Tủ cấp đông băng chuyền

Nướcnguyên chất ở 00Cchuyển đông nhiệt đã bé và lực tương tác đủ để tạo thành tinh thể.Đối với nước trong tế bào khi hạ nhiệt độ xuống 00C vẫn chưa đóng băng và các chấttan ở nhiệt độ tr

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TPHCM

KHOA THỦY SẢN _

ĐỒ ÁN HỌC PHẦN MÁY VÀ THIẾT BỊ LẠNH THỦY SẢN

GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

Th.S.THI THANH TRUNG

BỘ CÔNG THƯƠNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TPHCM

KHOA THỦY SẢN

ĐỒ ÁN HỌC PHẦN MÁY VÀ THIẾT BỊ LẠNH THỦY SẢN

TÍNH TOÁN THIẾT KẾ TỦ CẤP

ĐÔNG BĂNG CHUYỀN CHO SẢN PHẨM CÁ TRA FILLET ĐÔNG

LẠNH IQF CÔNG SUẤT 500KG/ GIỜ

Giáo viên hướng dẫn: Sinh viên thực hiện:

Th.S.THI THANH TRUNG NGUYỄN PHẠM THỊ MỸ DUYÊN

Mã số SV: 2006140059

Lớp: 05DHTS2

LỜI MỞ ĐẦU

Trong những năm gần đây cùng với công cuộc đổi mới, công nghệ hóa, hiện đạihóa đất nước, kỹ thuật lạnh đang phát triển mạnh mẽ ở Việt Nam Nó đã thật sự xâm nhậpvào hơn 70 ngành kinh tế quan trọng và có những đóng góp tích cực cho những ngànhnày Các sản phẩm thực phẩm như: thịt, cá, rau, quả…nhờ có bảo quản lạnh mà có thểvận chuyển đến nhiều nơi xa xôi hoặc bảo quản trong thời gian dài mà không bị hư thối.Điều này nói lên tầm quan trọng của kỹ thuật lạnh trong đời sống con người Nước ta cótiềm năng về thủy sản rất lớn, các xí nghiệp đông lạnh có mặt khắp mọi miền trên đấtnước Nhưng để sản phẩm đông lạnh của Việt Nam có chỗ đứng vững vàng trên thịtrường nội địa và thế giới thì đòi hỏi phải nâng cao chất lượng công nghệ làm lạnh nênnhiều xí nghiệp đang dần dần thay đổi công nghệ làm lạnh nhằm đáp ứng nhu cầu đó

Xuất phát từ yêu cầu thực tiễn trên, đồng thời cũng giúp cho bản thân trang bị kiếnthức sau khi ra trường làm quen với công tác khoa học, tiếp cận thực tế sản xuất và ápdụng những kiến thức đã học vào thực tiễn Cùng với sự cho phép của thầy giáo hướngdẫn nên em đã chọn đề tài “Tính toán và thiết kế tủ cấp đông băng chuyền cho sản phẩm

cá tra fillet đông lạnh IQF công suất 500 kg/giờ.”

Do thời gian và kiến thức có hạn, sự mới mẻ của thiết bị và chưa có kinh nghiệmthực tế nên trong quá trình thực hiện đồ án chắc chắn còn nhiều thiếu sót Rất mongnhững ý kiến đóng góp, chỉ dạy của Thầy và các bạn

Cuối cùng em xin chân thành cảm ơn các Thầy, Cô khoa thủy sản đặc biệt là thầy

THI THANH TRUNG đã tận tình chỉ dạy và giúp đỡ em để em hoàn thành đồ án đúng

thời hạn

TP.HCM, Ngày 10 Tháng 5 Năm 2017 Sinh viên thực hiện

MỤC LỤC

DANH MỤC HÌNH ẢNH

DANH MỤC BẢNG

NHẬN XÉT VÀ KẾT LUẬN CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

Nhận xét:

Kết luận:

TP.HCM, Ngày Tháng Năm 2017 GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

(Ký tên)

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN

Lịch sử phát triển của loài người cho thấy rằng từ ngày xưa con người đã biết sửdụng lạnh trong thiên nhiên: sử dụng băng,tuyết và các hầm sâu dưới đất để bảo quảnthực phẩm Cách đây 2000 năm người Ấn Độ và Trung Quốc đã biết trộn muối và nướchoặc nước đá để hạ nhiệt độ xuống tháp hơn 00C.Vào thế kỹ 19 thì các máy lạnh côngnghiệp ra đời, từ đó người ta tìm ra những phát hiện mới, sau này được áp dụng vàongành lạnh một cách có hiệu quả

1852:Thomson (Kelvin) phát minh ra bơm nhiệt1856-1859:Harrison hoàn thiện máy nén hơi môi chất etylete1861:Mort và Nicolle xây dựng máy kết đông thịt đầu tiên ở Sydney1865:Xây dựng kho lạnh đầu tiên tại Mỹ

1869:Andrew lần đầu tiên cắt nghĩa về điểm tới hạn1871:Tellier chế tạo máy lạnh nén hơi chạy metyl ete đầu tiên 1873: Vanderwals công bố phương trình trạng thái…

Như vậy qua đây ta có thể thấy rằng sự phát triển của kỹ thuật lạnh trên thế giới

là rất nhanh, con người không ngừng tìm ra những phương pháp, định luật mới…đưangành lạnh tiến lên tầm cao mới, mà ứng dụng của nó làn không nhỏ đối với conngười

Ở Việt Nam trong những năm gần đây nhu cầu về lạnh ngày càng tăng nhanh.Hiện nay trên cả nước có rất nhiều nhà máy đông lạnh thực phẩm Cùng với việc mởcửa liên doanh với nước ngoài, các dịch vụ thương mại và du lịch phát triển đồi hỏinhu cầu sử dụng lạnh cũng như việc cải tiến hệ thống lạnh là rất lớn Nhưng hiện naytrong nước chỉ sản xuất chế tạo những thiết bị: dàn bay hơi, dàn ngưng…còn một sốthiết bị như: van tiết lưu, máy nén…ta vẫn còn phải nhập khẩu

Nước chiếm đa phần trong cơ thể thủy sản đến khoảng 80% Tùy mức độ liênkết của nước trong thủy cơ thể thủy sản, mà người ta phân chia làm hai loại:

+ Nước tự do + Nước liên kết

Nước tự do: là các phân tử nước có trong cấu trúc mô thủy sản và có tính chất

cấu trúc giống như nước thường Loại nước này rất linh động, dễ dịch chuyển tới cácdùng khác, điểm đống băng của nó là -1÷-1,50C

