Đề tài Tính toán, thiết kế hệ thống lạnh cho kho bảo quản sản phẩm thủy sản lạnh đông dung tích 400 tấn tại công ty chế biến xuất khẩu thủy sản F90

Tuy nhiên nhiệt độ bảo quản tối thiểu cũng phải đạt - 18°c để cho các vi sinh vật không thể phát triển làm hư hại thực phẩm trong quá trìnhbảo quản.. Tuy nhiên, khi xả băng, nước có thể

LỜI NÓI ĐẦU

Trong công cuộc đổi mới đất nước hiện nay thi vấn đề xuất khẩu hàng hóa đểthu về ngoại tệ cho đất nước là một vấn đề cực kĩ quan trọng đòi hỏi các ngành phải nỗlực hết minh để thực hiện được điều ấy Trong đó ngành chế biến thủy sản cũng đónggóp một phần quan trọng

Việt Nam có vị trí địa lý thuận lợi cho việc đánh bắt và nuôi trồng thủy sảnphát triển, do đó yêu cầu phải phát triển các nhà máy đáp ứng đầy đủ các yêu cầu chocông việc chế biến, bảo quản thủy sản một cách liên tục nhằm đem lại hiệu quả cao nhất

Trong tất cả các khâu của quá trình chế biến thủy sản thi vấn đề bảo quản sảnphẩm cũng là một vấn đề quan trong nhằm đem lại hiệu quả cao nhất đó là góp phần tạo

ra một sản phẩm tốt nhất Nhằm góp phần tạo ra được một sản phẩm tốt, em đã chọn đề

tài của minh là: Tính thiết kế hệ thống lạnh cho kho bảo quản sản phẩm thủy sản lạnh đông dung tích 400 tẩn tại công ty chế biến xuất khẩu thủy sản F90, số 1 đường

Phước Long, Nha Trang, Khánh hòa

Nội dung của đề tài bao gồm:

1 Tổng quan.

2 Khảo sát công trình, chọn phương án thiết kế, tính cấu trúc kho lạnh

3 Tính nhiệt tải, chọn máy nén lạnh và các thiết bị cho hệ thống lạnh

4 Trang bị tự động hóa, lắp đặt vận hành hệ thống lạnh, kho lạnh

Sau một thời gian thực tập tại công ty với những số liệu thu nhận được em đã hoànthành xong đề tài được giao Tuy nhiên với kiến thức còn hạn chế nhất là còn thiếukiến thức thực tế nên đề tài còn có nhiều thiếu sót rất mong nhận được những đónggóp ý kiến của quý thầy cô

Nha Trang, ngày tháng 05 năm 2011

Sinh viên thực hiện

Chương 1 TỔNG QUAN1.1 Tổng quan về công ty chế biến thủy sản F90

1.1.1 Giới thiệu sự hình thành và hướng phát triển của công ty

Công ty chế biến xuất khẩu thủy sản F90 nằm ở ngoại ô, cách thành phố NhaTrang 5 km về phía Nam, cách cảng Nha Trang khoảng 3 km về phía Tây Bắc, nằm trênđường Phước Long, một con đường giao thông quan trọng Đây là điều kiện thuận lợicho việc thu mua nguyên liệu cũng như việc phân phối sản phẩm đến người tiêu dùng

Thảnh lập năm 1990, trực thuộc Công ty liên doanh thủy sản Nha Trang quản lývới tổng diện tích 36000 m2 Năm 1994, Công ty liên doanh thủy sản Nha Trang giải thể,

ủy ban nhân dân tỉnh Khánh Hòa cho sáp nhập vào Công ty thiết bị vật tư thủy sản( SPECO ) Ngày 16/02/1998, trực thuộc công ty chế biến xuất khẩu thủy sản F17 quản

lý Từ đó đến nay công ty đã và đang phát triển ổn định

Mặt hàng kinh doanh chính : thu mua, gia công, chế biến và xuất khẩu hàng thủysản

Hình 1.1 Công ty chế biến thủy sản F90

giao dịch quốc tế : NHA TRANG SEAPRODUCT COMPANY DL90 Địa chỉ: SỐ 1- ĐUỜNG PHUỚC LONG - BÌNH TÂN - NHA TRANG.

Hàng năm công ty có những đóng góp nhất định vào nền kinh tế tinh nói riêng vàngành thủy sản Việt Nam nói chung ,giải quyết được việc làm cho khoảng 700 lao độngđịa phương và vùng lân cận Công ty luôn quan tâm đến đời sống vật chất và tinh thầncủa công nhân viên Với đội ngũ cán bộ, kỳ sư có trình độ, trách nhiệm cao trong côngviệc cùng đội ngũ công nhân lành nghề, tận tâm, công ty thường xuyên đầu tư trang thiếtbij, máy móc hiện đại Do đo năng suất được nâng cao trong sản xuất, góp phần vàocông cuộc đổi mới, đi lên của đất nước

1.1.2 Sơ đồ cơ cấu tổ chức quản lý của công ty F90

B.GIÁM ĐÓC

Hình 1.2 Sơ đồ tố chức công ty F90 + Chức năng nhiệm vụ và mối quan hệ giữa các bộ phận

- 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 họp đồng

P T ạ p

v ụ

T x ử

l ý p h à n g L ấ y B t r a n g p T K C S đ i ệ n C ơ

- Phân xưởng chế biến: có vai trò quan trọng trong sự tồn tai và phát triển củacông ty Chịu trách nhiệm về mặt quản lý nhân sự, đảm bảo các chế độ, chính sách vàquyền 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 kỳ thuật: Tham mưu cho giám đốc trong việc điều hành kỳ thuật sảnxuất, quá trình vệ sinh an toàn thực phẩm từ nguyên liệu đến thành phẩm, chịu tráchnhiệm về chất lượng sản phẩm làm ra, phụ trách chương trình quản lý chất lượng, thựchiện đúng kế hoạch mà giám đốc đề ra

- Phòng kinh doanh có chức năng và nhiệm vụ xử lý thông tin từ các nguồn tinthu thập được từ phía khách hàng, từ việc khảo sát thị trường Phân tích tổng họp thôngtin đưa ra nhưng đề xuất, dự báo trong kinh doanh như giá cả mặt hàng trước mắt và lâudài Ngoài ra phải thường xuyên giao dịch với khách hàng, chào hàng trực tiếp hoặc giántiếp

- Phòng kế toán: có vai trò trong sự tồn tại và phát triển của công ty Tính các chi phí, giáthành sản phẩm, lợi nhuận tiền lương, thưởng và tính toán các khoản có liên quá đến sảnxuất kinh doanh của công ty

1.1.3 Mặt bằng công ty

Công ty nằm cạnh đường Phước Long nối dài đường Võ Thị Sáu và đường BìnhTân nên rất thuận lợi cho việc thu mua nguyên liệu cũng như việc phân phối Hiện nayđường Phước Long vừa được nâng cấp nên việc đi lại có nhiều thuận lợi hơn Xungquanh công ty được xây bằng rào cao 3,2m ngăn cách với khu vực xung quanh, đồngthời đảm bảo an ninh trật tự

Nhược điểm:

- Khi muốn đi vào phòng máy phải băng ngang qua phân xưởng chế biến nên ảnh hưởng đến sản xuất

- Chiều cao phân xưởng khá thấp nên không thể xây dựng được các cấu trúc cao

- Bố trí các cửa ra vào chưa họp lý nên gây bất tiện trong đi lại và sản xuất

1.2 Tổng quan về kho lạnh

1.2.1 Khái niệm về kho lạnh bảo quản

Hình 1.3 Sơ đồ mặt bằng tống thế công ty F90

6Kho 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 hóa chất, công nghiệp thực phẩm, công nghiệpnhẹ v.v

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:

- Kho bảo quản thực phẩm chế biến như: thịt, hải sản, đồ hộp

- Bảo quản nông sản thực phẩm,rau 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

1.2.2 Phân loại

1.2.2.1 Theo công dụng người ta có thể phân ra các loại kho lạnh như sau:

- Kho lạnh sơ bộ: dùng làm lạnh sơ bộ hay bảo quản tạm thời thực phẩm tại cácnhà máy chế biến trước khi chuyển sang một khâu chế biến khác

