Dây chuyền công nghệ chế biến thủy sản xuất khẩu

Tài liệu tham khảo Dây chuyền công nghệ chế biến thủy sản xuất khẩu

LỜI NÓI ĐẦU



Từ lâu con người đã biết tận dụng lạnh của thiên nhiên như băngtuyết để ướp lạnh bảo quản thực phẩm Từ thế kỉ 19 phương pháplàm lạnh nhân tạo đã ra đời và phát triển đến đỉnh cao của khoahọc kỹ thuật hiện đại

Ngày nay kỹ thuật lạnh đã đi sâu vào nhiều lĩnh vực khoa họcnhư :công nghệ thực phẩm ,công nghệ cơ khí chế tạo máy ,luyện kim ,yhọc và ngay cả kỹ thuật điện tử Lạnh đã được phổ biến và đãgần gũi với đời sống con người .Các sản phẩm thực phẩmnhư :thịt ,cá ,rau ,quả nhờ có bảo quản mà có thể vận chuyểnđến nơi xa xôi hoặc bảo quản trong thời gian dài mà không bị hưthối Điều này nói lên được tầm quan trọng của kỹ thuật lạnh trongđời sống con người Nước ta có bờ biển dài nên tiềm năng vềthuỷ sản rất lớn , các xí nghiệp đông lạnh có mặt trên mọi miềncủa đất nước Nhưng để sản phẩm thuỷ sản đông lạnh của ViệtNam có chỗ đứng vững vàng trên thị trường nội địa và thế giới thìđòi hỏi phải nâng cao chất lượng công nghệ làm lạnh nên nhiều xínghiệp đang dần dần thay đổi công nghệ làm lạnh nhằm đáp ứngnhu cầu đó

Do thời gian và kiến thức có hạn ,sự mới mẻ của thiết bị vàchưa có kinh nghiệm thưc tế ,được sự cho phép của thầy giáo hướngdẫn em chọn đề tài thiết kế tủ cấp đông gió 250Kg/mẻ , tủ đôngtiếp xúc 1000Kg/mẻ , hệ thống cấp đông IQF 500Kg/h và máy đá vảy10T/24h tại xí nghiệp đông lạnh F86-Đà Nẵng

Trong quá trình tính toán thiết kế chắc chắn còn nhiều thiếusót Rất mong những ý kiến đóng góp,chỉ dạy của thầy cô và cácbạn

Em xin chân thành cảm ơn các thầy VÕ CHÍ CHÍNH và các cán

bộ kỹ thuật công ty F86 đã chỉ dạy và giúp đỡ tận tình để đồ ánnày hoàn thành đúng thời hạn

Đà nẵng ,ngày tháng năm 2002

Sinh viên

Nguyễn Tấn Hùng

CHƯƠNG I

DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN THUỶ SẢN

XUẤT KHẨU

1.1 Quy trình công nghệ chế biến thuỷ sản xuất khẩu

1.1.1 Quy trình công nghệ chế biến tôm xuất khẩu

Tiếp nhận nguyên

liệu Rửa

Kho bảo quản nhiên

liệu Bóc vỏ-Bỏ ruột

Đóng túi nilon

Đóng thùng caton

Bỏ đầu

Cân

Chờ đông

1.1.2.Quy trình chế biến mực Block

Tiếp nhận nguyên

liệu Rửa

Sơ chế (bỏ đầu,

nang) Chế biến (cắt

khoanh) Phân cỡ, phân loại

Cân xếp khay

Ra đông, mạ băng

Đóng túi nilon

Đóng thùng caton

Kho bảo quản

Cấp đông trực

tiếp

Chờ đông

1.1.3.Quy trình chế biến cá FILE

Tiếp nhận nguyên

liệu Rửa

Sơ chế (bỏ đầu,

da) Chế biến FILE

Phân cỡ, phân loại

Cân xếp khay xốp

Ra đông, mạ băng

Đóng túi nilon

Đóng thùng caton

Kho lạnh BQTP

Kho bảo quản

Cấp đông

Chờ đông

1.2 Tiếp nhận, bảo quản và vận chuyển tôm, cá , mực nhiên liệu

Tôm, Cá, Mực là các loại hải sản có giá trị kinh tế ở thịtrường trong nước và thế giới Một trong những khâu then chốt khiếnsản phẩm xuất xưởng có chất lượng cao là giữ được độ tươi củasản phẩm nguyên liệu trước khi đưa vào dây chuyền chế biến Tôm saukhi đưa lên khỏi mặt nước phải được ướp đá hoặc dung dịch nướcmuối lạnh ngay Tỷ lệ giữa nước đá và tôm thay đổi theo từng mùavụ, thời gian bảo quản, vận chuyển, tình trạng chất cách nhiệt trongthùng chứa tôm Tốt nhất nên giữ nhiệt độ của sản phẩm càngthấp (nhưng > 0C ) thì độ tươi của tôm càng được kéo dài

Khu vực tiếp nhận nguyên liệu trong xưởng chế biến phải córãnh thoát nước, phải được cọ rửa bằng nước sát trùng Chlorinenồng độ 50PPm

+ Xử lý cơ chế nguyên liệu

Nguyên liệu sau khi tiếp nhận cần phải nhanh chóng đưa vào bểrửa, quá trình rửa nguyên liệu không được kéo dài quá lâu vì lượngđá còn lại không đủ để khống chế nhiệt độ cần thiết cho tôm

Nguyên liệu sau khi rửa sạch được chuyển tới bể chứa ở đầudây chuyền chế biến, trước khi chứa nguyên liệu bể phải được lauchùi sạch sẽ và sát trùng bằng dung dịch Chlorine nồng độ 50 PPm.Trong quá trình chứa tôm phải dùng nước đá để khống chế nhiệtđộ trong bể dao động ở khoảng 0C đến 10C