Nước liên kết: là nước được duy trì trong tổ chức các mô, các tế bào bằng lực

liên kết dững chắc với các chất vô cơ, hửu cơ Năng lượng để hình thành liên kết rấtlớn khó tách ra khỏi các mô và tế bào, nó bền vững cho nên điểm đóng băng là rất thấp

Ta biết rằng nước nguyên chất đóng băng ở 00C Nước tự do trong tế bào thủysản không giống như nước nguyên chất Cho nên, điểm đóng băng của nó phải dưới

00C.Tùy theo nồng độ chất tan trong nước mà có các điểm đóng băng khác nhau

 Điểm quá lạnh:

Ở nhiệt độ dưới 00C mà nước chưa kết tinh thành đá gọi là hiện tượng quá lạnh.Hiện tượng quá lạnh phụ thuộc vào chất tan, cấu tạo màng tế bào và độ hạ nhiệt củamôi trường xung quanh

Môi trường lỏng luôn luôn chuyển động nhiệt (chuyển động Brao )và chuyểnđộng tương hổ nhằm tăng cường khả năng kết hợp với nhau để kết tinh thành đá Nướcnguyên chất ở 00Cchuyển đông nhiệt đã bé và lực tương tác đủ để tạo thành tinh thể.Đối với nước trong tế bào khi hạ nhiệt độ xuống 00C vẫn chưa đóng băng và các chấttan ở nhiệt độ trên 00, cho nên phải hạ nhiệt độ xuống đến nhiệt độ quá lạnh để môichất đạt 00C hay thấp hơn thì mới sinh mần tinh thể

Điểm quá lạnh là nhiệt độ quá lạnh thấp nhất để có kết tinh đá Ở thủy sản điểmquá lạnh bình quân là -50C

Các tinh thể đá xuất hiện ở điểm quá lạnh tỏa ra nhiệt ẩn đóng băng làm tăngnhiệt độ sản phẩm (do tốc độ thải nhiệt không kiệp với tốc độ sinh nhiệt do tạo mầntinh thể đá).Ở điểm này nước tự do cấu trúc bị tách ra và kết tinh, nhiệt độ sản phẩmtăng lên đến một mức cao nhất và dừng ở đó một lúc để hoàn thành quá trình đóngbăng (đây là điểm đóng băng ) sau đó tiếp tục giảm nhiệt độ

 Cơ chế đóng băng của thủy sản:

Khi hạ nhiệt độ dưới 00C các dạng nước trong thủy sản đóng băng dần tùy mức

độ liên kết của chúng trong tế bào, liên kết yếu thì nhiệt độ lạnh đong càng cao, liên kếtmạnh thì nhiệt độ lạnh đong thấp hơn Tổng quát:

Nươc tự do _cấu trúc: tql= -1 ÷ -1,5oC Nước bất động :tql= -1,5 ÷ -200CNước liên kết :tql= -20 ÷ -650CTrước tiên điểm quá lạnh làm xuất hiện mần tinh thể đá gian bào (khoảng trốnggiữa các tế bào) mà không xuất hiện trong tế bào vì nồng độ chất tan trong nước tự do

ở gian bào rất thấp so với trong tế bào Khi đến điểm đóng băng, đa phần nước tự dotrong gian bào kết tinh và làm tăng nồng độ chất tan lên cao hơn nồng độ chất tan trong

tế bào.Do áp suất thẩm thấu tăng lên làm cho nước trong tế bào ra ngoài gian bào quamàng bán thấm của tế bào Nếu tốc độ thoát nhiệt kết tinh thấp mức độ vận chuyển của

nước ra (tức độ hạ nhiệt độ chậm) thì có sự sinh dưỡng, nghĩa là không có sự tạo thànhtinh thể mới mà nước từ tế bào ra gian bào làm các tinh thể hiện lớn lên.Ứng với từngmức độ hạ nhiệt ngày càng thấp, hiện tượng đóng băng nước tự do trong gian bào vẫntiếp tục và các tinh thể đá ngày càng lớn hơn,vì nồng độ chất tan trong gian bào vẫnthấp hơn trong tế bào và điểm đóng băng ở gian bào hầu như luôn luôn cao hon trong

tế bào vì nhiệt độ lạnh khó xâm nhập vào trong tế bào

Nếu tốc độ thoát nhiệt lớn, tinh thể đá tạo thành cả ở trong tế bào và gian bào thìtinh thể đá sẽ nhuyễn và đều khắp.Vì vật hạ nhiệt độ với tốc độ chậm làm tế bào mấtnước, tinh thể đá to ở gian bào chèn ép làm rách tế bào, cấu tạo mô cơ bị biến dạng,giảm sút phẩm chất sản phẩm

Khi nước tự do đã đóng băng hết thì tới nước liên kết đóng băng, bắt đầu từnước có liên kết yếu nhất rồi tới nước liên kết mạnh

Khi nhiệt độ kết tinh càng giảm thì tốc độ kết tinh tăng số các tinh thể Nhờ đógiảm tác động xấu đến cấu trúc tế bào thực phẩm

Người ta phân chia tinh thể nước đá ra làm mấy mức sau:

+Tinh thể lớn: 0,2÷0,6mm+Tinh thể trung bình: 0,1÷0,2mm+Tinh thể nhỏ < 0,1mm

Kích thươc đá phụ thuộc vào nhiệt độ

+Ở khoảng -1÷ -2oC: các tinh thể đá tạo thành với kích thước lớn +Ở khoảng -10÷-20oC: các tinh thể đá tạo thành với kích thước nhỏ vàđều, số lượng lớn

+Nếu V≥3cm/h gọi là quá trình làm đông nhanh, tinh thể đá đều

+Nếu V>100cm/h gọi là quá trình làm đông cực nhanh, tinh thể đá nhỏ,còn chất lượng sản phẩm hầu như không thay đôi

+Loại máy và thiết bị làm đông.