- Kho chế biến: được sử dụng trong các nhà máy chế biến và bảo quản thực phẩm(nhà máy đồ hộp, nhà máy sữa, nhà máy chế biến thủy sản, nhà máy xuất khẩu thịt ).Các kho lạnh loại này thường có dung tích lớn, cần phải trang bị hệ thống có công suấtlạnh lớn Phụ tải của kho lạnh luôn thay đổi do phải xuất nhập hàng thường xuyên

- Kho lạnh phân phối, kho trung chuyển: dùng điều hòa cung cấp thực phẩm chocác khu vực dân cư, thành phố và dự trừ lâu dài Kho lạnh phân phối thường có dung tíchlớn, dự trừ nhiều mặt hàng và có ý nghĩa rất lớn đến đời sống sinh hoạt của cả một cộngđồng

- Kho thương nghiệp: kho lạnh bảo quản các mặt hàng thực phẩm của hệ thốngthương nghiệp Kho dùng bảo quản tạm thời các mặt hàng đang được doanh nghiệp bántrên thị trường

- Kho vận tải (trên tàu thủy, tầu hỏa, xe ôtô): đặc điểm của kho là dung tích lớn,hàng bảo quản mang tính tạm thời để vận chuyển từ nơi này đến nơi khác

- Kho sinh hoạt: đây là loại kho rất nhỏ dùng trong các hộ gia đĩnh, khách sạn, nhà hàng dùng bảo quản một lượng hàng nhỏ

1.2.2.2 Theo nhiệt độ người ta chia ra:

- Kho bảo quản lạnh: nhiệt độ bảo quản thường nằm trong khoảng -2°c -ỉ- 5°c Đốivới một số rau quả nhiệt đới cần bảo quản ở nhiệt độ cao hơn (chuối > 10°c, chanh >4°C) Nói chung các mặt hàng chủ yếu là rau quả và các mặt hàng 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 tùy thuộc vào thờigian, loại thực phẩm bảo quản Tuy nhiên nhiệt độ bảo quản tối thiểu cũng phải đạt - 18°c để cho các vi sinh vật không thể phát triển làm hư hại thực phẩm trong quá trìnhbảo quản

- Kho đa năng: nhiệt độ bảo quản là -12°c.

- Kho gia lạnh: nhiệt độ 0°c, dùng gia lạnh các sản phẩm trước khi chuyển sang khâu

chế biến khác

- Kho bảo quản nước đá: nhiệt độ kho tối thiểu -4°c.

1.2.2.3 Theo dung tích chứa Kích thước kho lạnh phụ thuộc chủ yếu vào dung tích

chứa hàng của nó Do đặc điểm về khả năng chất tải cho mỗi loại thực phẩm có khácnhau nên thường quy dung tích ra tấn thịt (MT- Meat Tons) Ví dụ kho 50MT, kho100MT, kho 150MT là những kho có khả năng chứa 50,100, 150 tấn thịt

1.2.2.4 Theo đặc điểm cách nhiệt người ta chia ra:

- Kho xây: là kho mà kết cấu là kiến trúc xây dựng và bên trong người ta tiến hànhbọc các lớp cách nhiệt Kho xây chiếm diện tích lớn, lắp đặt khó, giá thành tương đốicao, không đẹp, khó tháo dỡ và di chuyển Mặt khác về mặt thẩm mỹ và vệ sinh kho xâykhông đảm bảo tốt Vĩ vậy hiện nay ở nước ta người ta ít sử dụng kho xây để bảo quảnthực phẩm

- Kho panel: được lắp ghép từ các tấm panel tiền chế polyurethan và được lắp ghépvới nhau bằng các móc khóa cam locking Kho panel có hĩnh thức đẹp, gọn và giá thànhtương đối rẻ, rất tiện lợi khi lắp đặt, tháo đỡ và bảo quản các mặt hàng thực phẩm, nôngsản, thuốc men, dược liệu Hiện nay nhiều doanh nghiệp ở nước ta đã sản xuất các tấmpanel cách nhiệt đạt tiêu chuẩn cao Vĩ thế hầu hết các xí nghiệp công nghiệp thực phẩmđều sử dụng kho panel để bảo quản hàng hóa

1.2.3 Các phương pháp xây dựng kho lạnh

Hiện nay, ngành thuỷ sản ở nước ta đang phát triển mạnh, để phục vụ cho quátrình chế biến và bảo quản thuỷ sản phục vụ cho công tác xuất khẩu Vĩ vậy, những kholạnh có công suất vừa và nhỏ được xây dựng tương đối nhiều ở Việt Nam hiện nay

Đe xây dựng trạm lạnh cũng như kho lạnh thi trên thực tế ở nước ta hiện nay có thể sửdụng 2 phương pháp sau:

Kho xây (như xây dựng dân dụng, điểm khác là phải có cách nhiệt, cách ẩm ) Kho lắp ghép (xây + lắp ghép ).

Tuỳtheo điều kiện:

- Địa chất công trình nơi xây dựng

- Vốn xây dựng

- Thời gian thi công

- Nguyên vật liệu xây dựng tại địa phương

1.2.3.1 Phương án truyền thống

Phương án này kho lạnh được xây dựng bằng các vật liệu xây dựng và lớp cáchnhiệt, cách ẩm gắn vào phía trong của kho Quá trình xây dựng phức tạp, qua nhiều côngđoạn

+ Ưu điểm:

- Kho xây thi ta tận dụng được nguyên vật liệu có sẵn ở địa phương

- Có thể sử dụng những công trĩnh kiến trúc có sẵn để chuyển thành kho

- Giá thành xây dựng rẻ

+ Nhược điểm:

- Khi cần di chuyển kho lạnh khó khăn, hầu như bị phá hỏng

- Cần nhiều thời gian và nhân lực thi công

- Chất lượng công trình có độ tin cậy không cao

1.2.3.2 Phương án hiện đại: đó là phương án xây dựng kho bàng cách lắp các tấm

panel tiêu chuẩn trên nền, khung và mái của kho

+ Ưu điểm:

- Các chi tiết cấu trúc cách nhiệt, cách ẩm là các tấm tiêu chuẩn chế

tạo sẵn, nên dễ dàng vận chuyển đến nơi lắp dặt và lắp ráp nhanh chóng

- Khi cần di chuyển kho lạnh dễ dàng, không bị hư hỏng

- Kho chỉ cần khung và mái che, nên không cần đến các vật liệu xây dựng,

do đó việc xây dựng rất đơn giản

+ Nhược điểm:

- Giá thành đắt hơn kho xây

Trên cơ sở phân tích ưu nhược điểm của hai phương án trên thi phương án hiệnđại mặc dù giá thành cao, nhưng chất lượng của kho đảm bảo cho nên giảm được chi phívận hành và chất lượng sản phẩm được bảo quản tốt hơn, do đó phương án hiện đại đượcchọn ở đây là xây dựng kho bàng các tấm panel tiêu chuẩn

1.2.4 Một số vấn đề khi thiết kế, lắp đặt và sử dụng kho lạnh

I.2.4.I Hiện tượng lọt ẩm

Không khí trong kho lạnh có nhiệt độ thấp, khi tuần hoàn qua dàn lạnh một lượngnước đáng kể đã kết ngưng lại, vĩ vậy phân áp suất hơi nước không khí trong buồng nhỏhơn so với bên ngoài Ket quả hơi ẩm có xu hướng thẩm thấu vào phòng qua kết cấu baoche

- Đối với kho xây, hơi ẩm khi xâm nhập có thể làm ẩm ướt lóp cách nhiệt làmmất tính chất cách nhiệt của lóp vật liệu Vĩ vậy kho lạnh xây cần phải được quét hắc ín

và lót giấy dầu chống thấm Giấy dầu chống thấm cần lót hai lóp, các lớp chồng mí lênnhau và phải dán băng keo kín, tạo màn cách ẩm liên tục trên toàn bộ diện tích nền kho

- Đối với kho panel bên ngoài và bên trong kho có các lớp tôn nên không có khảnăng lọt ẩm Tuy nhiên cần tránh các vật nhọn làm thủng vỏ panel dẫn đến làm ẩm ướtlớp cách nhiệt Vĩ thế trong các kho lạnh người ta thường làm hệ thống palet bằng gỗ để