+ Phân loại

Tôm sau khi ra khỏi bể lạnh phải đưa vào phân loại ngay Việcphân loại tôm có thể tiến hành bằng máy hoặc bằng tay và phânthành từng đợt ngắn, từng nhóm nhỏ liên tục Mục đích là để duytrì con tôm luôn ở nhiêt độ thấp

+ Vặt đầu tôm: tuỳ theo hợp đồng ký kết với khách hàng màquyết định chế biến tôm như: tôm vặt đầu, tôm bóc vỏ, tôm nguyêncon vì đầu tôm chứa nhiều chất khiến cho tôm chóng ươn thối Vì vậytôm vặt đầu bảo quản được lâu hơn Công việc vặt đầu tôm phảihết sức nhanh chóng và thận trọng đúng kĩ thuật

Tất cả cán bộ công nhân làm trong phân xưởng chế biến tômlạnh đông đều phải được huấn luyện để mau chóng phân biệt đượctôm tươi đủ tiêu chuẩn ướp đông và tôm ươn không đủ tiêu chuẩn khiphân định tôm tươi và tôm ươn cần dựa vào các chỉ tiêu sau :

Tôm sau khi vặt đầu phải cho vào ướp đá, có pha Chlorine nồngđộ 20PPm

Chính giai đoạn này cần phải chọn lựa để phân loại tôm.

+ Bóc vỏ bỏ gân:

Mặt hàng tôm bóc vỏ, bỏ gân thường áp dụng cho những loạitôm có độ tươi và phẩm chất hơi kém hơn so với tôm vặt đầu Tuynhiên tôm bóc vỏ, bỏ gân có giá thành cao hơn bởi vì phải trả tiềnchi phí cho số công nhân bóc vỏ, bỏ gân và sự mất khối lượng củatôm qua quá trình chế biến và ướp đông ( khối lượng của tôm bị mất

đi khoảng 20% so với tôm vặt đầu ) Việc bóc vỏ, bỏ gân cần tiếnhành nhanh để giữ được nhiệt độ thấp cho tôm

Sản phẩm sau khi bóc vỏ, bỏ gân rất dễ bị vi trùng xâm nhậpvà gây ươn thối nên cần phải đặt biệt chú ý giữ vệ sinh, luôn đượckiểm tra chặt chẽ để trên thân tôm sạch triệt để, không còn sót tí vỏtôm nào Sau đó tôm được cho vào thùng nhựa hoặc thép không rỉđể ướp đá và sát trùng bằng Chlorine nồng độ 30PPm

+ Cho tôm vào khuôn

Khuôn là những hộp kim loại chuyên dùng, kích thước của hộplớn hay bé tuỳ theo yêu cầu của khách hàng Khuôn được chế tạobằng thép không rỉ, cứng để cố định khối tôm trong quá trình ướpđông và ra khuôn Cho tôm vào khuôn bằng cách xếp theo từng lớphoặc xếp xen kẽ, tôm phải từng con vào hộp, tôm ở tư thế nằmnghiêng đầu hướng ra phía ngoài và đuôi hướng vào phía trongü, saukhi xếp khuôn xong cần phải khẩn trương đưa vào đông lạnh ngay.Trường hợp nguyên liệu bị ứ đọng hoặc máy lạnh bị sự cố thìphải đưa vào phòng bảo quản nguyên liệu nhiệt độ -10C để bảoquản

+ Làm lạnh đông tôm

Những khuôn tôm được xếp xong đưa vào tủ cấp đông tiếp xúc(Contact freeze) hạ thấp nhiệt độ tâm tôm xuống còn -18C, trongkhoảng thời gian 2 h

Đối với tôm đông lạnh dạng rời từng con ( gọi là tôm đông lạnh IQF ) thì không cần xếp khuôn, mà sau khi rửa sạch để ráo nước rồi xếp ngay lên băng chuyền của máy lạnh đông nhanh

+ Ra khuôn, vào hộp, đóng thùng để đưa vào kho trữ đông

Khi đạt yêu cầu nhiệt độ tâm tôm là -18C Tôm được ra khuôn vàohộp và đóng thùng để đưa đi bảo quản

Đối với tôm cấp đông trong tủ cấp đông tiếp xúc thì khi lạnhđông xong, khuôn được lấy ra, mở nắp đổ vào khuôn một ít nướclạnh có nhiệt độ từ 1  2 C, đêí ở phòng có nhiệt đJộ -10 C trongkhoảng 2 giờ sau đó lấy ra nhúng khuôn vào thùng nước có nhiệtđộ 10 C trong vòng 20  30 giây rồi bằng động tác gõ mạnh khuônvào mặt bàn cứng để tách tôm ra khỏi khung Khối tôm tách ra chovào túi nilông hàn kín Xếp vào thùng cactong rồi đưa bảo quản

Đối với tôm IQF khi ướp đông kết thúc, không thể bao gói và bảo quản ngay mà phải qua 2 giai đoạn quan trọng là làm bóng và cân

Làm bóng tôm : Tôm sau khi được cấp đông đạt được nhiệt độtôm yêu cầu (-18C) thì được phun sương nước có nhiệt độ 5C để

phủ lên 1 lớp nước rất mỏng trên bề mặt tôm Sau đó đưa tiếp vàotủ tái đông để làm đóng băng lớp nước bên ngoài thân tôm

Công việc cân và đóng gói ở ngay tủ tái đông tiến hành rất nhanh chóng để khỏi bị tan giá

+ Trữ đông tôm : sau khi bao gói và cho vào thùng cactong xong,đóng thùng, dán nhãn hiệu rõ ràng nhanh chóng đưa sang trữ đôngbảo quản ở nhiệt độ

-18C Trong suốt thời gian bảo quản cần chú ý theo dõi và điềuchỉnh về nhiệt độ ở kho trữ đông không được dao động với t > 2C

1.3 Các loại thiết bị trong dây chuyền sản xuất

Hệ thống lạnh của xí nghiệp chế biến thuỷ sản gồm các thiết

+ Kho bảo quản đông + Kho lạnh 01 :

+ Kho lạnh 02 :

