Tính thiết kế hệ thống cấp đông bằng chuyền phẳng công suất 750kg h tại khu công nghiệp an phú thành phố tuy hòa tỉnh phú yên

Nhiệt lượng cần lấy ra từ sản phẩm để hạ nhiệt độ của sản phẩm từ nhiệt độ ban đầu xuống nhiệt độ yêu cầu của quá trình làm đông.. Nhiệt lượng cần lấy ra để làm giảm nhiệt độ của nước đã

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG

MỤC LỤC DANH MỤC BẢNG VÀ HÌNH ẢNH IV

LỜI NÓI ĐẦU VI

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN - 1 -

1.1 TỔNG QUAN VỀ KỸ THUẬT LẠNH ĐÔNG [2] - 1 -

1.2 TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG CẤP ĐÔNG IQF [7] - 4 -

1.3 KHẢO SÁT HỆ THỐNG CẤP ĐÔNG (IQF) - 8 -

CHƯƠNG 2 TÍNH THIẾT KẾ HỆ THỐNG CẤP ĐÔNG BĂNG CHUYỀN PHẲNG CÔNG SUẤT 750KG/H - 18 -

2.1 TÍNH CHỌN BĂNG CHUYỀN - 18 -

2.2 XÁC ĐỊNH THÔNG SỐ BAN ĐẦU - 19 -

2.2.1 Nhiệt độ ngưng tụ (tk) [1] - 19 -

2.2.2 Nhiệt độ sôi của môi chất (to) - 19 -

2.2.3 Môi chất lạnh - 19 -

2.2.4 Độ quá lạnh - 20 -

2.2.5 Nhiệt độ quá nhiệt (tqn) - 20 -

2.3 SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ VÀ THÔNG SỐ TRẠNG THÁI - 20 -

2.4 TÍNH TOÁN CHỌN THIẾT BỊ CHO HỆ THỐNG CẤP ĐÔNG IQF - 21 -

CHƯƠNG 3 TÍNH TOÁN NHIỆT VÀ CHỌN THIẾT BỊ - 22 -

3.1 TÍNH NHIỆT TẢI CỦA TỦ ĐÔNG BĂNG CHUYỀN IQF - 22 -

3.1.1 Nhiệt lượng cần lấy ra từ sản phẩm để hạ nhiệt độ của sản phẩm từ nhiệt độ ban đầu xuống nhiệt độ yêu cầu của quá trình làm đông - 22 -

3.1.2 Nhiệt lượng lấy ra để hạ nhiệt độ của băng chuyền - 24 -

3.1.3 Nhiệt lượng lấy ra để làm lạnh không khí trong tủ - 25 -

3.1.4 Nhiệt xâm nhập từ môi trường bên ngoài qua kết cấu bao che của tủ - 26 - 3.1.5 Nhiệt lấy ra từ động cơ điện tỏa ra - 30 -

3.1.6 Tổn thất nhiệt do lọt không khí bên ngoài vào - 30 -

3.2 TÍNH TOÁN NHIỆT CHO TÁI ĐÔNG AF - 31 -

3.2.1 Nhiệt lượng cần lấy đi từ sản phẩm để làm kết tinh nước bám dính lên sản phẩm khi đi qua bể nước mạ băng - 31 -

3.2.2 Nhiệt lượng cần lấy ra để làm giảm nhiệt độ của nước đã đóng băng đến nhiệt độ cuối quá trình làm đông - 32 -

3.2.3 Nhiệt lượng cần lầy đi để làm giảm nhiệt độ phần chất khô cuối quá trình làm đông - 32 -

3.2.4 Nhiệt lượng lấy ra để hạ nhiệt độ của băng chuyền - 33 -

3.2.5 Nhiệt lượng lấy ra để làm lạnh không khí trong tủ - 33 -

3.2.6 Nhiệt xâm nhập từ môi trường bên ngoài qua kết cấu bao che của tủ - 34 - 3.2.7 Nhiệt lấy ra từ động cơ điện tỏa ra - 38 -

3.2.8 Tổn thất nhiệt do lọt không khí bên ngoài vào - 39 -

3.3 TÍNH TOÁN CHU TRÌNH LẠNH VÀ CHỌN MÁY NÉN - 39 -

3.3.1TÍNH TOÁN PHẦN THẤP ÁP - 39 -

3.3.2 TÍNH TOÁN PHẦN CAO ÁP - 42 -

3.3.3 CHỌN MÁY NÉN - 46 -

3.3.4 TÍNH TOÁN CHỌN THIẾT BỊ CHO HỆ THỐNG LẠNH - 46 -

3.3.4.1 TÍNH CHỌN DÀN NGƯNG TỤ - 46 -

CHƯƠNG 4 TRANG BỊ TỰ ĐỘNG HÓA, VẬN HÀNH HỆ THỐNG LẠNH - 63 - 4.1 MỤC ĐÍCH VÀ Ý NGHĨA CỦA VIỆC TRANG BỊ TỰ ĐỘNG HÓA - 63 -

4.2 CÁC KÝ HIỆU DÙNG TRONG MẠCH ĐIỆN - 63 -

4.3 CÁC MẠCH ĐIỆN CỦA HỆ THỐNG - 64 -

4.4.1 MẠCH KHỞI ĐỘNG BƠM NƯỚC VÀ QUẠT DÀN NGƯNG - 65 -

4.4.2 MẠCH ĐIỀU KHIỂN BƠM CẤP DỊCH - 65 -

4.4.3 KHỞI ĐỘNG MÁY NÉN - 66 -

4.4.4 MẠCH GIẢM TẢI - 67 -

4.4.5 MẠCH CẤP DỊCH CHO TỦ ĐÔNG - 68 -

4.4.6 MẠCH BÁO ĐỘNG SỰ CỐ - 68 -

4.5 VẬN HÀNH HỆ THỐNG LẠNH - 69 -

4.5.1 VẬN HÀNH MÁY NÉN - 69 -

4.5.2 VẬN HÀNH THIẾT BỊ LẠNH - 70 -

4.5.3 DỪNG MÁY - 70 -

4.5.4 MỘT SỐ THAO TÁC TRONG QUÁ TRÌNH VẬN HÀNH - 71 -

4.5.5 BẢO DƯỠNG HỆ THỐNG LẠNH - 74 -

4.6 MỘT SỐ SỰ CỐ THƯỜNG GẶP VÀ BIỆN PHÁP KHẮC PHỤC - 79 -

4.6.1 SỰ CỐ ÁP SUẤT NÉN - 79 -

4.6.2 SỰ CỐ ÁP SUẤT HÚT - 80 -

4.6.3 SỰ CỐ NGẬP DỊCH - 82 -

CHƯƠNG 5 TỔ CHỨC PHƯƠNG ÁN LẮP ĐẶT, ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG, KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ - 84 -