đỡ cho panel tránh xe đẩy, vật nhọn đâm vào trong quá trình vận chuyển đi lại Giữa cáctấm panel có lắp ghép có khe hở nhỏ cần làm kín bàng Silicon, sealant Bên ngoài cáckho trong nhiều nhà máy người ta chôn các dãy cột cao khoảng 0,8m phòng ngừa các xechở hàng va đập vào kho lạnh gây hư hỏng

1.2.4.2 Hiện tượng cơi nền do băng

Kho lạnh bảo quản lâu ngày, lạnh truyền qua kết cấu cách nhiệt xuống nền đất Khinhiệt độ xuống thấp nước kết tinh thành đá lớn làm cơi nền kho lạnh, phá hủy kết cấuxây dựng

Để phòng hiện tượng cơi nền người ta sử dụng các biện pháp sau:

a Tạo khoảng trống phía dưới để thông gió nền: lắp đặt kho lạnh trên các con

lươn hoặc trên hệ thống khung đỡ

Các con lươn thông gió được xây dựng bằng bê tông hoặc gạch thẻ, cao khoảng 100

-ỉ-200 mm đảm bảo thông gió tốt Khoảng cách giữa các con lươn tối đa 400 mm Be mặt các con lươn dốc về hai phía 2% để tránh đọng nước

b Dùng điện trở để sấy nền: đây là biện pháp đơn giản, dễ lắp đặt, nhưng chi phí

vận hành khá cao, đặc biệt khi kích thước kho lớn Vĩ vậy biện pháp này ít sử dụng

c Dùng các ống thông gió nền: đối với kho có nền xây, để tránh đóng băng nền ,

biện pháp kinh tế nhất là sử dụng các ống thông gió nền Các ống thông gió là ống PVCđường kính 0100 mm, bố trí cách quãng 1000 -ỉ-1500 mm, đi ziczãc phía dưới nền, haiđầu thông lên khí trời

Trong quá trình làm việc, gió thông vào ống, trao đổi nhiệt với nền đất và sưởi ấmnền, ngăn ngừa đóng băng

1.2.4.3 Hiện tượng lọt không khí

Khi xuất nhập hàng hoặc mở cửa thao tác kiểm tra, không khí bên ngoài sẽ thâmnhập vào kho gây ra tổn thất nhiệt đáng kể và làm ảnh hưởng chế độ bảo quản

Quá trình thâm nhập này thực hiện như sau: gió nóng bên ngoài chuyển động vàokho lạnh từ phía trên cửa và gió lạnh trong phòng ùa ra ngoài từ phía dưới nền

Quá trình thâm nhập của không khí bên ngoài vào kho lạnh không những làm mấtlạnh của phòng mà còn mang theo một lượng hơi ẩm vào phòng và sau đó tích tụ trên cácdàn lạnh ảnh hưởng đến hiệu quả làm việc của hệ thống

Đe ngăn ngừa hiện tượng đó người ta sử dụng nhiều biện pháp khác nhau:

+ Sử dụng quạt màn tạo màn khí ngăn chặn sự trao đổi không khí bên ngoài và bên trong

+ Làm cửa đôi: cửa ra vào kho lạnh có hai lóp riêng biệt làm cho không khí bên trongkhông bao giờ thông với bên ngoài Phuơng pháp này bất tiện vĩ chiếm thêm diện tích,xuất nhập hàng khó khăn, giảm mỳ quan công trình nên ít sử dụng Nhiều hệ thống kholạnh lớn người ta làm hẳn cả một kho đệm Kho đệm có nhiệt độ vừa phải, có tác dụngnhư lớp đệm tránh không khí bên ngoài xâm nhập vào kho lạnh

11+ Sử dụng cửa sổ nhỏ để vào ra hàng Các cửa này được lắp đặt trên tường ở độ caothích họp và có kích thước cỡ 600 X 600 mm .

+ Sử dụng màn nhựa: treo ở cửa ra vào một tấm màn nhựa được ghép từ nhiều mảnhnhỏ Phương pháp này hiệu quả tương đối cao, đồng thời không ảnh hưởng đến việc đilại

Nhựa chế tạo màn cửa phải đảm bảo khả năng chịu lạnh tốt và có độ bền cao Cửađược ghép từ các dải nhựa rộng 200 mm, các mí gấp lên nhau một khoảng ít nhất 50 mm,vừa đảm bảo thuận lợi đi lại nhưng khi không có người vào ra thi màn che vẫn rất kín

1.2.4.4 Tuần hoàn gió trong kho lạnh

Đe tạo điều kiện thuận lợi cho việc tuần hoàn gió trong phòng khi thiết kế và sử dụng,cần phải chú ý các công việc sau:

* sẳp xếp hàng hợp lý

Việc sắp xếp hàng trong kho phải tuân thủ các điều kiện :

- Thuận lợi cho việc thông gió trong kho để tất cả các khối hàng đều được làm lạnh tốt

- Đi lại kiểm tra, xem xét thuận lợi

- Đảm bảo nguyên tắc hàng nhập trước xuất trước, nhập sau xuất sau

- Hàng bố trí theo từng khối, tránh nằm rời rạc khả năng bốc hơi nước lớn làm giảmchất lượng thực phẩm

Khi sắp xếp hàng trong kho phải chú ý để chừa các khoảng hở họp lý giữa các lôhàng và giữa lô hàng với tường, trần, nền kho để cho không khí lưu chuyển và giữ lạnhsản phẩm Đối với tường việc xếp cách tường kho một khoảng còn có tác dụng khôngcho hàng nghiêng tựa lên tường, vĩ như vậy có thể làm bung các tấm panel cách nhiệtnếu quá nặng Khoảng cách tối thiểu về các phía cụ thể nêu trong bảng 1.1

Trong kho cần phải chừa các khoảng hở cần thiết cho người và các phương tiện bốc

dỡ đi lại Bề rộng tùy thuộc vào phương pháp bốc dỡ và thiết bị thực tế Nếu khe hở hẹp

Bảng ỉ ỉ Khoảng cách xếp hàng trong kho.

1 -ỉ-1,5 dm 2 -ỉ- 8 dm 50 dm

12khi phương tiện đi lại va chạm vào các khối hàng có thể làm đổ, mất an toàn và làm hưhỏng sản phẩm.

Phía dưới dàn lạnh không nên bố trí hàng để người vận hành dễ dàng xử lý khi cầnthiết

* Sử dạng hệ thống kênh gió để phân phối

Đối với các kho lạnh dung tích lớn , cần thiết phải sử dụng các kênh gió để phân phốigió đều trong kho Nhờ hệ thống kênh gió thiết kế họp lý gió sẽ được phân bố đều hơnđến nhiều vị trí trong kho

I.2.4.5 Xả băng dàn lạnh

Không khí khi chuyển dịch qua dàn lạnh, nhưng kết một phần hơi nước ở đó quátrình tích tụ càng lâu lớp tuyết càng dày Việc bám tuyết ở dàn lạnh dẫn đến nhiều sự cốcho hệ thống lạnh như: nhiệt độ kho lạnh không đạt yêu cầu, thời gian làm lạnh lâu, ngậpdịch, cháy động cơ điện

Sở dĩ như vậy là vĩ:

- Lớp tuyết bám bên ngoài dàn lạnh tạo thành lớp cách nhiệt, ngăn cản quá trình traođổi nhiệt giữa môi chất và không khí trong buồn lạnh Do đó nhiệt độ buồng lạnh khôngđạt yêu cầu, thời gian làm lạnh kéo dài Mặt khác, môi chất lạnh trong dàn lạnh do khôngnhận được nhiệt để hóa hơi nên một lượng lớn hơi ẩm được hút về máy nén gây ra ngậplỏng máy nén

- Khi tuyết bám nhiều, đường tuần hoàn của gió trong dàn lạnh bị nghẽn lưu lượng giógiảm, hiệu quả trao đổi nhiệt cũng giảm theo, trở lực lớn, quạt làm việc quá tải và động

cơ điện có thể bị cháy

- Trong một số trường họp tuyết bám quá dày làm cho cánh quạt bị ma sát không thểquay được và sẽ bị cháy, hỏng quạt