Xác định thời gian làm đông là cơ sở tính toán nhiệt, tổ chức quá trình sản xuấtđồng thời cho biết những yếu tố có thể tác động để làm giảm thời gian làm đông mộtcách hợp lý nhất

Trong quá trình làm đông luôn có hiện tượng kết tinh của nước.Vì vậy, có thểxác định thời gian làm đông dựa vào việc kết tinh của nước trong thực phẩm

1.2.2.1. Biến đổi vật lý:

Trong quá trình làm đông cấu trúc của sản phẩm thủy sản trở nên rắng chắc,màu sắc cũng thay đổi do sự oxy hóa, mất nước Những biến đổi này phụ thuộc vàomức độ biến tính của các chất tan và mức độ mất nước của thủy sản

Các chất tan biến tínhvà cấu trúc mất nước sẽ có màu trắng đục, trọng lượngcủa thủy sản giảm sút, mùi vị đặc trưng của thủy sản cũng giảm đi, do hao phí các chấtdinh dưỡng hòa tan trong quá trình làm tan băng và cấu trúc của thủy sản sau khi làmtan băng trở nên mềm nhão do hậu quả của quá trình kết tinh nước làm thể tích tănglên, các tinh thể đá chèn ép làm vở cấu trúc tế bào và mô

Quá trình kết tinh nước diễn ra từ bề mặt luôn có xu hướng thu hút nước ởnhững vị trí nước chưa kết tinh, sự chuyển động của nước diễn ra từ bề mặt luôn có xuhướng thu hút nước ở những vị trí nước chưa kết tinh, sự chuyển động của nước còn do

sự chênh lệch nhiệt độ dẫn tới sự chênh lệch áp suất hơi nước, nước sẽ chuyển động từnơi có nhiệt độ cao sang nơi có nhiệt độ thấp hơn Ở vị trí đang kết tinh nồng độ cácchất tan tăng lên dẫn tới sự chênh lệch áp suất thẩm thấu với những vị trí xung quanh.Những tác động này đều cùng một hướng là cho nước ở trong tế bào chuyển động rangoài, nước ở những trạng thái kết hợp cao đến nơi có những trạng thái tự do hơn.Trong quá trình này do sự co rút cấu trúc, sự biến tinh của các chất tan làm cho nướckhông có sự chuyển động thuận nghịch Khi tan băng thì một phần cùa nước khôngquay lại trạng thí ban đầu dẫn đến tỷ lệ nước tự do tăng lên làm cho chúng dễ thoát rangoài đem theo các chất hòa tan làm giảm trọng lượng và mùi vị thủy sản

Mức độ nước của thủy sản khi làm đông phụ thuộc vào nhiệt độ, thời gian, môitrường làm đông.

Thời gian cấp đông càng ngắn thì mức độ mất nước càng ít

Làm đông trong môi trường lỏng, tiếp xúc với tấm truyền nhiệt bằng kim loại,dùng Nitơ lỏng sẽ mất nước ít hơn so với làm đông bằng không khí lạnh đối lưu cưởngbức

Ở nhiệt độ rất thấp nước kết tinh gần hết nên các biến đổi về hóa sinh giảm.Biến đổi về mặt hóa học chủ yếu là sự tạo thành axit lactic từ lycogen và sự biến tínhprotein hòa tan Các biến đổi này chủ yếu diễn ra ở giai đoạn nước tự do kết tinh Mức

độ biến đổi sẽ giảm khi làm tăng tôc độ kết tinh nước

Các phân tử protein luôn ở trạng thái phân cực Bình thường các gốc phân cựccủa protein hướng ra ngoài và liên kết với các phân tử nước, bằng liên kết tỉnh điện.Khi nước khếch tán để kết tinh, các gốc phân cực của phân tử protein sẽ quay vào phíatrong tự cân bằng điện tích Như vậy chúng ta thay đổi cấu trúc, mất khả năng liên kếtvới nước Khi sử dụng chúng làm giảm khả năng hút và giữ nước của sản phẩm

Khi làm tăng tốc độ kết tinh nước sẽ làm giảm sự khếch tán nước Vì vậy, giảm

sự biến tính protein của sản phẩm

1.2.2.3. Biến đổi về vi sinh vật:

Trong quá trình làm đông số lượng vi sinh vật giảm rất nhiều Vì vi sinh vật bịtiêu diệt do mất môi trường sống Ở nhiệt độ -50C đã có thể đống băng 80% nước trongthực phẩm Lượng nước còn lại ở trạng thái liên kết với các chất tan nên vi sinh vật khóhoạt động Nồng độ chất tan cao sẽ tạo ra áp suất thẩm thấu gây khếch tán vi sinh vật rangoài, làm biến đổi tính chất nguyên sinh của vi sinh vật

Mặt khác vi sinh vật bị tiêu diệt còn do tác động cơ học, khi nước đống bănglàm tăng thể tích, các tinh thể nước đá có cấu trúc vững chắc, sắc nhọn sẽ làm rách vởcấu trúc tế bào vi sinh vật, enzyme trong vi sinh vật cũng có bản chất giống protein nêncũng bị biến tính giảm hoạt động và mất dần khả năng xúc tác cho các phản ứng vi sinhhóa trong chuổi phản ứng của các hóa trình trao đổi chất nên vi sinh vật còn bị chết doquá trình chuyển hóa chất dinh dưỡng trong tế bào vi sinh vật diễn ra

Ngoài những phương pháp cấp đông nhân gian cổ truyền: làm lạnh đông bằnghỗn hợp nước đá và muối, làm lạnh đông thủy sản bằng nước muối lạnh…Ngày nayvới sự phát triển của khoa học công nghệ, ta có nhiều phương pháp làm đông đạt hiệuquả hơn, ví dụ như:

Môi trường không khí bảo đảm điều kiện vệ sinh cao dễ cơ giới hóa và tự độnghóa sản xuất, rẽ tiền, thủy sản đưa vào làm lạnh đông không phụ thuộc vào hình dạng,kích thước, tốc độ làm lạnh đông nhanh nhưng sản phẩm dễ bị oxy hóa không khí vàtăng mức độ mất nước của sản phẩm.