5.1 LẮP ĐẶT HỆ THÔNG LẠNH - 84 -

5.1.1 CÔNG TÁC CHUẨN BỊ - 84 -

5.1.2 YÊU CẦU VỀ PHÒNG ĐẶT MÁY VÀ THIẾT BỊ - 84 -

5.1.3 TRÌNH TỰ LẮP RÁP HỆ THỐNG LẠNH - 85 -

5.1.4 Thử bền và thử kín hệ thống lạnh - 88 -

5.2 ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG CÔNG TRÌNH - 89 -

5.3 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT KIẾN NGHỊ - 90 -

5.3.1 KẾT LUẬN - 90 -

5.3.2 ĐỀ XUẤT KIẾN NGHỊ - 90 -

TÀI LIỆU THAM KHẢO - 92 -

DANH MỤC BẢNG VÀ HÌNH ẢNH

Bảng 1 1 Thông số bình chứa cao áp tại công ty - 13 -

Bảng 1 2.Thông số bình chứa tuần hoàn tại công ty - 1 -

Bảng 2 1 Thông số buồng đông IQF - 18 - Bảng 2 2 Thông số trạng thái của hệ thống lạnh cấp đông IQF - 20 -

Bảng 3 1 Kết quả tính nhiệt của Qsp - 24 -

Bảng 3 2 Kích thước bên ngoài tủ - 26 -

Bảng 3 3 Kích thước bên trong tủ - 26 -

Bảng 3 4Thông số tấm cách nhiệt vách và trần tủ đông - 27 -

Bảng 3 5 Kích thước cửa tủ: - 27 -

Bảng 3 6 Thông số của sàn băng chuyền IQF - 28 -

Bảng 3 7 Thông số của panel - 29 -

Bảng 3 8 Kết quả tính nhiệt của Qmt - 30 -

Bảng 3 9.Kết quả tính nhiệt của tủ đông băng chuyền - 31 -

Bảng 3 10 Kết quả tính nhiệt của Qsp - 33 -

Bảng 3 11 Kích thước bên ngoài tủ - 34 -

Bảng 3 12 Kích thước bên trong tủ - 34 -

Bảng 3 13 thông số tấm cách nhiệt vách và trần tủ đông - 35 -

Bảng 3 14 Kích thước cửa tủ: - 36 -

Bảng 3 15 Thông số tấm cách nhiệt sàn - 36 -

Bảng 3 16 thông số tấm cách nhiệt cửa - 38 -

Bảng 3 17 Kết quả tính nhiệt của Qmt - 38 -

Bảng 3 18 Kết quả tính toán hệ số cấp máy nén - 40 -

Bảng 3 19 Kết quả xác định công nén đoạn nhiệt cấp hạ áp - 40 -

Bảng 3 20 Kết quả xác định hiệu suất chỉ thị - 40 -

Bảng 3 21 Kết quả xác định công nén chỉ thị - 41 -

Bảng 3 22 Kết quả xác định công suất ma sát - 41 -

Bảng 3 23 Kết quả xác định công suất hiệu dụng - 41 -

Bảng 3 24 Kết quả xác định công suất tiếp điện cấp hạ áp - 42 -

Bảng 3 25 Kết quả xác định lưu lượng gas thực tế qua phần nén cao áp - 42 -

Bảng 3 26 Kết quả xác định thể tích hơi hút thực tế cấp cao áp - 43 -

Bảng 3 27 Kết quả xác định hệ số cấp máy nén cấp cao áp - 43 -

Bảng 3 28 Kết quả xác định công suất đoạn nhiệt - 43 -

Bảng 3 29 Kết quả xác định hiệu suất chỉ thị thể tích - 44 -

Bảng 3 30 Kết quả xác định công suất chỉ thị - 44 -

Bảng 3 31 Kết quả xác định công suất ma sát - 44 -

Bảng 3 32 Kết quả xác định công suất hiệu dụng - 45 -

Bảng 3 33 Kết quả xác định công suất của cả hai tầm nén - 45 -

Bảng 3 34 Công suất động cơ tính toán - 45 -

Bảng 3 35 Tổng công suất lắp đặt của đông cơ - 46 -

Bảng 3 36 thông số nhiệt độ nước vào và nước ra - 47 -

Bảng 3 37 Thông số dàn ngưng ống chùm vỏ bộc nằm ngang - 48 -

Bảng 3 38 Bảng kết quả tính toán đường ống chọn - 50 -

Bảng 3 39 Bảng tính trở lực ma sát đường ống - 56 -

Bảng 3 40 Bảng tính trở lực cục bộ đường ống - 57 -

Bảng 3 41 Bảng tính trở lực cục bộ đường ống - 60 -

Bảng 3 42 BẢNG VẬT TƯ - 62 -

Bảng 4 1 Nguyên nhân và cách khắc phục sự cố áp suât nén cao bất thường - 80 - Bảng 4 2.Nguyên nhân và cách khắc phục sự cố áp suất nén thấp bất thường - 80 - Bảng 4 3 Nguyên nhân và cách khắc phục sự cố áp suất hút thấp - 81 -

Bảng 4 4 Nguyên nhân và cách khắc phục sự cố áp suất hút cao - 81 -

Bảng 4 5.Nguyên nhân cà cách khắc phục sự cố áp suất dầu thấp - 82 -

Hình 1 1 Tủ đông gió - 2 -

Hình 1 2 Tủ đông tiếp xúc và yếu tố ảnh hưởng đến mức độ tiếp xúc, truyền nhiệt trong tủ đông tiếp xúc - 3 -