Để xả tuyết cho dàn lạnh người ta thường sử dụng ba phương pháp sau đây:

a Dùng gas nóng-, phưcmg pháp này rất hiệu quả vĩ quá trình cấp nhiệt xả băng

thực hiện từ bên trong Tuy nhiên, phương pháp xả băng bằng gas nóng cũng gây nguyhiểm do chỉ thực hiện khi hệ thống đang hoạt động, khi xả băng quá trình sôi trong dànlạnh xảy ra mãnh liệt có thể cuốn theo lỏng về máy nén Vĩ thế chỉ nên sử dụng trong hệthống nhỏ hoặc hệ thống có bĩnh chứa hạ áp

b Xả băng bằng nước: phương pháp dùng nước hiệu quả cao, dễ thực hiện, đặc

biệt trong các hệ thống lớn Mặt khác khi xả băng bằng nước người ta đã thực hiện hútkiệt gas và dùng máy nến trước khi xả băng nên không sợ ngập lỏng khi xả băng

Tuy nhiên, khi xả băng, nước có thể bắn tung tóe ra các sản phẩm trong buồng lạnh vàkhuếch tán vào không khí trong phòng, làm tăng độ ẩm của nó, lượng ẩm này tiếp tụcbám lại trên dàn lạnh trong quá trình vận hành kế tiếp Vĩ thế biện pháp dùng nướcthường sử dụng cho hệ thống lớn, tuyết bám nhiều, ví dụ như trong các hệ thống cấpđông

c Dùng điện trở: trong các kho lạnh nhỏ, các dàn lạnh thường sử dụng phương

pháp xả băng bằng điện trở

Cũng như phương pháp xả băng bằng nước, phương pháp dùng điện trở không sợngập lỏng Mặt khác, xả băng bàng điện trở không làm tăng độ ẩm trong kho Tuy nhiênphương pháp dùng điện trở chi phí điện năng lớn và không dễ thực hiện Các điện trở chỉđược lắp đặt sẵn do nhà sản xuất thực hiện

1.3 Tổng quan về công nghệ bảo quản thủy sản đông lạnh

1.3.1 Các yếu tố ảnh hưởng đến sản phẩm trong quá trình bảo quản đông 1.3.1.1 Ảnh hưởng các yếu tố bên ngoài

- Môi trường: nhiệt độ môi trường có ảnh hưởng rất lớn đến chất lượng của sản phẩm

bảo quản như nhiệt độ, độ ẩm, làm ảnh hưởng đến các thiết bị và cấu trúc kho lạnh từ

đó ảnh hưởng lên sản phẩm

- Cấu trúc kho: nếu cấu trúc kho cách nhiệt và cách ẩm không tốt và cấu trúc không

họp lý thì kho sẽ bị dao động nhiệt độ nhiều làm cho có hiện tượng tan chảy và tái kếttinh của các tinh thể nước đá sẽ làm cho sản phẩm bảo quản bị giảm trọng lượng và khốilượng

- Chế độ yận hành máy lạnh: nếu vận hành không hợp lý làm cho hệ thống máy lạnh

hoạt động không ổn định để cho nhiệt độ dao động nhiều sẽ làm cho sản phẩm bị giảmkhối lượng và chất lượng nhiều

- Chất lượng của hệ thống máy lạnh và chế độ bảo trì hệ thống lạnh cũng ảnh hưởng

lớn đến sản phẩm bảo quản

- Thời gian bảo quản sản phẩm: thời gian bảo quản sản phẩm càng dài thi khối lượng

và chất lượng sản phẩm sẽ bị giảm sút

1.3.1.2 Ảnh hưởng của các yếu tố bên trong Để có sản phẩm có chất lượng tốt

cần đảm bảo điều kiện bảo môi trường trong kho được ổn định theo đúng quy trình công nghệ đề ra như:

- Nhiệt độ bảo quản: nhiệt độ bảo quản thực thẩm phải được lựa chọn trên cơ sở kinh

tế và kỳ thuật Nó phụ thuộc vào từng loại sản phẩm và thời gian bảo quản sản phẩm.Thời gian bảo quản càng lâu đòi hỏi nhiệt độ bảo quản càng thấp Các mặt hàng trữ đôngcần bảo quản ở nhiệt độ ít nhất bằng nhiệt độ của sản phẩm sau cấp đông tránh không đểxảy ra quá trình tan chảy và tái kết tinh lại của các tinh thể nước đá làm giảm trọng lượng

và chất lượng sản phẩm

- Độ ẩm của không khí trong kho lạnh: độ ẩm của không khỉ trong kho có ảnh

hưởng rất lớn đến chất lượng sản phẩm khi sử dụng Bởi vĩ độ ẩm của không khí trongkho có liên quan mật thiết đến hiện tượng thăng hoa của nước đá trong sản phẩm Do vậytùy từng loại sản phẩm cụ thể mà ta chọn độ ẩm của không khí cho thích hợp

- Tốc độ không khí trong kho lạnh: không khí chuyển động trong kho có tác dụng lấy

đi lượng nhiệt tỏa ra của sản phẩm bảo quản, nhiệt truyền vào do mở cửa, do cầu nhiệt,

do người lao động, do máy móc thiết bị hoạt động trong kho Ngoài ra còn đảm bảo sựđồng đều nhiệt độ, độ ẩm và hạn chế nấm mốc hoạt động

1.3.2 Những biến đổi của sản phẩm trong quá trình bảo quản đông

I.3.2.I Những biến đổi về vật lý

Sau khi làm đông, trong thời gian bảo quản trong kho có hiện tượng tan chảy vàtái kết tinh lại thành các tinh thể nước đá Trong quá trình bảo quản ở nhiệt độ khoảng -

18 -i- -25°c nếu có sự dao động nhiệt độ sẽ có hiện tượng tan chảy và tái kết tinh củanước đá Khi nhiệt độ tăng thì tất cả các tinh thể nước đá có điểm băng thấp hơn nhiệt độ

đó sẽ bị tan chảy Khi nhiệt độ hạ thấp dưới điểm băng của phần nước này thi chúng sẽtái kết tinh lại nhưng không hĩnh thành tinh thể mới mà có xu hướng di chuyển về cáctinh thể chưa bị hòa tan và kết tinh vào đó Hậu quả là số lượng các tinh thể nước đátrong sản phẩm giảm nhưng kích thước của chúng thi lại tăng lên và đến một mức nào đóchúng gây chèn ép làm rách vỡ tế bào và gây hủy hoại cấu trúc mô tạo ra nhiều khe hở

ăn thông từ bên trong ra bên ngoài sản phẩm Khi tan giá và làm ấm để sử dụng sảnphẩm đông lạnh thi nước và các chất tan trong nước sẽ thoát ra ngoài theo các khe hởnày gây nên hiện tượng mất trọng lượng và chất lượng của sản phẩm Tổn thất này là lớnnhất trong tất cả các dạng tổn thất về trọng lượng và chất lượng sản phẩm

Đe tránh hiện tượng kết tinh lại của nước đá thi trong quá trình bảo quản nhiệt độ

phải ổn định, mức dao động của nhiệt độ cho phép là ± l°c.