- Buồng chờ đông, tủ tái đông

- Thiết bị ngưng tụ : dàn ngưng

- Tháp giải nhiệt nước làm mát bình ngưng, máy nén

- Máy nén và các thiết bị phụ

- Hệ thống cung cấp nước sạch cho nhà máy

Các số liệu về khí tượng như nhiệt độ, độ ẩm của không khí,bức xạ mặt trời, gió và hướng gió, lượng mưa Đó là những yếutố quan trọng để tính toán thiết kế hệ thống lạnh Chúng là nhữngyếu tố ảnh hưởng trực tiếp đến tổn thất nhiệt của hệ thống lạnhqua vách bao che Dòng nhiệt tổn thất này là giá trị cơ bản để tínhtoán thiết kê úhệ thống lạnh

Ở đây công ty chế biến được xây dựng tại Quận Sơn Thành Phố Đà Nẵng và có các thông số khí tượng sau :

Trà-Nhiệt độ trung bình cao nhất : tmaxtb = 37,7C

Độ ẩm trung bình cao nhất : 1 = 77%

Từ đó ta xác định được nhiệt độ, nhiệt kế ướt (tư ) nhiệt độ điểm đọng sương ( tư ) trên đồ thị I - d của không khí

I  = 77%

 = 100%

Sản phẩm chính của xí nghiệp là chế biến tôm , cá, mực bánthành phẩm để xuất khẩu.

Tôm sau khi chế biến xong cần thiết phải cấp đông đạt nhiệt độtâm là-18C để có thể bảo quản được dài ngày trong các kho trữđông

Sau khi được cấp đông sản phẩm được đóng thành từng gói,mỗi gói 2 kg và cho vào thùng giấy cactông mỗi thùng nặng 12kg ( 6block ) đưa vào kho trữ tại đây nhiệt độ tâm sản phẩm vẫn được duytrì ở -18 C

Kho lạnh bảo quản ở đây chỉ phục vụ cho xí nghiệp nên cókhối lượng hàng bảo quản không lớn lắm, nên ta chọn phương phápxếp dỡ hàng thủ công.hàng được xếp chồng lên nhau theo kiểu sole,nhằm tăng độ vững chắc của lô hàng và có bố trí lối đi để dễdàng bốc dỡ, sắp xếp hàng và ngoài ra còn tạo điều kiện chokhông khí trong kho lưu thông

CHƯƠNG II

CHỌN PHƯƠNG PHÁP

LÀM LẠNH

2.1 Đối với kho lạnh bảo quản

Theo yêu cầu chất lượng cũng như thời gian bảo quản sảnphẩm thì trong buồng bảo quản phải giữ cho nhiệt độ tâm sản phẩmtừ (-18C  -20C) Do đó yêu cầu nhiệt độ không khí trong buồìng phảiđạt -25C

Ở đây ta chọn phương pháp làm lạnh không khí trực tiếp Cácdàn lạnh được treo lên panel trần kho lạnh Không khí trong buồng lạnhchuyển động cưỡng bức vừa phải bằng quạt Chọn kho kiểu panelpolyuretal

2.2 Thiết bị kết đông

Để làm lạnh đông sản phẩm sử dụng phương pháp cấp đôngsau :

- Thiết bị cấp đông kiểu tiếp xúc ( Contact freezer) :sảnphẩm đông dạng block

- Thiết bị kết đông kiểu băng chuyền ( IQF ) :sản phẩm đôngrời với số lượng lớn

- Tủ đông gió : sản phẩm đông rời với số lượng lớn

2.2.1 Thiết bị kết đông kiểu tiếp xúc

Bằng cách cho tôm vào từng khuôn và đặt lên các tấm kimloại trong tủ cấp đông, bên trong các tấm lắc là giàn bay hơi trực tiếpcủa môi chất lạnh Khay làm bằng thép không rỉ có kích thước tiêuchuẩn 150 x 200 x 50, bên trên có nắp đậy, mỗi khay xếp được 2 kgtôm Khi xếp khay sản phẩm lên các tấm lắc xong dầu xả từ xi lanhthuỷ lực được xả ra bình chứa tổ hợp các tấm lắc đi xuống và épcác khuôn sản phẩm lại làm cho các khay sản phẩm có thể tiếpxúc cả 2 mặt trên và dưới Nhiệt độ sôi của môi chất lạnh có thểđạt tới -40C Sau khi nhiệt độ sản phẩm đạt yêu cầu là -18C thìdầu được bơm vào 2 xilanh thuỷ lực làm cho các tấm plate nâng lênđể dễ dàng lấy các khay ra Thời gian cấp đông của thiết bị này làT= 2 h Các khay sản phẩm được chuyển đến, đặt trong buồng táchkhuôn và tiến hành đóng gói đóng kiện, nhiệt độ không khí ởbuồng này ở nhiệt độ -10C

Đối với dây chuyền công nghệ mới, yêu cầu thời gian cấp đôngphải nhỏ hơn 2 giờ Để đạt được điều đó đòi hỏi ga lỏng trong cáctấm lắc phải cho chuyển động cưỡng bức bằng bơm Vì vậy đốivới tủ đông tiếp xúc sử dụng cấp dịcn bằng bơm nên hệ thống đòihỏi phải có bình chứa hạ áp

2.2.2 Thiết bị kết đông kiểu băng chuyền IQF

Sản phẩm thô sau khi qua vệ sinh, chế biến bóc vỏ , bỏ đầuphân cỡ sẽ được đưa vào băng chuyền bắt đầu công đoạn luộc sảnphẩm Thiết bị luộc sản phẩm là một băng chuyền thép đặt cáchnhiệt , thiết bị được cung cấp nhiệt bằng hơi bảo hoà ở nhiệt độ