Không khí được đối lưu cưởng bức nhờ quạt gió qua dàn lạnh, nhiệt độ khôngkhí sau khi trao đổi nhiệt với môi chất ở dàn lạnh có nhiệt độ từ -35÷ -400 Do vậy sảnphẩm được làm đông rất đều trong một thời gian ngắn

Đối với những loại thủy sản có kích thước nhỏ hơn 200 gram người ta dùngthiết bị làm đông kiểu tầng sôi Thủy sản được đặt trên băng chuyền lưới, dàn lạnhdùng quạt gió thổi từ dưới lên làm cho sản phẩm chuyển động lên khỏi bề mặt băngchuyền lưới rồi lại rớt xuống (hiện tượng giả sôi) do đó nhiệt độ phân phối rất đều vànhanh

Đối với những sản phẩm có kích thước và khối lượng lớn thì được làm đôngtheo kiểu hầm Tunnel Các sản phẩm thủy sản được treo lên móc hoặc được đặc trêncác giá đở, dàn lạnh được bố trí thích hợp sao cho không khí được đối lưu phấn bố đềukhắp buồng đông, năng suất lạnh đông khá lớn, thời gian làm đông tùy thuộc vào khốilượng sản phẩm, kích thước sản phẩm và mật độ sản phẩm

Ở phương pháp làm đông này, thủy sản được đặt trên các khây và được đặt ởgiữa tấm truyền nhiệt Bên trong tấm truyền nhiệt có môi chất lạnh, do đó sự truyềnnhiệt dựa vào khả năng dẫn nhiệt của kim loại.Vì vậy, tốc độ trao đổi nhiệt lớn, hạn chếđược ảnh hưởng của oxy không khí và sự mất nước cuả thủy sản Chính vì vậy, thờigian kết đông rất nhanh, năng suất cấp đông lớn Nhược điểm của phương pháp này làchỉ sử dụng kết đông những sản phẩm đặt trong khuôn

Dùng khí hóa lỏng phun trực tiếp lên bề mặt sản phẩm Chúng sẽ bay hơi trựctiếp trên bề mặt sản phẩm Do đó, độ chênh lệch nhiệt độ giữa bề mặt sản phẩm vànhiệt độ sôi của môi chất là rất lớn, nên sản phẩm được kết đông cực nhanh Nên chấtlượng sản phẩm gần như được giữ nguyên vẹn

1.2.3.4. Làm lạnh đông thủy sản bằng tủ đông băng chuyền:

Phương pháp làm đông này kết hợp giữa trao đổi nhiệt tiếp xúc kim loại vàkhông khí lạnh đối lưu cưởng bức nên có khả năng trao đổi nhiệt rất lớn, tốc độ làmđông nhanh, hoạt đông liên tục, có thể tự động hóa quá trình sản xuất Tuy nhiên, sửdụng chất mang lạnh lỏng nên chi phí lạnh tăng lên rất nhiều khi hoạt đông sản xuấtkhông ổn định Thiết bị này thường được ứng dụng để làm lạnh đông các sản phẩmdạng rời (IQF), có khối lượng và kích cở đều và nhỏ, quá trình sản xuất có tính ổn địnhcao

Thủy sản được đặt trên băng chuyền được làm bằng thép không gỉ có bề dày rấtnhỏ, bên trên có các dàn lạnh không khí thổi không khí lạnh xuống sản phẩm Bên dướibăng chuyền được làm lạnh bằng chất tải lạnh: CaCl2 hay NaCl tuần hoàn qua thiết bịbay hơi kiểu ống chùm vỏ bọc nằm ngay được làm lạnh sau đó phun lên bề mặt dướibăng chuyền phẳng, làm lạnh băng chuyền và sản phẩm đặt trên băng chuyền, khôngkhí lạnh trong thiết bị có nhiệt độ -35÷-450C, vận tốc chuyển động của không khí trongkhoảng 4 ÷ 6m/s, thời gian làm đông tùy thuộc vào sản phẩm Tốc độ băng chuyềnđược điều chỉnh theo thời gian làm đông

1.3.1. Giới thiệu chung về cá tra:

Cá tra được nuôi phổ biến hầu hết ở các nước Đông Nam Á, là một trong cácloài cá nuôi quan trọng nhất của khu vực này Bốn nước trong hạ lưu sông Mê Kông đã

có nghề nuôi cá tra truyền thống là Thái Lan, Campuchia, Lào và Việt Nam do cónguồn cá tra tự nhiên phong phú Ở Campuchia, tỷ lệ cá tra thả nuôi chiếm 98% trong

3 loài thuộc họ cá tra, chỉ có 2% cá basa và cá vồ đém, sản lượng cá tra nuôi chiếm mộtnữa tổng sản lượng các loài cá nuôi Tại Thái Lan, trong số 8 tỉnh nuôi cá nhiều nhất,

có 50% số trại nuôi cá tra, đứng thứ hai sau cá rô phi Một số nước trong khu vực nhưMalaysia, Indonesia cũng đã nuôi cá tra có hiệu quả từ những thập niên 70 – 80

Đồng bằng Nam Bộ của Việt Nam đã có truyền thống nuôi cá tra và cá basa Cátra nuôi phổ biến trong cả ao và bè, cá basa chủ yếu nuôi trong bè Hiện nay nuôi cá tra

và cá basa đã phát triển ở nhiều địa phương, không chỉ ở Nam Bộ mà một số nơi ởmiền Trung và miền Bắc cũng bắt đầu quan tâm nuôi các đối tượng này Đặc biệt từ khinước ta hoàn toàn chủ động về sản xuất giống nhân tạo thì nghề nuôi càng ổn định vàphát triển vượt bậc Nuôi thương phẩm thâm canh cho năng suất rất cao, cá tra nuôitrong ao đạt tới 200 – 300 tấn/ha, cá tra và cá basa nuôi trong bè có thể đạt tới 100 –

300 kg/m3 bè Trong năm 2002, chỉ tính riêng 2 tỉnh An Giang và Đồng Tháp, sảnlượng cá tra, basa nuôi đã đạt 180000 tấn

Từ nửa đầu thế kỷ 20, nuôi cá trong ao mới bắt đầu xuất hiện ở đồng bằng Nam

Việc phát triển nuôi cá tra ở Nam Bộ đã góp phần duy trì nguồn thực phẩm chính yếu

và có mặt trên thị trường quanh năm Vào mùa lũ, nguồn cá tự nhiên do sông Mê Kôngtải về một lượng khổng lồ cung ứng đủ cho nhu cầu tiêu thụ của cư dân Vào mùa khô,lượng cá trên song ít đi do nước trên sông cạn, cá rút khỏi các khu đồng trũng thì cácung cấp cho thị trường trở nên khan hiếm, lúc này cá nuôi hoặc cá lưu giữ trong ao,nhất là cá tra trở thành một nguồn thực phẩm quan trọng Tài liệu thống kê của tỉnh AnGiang cho thấy năm 1985 có hơn 90% diện tích ao nuôi cá ở nông thôn của tỉnh lúcbấy giờ là nuôi cá tra Có lẽ do An Giang là một trong hai tỉnh (cùng Đồng Tháp) cónguồn cá tra giống phong phú vớt trên sông và nghề cá tra giống phát triển nhất trong

cả nước Tài liệu Ủy Hội sông Mê Kông cũng đề cập về hiện trạng nuôi cá tra ở miềnNam Việt Nam những thập niên 50 – 70 Nuôi cá tra truyền thống và ghép với một sốloài khác, người dân thu hoạch cá thường vào cuối năm hoặc những tháng mùa khô Từnhững năm 1970 về trước, khi nghề cá còn hạn chế về kỹ thuật nuôi, về con giống vàtập quán nuôi cá thì nghề nuôi cá còn mang tính chất đơn điệu với đối tượng nuôi chủyếu là cá tra, còn các đối tượng khác thì rất ít Do đặc tính chịu đựng được môi trườngkhắc nghiệt nên người nuôi cá tra không cần phải đào ao lớn mà nuôi vẫn có kết quả