Hình 1 3 Tủ đông băng chuyền xoắn - 3 -

Hình 1 4 Tủ đông băng chuyền thẳng - 4 -

Hình 1 5 Tủ đông băng chuyển phẳng - 5 -

Hình 1 6 Công nhân đang nhập nguyên liệu đầu vào - 6 -

Hình 1 7 Chu trình Gap - 7 -

Hình 1 8 Thiết bị ngưng tụ - 11 -

Hình 1 10 Dàn bay hơi - 12 -

Hình 1 11 Bình chứa cao áp tại công ty - 13 -

Hình 1 12 Bình chứa thấp áp tại công ty - 1 -

Hình 1 13 Phin lọc - 15 -

Hình 1 14 Van tiết lưu màng - 16 -

Hình 1 15 Van chặn - 16 -

Hình 1 16 Van một chiều - 17 -

Hình 1 17 Van an toàn - 17 -

Hình 2 1 sơ đồ nguyên lý và đồ thị - 20 -

Hình 3 1 Cấu trúc tấm cách nhiệt vách và trần tủ đông - 26 -

Hình 3 2 Cấu trúc của sàn băng chuyền IQF - 28 -

Hình 3 3 Cấu trúc tấm cách nhiệt vách và trần tủ đông - 35 -

Hình 3 4 Cấu trúc của sàn tủ đông IQF - 36 -

Hình 3 5 Bình trung gian ông xoắn - 42 -

Hình 3 6 Đồ thị - 47 -

Hình 3 7.Nguyên tắc cấu tạo tháp giải nhiệt - 52 -

Hình 3 8.Sơ đồ hệ thống bơm nước giải nhiệt máy nén - 53 -

Hình 4 1 Quy trình nạp gas - 75 -

Hình 4 2 Tiến hành rút gas - 76 -

Hình 4 3 Xả dầu từ BTTD - 78 -

LỜI NÓI ĐẦU

Trong công cuộc đổi mới đất nước hiện nay thì vấn đề xuất khẩu hàng hóa để thu

về ngoại tệ cho đất nước là một vấn đề cực kì quan trọng đòi hỏi các ngành phải nỗ lực hết mình để thực hiện được điều ấy Trong đó ngành chế biến thủy sản cũng đóng góp một phần quan trọng

Việt Nam có vị trí địa lý thuận lợi cho việc đánh bắt và nuôi trồng thủy sản phát triển, do đó yêu cầu phải phát triển các nhà máy đáp ứng đầy đủ các yêu cầu cho công 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 thì vấn đề bảo quản sản phẩm 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 mình là: TÍNH THIẾT KẾ HỆ THỐNG CẤP ĐÔNG BĂNG CHUYỀN PHẲNG CÔNG SUẤT 750KG/h Tại công ty chế biến thủy sản Tôm Vàng, khu công nghiệp an phú,phường 9, thành phố Tuy Hòa, Tỉnh Phú yên

Em xin chân thành cảm ơn thầy Ts.Lê Văn Khẩn và chú Huỳnh Trọng Hòe đã giúp

đở em hoàn thành xong đồ án này Tuy nhiên với kiến thức còn hạn chế nhất là còn thiếu kiến thức thực tế nên đồ án còn có nhiều thiếu sót rất mong nhận được những đóng góp ý kiến của quý thầy cô

Nha Trang, ngày tháng 06 năm 2017 Sinh viên thực hiện

Chương 1 TỔNG QUAN 1.1 TỔNG QUAN VỀ KỸ THUẬT LẠNH ĐÔNG [2]

Làm lạnh đông thủy sản là quá trình làm lạnh thủy sản do sự hút nhiệt của chất làm lạnh để đưa nhiệt độ ban đầu của cơ thể thủy sản xuống dưới nhiệt độ đóng băng và tới -8oC ÷ -10oC và có thể xuống thấp hơn nữa

Mục đích của quá trình lạnh đông thủy sản là hạ nhiệt độ xuống thấp Vì vậy làm chậm lại sự ươn hỏng và sản phẩm được tan giá sau thời gian bảo quản lạnh đông hầu như không bị thay đổi tính chất ban đầu của nguyên liệu tươi

Bảo quản lạnh và lạnh đông thường được áp dụng khi thủy sản xuất khẩu Thủy sản lạnh đông xuất khẩu thường rất quan trọng với nước đang phát triển do giá thành sản phẩm cao như tôm lạnh đông, mang lại thu nhập có giá trị cao so với loại sản phẩm thực phẩm khác tiêu thụ nội địa

Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình làm đông sản phẩm:

 Loại máy làm đông

 Nhiệt độ vận hành máy làm đông

Phương pháp và thiết bị cấp đông thực phẩm

 Lạnh đông dạng khí thổi (đông gió)

Lạnh đông dạng khí thổi (đông gió) hiện nay rất được ưa chuộng vì có tính linh hoạt khá cao, dạng cấp đông này có thể thích ứng với sự thay đổi về kích thước và

hình dạng của sản phẩm cần cấp đông Nếu thay đổi kích cở và hình dạng của sản trong cùng một mẻ cấp đông thì lựa chọn tốt nhất có thể là cấp đông dạng thổi Nhưng cũng chính vì tính linh hoạt này mà cũng gay ra sự khó khan cho người sử dụng vì không biết được ứng dụng cụ thể của nó Thiết bị cấp đông dạng khí thổi tương đối

dể sử dụng nhưng độ chính xác và hiệu quả mang lại không cao Trong quá trình cấp đông yêu cầu dòng không khí lạnh phải giống nhau trên bề mặt của mỗi sản phẩm Tốc độ không khí thổi 5 m/s thường được áp dụng cho hầu hết dạng lạnh đông bằng khí thổi

 Lạnh đông dạng tiếp xúc

Phương pháp cấp đông tiếp xúc được

sử dụng cấp đông sản phẩm dạng khối (block) nhưng về tính linh hoạt thì lại kém hơn dạng khí thổi

* Ảnh hưởng của mức độ tiếp xúc bề mặt truyền nhiệt trong tủ đông tiếp xúc Mức độ tiếp xúc và khả năng truyền nhiệt từ thực phẩm vào dàn lạnh giảm do:

 Nhiệt truyền qua nhiều lớp kim loại

 bề mặt tiếp xúc không phẳng

 Kích thước, hình dạng khuôn đựng thực phẩm không đúng tiêu chuẩn

 Chiều cao khuôn và bề dày sản phẩm khác nhau

 Sự ép nén không đạt yêu cầu

Hình 1 1 Tủ đông gió

Biện pháp khắc phục:

Để tăng khả năng truyền nhiệt của thực phẩm trong tủ đông tiếp xúc có thể áp dụng biện pháp:

- Thay khay đựng khuôn bằng khung ghép khuôn

- Dùng thép không rỉ làm khuôn

- Sử dụng khuôn có kích thước phù hợp với sản phẩm trong khuôn, không để dư thể tích khuôn khi sản phẩm đã đóng băng

- Dùng nắp đậy khuôn phù hợp

- Đảm bảo lực ép nén đều và đủ cho dàn lạnh

 Cấp đông băng chuyền

Đây là loại phương pháp cấp đông được ứng dụng để cấp đông dạng IQF

- Lạnh đông băng chuyền xoắn

Dạng thiết bị băng chuyền xoắn được biểu diễn ở hình 1.3

Hình 1 3 Tủ đông băng chuyền xoắn

Hình 1 2 Tủ đông tiếp xúc và yếu tố ảnh

hưởng đến mức độ tiếp xúc, truyền nhiệt trong

tủ đông tiếp xúc

Băng chuyền gồm nhiều thanh ghép đặt nằm ngang không song song với nhau Phía ngoài có khoảng h lớn hơn phía trong Nhờ đó nó chuyển động xoắn dọc trên khung đỡ hình trụ Băng chuyền vận chuyển sản phẩm chuyển động từ dưới lên trên, không khí lạnh chuyển động từ trên xuống dưới, trao đổi nhiệt với sản phẩm để thực hiện quá trình lạnh đông

