hại thực phẩm trong quá trình bảo quản - Kho đa năng: Nhiệt độ bảo quản là -12oC, buồng bảo quản đa... toàn và tính được dung lượng kho lạnh Kho lạnh càng cao thì số lớp thùng chất lên tụ ngày càng cao nhưng phải lớn để tránh nguy hiểm do đổ ngã 2.8 XÁC ĐỊNH KÍCH THƯỚC KHO LẠNH 2.8.1 Tính thể tích kho lạnh Thể tích kho lạnh được xác định theo công thức: V = E ,m3 gv Trong đó: E – dung tích kho lạnh, tấn gv – định mức chất tải, tấn/ m3 Kho được thiết kế với mặt hàng Mực, Bạch tuộc đông lạnh gv = 0,55 tấn/ m3... được tính theo công thức sau: Q = Q1 + Q2 + Q3 + Q4 + Q5, W Trong đó: Q1 – dòng nhiệt đi qua kết cấu bao che của kho lạnh Q2 – dòng nhiệt do sản phẩm và bao bì tỏa ra trong quá trình xử lý lạnh Q3 – dòng nhiệt từ không khí bên ngoài do thông gió buồng lạnh, ở đây Q3 = 0 do kho bảo quản sản phẩm thủy sản không thông gió buồng lạnh Q4 – dòng nhiệt từ các nguồn khác nhau khi vận hành kho lạnh Q5 – dòng