Nghề nuôi cá bè có lẽ được bắt nguồn từ Biển Hồ (Tonlesap) của Campuchiađược một số kiều dân Việt Nam hồi hương áp dụng khởi đầu từ vùng Châu Đốc, TânChâu thuộc tỉnh An Giang và Hồng Ngự thuộc tỉnh Đồng Tháp vào khoảng cuối thậpniên 50 thế kỷ trước Dần dần nhờ cải tiến và bổ sung kinh nghiệm cũng như kỹ thuật,nuôi cá bè đã trở thành một nghề hoàn chỉnh và vững chắc Đồng bằng sông Cửu Long

có hơn một nữa số tỉnh nuôi cá bè, nhưng tập trung nhất vẫn ở hai tỉnh An Giang vàĐồng Tháp, với hơn 60% số bè nuôi và có năm đã chiếm tới 76% sản lượng nuôi cá bècủa toàn vùng

Hình 1.1: Cá tra

Họ PangasiidaeGiống PangasiusLoài Pangasius hypophthalmus (Sauvage, 1980)

Cá tra phân bố ở lưu vực sông Mê Kông, có mặt ở cả 4 nước Lào, Việt Nam,Campuchia và Thái Lan Ở Thái Lan còn gặp chúng ở lưu vực sông Mê Kông và

Chaophraya Ở nước ta cá bột và cá giống vớt được chủ yếu trên sông Tiền, cá trưởngthành chỉ thấy trong các ao nuôi, rất hiếm khi tìm thấy trong tự nhiên.

Cá thân dài, không vẩy, màu sắc đen xám trên lưng, bụng hơi bạc, miệng rộng,

có 2 đuôi râu dài

Cá sống chủ yếu trong nước ngọt, có thể sống được ở vùng nước hơi lợ (10 –14% độ muối), có thể chịu đựng được nước phèn với pH ≥ 4 (pH dưới 4 thì cá bỏ ăn, bịsốc), ít chịu đựng được nhiệt độ thấp dưới 150C, chịu nóng tới 390C

Cá trong tự nhiên, có thể sống trên 20 năm Đã gặp cỡ cá trong tự nhiên 18 kghoặc có mẫu dài tới 1,8m Trong ao nuôi cá bố mẹ cho đẻ đạt tới 25 kg ở cá 10 tuổi

Nuôi trong ao 1 năm cá đạt 1 – 1,5 kg/con (năm đầu tiên), những năm về sau cátăng trọng nhanh hơn, có khi đạt 5 – 6 kg/năm

Cá hết noãn hoàn thì thích ăn mồi tươi sống, vì vậy chúng ăn thịt lẫn nhau ngaytrong bể ấp, thậm chí cá vớt trên sông vẫn thấy chúng ăn nhau trong đáy vớt cá bột.Chúng ăn các loại phù động vật có kích thước vừa cỡ miệng của chúng

Khi cá lớn, tính ăn tạp thiên về động vật và dễ chuyển đổi loại thức ăn Trong ao

cá nuôi cá tra có khả năng thích nghi với nhiều loại thức ăn, kể cả thức ăn bắt buộcnhư: mùn, bã hữu cơ, cám, rau, phân hữu cơ, động vật đáy…

Tuổi thành thục: cá tra đực thành thục ở tuổi thứ 2 và cá cái ở tuổi thứ 3 trở lên

Cá tra không có cơ quan sinh dục phụ (thứ cấp), nên nhìn hình dáng ngoài khóphân biệt đực – cái

Ở thời kì thành thục, tuyến sinh dục ở cá đực phát triển lớn gọi là buồng tinh, ở

cá cái gọi là buồng trứng

Mùa vụ thành thục của cá trong tự nhiên bắt đầu từ tháng 5 – 6 (dương lịch), cá

đẻ tự nhiên trên sông ở những khúc sông có điều kiện sinh thái phù hợp Cá không đẻ ởphần sông của Việt Nam Ở Campuchia, bãi đẻ của cá nằm từ khu vực ngã tư giao tiếp

2 con sông Mê Kông và Tonlesap, từ Sombor, tỉnh Crache trở lên

Trong sinh sản nhân tạo, ta có thể nuôi thành thục sớm và cho đẻ sớm hơn trong

Bảng 1.1 Thành phần hóa học của cá tra

Thành phần % Tối thiểu Trung bình Tối đaProtid 6,0 16 ÷ 21 28Lipid 0,1 0,2 ÷ 25 67Carbohydrate < 0,5

Khoáng 0,4 1,2 ÷ 1,5 15Nước 28,0 66 ÷ 88 96

Bảng 1.2 Thành phần hóa học của cá tra filletThành phần Tỷ lệ (%)Protid 18 ÷ 20

Bảng 1.3 Thành phần dinh dưỡng của cá traThành phần dinh dưỡng trên 100g sản phẩm ăn đượcCalo Calo từ

chất béo Tổng lượngchất béo Chất béobão hòa Cholesterol Natri Protein124,52 cal 30,84 cal 3,42 g 1,64 g 25,2 mg 70,6 mg 23,42 g

CHƯƠNG 2: QUY TRÌNH CHẾ BIẾN CÁ TRA FILLET ĐÔNG LẠNH 2.1 Sơ đồ quy trình :

Nguyên liệu

Rửa 1

Fillet Rửa 2Lạng daChỉnh hìnhPhân cỡSoi ký sinh trùngQuay cá

Phân màu

Bảo quảnCân

Bao góiXếp khuôn

Cấp đông – mạ băngCấp đông

2.2 Thuyết minh quy trình

2.2.1 Nguyên liệu

Cá tra sau khi được đại lý thu mua từ An Giang, Đồng Tháp được vận chuyểnbằng thuyền thông thủy đến xí nghiệp Cá mang đỏ tươi, mắt lồi, nhớt cá trong suốt,miệng khép chặt, cơ thịt đàn hồi, mùi tanh tự nhiên, không có mùi ươn thối, không cómùi lạ, cá phải còn sống