100 C (trích từ lò hơi) tốc độ băng chuyền có thể điều chỉnh được Sau khi ra khỏi băng chuyền, sản phẩm được làm nguội bằng hệthống vòi phun nước đã được xử lí vi sinh , rồi qua băng chuyền runglàm ráo nước Tại thiết bị cấp đông nhanh sản phẩm sẽ được hạnhiệt đến nhiệt độ âm sâu ,sau khi đạt đến nhiệt độ cần thiết , sảnphẩm theo băng chuyền đến thiết bị mạ băng phun hơi sương nướclạnh (nhiệt độ từ 2 đến 5 C) Sau khi sản phẩm được đưa vàophòng tái đông ,ra khỏi phòng tái đông sản phẩm được bao bọc lớpbăng mỏng bảo vê.Sử dụng IQF có những ưu nhượt điểm là

Ưu điểm:

- Băng chuyền cấp đông dạng xoắn có những đặc điểm riêngcủa nó chứng tỏ sự ưu việt, thiết kế các lớp băng tải chồng lênnhau, không thể có được ở các kiểu máy xoắn truyền thồng khác

- Hệ thống này tạo thành khu vực cấp đông kín bảo đảm cấp đông liên tục, tính vệ sinh và chất lượng thực phẩm rất cao và công suất đạt được tối đa

- Thiết kế hợp tiêu chuẩn vệ sinh thực phẩm, bởi sản phẩm đi trong thiết bị hầu như là kín

- Tạo ra sản phẩm đong lạnh có giá trị cao do phân bố dòng khí lạnh trao đổi nhiệt với sản phẩm theo hướng khá đồng đều

- Đảm bảo công suất cấp đông thực tế đúng công suất thiết kế

- Thích hợp cho công việc cấp đông nhiều loại sản phẩm có kích cỡ khác nhau, đặc biệt phù hợp với các loại sản phẩm thủy sản

- Tỉ lệ hao hụt thấp do tốc độ gió và hệ thống trao đổi nhiệy được tính toán tối ưu

- Diện tích lắp đặt thiết bị nhỏ nên tiết kiệm diện tích mặtbằng đặt thiết bị, cho công suất cấp đông lý tưởng

- Hướng vào ra sản phẩm có thể thay đổi cho phù hợp với diện tích lắp đặt và mặt bằng công nghệ

- Thuận tiện trong sử dụng, vận hành và bảo trì, bảo dưỡng

Nhược điểm:

- Do kích cỡ lưới không đồng đều khi vận chuyển trong thiết bị: ôlưới gần tâm quay sẽ nhỏ hơn ô lưới xa tâm quay, gây nên khó khăntrong việc tính toán lựa chọn kích cỡ lưới

- Giá thành cao hơn các thiết bị băng chuyền phẳng

2.2.3 Tủ đông gió

Đối với thiết bị cấp đông này sản phẩm được chứa trong khayvà ở dạng từng con trao đổi nhiệt trực tiếp với không khí lạnh đượclàm lạnh bằng dàn quạt đặt bên trong buồng, không khí chuyểnđộng cưỡng bức mạnh bằng quạt và có nhiệt độ âm sâu hơn so vớinhiệt độ của không khí trong kho trữ đông

2.2.4 Máy đá vảy 10 T/ngày

Để sản phẩm đông lạnh giữ được nhiệt độ thấp càng lâu đòihỏi diện tích đá phải nhỏ để tránh sự xâm nhập của không khí cónhiệt độ cao Máy đá cây có nhược điểm là cần phải trang bị thêmmáy xay đá để được đá có kích thước nhỏ như yêu cầu Máy đávảy đã khắc phục được những nhược điểm trên vì sản phẩm nướcđá của máy đá vảy mảnh có độ dày từ 0,5 đến 5 mm.

Xí nghiệp đông lạnh F86 được trang bị máy đá vảy Noblêicerdohãng MYCOM của Nhật Bản sản xuất với công suất của máy là 10tấn/ngày Đây là loại máy đá vảy bề mặt lạnh nằm phía ngoàihình trụ 2 vỏ trụ đứng Môi chất lạnh NH3 sôi phía trong rãnh của 2vỏ hình trụ, bên trên có vòi phun nước đều xuống bề mặt ngoàicủa hình trụ Nước gặp lạnh đóng băng lại thành những miếng đámỏng bám trên vách trụ và được dao gạt đá hình răng cưa quay tròngạt lớp đá tạo thành dạng vảy rơi xuống phía dưới đi vào kho bảoquản đá Nước chưa kịp đóng băng được bơm tuần hoàn bơm trở lạivòi phun

Ngày nay người ta thường sử dụng máy đá vảy vì máy đá cây có những nhược điểm như

-Chi phí đầu tư cao: Cẩu đá, bể đá, bể nhúng, kho chứa đá, máy xay đá

-Chi phí điện năng cao: Điện cho cẩu, cho máy xay đá, cho bộ khấy nước

-Thời gian tạo đá lâu: Khoảng 18 giờ

-Không đảm bảo vệ sinh do bể muối và khi xay đá nên muốn xuất khẩu hàng Thủy sản sang thị trường Mỹ và E.U thì phải sử dụng đá vảy để chế biến là điều kiện bắt buộc

Còn máy đá vảy thì ngược lại chính vì vậy ta chọn công nghệ sản xuất sử dụng đá vảy

CHƯƠNG III

THIẾT KẾ THỂ TÍCH,

MẶT BẰNG VÀ KÍCH

THƯỚC TỦ ĐÔNG TIẾP XÚC, TỦ ĐÔNG GIO

Ï, DÂY CHUYỀN IQF, MÁY ĐÁ

VẢY

3.1 Thiết kế tủ cấp đông tiếp xúc 1000kg/mẻ

3.1.1 Các thông số chi tiết

Vỏ tủ làm bằng Inox, kích thước vỏ phụ thuộc vào các cấutrúc bên trong tủ

Tấm trao đổi nhiệt có dạng tấm, làm lạnh sản phẩm bằngtiếp xúc trực tiếp, được cấp dịch bằng bơm dịch