- Lạnh đông dạng thẳng

Hình 1 4 Tủ đông băng chuyền thẳng

Tủ đông được ghép từ những tấm h nhiệt và được đặt trực tiếp trên nền nhà Bên trong có băng chuyền thẳng chạy xuyên dọc tủ để vận chuyển sản phẩm Dàn lạnh với quạt gió phía trên tạo ra dòng không khí lạnh thổi xuống bề mặt băng chuyền Không khí lấy nhiệt của thực phẩm và đưa vào dàn lạnh Băng chuyền vừa nâng đỡ thực phẩm vừa nhận nhiệt của thực phẩm để truyền vào không khí Tấm băng chuyền được tạo nên từ những móc liên kết, nhờ đó nó có thể chuyển động mềm dẻo, uốn lượn trên những con lăn, đồng thời cho không khí xuyên qua để tăng sự trao đổi nhiệt

Xử lý sản phẩm thủy sản sau lạnh đông Để kéo dài thời gian bảo quản, mạ băng và bao gói sản phẩm thủy sản lạnh đông rất cần thiết

1.2 TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG CẤP ĐÔNG IQF [7]

Hệ thống lạnh IQF là một hệ thống cấp đông sản phẩm rời một cách nhanh chống

Ký hiệu IQF là viết tắt tiếng Anh của Individual Quickly Freezer Hệ thống này sử dụng băng chuyền để cấp đông sản phẩm ở dạng rời và chuyển động với vận tốc chậm Tốc độ của băng chuyền có thể thay đổi được thông qua bộ biến tần, tốc độ của băng chuyền phụ thuộc vào yêu cầu thành phẩm cần để cấp đông Trong quá trình

di chuyển, sản phẩm cần đông sẽ được tiếp xúc với không khí lạnh ở nhiệt độ thấp, nhiệt độ có thể từ -35 đến -43oC

Hệ thống lạnh IQF có ba dạng chính như sau:

– Buồng cấp đông băng chuyền kiểu xoắn, hay còn gọi là Spiral IQF

– Buồng cấp đông băng chuyền kiểu thẳng: Straight IQF

– Buồng cấp đông băng chuyền siêu tốc: Impingement IQF

Hình 1 5 Tủ đông băng chuyển phẳng

Nguyên lý chung của hệ thống lạnh IQF

Buồng cấp đông hệ thống lạnh IQF dạng xoắn

Buồng có cấu tạo khối hộp, tấm vách hai mặt inox sử dụng vật liệu panel Bên trong băng tải đi theo dạng xoắn lò xo từ dưới lên Dàn lạnh không khí đối lưu cưỡng bức với tốc độ cao và nhiệt thấp, khoảng -40 đến -30 độ C

Cấu tạo buồng nhỏ gọn, tổn thất nhiệt ít, hiệu quả cao, tuy nhiên sửa chữa bảo dưỡng lại phức tạp do h bố trí băng tải Băng tải hàng làm bằng inox hoặc nhựa chịu nhiệt, chuyển động nhanh chậm nhờ biến tần điện tử Có hệ thống tháo rửa vệ sinh bằng nước và khí nén, có cả búa làm rung ở buồng cấp đông để chống dính sản phẩm

Dàn lạnh có quạt hướng trục, mô tơ chịu nước, môi chất NH3, ống trao đổi nhiệt inox, tômnh nhôm, xả băng bằng nước Tất cả chi tiết của hệ thống lạnh IQF (khung

đỡ dàn lạnh và băng chuyền, vỏ che dàn lạnh) đều làm bằng vật liệu không gỉ

Hình 1 6 Công nhân đang nhập nguyên liệu đầu vào

 Buồng cấp đông hệ thống lạnh IQF dạng thẳng

Dàn bố trí trên băng chuyền, thổi gió lạnh lên bề mặt băng chuyền khi có sản phẩm Vỏ bao che bằng Panel Nhờ dạng băng chuyền thẳng nên kiểu này khá dễ chế tạo, sản phẩm đưa vào và ra ở hai đầu Tuy nhiên chiều dài băng chuyền lớn nên tốn diện tích Để hạn chế tổn thất nhiệt ở cửa ra vào hàng, hệ thống này dùng cửa là khe

hở nhỏ, tùy loại sản phẩm

 Buồng cấp đông hệ thống lạnh IQF siêu tốc

Cấu tạo tương đối giống với dạng buồng cấp thẳng ở trên Tuy nhiên, bên trong

bố trí 1 đến 2 băng tải có thể điều chỉnh tốc độ tùy sản phẩm và nhu cầu dàn lạnh xếp thành hai dãy hai bên băng tải Ống hướng gió giúp nhiệt lạnh từ khí tập trung hơn vào sản phẩm

Buồng cấp có bao che h nhiệt Panel Buồng cấp đông có cửa ra vào kiểu kho lạnh với hệ thống điện trở nhiệt sưởi cửa, đồng thời bên trong cũng có đèn chiếu sáng

Hệ thống băng tải và thiết bị được làm bằng inox Dàn lạnh thép không gỉ cùng tômnh tản nhiệt bằng nhôm thích hợp với bơm cấp dịch tuần hoàn R22 và NH3, bước tômnh thiết kế đặc biệt để tăng hiệu quả truyền nhiệt và vệ sinh dễ dàng Tất cả bề mặt và sàn đều kín nước, bên trong có máy cấp đông có độ dốc nghiêng giúp tháo nước dễ dàng

Ưu điểm:

– Cùng thời gian cấp đông nhanh như máy cấp đông sử dụng nitơ lỏng

– Hạn chế mất nước tối thiểu, cùng với chi phí vận hành bằng một nửa so với h dung

nitơ lỏng

– Chất lượng tuyệt vời, không cháy lạnh, sản phẩm không dịch chuyển trong máy – Sản phẩm giữ nguyên được hình dạng ban đầu

– Đáp ứng được tiêu chuẩn vệ sinh công nghiệp

– Lắp đặt nhanh, theo khối hoàn chỉnh, có thể mở rộng để tăng công suất, dùng được cho cả hệ thống lạnh NH3 và Freon