* Tiêu chuẩn cảm quan:

- Nguyên liệu phải còn tươi sống, không bị cấn dập, không có dấu hiệu bị bệnhhay dị tật

- Đối với nguyên liệu cá nuôi, phải khai thác từ vùng nước nuôi đáp ứng đượctiêu chuẩn về vệ sinh môi trường và quy định về kiểm soát việc sử dụng thuốc khángsinh, kiểm soát dư lượng thuốc bảo vệ thực vật do cơ quan nhà nước có thẩm quyềnban hành

- Quá trình vận chuyển và tiếp nhận nguyên liệu thủy sản phải tiến hành nhanh,liên tục Thao tác bốc dỡ, vận chuyển phải nhẹ nhàng tránh làm cấn dập nguyên liệu

- Đúng size, cỡ theo hợp đồng mua bán

* Tiêu chuẩn kháng sinh:

- Không được sử dụng thuốc kháng sinh thuộc danh mục hạn chế sử dụng trongvòng 28 ngày trước khi thu hoạch để đảm bảo an toàn thực phẩm

- Mỗi lô nguyên liệu nhận vào công ty phải kèm theo tờ cam kết và tờ khai xuất

xứ nguyên liệu

- Phiếu báo kết quả kiểm kháng sinh Chloramphenicol, Nitrofuran, Malachitegreen/ Leuco Malachite green, Enrofloxacine/ Ciprofloxacine

2.2.2 Rửa 1

- Mục đích: Làm sạch nhớt, vi sinh vật bám trên cá, làm cá chết tạo điều kiện

cho công đoạn fillet được dễ dàng

Cá sau khi cân được đổ lên một bàn nghiêng, người công nhân tay thuận cầmdao đâm vào mang cá, sau đó đẩy cá xuống hồ rửa 1, khoảng 3 phút sau cá sẽ được vớt

qua hồ rửa 2 Tại hồ rửa 2, sau khi cá chết thì sẽ được vớt ra và chuyển sang công đoạnfillet.

Hai miếng fillet sẽ được cho vào rổ đựng bán thành phẩm ngâm trong nước cópha muối và chlorine Còn phế liệu được cho vào thùng đựng phế liệu đặt phía dướibàn

-Yêu cầu:

Không còn sót thịt trong xương

Bề mặt miếng fillet phải láng, không có 2 vết cắt

2.2.4 Rửa 2

- Mục đích: làm sạch máu cá, vi sinh vật, nhớt, mỡ bề mặt miếng fillet.

- Chuẩn bị: hai hồ nước có thể tích bằng 500 lít, nước sạch, nước chlorine, cánh

Trong lúc đó hồ 2 ta cũng tiến hành cho cá vào nước tương tự hồ 1 Sau 2 phút

ta dừng cánh khuấy ở hồ 1 và chuyển sang hồ 2 Hồ 1 tiến hành vớt cá và xả nước ra đểchuẩn bị mẻ tiếp theo

-Yêu cầu: miếng fillet phải sạch máu, sạch nhớt.

2.2.5 Lạng da

- Mục đích: loại bỏ da ra khỏi miếng fillet.

- Chuẩn bị: dao, thớt, rổ đựng bán thành phẩm, thùng đựng phế liệu.

- Mục đích: loại bỏ mỡ, phần cơ thịt đỏ tạo vẻ cảm quan cho sản phẩm và kéo

dài thời gian bảo quản

-Yêu cầu:

Bề mặt miếng fillet phải phẳng, vết cắt sắc nét

Không phạm phần thịt

Không còn mỡ, cơ thịt đỏ

Miếng fillet không được thủng, rách

Sau khi chỉnh hình, sẽ nhúng rổ đựng bán thành phẩm vào hồ nước lạnh, sạch cópha chlorine nồng độ 10 ppm, nhiệt độ nước rửa ≤ 10oC và chuyển sang công đoạn tiếptheo

2.2.7 Phân cỡ

Cỡ cá được tính bằng số g/miếng

-Mục đích: chọn ra những cỡ cá đồng đều có giá trị kinh tế như nhau, đồng thời

tạo điều kiện thuận lợi cho các công đoạn sau

-Chuẩn bị: cân, rổ, thẻ cỡ.

-Thao tác:

Cá tra, cá basa fillet được phân làm các cỡ chủ yếu sau:

Bảng 2.1 Bảng phân cỡ cá tra, cá basa fillet

Cỡ cá (g/miếng) Khối lượng (g)

-Yêu cầu: các miếng fillet phải được phân đúng cỡ, không được bắt sai cỡ.

2.2.8 Soi ký sinh trùng

-Mục đích: lựa ra những miếng cá fillet có vết bầm, ký sinh trùng để tiến hành

xử lý lại

-Chuẩn bị: một bàn có mặt bằng nhựa trắng, phía dưới tấm nhựa là dạng thùng

rỗng để đặt các bóng đèn chiếu sáng vào Chiều dài tấm nhựa khoảng 2,5m, ta đặt vào

đó 4 bóng đèn 1,2m Hai rổ đựng bán thành phẩm

-Thao tác: cá sau khi phân cỡ thì được đổ lên bàn, nhờ ánh sáng từ phía dưới rọi

lên mà người công nhân sẽ quan sát cả hai mặt của miếng cá để lựa ra những miếng cóvết bầm, ký sinh trùng Các miếng cá đạt yêu cầu thì cho vào một rổ, còn những miếngkhông đạt yêu cầu thì được cho vào rổ khác và được tiến hành lạng bỏ những phần bịbầm đỏ, sau đó thì được phân cỡ lại và chuyển sang công đoạn tiếp theo

-Yêu cầu:

Phải lựa hết những miếng cá có vết bầm, không được bỏ sót

Các miếng cá không đạt yêu cầu thì phải được xử lý sạch sẽ, không còn lại vếtbầm đỏ, ký sinh trùng

2.2.9 Quay cá

-Mục đích:

Làm cho miếng cá fillet bóng mượt

Tăng trọng lượng, giữ nước

Duy trì chất lượng sản phẩm thủy sản (giảm oxi hóa chất béo)

-Chuẩn bị:

Một hồ nước thể tích bằng 200 lít, cho vào hồ 4kg thuốc carnal, cho chlorinenước vào sau cho đạt đến nồng độ 20 ppm, tiếp theo cho dung dịch nước muối vào sau

cho nồng độ muối trong hồ đạt 1%, cuối cùng cho thuốc nhớt empimine Cho đá vảyvào để giữ nhiệt độ nước trong hồ luôn luôn ≤ 5oC.