Khay đựng sản phẩm

+ Kiểu : có nắp tiếp xúc hai mặt trực tiếp, loại 2 kg tiêuchuẩn

+ Kích thước phủ bì : Dài 290mm x Rộng 210mm x Cao60mm

+ Vật liệu : Nhôm tấm dày 2mm

3.1.2 Tính kích thước tủ cấp đông 1000kg/mẻ

3.1.2.1.Tính kích thước: Các sản phẩm cho vào tủ cấp đông

đều được đặt vào trong các khay nhỏ và đặt trên các tấm trao đổinhiệt ( tấm plate )

Ta chọn tấm plate chứa 36 khay mỗi khay 2Kg

 một tấm plate chứa 36x2=72Kg sản phẩm

Châm nước từ 2530% chọn 28%

Vậy 1 plate nặng

% 72

 Ta bố trí 36 khay trên 1 plate như sau :

-Từ hình vẽ trên ta có

Chiều rộng của tấm plate W = 4.290+3.30 = 1250mm

Chiều dài của tấm plate L = 9.210+8.13+206 = 2200mm

Tấm plate có kích thước : 2200L x 1250 W x 22mm

- Chiều cao của phần chứa sản phẩm và tấm trao đổi nhiệt là:

22+11.105=1177mm

- Tấm lót nhôm hoặc nhựa PA trên và dưới là : 50+50=100mm

- Khoảng cách khung đến trần là : 223mm

Vậy chiều cao phủ bì của tủ là :

1177+100+223+2.150 = 1800mm

- Khoảng cách giữa tấm plate và 2 bên tủ là :2.125mm

 Vậy chiều rộng phủ bì của tủ là :

Tr

ữ đô

ng (-

3.2.Thiết kế tủ đông gió 250kg/mẻ:

3.2.1 Các thông số chi tiết

Vỏ tủ làm bằng Inox, kích thước tủ phụ thuộc vào cấu tạocác thiết bị bên trong buồng :

+ Khay cấp đông : Được làm bằng nhôm tấm dày 2mm hoặcInox , có đục lỗ trên bề mặt khay nhằm tạo được sự lưu thông giódễ dàng, khay được thiết kế phù hợp với loại sản phẩm cấp đôngnhư tôm, ca,ï mực Mỗi khay cấp đông chứa được 2,5kg sản phẩm

+ Giá đỡ khay : được làm bằng Inox, dùng để đỡ khay cấpđông bên trong tủ đông Giá đỡ có kích thước sau : Dài810mm xRộng500mm x Cao1900mm.Với 25 tầng để bố trí các khay cấp đông,Khoảng cách giữa các khay được bố trí hợp lý nhằm tăng khảnăng lưu thông gió Mỗi giá bố trí được 25 khay cấp đông

Vậy mỗi giá chứa được : 25.2,5 = 62,5 kg sản phẩm

Với buồng đông gió năng suất 250kg/h ta cần 250 : 62,5 = 4 giá

3.2.2.Tính kích thước tủ đông gió

3.2.2.1.Chiều cao

Với chiều cao phủ bì của giá đặt khay là 1900mm, để thuận tiện cho gió lưu thông tốt, ta lấy thêm chiều cao từ giá đến trần của tủ là 500mm

Vậy chiều cao của buồng là H = 1900 + 500 = 2400mm

3.2.2.2.Chiều rộng

Chiều rộng của giá đặt khay là 500mm, ta lấy thêm 1700mm đểlắp đặt thêm các dàn lạnh, quạt, van, đường ống và các thiết bịkhác

Vậy chiều rộng phủ bì của buồng là W = 500 + 1700 = 2200mm

3.3.Tính kho chứa đá vảy

Kích thước bao ngoài 1780Hx1130Wx1130W (mm)Kích thước trống tạo đá 1000x900H (mm)Trống tạo đá, dao thẳng kiểu răng cưa thẳng thép mạcrôm

12

3

4

56

7

Hình 3-1

3.3.2 Thể tích kho đá vảy

v g

22 ,

Trong đó : Ft : diện tích cần xây dựng

F : hệ số sử dụng diện tích của buồng, tra bảng ( 4) TL1 ta có : F = 0,57

2-Vậy Ft = 14 , 4 2

57 , 0

2296 , 8

m



3.3.6 Bố trí kho chứa đá vảy

Từ diện tích Ft = 14,4m2 và các tấm panel có kích thước tiêu chuẩn là rộng 1,2m ta suy ra chiều dài và rộng của kho là : 4 x 3,6m

3.4 Tính kích thước cho tủ đông kiểu băng chuyền IQF

- Nhiệt độ sản phẩm đưa vào : tv = 37C.

Khối lượng chất tải (tôm) tức thời trong tủ :

kg T

G

60

15 500 60

Chọn chiều rộng băng chuyền : Bbc = 0,45m

Chiều rộng thực tế để xếp sản phẩm : Bsp = 0,4m

Như vậy chiều dài băng chuyền có chứa tôm :

m B

F L

sp

sp

sp 156 , 25

4 , 0

5 , 62







Chọn chiều dài của một tầng băng chuyền Lbc = 6,5m

Suy ra số tầng băng chuyền chồng lên nhau

24 5

, 6

25 , 156

25 , 156

Chọn chiều cao giữa các tầng băng chuyền h = 60mm

Suy ra chiều cao băng chuyền xoắn

CHƯƠNG IV

CÁCH NHIỆT, CÁCH ẨM

4.1.Tính toán cách nhiệt cách ẩm cho máy đá vảy và kho chứa đá vảy

4.1.1.Máy đá vảy :

Phía bên trong của 2 lớp vỏ hình trụ đứng của cối đá vảyđược phun polyurethane có độ dày : CN = 0,2m nên hoàn toàn cáchnhiệt

Hệ số truyền nhiệt thực qua vách trụ đứng của cối đá đượctính theo biểu thức :