1.3.2.2 Những biến đổi về hóa học

Trong quá trình bảo quản đông thi có những biến đổi về hóa học nhưng các phản ứng đều bị chậm lại do nhiệt độ thấp

Các phản ứng đặc trưng:

- Phản ứng phân giải của glucozen tạo ra axitlactic sẽ làm cho pH của thực phẩmgiảm

- Phản ứng melanoidin: axitamin + đường khử —»melanin có màu nâu đen

- Triglyxerit ( thủy phân) —» glyxerin + 3 axit béo tự do bị oxi hóa tạo ra các sảnphẩm của phản ứng oxi hóa lipit có màu nâu tối, xấu, có mùi vô cùng khó chịu,

có tính độc

* Chú ý : + Trong thời gian làm đông phản ứng xảy ra vô cùng bé

+ Nếu thời gian bảo quản đông càng dài và không có biện pháp khắc phụcthì sản phẩm bị hư hỏng do nguyên nhân chủ yếu là phản ứng oxi hóa lipit

1.3.2.3 Những biến đổi về hóa sinh

- Khi nhiệt độ hạ thấp dưới nhiệt độ thích họp tới gần điểm băng thì hoạt động củaenzyme bị giảm

- Khi nhiệt độ hạ xuống < -8°C: một so enzyme ngừng hoạt động, số còn lại hoạtđộng yếu ớt

- Khi nhiệt độ hạ thấp < -18°C: hầu hết các enzyme ngừng hoạt động ngoại trừenzyme xúc tác cho phản ứng thủy phân lipit và phản ứng oxi hóa lipit nhưng chúnghoạt động rất yếu Tuy nhiên nếu như thời gian trữ đông kéo dài đến vài tháng hoặchơn một năm thi phản ứng xảy ra đáng kể và có khả năng làm hư hỏng sản phẩm

I.3.2.4 Những biến đổi về vi sinh

- Khi nhiệt độ nhỏ hơn nhiệt độ thích họp của vi sinh vật (vsv) nhưng chưa dướiđiểm băng thi vsv bị ức chế, hoạt động yếu hơn

- Khi nhiệt độ thấp hơn nhiệt độ điểm băng thi nước đóng băng và nếu đóng chậmthi các tinh thể nước đá to có thể gây rách màng tế bào làm cho một số vsv bị chết, sốcòn lại rơi vào trạng thái không hoạt động hoặc hoạt động rất yếu

- Khi nhiệt độ hạ xuống < -8°c thi hầu hết các loài vi khuẩn ngừng hoạt động nhưngnấm mốc nấm men còn hoat động được

- Khi nhiệt độ hạ thấp < -12°c thi cả vi khuẩn, nấm mốc, nấm men ngừng hoạt động nhưng một số vi khuẩn chịu lạnh vẫn còn hoạt động được nên chưa an toàn

- Khi nhiệt độ hạ thấp < -18°c gần như không còn vi sinh vật nào còn hoạt động

được nên bảo quản sản phẩm ở nhiệt độ từ -18 -ỉ- -25°c là vừa an toàn và vừa kinh tế.

Chương 2 KHẢO SÁT CÔNG TRÌNH, CHỌN PHƯƠNG ÁN

THIẾT KẾ TÍNH CẤU TRÚC KHO LANH

•

2.1 Khảo sát mặt bằng xây dựng kho lạnh

2.1.1 Chọn địa điểm xây dựng kho lạnh

Chọn địa điểm kho lạnh là công tác không thể thiếu và đóng vai trò quan trọngtrong quá trình thiết kế và xây dựng kho Khi chọn địa điểm thi ta phải biết được cácthông số về khí tượng thuỷ văn, địa lí Từ đó đề ra các phương án thiết kế và xây dựngkho cho thích họp để làm cho công trình có giá thành thấp nhất và chất lượng công trình

là tốt nhất, cũng tránh được các rủi ro do thiên tai gây ra như thiên tai, lũ lụt tại địaphương xây dựng kho

Kho được xây dựng tại công ty chế biến thủy sản F90, số 1 - ĐƯỜNG PHƯỚCLONG - BÌNH TÂN - NHA TRANG

2.1.2 Các thông số về địa lỷ và khí tượng tại nơi lắp kho lạnh

Các thông số này đã được thống kê trong nhiều năm, khi tính toán để đảm bảo độ

an toàn cao thi ta thường lấy các giá trị cao nhất (chế độ khắc nghiệt nhất) từ đó sẽ đảmbảo kho vận hành là an toàn trong mọi điều kiện có thể xảy ra mà ta đã ước tính

Các thông số môi trường bên ngoài kho lạnh được trình bày theo bảng 2.1

2.1.3 Các thông số thiết kế bên trong kho lạnh

- Nhiệt độ bảo quản: nhiệt độ bảo quản thực thẩm phải được lựa chọn trên cơ sở kinh

tế và kỹ thuật Nó phụ thuộc vào từng loại sản phẩm và thời gian bảo quản sản phẩm.Thời gian bảo quản càng lâu đòi hỏi nhiệt độ bảo quản càng thấp

Tại công ty chế biến hải sản xuất khẩu F90 chủ yếu chế biến tôm và cá phi lê nên thời gian bảo quản thường ít hơn 10 tháng vĩ thế chọn nhiệt độ bảo quản sản phẩm là

- 20 °C

Bảng 2.1 Thông sổ về khí hậu tại Nha Trang.

(Bảng 2-3, [ 1 , 2 8 ] )

- Độ ẩm của không khí trong kho lạnh: sản phẩm do công tỵ chế biến ra đều được

bao gói bằng nhựa PE và giấy Cactong khi đưa vào kho lạnh để bảo quản cho nên chọn

độ ẩm của không khí trong kho ọ > 85%

- Tốc độ không khí trong kho lạnh: ở công ty chế biến hải sản F90, sản phẩm được

bao gói cách ẩm nên thiết kế không khí bong kho đối lưu cưỡng bức bàng quạt gió vớivận tốc V = 3 m/s

2.1.4 Kiểu kho lạnh xây dựng

Dựa vào những phân tích về ưu nhược điểm của kho xây và kho lắp ghép như phântích ở phần 1.2.3 mà ta chọn phương án xây kho ở đây là phương án lắp ghép kho bằngcác tấm panel tiêu chuẩn mặc dù giá thành hơi đắt nhưng kho sẽ có chất lượng tốt hơn từ

đó giảm chi phí vận hành và điều quan trọng là sản phẩm sẽ có chất lượng cao hơn.Mục đích của việc xây kho là dùng để làm căn cứ để chọn máy nén và để tính toán nhiệt tải

V - thể tích kho lạnh,

m3.Với E = 400 tấn

2.2.1.2 Diện tích chất tải của kho lạnh:

Diện tích chất tải của kho lạnh được tính theo công thức

(Bảng 2-4, [ 1 , 3 0 ] )

1 9

3 6

[1,29]

Trong đó:

F - diện tích chất tải, m2;

h - chiều cao chất tải, m

Chiều cao chất tải của kho phụ thuộc vào bao bĩ đựng hàng và phương tiện bốc xếp,đối với kho đang thiết kế chủ yếu bốc xếp bằng tay nên chọn chiều cao h = 2,8m,chiềucao kho là 4,5m

Vậy ta có diện tích chất tải là:

Chọn tấm panel như sau: Chiều rộng panel là l,2m.

Chiều dài panel là 4,5m.

Chọn chiều dài kho lạnh : L = 36 m

Vậy gf = 0,45 X 2,8 = 1,26 tấn/m2.

Với tải trọng nền như vậy thi panel sàn đủ điều kiện chịu được lực nén, bởi vĩ độ chịu nén của panel tiêu chuẩn là 0,2 0,29 Mpa [ 3,52 ]

2.2.2 Quy hoạch mặt bằng kho lạnh

2.2.2.I 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, bảoquản phù hợp với dây chuyền công nghệ sao cho hiệu quả sản xuất kinh doanh cao Đểđạt được mục đích đó trong quy hoạch ta cần phải tuân thủ các yêu cầu sau

- Phải bố trí các buồng lạnh phù họp với dây chuyền công nghệ Sản phẩm đi theodây truyền không gặp nhau, không đan chéo nhau Các cửa ra vào của buồngchứa phải quay ra hành lang Cũng có thể không cần hành lang nhưng sản phẩmtheo dây chuyền không được đi ngược

Quy hoạch cần phải đạt chi phí đầu tư thấp nhất, cần sử dụng rộng rãi các cấukiện tiêu chuẩn giảm đến mức thấp nhất các diện tích phụ nhưng phải đảm bảotiện nghi Giảm công suất thiết bị đến mức thấp nhất

Quy hoạch mặt bằng cần phải đảm bảo sự vận hành tiện lợi và rẻ tiền

Quy hoạch phải đảm bảo lối đi và đường vận chuyển thuận lợi cho việc bốc xếpthủ công hoặc cơ giới đã thiết kế

- Chiều rộng kho lạnh nhiều tầng không quá 40 m

- Chiều rộng của kho lạnh một tầng phải phù hợp với khoảng vượt lớn nhất 12m,thường lấy 12; 24; 36; 48; 60 hoặc 72 m.