Thau nhựa có thể tích bằng 50 lít

-Thao tác:

Cá sau khi soi ký sinh trùng thì tiến hành cân bằng cân đồng hồ, mỗi rổ là 10 kg.Cho hai rổ cá (20 kg) vào thau nhựa có thể tích bằng 50 lít Cho 20 lít dung dịchtrên vào rồi tiến hành khuấy đều theo thời gian sau:

Bảng 2.2 Bảng phân bố thời gian quay cá theo cỡ

Cỡ cá fillet (g/miếng) Thời gian quay (phút)

Quay cá đúng thời gian

Miếng fillet phải mền, bóng đẹp

Cá sau khi quay thì 20 kg sẽ tăng lên được 4 kg

Cá sau khi quay thì được vớt ra rổ và được tiến hành kiểm tra lại cỡ và ký sinhtrùng

-Chuẩn bị: bàn inox, phía trên có lắp các bóng đèn, rổ, thẻ.

-Thao tác:

Cá thông thường được phân thành các màu sau:

Màu 1, màu 2: màu trắng

Màu 3, màu 4, màu 5: màu hồng

Màu 6, màu 7, màu 8: màu vàng

Cá được đổ lên bàn, người công nhân dùng mắt quan sát và dùng tay bắt tất cảcác miếng cá cùng màu cho vào rổ Để việc bắt màu được đơn giản ta so sánh từngmiếng cá với nhau thì các màu khác nhau sẽ thể hiện rõ hơn Các màu giống nhau chovào cùng 1rổ, mỗi rổ đều có thẻ ghi màu tương ứng Khi cá đã đầy rổ thì chuyển cásang công đoạn cân

-Yêu cầu: phải bắt đúng màu quy định

2.2.11 Cân

-Mục đích: phân chia sản phẩm thành từng phần có khối lượng bằng nhau tạo

điều kiện thuận lợi cho các công đoạn sau và giúp dễ dàng hơn trong việc tiêu thụ sảnphẩm

-Chuẩn bị : cân điện tử, rổ đựng bán thành phẩm, thẻ.

-Yêu cầu: Cân đúng khối lượng quy định.

Khuôn được vệ sinh sạch bằng chlorine có nồng độ bằng 100ppm

Nước châm khuôn

-Thao tác:

Cá sau khi cân thì được rửa qua hai hồ nước lạnh có pha carnal, chlorine,empimine, nước muối (220l nước + 4kg carnal + 10l nước muối bão hòa + khoảng15ml nhớt + chlorine nồng độ 20 ppm) Tiến hành xếp khuôn như sau:

Đối với cá đông IQF: lót tấm PE lớn dưới đáy khuôn, xếp úp từng miếng cá vàosau cho chúng rời nhau, đầu hướng ra ngoài Xếp xong một lớp thì dùng miếng PE nhỏtrải lên và xếp lớp thứ hai Cứ như thế đến khi xếp phải phân nửa rổ cá thì dùng mộttấm PE lớn trải lên và xếp như trên đến khi hết rổ cá Gấp một bên tấm PE lại, đặt thẻvào và gấp các bên còn lại của miếng PE

-Yêu cầu:

Phải xếp hết rổ, các miếng cá phải rời nhau

Bề mặt khuôn cá sau khi xếp phải phẳng, không lồi lõm

Cá đặt đúng theo yêu cầu, phải có thẻ cỡ

2.2.13 Cấp đông

-Mục đích: chuyển sản phẩm ở trạng thái tự nhiên sang trạng thái đông đặc ở

nhiệt độ âm sâu nhằm ức chế hoạt động của vi sinh vật, kéo dài thời gian bảo quản

-Chuẩn bị: tủ cấp đông, xe đẩy.

-Thao tác:

Cá sau khi xếp khuôn thì được đặt trên xe đẩy để vận chuyển đến tủ đông

Trước khi cấp đông ta phải vệ sinh tủ: dùng vòi nước áp lực cao xịt vào để vệsinh

Cho tủ chạy đến khi nhiệt độ tủ đạt -18 ÷ -20oC

Đối với cá đông IQF thì khi nhiệt độ tủ đạt theo yêu cầu ta lần lượt xếp các khay

cá lên tấm plank từ dưới lên trên, đối với cá đông block thì ta phải châm nước vàokhuôn rồi mới xếp lên tủ Khi cá đã đầy tủ thì điều khiển ben nâng hạ để cho các tấmplad ép các khuôn lại Sau đó đóng tủ lại và cho tủ chạy tính giờ Thời gian đông là từ

2 đến 4 giờ

-Yêu cầu:

Các khuôn sản phẩm phải đặt bằng phẳng, không được chênh lệch

Sau thời gian đông thì nhiệt độ tâm sản phẩm phải đạt -18oC

Tất cả các khuôn sản phẩm trong tủ phải đạt nhiệt độ yêu cầu

Hình 2.1 Cá tra fillet trong quá tình cấp đông

2.2.14 Tách khuôn – Mạ băng

-Mục đích:

Lấy sản phẩm ra khỏi khuôn

Mạ một lớp băng mỏng trên bề mặt sản phẩm, giúp bảo vệ sản phẩm, đồng thờitạo vẻ cảm quan cho sản phẩm

-Chuẩn bị: bàn tách khuôn, hồ nước lạnh sạch, rổ đựng bán thành phẩm,thùng

đựng PE

-Thao tác:

Sau khi đông từ 2 đến 4 giờ, kiểm tra sản phẩm đạt yêu cầu thì cho tủ ngừnghoạt động, tiến hành dỡ sản phẩm theo chiều từ trên xuống xếp lên các xe đẩy vàchuyển sang công đoạn tách khuôn

Tay cầm úp khuôn gõ nhẹ thành khuôn xuống bàn, bánh sản phẩm sẽ được tách

ra khỏi khuôn Sau đó cá sẽ được gỡ ra từng miếng và cho vào rổ Lấy từng rổ cánhúng vào hồ nước sạch, nhiệt độ nước trong hồ từ 0 – 5oC để mạ một lớp băng trên bềmặt sản phẩm

-Yêu cầu:

Đối với cá đông IQF:

Các miếng fillet không được dính vào nhau

Lớp băng mạ trên sản phẩm phải đều, phủ kín miếng fillet

Miếng fillet không được gãy nát

Đối với sản phẩm đông block thì không mạ băng:

Block cá phải vuông, không nứt, bể

2.2.15 Bao gói

-Mục đích:

Cách biệt sản phẩm với môi trường bên ngoài, tránh sự lây nhiễm

Tránh va đập trong quá trình vận chuyển, bảo quản, giúp quá trình vận chuyển,bảo quản được dễ dàng

-Chuẩn bị: thùng carton, túi PE, máy niền dây đai, băng keo.