– Thích hợp với sản phẩm mỏng dẹt như tôm phi lê, tôm, bánh khoai, bánh nướng

và sản phẩm trứng

Hiệu ứng GAP

Luồng không khí lạnh sau khi qua khe gió vận tốc sẽ tăng cao lam tăng đáng

kể cường độ trao đổi nhiệt cả hai mặt trên và dưới của sản phẩm

Hình 1 7 Chu trình Gap

1.3 KHẢO SÁT HỆ THỐNG CẤP ĐÔNG (IQF)

Sơ lược về hệ thống cấp đông (IQF) băng chuyền phẳng:

Thiết bị cấp đông IQF tại công ty được sử dụng để cấp đông liên tục cho tôm

INTERMED TEMP : [degC] 1.52

- SUPER HEAT is NOT counted in refrigeration capacity -

- WITH WATER COOLED OIL COOLER -

- WITH LIQUID SUBCOOLER -

- No booster oil injection -

! All data herein is for reference only

! Content is subject to change without notice

*** MYCOMW2016.ver1 compressor performance table is valid until the end of December, 2016

***

* Nguyên lý làm việc:

+ Giảm tải: máy nén được giảm tải bằng piston giảm tải, piston giảm tải được nối với thanh trượt để điều chỉnh sự hồi lưu hơi từ đầu nén tầm thấp về lại đường hút tầm thấp (giảm tải tầm thấp) Máy nén giảm tải vô cấp nhờ vào 4 van điện từ a, b, c, d Ở đầu máy nén có bộ phận đo chế độ tăng, giảm tải được hiển thị trên đồng hồ Máynén

hoạt động tự động hóa nhờ vào bộ phận CPIII Bộ phận này điều chỉnh riêng sự hoạt động của máy nén, tất cả rơle đều được điều chỉnh bởi bộ CPIII

- Chế độ giảm tải : khi đó 2 van điện từ a, d mở và b,c đóng dầu sẽ đi qua van điện từ a và đẩy piston giảm tải từ trái sang phải còn phần dầu khác sẽ đi qua van điện

từ d về phia đầu hút của máy nén, piston giảm tải đi từ trái sang phải để cho một phần gas nóng đi về đường ống hút

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

+ Bôi trơn và giải nhiệt máy nén: dầu sau khi được làm mát sẽ phun vào khoang làm việc để chèn kín khe hở giữa bộ phận làm việc của máy nén, để giải nhiệt cho máy nén và chi tiết nóng của máy nén, để bôi trơn và giảm tiếng ồn cho máy nén Dầu sau khi giải nhiệt cho máy nén sẽ được làm mát bởi lỏng môi chất từ bình Thermosyphun Khi chạy máy thì bơm dầu sẽ chạy trước, sau đó máy nén chạy sau, ở phần cao áp thì dầu bôi trơn sẽ được bơm dầu đảm nhiệm bơm dầu lên boi trơn

và làm kín khe hở giữ bộ phận chuyển động, còn ở phần thấp áp thì nhờ sự chênh lệch áp suất, dầu sẽ tự động đưa về bôi trơn và làm kín khe hở giữ cac bộ phận chuyển động, vì áp suất dầu ở đây bằng áp suất nén

+ Môi chất lạnh sau khi ra khỏi dàn lạnh sẽ chuyển từ trạng thái lỏng sang trạng thái hơi quá nhiệt và được cập vít tầm thấp của máy nén hút về và nén lên bình làm mát trung gian, tại đây môi chất được làm mát từ trạng thái hơi quá nhiệt về trạng thái hơi bảo hòa khô và được cập vít hút về tầm cao và đẩylên dàn ngưng tụ, thực hiện quá trình ngưng tụ và sau đó thực hiện quá trình khác

+ Điều chỉnh năng suất lạnh máy nén: Năng suất lạnh có thể điều chỉnh được

vô cấp từ 100% đến 10% Hình dưới đây giới thiệu cơ chế điều chỉnh năng suất lạnh của máy nén trục vít bằng h điều chỉnh con trượt Khi con trượt dịch chuyển sang phải một phần hơi quay lại cửa hút đồng thời cửa xả khí khép bớt lại, nên năng suất hút giảm và năng suất lạnh giảm tương ứng Ở chế độ tăng tải, con trượt được điều chỉnh về phía bên trái, cửa xả mở to nhất và hơi khe hút chảy ngược bị khép kín hoàn toàn, năng suất hút máy nén đạt cao nhất và năng suất lạnh đạt 100%

nhiều lần trong bình ngưng Mục đích tuần hoàn nhiều lần là để tăng thời gian tiếp túc của nước và môi chất; tắc tốc độ chuyển động của nước trong ống trao đổi nhiệt nhằm nâng cao hệ số tỏa nhiệt Cứ một lần nước chuyển động từ đầu này đến đầu kia của bình gọi là một pass Trang thiết bị đi kèm bình ngưng gồm: van an toàn, đồng

hồ áp suất với khoảng làm việc từ 0 đến 30 Kg/cm2 là hợp lý nhất, đường ống gas vào, đường cân bằng, đường xả khí không ngưng, đường lỏng về bình chứa cao áp, đường ống nước vào và ra

Hình 1 8 Thiết bị ngưng tụ

Thiết bị bay hơi:

Dàn lạnh được sử dụng ở đây là dàn lạnh quạt trao đổi nhiệt đối lưu cưởng bức Đối với dàn lạnh tủ đông băng chuyền gồm dàn lạnh được lắp đặt quạt ly tâm trên băng chuyền

Hệ thống cấp đông IQF tại công ty 8 dàn lạnh mỗi dàn có diện tích trao đổi nhiệt là 140m 2 , quạt lồng sốc có nhiệm vụ hút không khí lạnh thổi trực tiếp lên bề mặt sản phẩm, dòng khí lạnh sau khi được quạt hút sẽ được thổi lên tấm chia gió (rãnh dẫn gió)

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

le với nhau nên khi tia khí lạnh đi từ trên xuống sẽ được hướng và đi lên bề mặt dưới của sản phẩm

Hình 1 9 Dàn bay hơi Thiết bị phụ:

 Bình chứa cao áp:

Bình chứa cao áp được bố trí về phía cao áp nằm sau dàn ngưng, nó giải phóng bề mặt truyền nhiệt của dàn ngưng khỏi lớp chất lỏng , đồng thời cung cấp lỏng cho van tiết lưu Ngoài ra bình chứa cao áp còn là nơi tập trung khí không ngưng và dầu, là bình dự trữ môi chất lỏng để đảm bảo sự làm việc cho cả hệ thống lạnh