- Chiều dài kho lạnh có đường sắt nên chọn để chứa được 5 toa tàu lạnh bốc xếpđược cùng một lúc

- Chiều rộng sân bốc dỡ đường sắt 6 -ỉ- 7,5 m, sân bốc dỡ ô tô cũng vậy

- Trong một vài trường họp, kho lạnh có sân bốc dỡ nối liền rộng 3,5m nhưngthông thường các kho lạnh có hành lang nối ra cả 2 phía, chiều rộng 6m

- Kho lạnh dung tích tới 600 tấn không bố trí đường sắt, chỉ có một sân bốc dỡ ô tôdọc theo chiều dài đảm bảo mọi phương thức bốc dỡ

- Đe giảm tổn thất nhiệt qua kết cấu bao che, các buồng lạnh được nhóm lại từngkhối 1 với một chế độ nhiệt độ

- Mặt bằng kho lạnh phù hợp với hệ thống lạnh đã chọn Điều này đặc biệt quantrọng đối với kho lạnh 1 tầng vĩ không phải luôn luôn đảm bảo đưa được môi chấtlạnh từ các thiết bị lạnh về, do đó phải chuyển sang sơ đồ lớn hơn với việc cấplỏng từ dưới lên

- Mặt bằng kho lạnh phải đảm bảo kỳ thuật, an toàn phòng cháy, chữa cháy

- Quy hoạch cũng cần phải tính đến khả năng mở rộng kho lạnh Phải để lại mộtmặt múp tường để có thể mở rộng kho lạnh

2.2.2.2 Chọn mặt bằng xây dựng

Ngoài những yêu cầu chung đã nêu ở phần trên thì khi chọn mặt bằng xây dựngcần phải chú ý đến nền móng kho lạnh phải vững chắc do đó phải tiến hành khảo sát vềnền móng và mực nước

Việc gia cố nền móng nhiều khi dẫn đến việc tăng đáng kể vốn đầu tư xây dựng.Neu mực nước quá lớn, các nền móng và công trình phải có biện pháp chống thấm ẩm

Do nhiệt thải ở thiết bị ngưng tụ của một kho lạnh là rất lớn nên ngay từ khi thiết

kế cần phải tính đến nguồn nước để giải nhiệt Cũng như nguồn nước, việc cung cấp điệnđến công trĩnh, giá điện và xây lắp công trình điện cũng là một vấn đề cần được quantâm vĩ nó sẽ ảnh hưởng đến vốn đầu tư ban đầu

2.2.2.3 Sơ đồ mặt bằng kho lạnh

Sơ đồ mặt bằng kho lạnh được thể hiện qua hĩnh 2.1 :

Hình 2.2 Mặt cắt dọc theo chiều dài kho.

2.2.3 Cấu trúc xây dựng kho lạnh

Kho lạnh luôn khác với các công trình xây dựng khác ở chỗ môi trường bên trongkho lạnh luôn luôn duy trì ở nhiệt độ tương đối thấp, độ ẩm tương đối cao so với môitrường bên ngoài Do sự chênh lệch nhiệt độ lớn nên luôn có một dòng nhiệt và mộtdòng ẩm xâm nhập từ môi trường bên ngoài vào kho lạnh, dòng nhiệt tổn thất ảnh hưởngđến việc chọn năng suất lạnh và chi phí cho một đơn vị lạnh Dòng ẩm có tác động xấuđến vật liệu cách nhiệt làm giảm tuổi thọ của vật liệu cách nhiệt và mất khả năng cáchnhiệt

Từ những yếu tố phân tích trên, ta thấy vai trò của cấu trúc cách nhiệt đối với kholạnh là rất lớn Để cho kho lạnh có chất lượng tốt đảm bảo được yêu cầu chế độ bảo quảnsản phẩm như nhiệt độ, độ ẩm, chi phí vận hành kho giảm và tuổi thọ của kho dài, thi cấutrúc xây dựng và cách nhiệt cách ẩm phải đáp ứng được yêu cầu sau:

+ Đảm bảo độ bền vững lâu dài theo tuổi thọ dự kiến của kho( 25 năm đối với kholạnh nhỏ, 50 năm đối với kho lạnh trung bĩnh, 100 năm đối với kho lạnh lớn và rấtlớn)

+ Chịu được tải trọng của bản thân và của hàng hoá bảo quản xếp trên nền hoặc treotrên giá, treo ở tường hoặc trần

+ Phải chống được ẩm xâm nhập từ bên ngoài vào và bề mặt tường bên ngoài không

Do kho lạnh xây dựng theo phương án lắp ghép nên toàn bộ kho được đặt trênnền nhà xưởng, nền được đầm một lớp đất đá đảm bảo không bị lún khi có vật nặng đèlên, phía trên được đổ một lớp bêtông chịu lực

Nen kho lạnh được thiết kế cao khoảng 0,925m so với mặt sân Như vậy rất thuậntiện cho việc bốc xếp hàng hoá lên xe và luôn giữ cho kho được khô ráo tránh úng ngậptrong mùa mưa.

Kết cấu nền kho phụ thuộc vào nhiều yếu tố:

- Nhiệt độ kho lạnh

- Tải trọng bảo quản hàng

- Dung tích kho lạnh

Yêu cầu của nền phải có độ rắn chắc, tuổi thọ cao, vệ sinh dễ dàng, dễ thoát nước

Tải trọng của hàng bảo quản sẽ chi phối đến độ rắn chắc của nền, khả năng chịulún của nền Neu tải trọng hàng bảo quản càng lớn thi cấu trúc nền kho lạnh phải thiết kế

có độ chịu nén cao

Cấu trúc nền kho lạnh gồm có:

- Lóp cách nhiệt, cách ẩm là các tấm panel tiêu chuẩn

-Các con lươn được đúc bằng bêtông hoặc xây bàng gạch để tạo sự thông thoáng hạn chế rỉ sét cho panel nền, tránh hiện tượng cơi nền

- Lóp bê tông chịu lực

+ Tỷ trọng, 30 -i- 40 kg/m3

+ Độ chịu nén, 0,2 0,29 Mpa

+ Hệ số dẫn nhiệt X, = 0,018 0,023W/mK.

+ Phương pháp lắp ghép, ghép bằng khoá camlocking hoặc ghép bằng mộng âmdương

2.2.3.3 Cấu trúc mái che kho lạnh

Mái che kho lạnh đang thiết kế có nhiệm vụ bảo vệ cho kho trước những biến đổicủa thời tiết nắng mưa, bảo vệ sự làm việc của công nhân, che chắn cho hệ thống máylạnh, nên mái kho phải đạt được những yêu cầu sau

Mái kho phải đảm bảo che mưa che nắng tốt cho cấu trúc kho và hệ thống lạnh Máikho không được đọng nước, không được thấm nước, độ dốc của mái che kho ít nhất phải

là 2% Vĩ vậy trong phương án thiết kế này chọn mái kho bằng tôn màu xanh lá cây,nâng đỡ bàng bộ phận khung sắt

Cấu trúc mái được thể hiện rõ hơn ở hĩnh 2.4 sau đây

Hình 2.4 Cấu trúc mải kho lạnh.

2.2.3.4 Cấu trúc cửa và màn chắn khí

- Kho lạnh đang thiết kế chỉ có một buồng lớn nên có 2 cửa ra vào và 10 cửa nhỏ lấy hàng

- Kích thước cửa lớn: L800 X HI 800 X 125 mm

- Kích thước cửa nhỏ(cửa bàn lề) 600 X 600 X 125 mm

Bên trong mỗi cửa có bố trí màn chắn khí làm bàng nhựa dẻo PVC Stripcutain, chiềurộng mỗi dải là 200 mm chồng mí lên nhau 50 mm cấu trúc cửa là một tấm cách nhiệt,

có bản lề tự động, xung quanh có đệm kín bằng cao su, có bố trí nam châm mạnh để hútchặt cửa đảm bảo độ kín và giảm thất thoát nhiệt, cửa có thể mở được từ bên trong đểtránh sự cố