K m W Ln

d d

d Ln d

k t

/ 453 , 1 9 , 0 8 14 , 3 2

1 9

, 0

1 14 , 3 2 3 , 23 14 , 3 2 1

1

2

1

2 2 1

1

2

2 2 1

2 1

* Kiểm tra đọng sương

Để vách ngoài và trần không bị đọng sương thì : kt < ks

2 1

1

1 95 , 0

t t

t t

t2 :nhiệt độ môi trường bên trong

ts:nhiệt độ đọng sương 1:hệ số toả nhiệt về phía không khíMáy đá vảy đặt trong phòng điều hoà nên t1=25 C

 =70%

 ts=18C

5 25

18 25 3 , 23 95 ,

4.1.2.Kho chứa đá vảy

Các kho đá vảy ngày nay thường được làm bằng các tấmpanel gồm : hai lớp thép cacbon bên ngoài và ở giữa là lớp cáchnhiệt polyuretal

1,2 : Tole Colorbond dày 0.6mm

3 : Lớp cách nhiệt

4.1.2.1 Tính chiều dày cách nhiệt của vách

Vách bao và trần kho lạnh có chung kết cấu, được lắp ghépbằng các tấm panel, được xác định theo biểu thức sau :

11

CN

Trong đó : CN : chiều dày của lớp cách nhiệt

CN : hệ số đẫn nhiệt của vật liệu cách nhiệt

1 : hệ số toả nhiệt của môi trường bên ngoài váchcách nhiệt

2 : hệ số toả nhiệt của vách vào buồng lạnh

k : hệ số truyền nhiệt lấy theo tiêu chuẩn

i : chiều dày của lớp vật liệu thứ i

i : hệ số đẫn nhiệt của lớp vật liệu thứ i

mm

8

1 35 , 45

0006 , 0 2 3 , 23

1 28 , 0

1 025 ,

t

t CN

0006 , 0 2 8

1 025 , 0

1 , 0 3 , 23 1

1 1

 Kiểm tra đọng sương :

Kho đá vảy đặt trong phòng có điều hoà nhiệt độ

- Nhiệt độ bên ngoài kho : t1=25C, =70%  ts=18C

221

3

- Nhiệt độ trong kho : t2=-5C  k=0,28 W /m2k

16 , 5 ) 5 ( 25

18 25 3 , 23 95 , 0

95 , 0

2 1

t t

So sánh ks> kt nên đảm bảo không đọng sương trên bề mặt tủ

4.1.2.2.Bề dày cách nhiệt trần

Chiều dày cách nhiệt nền tính theo công thức

11

 Kiểm tra đọng ẩm vách, trần kho lạnh :

Vì mặt ngoài cùng và trong cùng của thiết bị đều là thép cóhệ số dẫn ẩm = 0 m/mmHg nên thiết bị cách ẩm hoàn toàn

4.1.2.3 Tính chiều dày cách nhiệt nền kho đá vảy

Chiều dày cách nhiệt nền tính theo công thức

11

 Kiểm tra đọng ẩm vách, trần kho lạnh :

Vì mặt ngoài cùng và trong cùng của thiết bị đều là thép cóhệ số dẫn ẩm = 0 m/mmHg nên thiết bị cách ẩm hoàn toàn

4.2 Cách nhiệt cách ẩm cho tủ đông tiếp xúc 1000Kg/mẻ:

Các tủ đông ngày nay thường được làm bằng các tấm panel gồm : hai lớp thép cacbon bên ngoài và ở giữa là lớp cách nhiệt polyuretal

2

21

1,2 :Tole dày 0,6mm

3 : Lớp cách nhiệt

 Chọn hệ số truyền nhiệt k qua vách ngoài : coi hệ sốtruyền nhiệt qua các mặt tủ bằng nhau và bằng vách baongoài

Nhiệt độ buồng : t2 = -35C nên ta tra bảng (3-3) TL1k=0,19W/

m2.K

 Chọn hệ số toả nhiệt trong và ngoài vách tra bảng (3-7) TL1

ta có

- Bề mặt ngoài của tường không đón gió ng =23,3W/m2.K

- Bề mặt trong tủ đối lưu tự nhiên tr =8W/m2.K

 Chiều dày cách nhiệt

Đối với tủ đông tiếp xúc thì chiều dày cách nhiệt của

11

CN

m

1273 , 0 8

1 35 , 45

0006 , 0 2 3 , 23

1 19

, 0

1 025 ,

t

t CN

0006 , 0 2 8

1 025 , 0

15 , 0 3 , 23 1

1 1

Mà

2 1

1

1 95 , 0

t t

t t

t1:nhiệt độ môi trường bên ngoài t1=25C

t2 : nhiệt độ môi trường bên trong t2 =-35C

ts :nhiệtđộ đọng sương

1:hệ số toả nhiệt về phía không khí 1=23,3

Tủ đông tiếp xúc đặt trong phòng điều hoà nên t1=25C

=70% ts=18C

) 35 ( 25

18 25 3 , 23 95 ,

 Kiểm tra ngưng tụ ẩm : Đối với tủ cấp đông có kết cấu tấmpanel có hai lớp thép cacbon ở hai phía nên hoàn toàn khôngcó ẩm lọt vào lớp cách nhiệt nên hoàn toàn không có hiệntượng ngưng tụ ẩm trong lòng kết cấu

4.3 Cách nhiệt cách ẩm cho tủ đông gió 250Kg/mẻ

Tượng tự tủ đông tiếp xúc các tủ đông gió ngày nay thường được làm bằng các tấm panel gồm : hai lớp thép cacbon bên ngoài và ở giữa là lớp cách nhiệt polyuretal

 Chọn hệ số truyền nhiệt k qua vách ngoài : Coi hệ số

truyền nhiệt qua các mặt tủ bằng nhau và bằng vách baongoài

Nhiệt độ buồng : t2 = -35C nên ta tra bảng (3-3) TL1k=0,19W/

m2.K

 Chọn hệ số toả nhiệt trong và ngoài vách tra bảng (3-7) TL1

ta có

- Bề mặt ngoài của tường không đón gió ng =23,3W/m2.K

- Bề mặt trong tủ đối lưu cưỡng bức mạnh tr=10,5W/

m2.K

 Chiều dày cách nhiệt

Đối với buồng này chiều dày cách nhiệt của vách, trần, nền như sau :