Theo quy định về độ an toàn thì bình chứa cao áp phải chứa được 30% thể tích toàn bộ lượng dịch của hệ thống lạnh có bơm cấp lỏng từ trên xuống và 60% lượng dịch của hệ thống lạnh cấp từ dưới lên Khi vận hành mức lỏng bình chứa cao áp chỉ chứa 50% thể tích bình

Bảng 1 1 Thông số bình chứa cao áp tại công ty

Bảng 1 2.Thông số bình chứa tuần hoàn tại công ty

 Phim loc:

Trong hệ thống lạnh, phim lọc có hai vai trò chủ yếu:lọc môi chất và lọc dầu Tuy là thiết bị phụ, nhưng mọi hệ thống lạnh công nghiệp đều có nó Phim lọc có hai loại:phim lọc tinh dùng để lọc bụi có kích thước nhỏ trong môi chất hay dầu, thường đặt trước van điện từ để tránh bụi làm van đóng không kính; còn phim lộc thô dùng lọc hạt bụi như: sỉ hàn rơi trong ống gas khi lắp đặt hàn ống

Hình 1 12 Phin lọc

 Van điện từ

Là van chặn mà lưc điều khiển là lực điện từ khi có dòng điện cung cấp cho cuộndây Khi có điện cuộn dây sinh ra từ trường hút lõi thép lên phía trên, mở cửa thoát của van cho dòng môi chất đi qua Khi không có dòngđiện vào cuộn dây thì do lực lò xo giãn ra và trọng lượng của lõi thépđược ép xuống , cửa van được đóng lại

 Van tiết lưu màng

Van tiết lưu dùng để tiết lưu lỏng môi chất từ áp suất ngưng tụ Pk đến áp suất sôi P0 và điều chỉnh việc cung cấp môi chất cho dàn lạnh, đồng thời để điều chỉnh áp suất và nhiệt độ sôi, người ta sử dung van tiết lưu tự động cân bằng nhiệt,

là loại tiết lưu có thể điều chỉnh tự động lượng môi chất đưa vào thiết bị bay hơi, thực chất là điều chỉnh chất lỏng trong dàn bay hơi và giữ mức lỏng ổn định

Hình 1 13 Van tiết lưu màng

 Van một chiều:

Van một chiều có nhiều loại khác nhau nhưng đều làm việc theo nguyên tắc chênh lệch áp suất, khi áp suất dầu vào lớn hơn, van tự động cho dòng hơi hoặc lỏng đi qua, nhưng áp suất giảm nhỏ hơn áp suất dầu ra, van sẽ tự động đóng lại Van một chiều được bố trí trên đường đẩy của máy nén để ngăn chặn sự chảy

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

sự cố hoặc máy nén tự động dừng lại

 Van an toàn:

Van an toàn được lắp để đề phòng tai nạ xảy ra, thường lắp đặt ở máy nén và bình chứa cao áp…Van an toàn được bố trí trên đầu đẩy máy nén và tại thiết bị chiệu

áp lực của hệ thống Trên máy nén người ta có

thể sử dụng van an toàn loại đẩy của lò xo hoặc

loại tấm Ở thiết bị chiệu áp lực người ta sử

dụng van an toàn lò xo Khi áp lực trong bình

chứa vượt quá mức cho phép thì van an toàn sẽ

mở và xả một phần

môi chất lỏng ra ngoài hoặc xả về phía hạ áp

Để có thể chuyển đổi van an toàn, người ta lắp

song song trên mỗi thiết bị chịu áp lực hai van

an toàn được liên kết với nhau bằng van ba ngã

Chương 2 TÍNH THIẾT KẾ HỆ THỐNG CẤP ĐÔNG BĂNG CHUYỀN

- Số hàng tôm đi trong một giờ = 476,18 ≈ 477 hàng

- Quảng đường băng chuyền đi trong một giờ 477x(140+30)= 81,09m = 82m

- Vận tốc của băng chuyền = 1,36m/phút

 Thời gian kết đông sản phẩm Chọn chiều dài tủ đông 20m

, = 14,7 phút Chọn băng chuyền dạng phẳng cung cấp bởi công ty SCK

Bảng 2 1 Thông số buồng đông IQF

Nhiệt độ sản phẩm vào/ra oC +10/-18

Công suất lạnh yêu cầu Kw 160

- Diện tích trao đổi nhiêt: 60m2, Gồm 4 dàn lạnh ghép nối tiếp với nhau

- Số lượng quạt dàn lạnh: 8 quạt, thể tích gió tuần hoàn trong dàn lạnh là: 1600m3/phút Mỗi quạt thổi 200m3/phút, công suất 5,5kw

2.2 XÁC ĐỊNH THÔNG SỐ BAN ĐẦU

- Nhiệt độ tối cao trung bình của tháng nóng nhất là 37 oC

- Độ ẩm trung bình của tháng nóng nhất lúc 13h là = =52%

Từ hai thông số trên ta tra đồ thi i-d xác định nhiệt độ bầu ướt là tư = 27 0C

- Vì sữ dụng nước tuần hoàn qua tháp giải nhiệt để làm mát bình ngừng nên nhiệt độ nước vào dàn ngưng được xác định bởi công thức :

tw1 = tư + (3~5 )= 300C~32oC chọn tw1 = 30oC

- Xác định nhiệt độ nước ra khỏi dàn ngưng:

tw2 - tw1 = ∆tw chọn ∆tw =∆tmin =5oC; ∆tmin : hiệu nhiệt độ tối thiểu

tw2 = tw1 + ∆tw = 35oC; Ta có: ∆tmin=tk-tw2 => tk = 400C

2.2.2 Nhiệt độ sôi của môi chất (t o )

Nhiệt độ sôi của môi chất phụ thuộc vào nhiệt độ của không khí trong tủ đông

ở cuối quá trình làm đông theo yêu cầu công nghệ Nhiệt độ của không khí trong tủ vào khoảng t = (-35 ÷ -50)0C tùy theo chất lượng của máy móc thiết bị và điều kiện vận hành Ở đây ta chọn nhiệt độ không khí là tkk = -400C cho hệ thống Tủ đông băng chuyền IQF Nhiệt độ sôi của môi chất thấp hơn nhiệt độ của không khí trong tủ từ (56)0C



2.2.4 Độ quá lạnh

- Từ tk= 40oC=>Pk=15,33kg/cm2 ; to=-45 oC=>Po=0,83kg/cm2

 Tỷ số áp suất: = ,

, = 18,47 kg/cm2 >9 nên chọn máy nén 2 cấp

 Xác định áp suất bình trung gian = = 3,47 kg/cm2

 Từ áp suất trung gian ptg= 3,47(kg/cm2 ) =>ttg = -10 oC

Ta chọn: ∆tql = 5oC ; tql = ttg + ∆tql = -10 + 5 = -5oC

2.2.5 Nhiệt độ quá nhiệt (t qn )

Nhiệt độ quá nhiệt là nhiệt độ của hơi môi chất trước khi vào máy nén, nhiệt

độ quá nhiệt bao giờ cũng lớn hơn nhiệt độ sôi môi chất do tổn thất nhiệt trong quá trình hút từ dàn bay hơi về máy nén