Tôn lợp mái

k = 1 [ 1, 64 ]

a 1 1 = 1^1 ^ cn a 2

2.2.4 Tính toán cách nhiệt, cách ẩm kho lạnh

Cách nhiệt buồng lạnh có nhiệm vụ hạn chế dòng nhiệt tổn thất từ ngoài môitrường có nhiệt độ cao vào buồng lạnh có nhiệt độ thấp qua kết cấu bao che Chất lượngcủa vách cách nhiệt phụ thuộc chủ yếu vào tính chất của vật liệu cách nhiệt Đe đảm bảotốt hiệu quả cách nhiệt thi cấu trúc cách nhiệt phải có tính chất cách nhiệt và một số tínhchất khác Trong tính toán chiều dày cách nhiệt phải chính xác và kinh tế

2.2.4.I Tính toán chiều dày cách nhiệt

Chiều dày lớp cách nhiệt được tính từ biểu thức hệ số truyền nhiệt k cho váchphẳng nhiều lớp

Trong đó :

ai - là hệ số toả nhiệt của môi trường bên ngoài (phía nóng) tới

vách cách nhiệt, W/m2K;

a2 - là hệ số to ả nhiệt của vách buồng lạnh và buồng lạnh, W/m2K;

õi - là chiều dày của lớp vật liệu thứ I, m;

Xi - là hệ số dẫn nhiệt của lớp vật liệu thứ i, W/mK; ôcn- là chiều

dày của lớp vật liệu cách nhiệt, m;

Xcn - là hệ số dẫn nhiệt của vật liệu cách nhiệt, W/mK;

Với polyurethan ta chọn Xcn = 0,023 W/mK [3,52]

k - là hệ số truyền nhiệt của vách, W/m2K

Đe hiểu rõ hơn về các thông số của panel ta cùng xem bảng 2.2 sau :

Bảng 2.2 Thông số các lớp vật liệu của panel.

(Bảng 3-3,[1,63])(Bảng 3-7,[1,65])(Bảng 3-7,[1,65])

Kho bảo quản đông được thiết kế với chế độ trong kho là - 20 °c Không khí

được đối lưu cưỡng bức vừa phải

Do dưới nền kho được để thoáng bằng các con lươn nên hệ số toả nhiệt (Xi và hệ

số truyền nhiệt k được lấy bằng giá trị so với

Bề dày của panel là : ỏ panel = ỎCN + 2ỏ t + 2Ỏ S = 105,9 +1.5 X 2 + 0.5 X 2 = 109,9 mm

Cấu tạo của panel sẽ được lắp cho kho lạnh có cấu tạo như hĩnh 2.5

mm

2.2.4.2 Tính kiểm tra đọng sương

Đe vách không đọng sương thi hệ số truyền nhiệt thực phải thoả mãn điều kiệnsau: Kt < Ks Đe an toàn thi Kt < 0,95 X Ks

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

Ks = — — X a,

ti - *2

Trong đó : ti - là nhiệt độ không khí ngoài môi trường ti = 36,6 °C;

t2 - là nhiệt độ không khí trong kho lạnh t2 = - 20 °C; ts - là nhiệt

độ điểm sương của không khí ngoài môi trường,°c.

Từ đồ thị (h - x) và ti = 36,6 °C; ọ = 0,79 => t, = 33 °c.

Vậy ta có: K, = 36,6 T 33 x23,3 -1,481 W/m2K

36,6 — ( — 2 0 )Xét Kt < 0,95 X Ks o 0,1845 < 1,406 (thoả mãn)

2.2.4.3 Cấu trúc cách ẩm của kho

Cấu trúc cách ẩm đóng vai trò quan trọng đối với kho lạnh Nó có nhiệm vụ ngănchặn dòng ẩm xâm nhập từ bên ngoài môi trường vào trong kho lạnh qua cấu trúc baoche Đối với kho lạnh lắp ghép cấu trúc cách ẩm là lớp tôn bọc lớp cách nhiệt, tôn là vậtliệu có hệ số dẫn ẩm nhỏ gần như bằng không do đó việc cách ẩm đối với kho lạnh lắpghép là rất an toàn

Chương 3: TÍNH TOÁN NHIỆT TẢI, CHỌN MÁY NÉN LẠNH VÀ

CÁC THIẾT BỊ CHO HỆ THÓNG LẠNH3.1 Tính nhiệt tải

3.1.1 Mục đích.

Tính nhiệt tải kho lạnh là tính toán các dòng nhiệt khác nhau đi từ ngoài môitrường vào trong kho lạnh và các nguồn nhiệt khác nhau trong kho lạnh sinh ra Đâychính là dòng nhiệt tổn thất mà máy lạnh phải có đủ công suất để thải nó ra môi trường,

để đảm sự chênh lệch nhiệt độ ổn định giữa buồng lạnh và không khí bên ngoài

Mục đích tính nhiệt kho lạnh là để xác định năng suất lạnh của máy nén

3.1.2 Tính nhiệt tải

Dòng nhiệt tổn thất vào kho lạnh Q, được xác định bằng biểu thức:

Q = Ẻ Ổ Ì = Ổ I + Ổ 2 + Ổ 3 + Ổ 4 + Ổ 5 , W

1Trong đó:

Qi - dòng nhiệt đi qua kết cấu bao che của buồng lạnh, W;

Q2 - dòng nhiệt do sản phẩm toả ra trong quá trình xử lý lạnh, W;

Q3 - dòng nhiệt từ bên ngoài do thông gió buồng lạnh, W;

Q4 - dòng nhiệt từ các nguồn khác nhau khi vận hành kho lạnh, W;

Q 5 - dòng nhiệt từ sản phẩm toả ra khi sản phẩm hô hấp, w.

( Đối với kho bảo quản thuỷ sản lạnh đông thì Q3 = Q5 = 0)

- Đặc điểm của các dòng nhiệt này là thay đổi liên tục theo thời gian

Qi phụ thuộc chủ yếu vào nhiệt độ bên ngoài thay đổi theo giờ, ngày, mùa

Q2 phụ thuộc vào thời vụ

Q4 phụ thuộc vào quy trĩnh công nghệ chế biến và bảo quản

3.1.2.1 Dòng nhiệt xâm nhập qua kết cấu bao che Qi

Dòng nhiệt truyền qua kết cấu bao che, là tổng các dòng nhiệt tổn thất qua vách,trần và nền kho Do sự chênh lệch nhiệt độ giữa môi trường bên ngoài và bên trong, cộngvới các dòng nhiệt tổn thất do bức xạ mặt trời qua vách kho

Dòng nhiệt xâm nhập qua kết cấu bao che xác định theo công thức :

Trong đó:

Qn - dòng nhiệt qua tường bao, trần, nền do chênh lệch nhiệt độ, W;

Q12 - dòng nhiệt qua tường bao, trần, do ảnh hưởng của bức xạ Mặt trời, w

Các kích thước tính toán được:Chiều dài kho lạnh: L = 36 m

Chiều rộng kho lạnh: R = 10,8 - 2 X 0,125 = 10,55 m Chiều cao kho lạnh: H = 4,5 + 0,125 = 4,625 m kho lạnh được xây dựng độc lập, hành lang lấy hàng nằm ở hướng Đông, phòng máy nằm ở hướng Tây

a Tính dòng nhiệt truyền qua tường, trần và nền kho lạnh do chênh lệch nhiệt độ Qn

Kt - là hệ số truyền nhiệt thực của kết cấu bao che xác định theo

chiều dày cách nhiệt thực, K = 0,1845 w/m2k;

F - là diện tích bề mặt của kết cấu bao che, m2; ti

- là nhiệt độ bên ngoài môi trường, ti =36,6 °c t2

- là nhiệt độ trong kho lạnh, t2 = - 20 °c.

Do trần kho chịu bức xạ mặt trời chiếu vào mái kho lạnh làm bằng tôn nên phầnkhông khí phía dưới mái tôn bị bức xạ mặt trời nung nóng hơn nhiệt độ bên ngoài trờikhoảng 5 °c

b Tính dòng nhiệt qua trần và tường kho lạnh

do ảnh hưởng của bức xạ mặt trời Qi 2

Ta có Q12 = Q12Tr+Q12T,W+ Q121 r: tổn thất nhiệt qua trần do ảnh hưởng của bức

xạ mặt trời

Q1 2T r= Ktx FT rx A td uT r,W

Trong đó:

Kt - là hệ số truyền nhiệt thực của kết cấu bao che xác định theo

chiều dày cách nhiệt thực, K = 0,1845 w/m 2 k;

Vậy Qi2 T = 0,1845 X 36 X 4,625 X 8 = 245,754 w.