11

CN

m

128 , 0 5 , 10

1 35

, 45

0006 , 0 2 3 , 23

1 19

, 0

1 025 ,

t

t CN

0006 , 0 2 5 , 10

1 025 , 0

15 , 0 3 , 23 1

1 1

3

1,2 :Tole dày 0,6mm

3 : Lớp cách nhiệt

hoặc hệ số truyền nhiệt của vách kt phải nhỏ hơn hệ sốtruyền nhiệt đọng sương tức kt <ks

Mà

2 1

1

1 95 , 0

t t

t t

t1:nhiệt độ môi trường bên ngoài t1=25C

t2 : nhiệt độ môi trường bên trong t2 =-35C

ts :nhiệtđộ đọng sương

1:hệ số toả nhiệt về phía không khí 1=23,3

Tủ đông gió đặt trong phòng điều hoà t1=25C

=70%

ts=18C

) 35 ( 25

18 25 3 , 23 95 ,

So sánh ks> kt nên đảm bảo không đọng sương trên bề mặt tủ

 Kiểm tra ngưng tụ ẩm : Đối với tủ cấp đông có kết cấu tấmpanel có hai lớp thép cacbon ở hai phía nên hoàn toàn khôngcó ẩm lọt vào lớp cách nhiệt nên hoàn toàn không có hiệntượng ngưng tụ ẩm trong lòng kết cấu

4.4 Cách nhiệt cách ẩm IQF

Buồng IQF được lắp ghép bằng các panel có kết cấu như ởkho đá vảy đã trình bày ở phần trên

Nhiệt độ không khí ngoài buồng : t1 = 25 C (vì đặt trong nhàkín có điều hoà không khí )

 Chọn hệ số truyền nhiệt k qua vách ngoài : coi hệ sốtruyền nhiệt qua các mặt tủ bằng nhau và bằng vách baongoài

Nhiệt độ buồng : t2 = -40C nên ta tra bảng (3-3) TL1k=0,19W/

m2.K

 Chọn hệ số toả nhiệt trong và ngoài vách tra bảng (3-7) TL1

ta có

- Bề mặt ngoài của tường không đón gió ng =23,3W/m2.K

- Bề mặt trong tủ đối lưu cưỡng bức tr=10,5W/m2.K

* Chiều dày cách nhiệt

Vách bao, trần và nền có chung kết cấu nên chiều dày cáchnhiệt được tính chung như sau

11

CN

= 0 , 128m

5 , 10

1 35 , 45

0006 , 0 2 3 , 23

1 19

, 0

1 025 ,

t

t CN

0006 , 0 2 5 , 10

1 025 , 0

15 , 0 3 , 23 1

1

2 1 1

Mà

2 1

1

1 95 , 0

t t

t t

t1:nhiệt độ môi trường bên ngoài t1=25C

t2 : nhiệt độ môi trường bên trong t2 =-40C

ts :nhiệt độ đọng sương

1:hệ số toả nhiệt về phía không khí 1=23,3

t

s

t t

t t

18 25 3 , 23 95 , 0

95 ,

2 1

1 1



Vậy bề mặt tủ không đọng sương

CHƯƠNG V

TÍNH TOÁN

CÂN BẰNG NHIỆT

Mục đích là xác định các dòng nhiệt từ môi trường bên ngoài

đi vào các buồng lạnh Đây chính là dòng nhiệt tổn thất mà máylạnh phải có đủ công suất để thải nó lại môi trường nóng Đảmbảo sự chênh lệch nhiệt độ ổn định giữa buồng lạnh và không khíbên ngoài

Dòng nhiệt tổn thất vào kho lạnh được xác định theo biểu thức

Q = Q1 + Q2 + Q3 + Q4 + Q5 , W (TL1 trang 75)Trong đó :

Q1 : Dòng nhiệt tổn thất qua kết cấu bao che

Q2 : Dòng nhiệt do sản phẩm toả ra trong quá trình xử lý

Q3 : Dòng nhiệt tổn thất do thông gió buồng lạnh : Q3 = 0

Q4 : Dòng nhiệt từ các nguồn khác nhau khi vận hành

Q5 : Dòng nhiệt khi sản phẩm toả ra khi sản phẩm hô hấp :

Q5 = 0

Đặc điểm của dòng nhiệt là chúng thay đổi liên tục theo thờigian Do vậy năng suất lạnh của hệ thống được thiết kế theo phụ tảinhiệt lớn nhất Qmax ta ghi nhận ở thời điểm nào đó trong cả năm

5.1.Tính nhiệt cho tủ đông tiếp xúc 1000Kg/mẻ

5.1.1.Dòng nhiệt tổn thất ra môi trường bên ngoài

Q1=Q11+Q12 (KW) (TL1 trang 77) Trong đó :

Q11: Dòng nhiệt qua tường , trần , nền do chênh lệchnhiệt độ

Q12 : Dòng nhiệt qua tường , trần do bức xạ mặttrời

*Tính Q11:

Q11=kt F.(t1-t2 ) (KW) (TL1 trang 77)Trong đó

kt:Hệ số truyền nhiệt thực tế qua kết cấu bao che đã xác định

ở chương 4

F :Diện tích bề mặt của kết cấu bao che

t1:Nhiệt độ bên ngoài phòng t1=25C

t2 : nhiệt độ bên trong phòng t2 =-35C

Theo các phần tính toán trước ta có :

kt=0,162W/m2.K

FT,TR,N =2(3,3+1,8).1,8+2.3,3.1,8=30,24m2

Q11=kt F.(t1-t2 )=0,162.30,24.(25+35)=293,9 (W)