Bảng 2 2 Thông số trạng thái của hệ thống lạnh cấp đông IQF

2.4 TÍNH TOÁN CHỌN THIẾT BỊ CHO HỆ THỐNG CẤP ĐÔNG IQF

Băng chuyền IQF có năng suất cấp đông là 750kg/h, mỗi ngày IQF chạy bình quân là 16h Vậy năng suất của IQF/ngày là: 750 × 16 = 12000kg/ngày = 12 tấn/ngày

Hệ thống cấp đông IQF được cấp dịch cưỡng bức bằng bơm dịch Dịch lỏng được cấp tuần hoàn bằng BCTA Cứ một máy nén trục vít chạy cho IQF, cấp dịch bằng một BCTA

Vậy hệ thông cấp đông băng chuyền phẳng IQF có thiết bị chính như sau:

Chương 3 TÍNH TOÁN NHIỆT VÀ CHỌN THIẾT BỊ

3.1 TÍNH NHIỆT TẢI CỦA TỦ ĐÔNG BĂNG CHUYỀN IQF

Tổng lượng nhiệt của tủ đông băng chuyền được tính bởi công thức

QIQF = Qsp + Qkk + Qbc + Qmt + Qđc+ Qlk

Trong đó:

Qsp : Nhiệt lượng cần lấy ra từ sản phẩm để hạ nhiệt độ của sản phẩm từ nhiệt

độ ban đầu xuống nhiệt độ yêu cầu của quá trình làm đông

Qbc : Nhiệt lượng lấy ra để hạ nhiệt độ của băng chuyền

Qkk: Nhiệt lượng lấy ra để làm lạnh không khí trong tủ

Qmt: Nhiệt xâm nhập từ môi trường bên ngoài qua kết cấu bao che của tủ

Qđc: Nhiệt lấy ra từ động cơ

Qlk: Nhiệt tổn thất do lọt khí bên ngoài vào trong tủ

3.1.1 Nhiệt lượng cần lấy ra từ sản phẩm để hạ nhiệt độ của sản phẩm từ

nhiệt độ ban đầu xuống nhiệt độ yêu cầu của quá trình làm đông

Qsp = Q1 + Q2 + Q3 + Q4 + Q5

Q1: Nhiệt lượng cần lấy đi từ sản phẩm để làm giảm nhiệt độ của nó trước khi

có sự đóng băng của nước trong nó

Q2: Nhiệt lượng cần lấy đi từ sản phẩm để làm kết tinh nước trong đó

Q3: Nhiệt lượng cần lấy ra để làm giảm nhiệt độ của nước đã đóng băng đến nhiệt độ cuối quá trình làm đông

Q4: Nhiệt lượng cần lấy đi để làm giảm nhiệt độ của nước không đóng băng trong thực phẩm đến nhiệt độ cuối quá trình làm đông

Q5: Nhiệt lượng cần lầy đi để làm giảm nhiệt độ phần chất khô cuối quá trình làm đông

 Nhiệt lượng cần lấy đi từ sản phẩm để làm giảm nhiệt độ của nó trước

khi có sự đóng băng của nước trong nó

Q1 = C1 × G× (t1 – tđb )

Trong đó:

C1: nhiệt dung riêng của sản phẩm trước khi nước trong nó đóng băng

C’: nhiệt dung riêng của nước: C’ = 4,186 kJ/kg.độ

)1(

'' '

C

C’’: nhiệt dung riêng của chất khô

C’’ = 1,045 1,463 kJ/kg.độ Chọn C’’ = 1,3 kJ/kg.độ

= 76~79 %: hàm lượng nước trung bình có trong tôm.chọn = 79

C1 = 4,186 × 0,79×1,3 × (1-0,79) = 0,9 kJ/kg.độ G: Khối lượng sản phẩm cấp đông trong một giờ G =750 kg/h

t1 =20 0C : nhiệt độ trung bình của sản phẩm trước khi cấp đông

tđb = -10C : nhiệt độ đóng băng trung bình của nước trong thủy sản

Q1 =0,9 × 750 × [20 – (-1)] = 14175 kJ/h = 3,94 kW

 Nhiệt lượng cần lấy đi từ sản phẩm để làm kết tinh nước trong đó

Q2 = L × G× W ×

Trong đó:

L = 333,6 kJ/kg: nhiệt đóng băng của nước đá

G: khối lượng sản phẩm cấp đông trong một giờ G =750 kg/h

= 79%: hàm lượng nước trung bình trong thủy sản

W = 90%: hàm lượng nước đóng băng trong thủy sản so với lượng nước ban đầu có trong thủy sản

Q2 = 333,6 × 750 × 0,9 × 0,79 = 177892,2 kJ/h = 49,41 kW

 Nhiệt lượng cần lấy ra để làm giảm nhiệt độ của nước đã đóng băng

đến nhiệt độ cuối quá trình làm đông

Q3 = C3 × G× × W × (tđb –t2)

Trong đó:

C3 = 2,09 kJ/kg.K : nhiệt dung riêng của nước đá

G: khối lượng sản phẩm cấp đông trong một giờ G = 750 kg/h

W = 90%: hàm lượng nước đóng băng trong thủy sản so với lượng nước ban đầu có trong thủy sản

tđb = -10C : nhiệt độ đóng băng trung bình của nước trong thủy sản

t2 : nhiệt độ trung bình của sản phẩm cuối quá trình làm đông

t2 =

Ta có: tbm = tkk + (10 12) = -40 +10 = -30 0C: nhiệt độ của bề mặt sản phẩm cuối quá trình làm đông

= ( )= −27,5 oC

Q3 = 2,09 × 750 × 0,79 × 0,9 × [-1 – (-27,5)] = 29534,05 kJ/h = 8,20 kW

 Nhiệt lượng cần lấy đi làm giảm nhiệt độ của nước không đóng băng

trong thực phẩm đến nhiệt độ cuối quá trình làm đông

Q4 = C4 × G× × (1 – W) × (tđb –t2 )

Trong đó:

C4 = 2,9 kJ/kg.K: nhiệt dung riêng của nước trong thực phẩm

G: khối lượng sản phẩm cấp đông trong một giờ G =750 kg/h

= 79%: hàm lượng nước trung bình trong thủy sản

W = 90%: hàm lượng nước đóng băng trong thủy sản so với lượng nước ban đầu có trong thủy sản