Do đó Q 1 2 = Qi2 Tr +Qi2 T = 1121,2 + 245,754 = 1366,954 w

Bảng 3.1 Bảng tính toán nhiệt xâm nhập qua kết cấu bao che

Hướng K ,W/m2K F ,mT- 2 ầt ,°c Qi,w

Q21 = M X (ii - i2 ) X 1000

0 ]

- Dòng nhiệt do chính sản phẩm toả ra Q21, W;

- Dòng nhiệt do bao bĩ mang vào Q22, W;

M - là khối lượng hàng hoá nhập vào kho bảo quản trong 1 ngày đêm

Đối với kho bảo quản M = (10 - 15%) X E Chọn M= 15%E nên M =60 tấn/ngày đêm

Chú ý: hàng hoá bảo quản trong kho bảo quản đã được cấp đông đến nhiệt độ bảo quản

tuy nhiên trong quá trình xử lý như: đóng gói, vận chuyển nhiệt độ sản phẩm tăng lên ítnhiều nên đối với sản phẩm bảo quản đông lấy nhiệt độ vào kho là -18 °c Theo ( B ả n g 4-2,[1,81] ) đối với cá, ta có: ii = 5000 J/kg

Ỉ2 = 0 (vĩ t2 = -20°c nhiệt độ bảo quản trong kho)

Do đó:

Q21 = 60 X (5000 - 0 ) X 1000 = 3472,2 w.

24x3600

b Tính dòng nhiệt do bao bì toả ra.

Dòng nhiệt do bao bĩ toả ra tính theo công thức:

24x3600

Trong đó :

Mb - là khối lượng bao bĩ đưa vào kho cùng sản phẩm, tấn/ngày đêm

Mb = 10% M = 6 tấn/ngày đêm; cb - là nhiệt dung riêng của bao bĩ cb = 1460 J/kgK

Nhiệt độ ti lấy bằng 5 -ỉ- 80c ,chọn ti = 8 °c.

Vậy suy ra

24*3600Vậy dòng nhiệt do sản phẩm và bao bĩ toả ra là:

Ö2 = Ö21 + Ö22 = 3 4 7 2 , 2 + 2 8 3 8 , 9 = 6 311,1 w

3.1.2.3 Dòng nhiệt do vận hành

Các dòng nhiệt do vận hành gồm :

Dòng nhiệt do đèn chiếu sáng Q 41

Dòng nhiệt do người làm việc trong kho Q42

Dòng nhiệt do động cơ điện Q43.

Dòng nhiệt do mở cửa Q44.

Dòng nhiệt do xả tuyết Q 45

a Tính dòng nhiệt do đèn chiếu sáng toả ra

Dòng nhiệt do đèn chiếu sáng toả ra xác định theo công thức:

Nhiệt lượng do một người toả ra khi làm việc nặng nhọc là 350, w/người

n: là số người làm việc trong kho lạnh Chọn n = 4 người.

Vậy Q42 = 3 5 0 X 4 = 1400 w.

c Dòng điện do các động cơ điện toả ra

Động cơ làm việc trong kho lạnh chỉ có động cơ quạt dàn lạnh

Dòng nhiệt này được xác định theo công thức

[ 3, 80 ]

[ 3, 79 ]

N: Là công suất động cơ điện quạt dàn lạnh, w.

Tổng công suất của động cơ điện quạt dàn lạnh lắp đặt trong kho lạnh phải lấy theothực tế thiết kế Tuy nhiên đến đây ta chưa chọn được dàn lạnh nên chưa biết cụ thể tổngcông suất động cơ điện của quạt dàn lạnh, vĩ vậy có thể lấy theo định hướng như sau:kholanh có chiều dài khá dài nên cần nhiều dàn lạnh.Do đó ta lấy lấy N = 16 KW

Vậy dòng nhiệt do động cơ điện toả ra là:

n - số lần xả tuyết,chọn n = 4

Ptì; - là khối lượng riêng của không khí, pkk =1,2 Kg/m3;

V - là dung tích kho lạnh, m3;

Cpkk - là nhiệt dung riêng của không khí, Cpkk=1011 J/KgK;

At - là độ chênh lệch nhiệt độ trước và sau khi xả tuyết của kho

lạnh At = 4=7 °c

+ Q5 = 0 do sản phẩm bảo quản không còn hô hấp.

3.1.3.3 Giá trị tính toán nhiệt tải

Kết quả tính toán của các thành phần nhiệt được trình bày ở bảng 3.4

Bảng 3.2 Giả trị của kết cấu kho lạnh.

Bảng 3.3 Giá trị tỉnh toán và chọn của kết cẩu cách nhiệt.

Chiều dày cách nhiệt 105,9 mm Hệ số

- Đe đảm bảo kho được cách nhiệt, cách ẩm tốt

- Do panel được chế tạo theo chiều dày tiêu chuẩn là 50, 75, 100, 125, mm

Bảng 3.4 Giá trị tỉnh toán nhiệt tải

Các thành phần nhiệt Giá trị tính toán,W Tổng, w

* Dòng nhiệt đi qua kết cấu bao che Qi

+ Dòng nhiệt qua tường bao, trần, nền do

chênh lệch nhiệt độ Qn :

- Vách kho phía Nam

- Vách kho phía Đông

509,51738,7

14145,954

+ Dòng nhiệt qua tường bao, trần, do ảnh

hưởng của bức xạ Mặt trời, Qi2 1366,954

* Dòng nhiệt do sản phẩm và bao bì toả ra

Q2

+ Dòng nhiệt do chính sản phẩm toả ra Q 21 3472,2 6311,1

+ Dòng nhiệt do bao bĩ mang vào Q 22 2838,9

* Dòng nhiệt từ bên ngoài do thông gió

3.1.4 Xác định phụ tải cho thiết bị và cho máy nén

3.1.4.1 Xác định tải nhiệt cho thiết bị

Tải nhiệt cho thiết bị là tải nhiệt dùng để tính toán diện tích bề mặt trao đổinhiệt cần thiết của thiết bị bay hơi Để đảm bảo được nhiệt độ trong kho trong nhữngđiều kiện bất lợi nhất, người ta phải tính toán tải nhiệt cho thiết bị là tổng các nhiệt tảithành phần có giá trị cao nhất Công suất yêu cầu của thiết bị bao giờ cũng phải lớn hơncông suất máy nén, phải có hệ số dự trữ nhằm tránh những biến động có thể xảy ra trongquá trình vận hành Vĩ thế tải nhiệt cho thiết bị được lấy bằng tổng của tất cả các tổn thấtnhiệt

QOTB = Qi + Q2 +Q3 + Q4 + Qs = 39127,044 = 39,127 KW Tải nhiệt thiết bị

bay hơi cũng là cơ sở để xác định tải nhiệt các thiết bị khác

3.1.4.2 Xác định tải nhiệt cho máy nén

Tải nhiệt của máy nén cũng được tính toán từ tất cả các tải nhiệt thành phầnnhưng tùy theo từng loại kho lạnh mà ta có thể lấy một phần của tải nhiệt đó

Do các tổn thất nhiệt trong kho lạnh không đồng thời xảy ra nên công suấtnhiệt yêu cầu thực tế sẽ nhỏ hơn tổng các tổn thất nhiệt, để tránh lựa chon máy nén cócông suất lạnh quá lớn, tải nhiệt của máy nén cũng được tính toán từ tất cả các tải nhiệt

thành phần, nhưng đối với kho bảo quản sản phẩm thuỷ sản đông lạnh thi lấy 85%Qi, 100% Q 2 , 75%Q 4

Từ đó ta có phụ tải nhiệt máy nén

b - là hệ số thời gian làm việc.

Chọn b = 0,9 [1,92]

Vây Q 0 = 1,07x 32329,56 ^38,44 kw

0,9x1000

Phụ tải nhiệt của máy nén được thể hiện ở bảng 3.5

Bảng 3.5 Phụ tải nhiệt của mảy nén.

+ Ưu điểm:

- Thiết bị đơn giản không cần thêm một vòng tuần hoàn phụ

Tải nhiệt cho thiết bị Phụ tải nhiệt máy nén Năng suất lạnh