Q2sp : Lượng nhiệt cấp cho sản phẩm

Q2bb : Lượng nhiệt cấp cho bao bì

5.1.2.1.Lượng nhiệt cấp cho sản phẩm

Q2sp =G2sp (isp -isp )/

Với isp: Entanpi của sản phẩm trước khi gia lạnh

isp : Entanpi của sản phẩm sau khi gia lạnh

Tra bảng (4-2) trang 81 TL1 ta có

isp=314,4KJ/Kgisp =5,0 KJ/Kg

 : thời gian cấp đông  =2h

G2sp =1000kg :khối lượng sản phẩm

Vậy Q2sp = 42 , 97

3600 2

) 5 4 , 314 (

1000





(KW)

5.1.2.2.Lượng nhiệt cấp cho bao bì

Lượng nhiệt cấp cho bao bì bao gồm các tấm plate và các khaynhôm

Q2bb=(Mkhay.CAl+Mplate CAl)(t-t)/

Với t : nhiệt độ trước khi làm lạnh của bao bì 15C

t : nhiệt độ sau khi làm lạnh của bao bì -18C

CAl=0,22kcal=0,921kj/kg :Nhiệt dung riêng của nhôm

=2670 kg/m3 Khối lượng riêng của nhôm

 B=32W/m2

F : Diện tích nền tủ

F=1,8.3,3=5,94m2

 Q44=32.5,94=0,19(KW)Vậy Q4=0,19(KW)

5.1.5.Xác định tải nhiệt cho thiết bị và cho máy nén

5.1.5.1 Xác định tải nhiệt cho thiết bị

Tải nhiệt cho thiết bị nhằm mục đích để tính toán diện tíchbề mặt trao đổi nhiệt cần thiết cho thiết bị bay hơi Để đảm bảođược nhiệt trong buồng ở những điều kiện bất lợi nhất, người taphải tính toán tải nhiệt cho thiết bị là tổng các giá trị thành phầncó giá trị cao nhất

b= 0,9: Hệ số thời gian làm việc

QMN: Tổng tải nhiệt của máy nén đối với mộtnhiệt độ bay hơi



 9 , 0

8 , 50 1 , 1

o

5.2.Tính nhiệt cho tủ cấp đông gió 250 Kg/mẻ

5.2.1.Dòng nhiệt tổn thất ra môi trường bên ngoài

Trong đó

kt:Hệ số truyền nhiệt thực tế qua kết cấu bao che đã xác định

ở chương 4

F :Diện tích bề mặt của kết cấu bao che

t1:Nhiệt độ bên ngoài phòng t1=25C

t2 : nhiệt độ bên trong phòng t2 =-35C

Theo các phần tính toán trước ta có :

Q2sp : Lượng nhiệt cấp cho sản phẩm

Q2bb : Lượng nhiệt cấp cho bao bì

5.2.2.1.Lượng nhiệt cấp cho sản phẩm

Q2sp =G2sp (isp -isp )/

Với isp : Entanpi của sản phẩm trước khi gia lạnh

isp : Entanpi của sản phẩm sau khi gia lạnh

Tra bảng (4-2) trang 81 TL1 ta có

) 5 4 , 314 (

250





(KW)

5.2.2.2.Lượng nhiệt cấp cho bao bì

Lượng nhiệt cấp cho bao bì bao gồm các 4 giá và các khaynhôm

Q2bb=1000(Mkhay C Al+Mgia CAl)(t-t)/24.3600 Với t : nhiệt độ trước khi làm lạnh của bao bì 15C

t : nhiệt độ sau khi làm lạnh của bao bì -18C

CAl=0,22kcal=0,921kj/kg :nhiệt dung riêng của nhôm

=2670 kg/m3 Khối lượng riêng của nhôm Khay 810 x 500 x50mm

5.2.5.Xác định tải nhiệt cho thiết bị và cho máy nén

5.2.5.1 Xác định tải nhiệt cho thiết bị

Tải nhiệt cho thiết bị nhằm mục đích để tính toán diện tíchbề mặt trao đổi nhiệt cần thiết cho thiết bị bay hơi Để đảm bảođược nhiệt trong buồng ở những điều kiện bất lợi nhất, người taphải tính toán tải nhiệt cho thiết bị là tổng các giá trị thành phầncó giá trị cao nhất

b= 0,9 Hệ số thời gian làm việc

QMN Tổng tải nhiệt của máy nén đối với một nhiệt độbay hơi





9 , 0

65 , 17 1 , 1

MN

5.3.Tính nhiệt cho máy đá vảy

Q = Q1 + Q2 + Q4 , kW

Q1:Dòng nhiệt tổn thất qua kết cấu bao che

Q2 :Dòng nhiệt để làm đông nước từ 28C đến -5C

Q3: Dòng nhiệt tổn thất do vận hành

5.3.1.Dòng nhiệt để làm đông đá Q 2

3600 24

10000





Cpw:Nhiệt dung riêng đẳng áp của nước C pw=4,18 kj/kg

qr : Nhiệt đông đặc của nước đá qr =333,6kj/kg

Cpd : Nhiệt dung riêng của nước đá Cpd =2,09kj/kg

Như vậy : 61 , 604

1

06 , 1 1169 , 58

 t2 : nhiệt độ trong buồng t2 = -40C

Vậy tổn thất dòng nhiệt qua tường bao, trần và nền do chênhlệch nhiệt độ là :

Q11 = 0,1629.68,04.(25-(-40)) = 720,44 W

b) Tổn thất nhiệt do bức xạ mặt trời :

Vì thiết bị đặt trong nhà kín nên xem như Q12= 0

Vậy tổn thất nhiệt qua kết cấu bao che :

 Phần bên trong tủ dài : 156,3 m

 Phần bên ngoài tủ dài : 2,8m

Phần băng chuyền ở bên ngoài nhận được nhiệt của môitrường và khi chuyển động vào bên trong nhả nhiệt cho không khílạnh, làm tổn thất đi một lượng nhiệt :

Q2bc = Mbc C.(t1-t2) , kW