Q4 = 2,9 × 750 × 0,79 × (1 –0,9) × [-1 – ( -27,5)] = 4553,36 kJ/h = 1,26 kW + Nhiệt lượng cần lầy đi để làm giảm nhiệt độ phần chất khô cuối quá trình làm đông

Q5 = C’’× G× (1 - ) × (tđb –t2 )

Trong đó:

C’’ =1,3 kJ/kg.K: nhiệt dung riêng của chất khô

G: khối lượng sản phẩm cấp đông trong một giờ G =750 kg/h

= 79%: hàm lượng nước trung bình trong thủy sản

tđb = -10C : nhiệt độ đóng băng trung bình của nước trong thủy sản

t2 = -27,50C : nhiệt độ trung bình của sản phẩm cuối quá trình làm đông

Ta có băng chuyền chạy từ đầu vào đến đầu ra mất 14,7 phút Chiều dài của băng chuyền là bằng chiều dài của tủ đông (20,68m) cộng thêm khúc băng chuyền nạp liệu (2m) và khúc băng chuyền tháo liệu (1m) bằng 23,68m

Vậy tốc độ băng chuyền là 1,36m/phút Vậy trong một giờ băng chuyền chạy được 82m

Khối lượng của 1m băng chuyền là 5kg

Vậy lưu lượng khối lượng của băng chuyền trong một giờ sẽ là:

Trong đó :

Ckk = 1,013 kJ/kg.K: nhiệt dung riêng của không khí ở nhiệt độ –400C

= 1,515kg/m3: khối lượng riêng của không khí ở nhiệt độ –400C

: độ chênh nhiệt độ giữa nhiệt độ ban đầu và nhiệt độ cuối quá trình làm đông của không khí trong tủ

Trong đó:

Gkk:Khối lượng không khí trong tủ đông, Gkk=Vkk.ρkk

Tkk1:Nhiệt độ không khí lúc đầu làm đông lấy tkk1= 20 oC

Tkk2 Nhiệt độ không khí cuối quá trình làm đông tkk2= -40o C

2 1

Hình 3 1 Cấu trúc tấm cách nhiệt vách và trần tủ đông

Bảng 3 2 Kích thước bên ngoài tủ

- Chiều dày lớp h nhiệt polyurethan: 0,15 m

Vậy kích thước lòng trong của tủ

Bảng 3 3 Kích thước bên trong tủ

QV,T : dòng nhiệt xâm nhập qua vách và trần

QS : dòng nhiệt xâm nhập qua sàn

QC : dòng nhiệt xâm nhập qua cửa

 Dòng nhiệt xâm nhập qua vách trần:

QV,T = kV,T × FV,T × Trong đó:

kV,T : hệ số truyền nhiệt của vách và trần tủ

1: lớp Inox

2: lớp polyurethan cách nhiệt

t



Bảng 3 4Thông số tấm cách nhiệt vách và trần tủ đông

= 0,298 W/m2.K Δt: độ chênh nhiệt độ giữa bên trong và bên ngoài tủ

Δt = tmt – ttt

tmt = 200C : nhiệt độ bên ngoài tủ

ttt = -400C : nhiệt độ bên trong tủ

k : hệ số truyền nhiệt của sàn

t



t



Hình 3 2 Cấu trúc của sàn băng chuyền IQF

: độ dày của lớp Inox

: hệ số dẫn nhiệt của Inox

: chiều dày của lớp polyurethan cách nhiệt

: hệ số dẫn nhiệt của polyurethan

: chiều dày của tấm thép lót phía dưới tủ

= 0,3 W/m2.K

FS : diện tích mặt ngoài của sàn

: độ chênh nhiệt độ giữa bên trong và bên ngoài tủ

tmt = 200C : nhiệt độ bên ngoài tủ

ttt = -400C : nhiệt độ bên trong tủ

KC: hệ số truyền nhiệt của cửa

Từ cấu trúc của cửa ta có:

độ dày của lớp Inox

: hệ số dẫn nhiệt của Inox

: chiều dày của lớp polyuethan cách nhiệt

: hệ số dẫn nhiệt của polyurethan

kC =

,

, , ,

= 0,34W/m2 = 600C: độ chênh nhiệt độ giữa bên trong và bên ngoài tủ

FC: tổng diện tích mặt ngoài của cửa tủ

1 2

QC = 0,34 × 6,12 × 60 = 124,85W = 0,12 kW

Bảng 3 8 Kết quả tính nhiệt của Qmt

Dòng nhiệt thành phần Công thức K(W/m2K) F(m2) Nhiệt tải(KW)

N: công suất động cơ quạt

n: số quạt của buồng cấp đông

Trong tủ có bố trí 8 quạt lồng sốc, mỗi quạt có công suất 5,5 kW

Qđc = 8 × 5,5 = 44 kW

3.1.6 Tổn thất nhiệt do lọt không khí bên ngoài vào

Đối với buồng cấp đông IQF, trong quá trình làm việc do băng tải chuyển động

ra vào nên ở cửa ra vào phải có khoảng hở nhất định Mặt khác khi băng tải ra vào buồng cấp đông nó sẽ cuốn vào và ra một lượng khí nhất định, gây tổn thất nhiệt Tổn thất nhiệt này có thể được tính theo công thức sau:

Qlk = Gkk × Cpkk × (t1 - t2)

Trong đó:

Cpkk = 1,005 kJ/kg.K: nhiệt dung riêng của không khí ở nhiệt độ 200C

t1, t2 : nhiệt độ không khí bên ngoài và bên trong buồng

Gkk: lưu lượng không khí lọt, kg/s

Gkk có thể xác định như sau:

Gkk = ρkk × w × F ( kg/s)

Trong đó:

ρkk = 1,205 kg/m3: khối lượng riêng của không khí ở nhiệt độ 200C

= 0,023 m/s : tốc độ chuyển động của băng tải

t F K

Q VT  VT VT.

t F K

Q S  S S.

t F K

Q C  C C.

Q mt

Công thức

K W/m2K

F (m2)

Nhiệt tải (kW)

3.2 TÍNH TOÁN NHIỆT CHO TÁI ĐÔNG AF

3.2.1 Nhiệt lượng cần lấy đi từ sản phẩm để làm kết tinh nước bám dính lên sản phẩm khi đi qua bể nước mạ băng

Q21 = L × Gn × W ×Trong đó:

L = 333,6 kJ/kg: nhiệt đóng băng của nước đá

G : khối lượng nước bám dính lên bề mặt sản phẩm cấp đông trong một giờ