-Thao tác:

Tay cầm túi PE, mở miệng túi và cho sản phẩm vào, sau đó tiến hành hàn miệngtúi Tiếp theo xếp sản phẩm vào thùng carton, đậy nắp thùng lại Dùng băng keo dándính miệng thùng Sau đó niền thùng bằng hai dây đai ngang và hai dây đai dọc Ngoàithùng carton có in các thông tin cần thiết sau:

Tên sản phẩm, kích cỡ, khối lượng tịnh

Ngày sản xuất, hạn sử dụng

Tên và địa chỉ nhà sản xuất

Nước sản xuất, code quản lý, điều kiện bảo quản, mã số lô hàng

-Yêu cầu:

Túi PE phải đảm bảo vệ sinh, không bị rách

Thùng carton phải đảm bảo vệ sinh, không đặt thùng dưới nền nhà

Hàn phải kín miệng túi

Sản phẩm bên trong phải đúng với nội dung in trên bao bì

Sản phẩm sau khi đóng thùng thì nhanh chóng đưa vào kho trữ đông.

Không được để sản phẩm bên ngoài quá 30 phút, sản phẩm được chuyển vàokho và sắp xếp theo nguyên tắc sau:

Nguyên tắc thông gió: đảm bảo nhiệt độ đồng đều ở khắp các vị trí trong kho.Nguyên tắc gom hàng: sự mất nước của sản phẩm trữ đông là do sự bốc hơi bềmặt, do đó cần giảm diện tích bề mặt bằng cách gom các lô hàng nhỏ rải rác thành cụmlớn

Nguyên tắc vào trước ra trước: sản phẩm nhập kho trước phải ưu tiên xuất trước,tránh tồn động hàng cũ

Sản phẩm được đặt trên palet gỗ dày 15cm, cách vách kho 20cm, cách trần50cm, cách dàn lạnh 100cm, lô hàng gần dàn lạnh xếp thấp hơn dàn lạnh để gió có thểlưu thông

-Yêu cầu:

Nhiệt độ kho thấp -20oC ± 2oC

Nhiệt độ trong phải ổn định, ít dao động

Điều hòa không khí tốt

Hình 2.2 Cá tra fillet đông IQF

CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG CẤP ĐÔNG

BĂNG CHUYỀN IQF CÔNG SUẤT 500 KG/H

3.1 Tính chọn băng chuyền

3.1.1 Tính chiều dài băng chuyền

Ở đây ta thiết kế hệ thống cấp đông băng chuyền phẳng lạnh siêu tốc cho cá traphilê với chiều dài trung bình mỗi miếng cá : 90mm, khối lượng trung bình mỗi miếng22,76 gram

Chọn băng chuyền với vật liệu làm bằng thép không gỉ, chiều rộng băng chuyền1200mm Mỗi hàng trên băng chuyền xếp 60 miếng, mỗi hàng cách nhau 30mm

- Số lác cá tải đi trong một giờ là:

3.2 Lựa chọn chu trình lạnh, xác định các thông số ban đầu

3.2.1 Các thông số ban đầu:

3.2.1.1 Xác định nhiệt độ ngưng tụ (t k )

Việc xác định nhiệt độ ngưng tụ là một bài toán tối ưu giữa kinh tế và kỹthuật.Việc tăng hay giảm nhiệt độ ngưng tụ, nó sẽ ảnh hưởng trực tiếp tới hiệu quả hệthống Do vậy để hệ thống hoạt động tốt, ta chọn nhiệt độ ngưng tụ theo nhiệt độ tốicao trung bình của tháng nóng nhất tại địa điểm mà hệ thống được lắp đặt và hoạtđộng Ở đây tôi tính thiết kế hệ thống cấp đông băng chuyền phẳng lạnh siêu tốc lắpđặt tại Đồng Tháp, ta có các thông số sau:

- Nhiệt độ tối cao trung bình của tháng nóng nhất là 37,3oC Để cho an toàn tatăng nhiệt độ lên 10%

- Độ ẩm trung bình của tháng nóng nhất là 74%

Từ hai thông số trên ta tra đồ thị i-d xác định nhiệt độ bầu ướt là tư= 350C

- Nhiệt độ nước vào dàn ngưng được xác định bởi công thức :

tw1 = tư

Do ở đây ta sử dụng nước từ sông sau khi được xử lý

- Xác định nhiệt độ nước ra khỏi dàn ngưng:

tw2 = tw1 + ∆tw

Ở đây chọn loại dàn ngưng bay hơi để lắp đặt cho hệ thống nên có ∆tw

tw2=35+2= 37oCVới thiết bị ngưng tụ kiểu này thì nhiệt độ chênh lệch nhiệt ngưng của môi chất

và nhiệt độ nước ra khỏi thiệt bị ngưng tụ là ∆tk=2÷30C

Ta có: ∆tk=tk-tw2 => tk=400C

3.2.1.2 Xác định nhiệt độ sôi của môi chất (t 0 )

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

ở cuối quá trình đông theo yêu cầu công nghệ Ở đây thiết kế hệ thống cấp đông vớinhiệt độ không khí trong tủ là tk= -40oC Nhiệt độ sôi của môi chất lạnh bao giờ cũngthấp hơn nhiệt độ không khí trong tủ đông 5÷6oC nên to= tkk-(5÷6)oC

Vậy nhiệt độ sôi của môi chất là to= -45oC.

3.2.1.3 Xác định môi chất lạnh

Việc lựa chọn môi chất lạnh phải đảm bảo các đặc điểm của chu trình lạnh của

hệ thống thiếp bị, điều kiện vận hành, bảo dưỡng, sữa chữa, an toàn, cháy nổ, an toànđộc hại…Ở đây tôi chọn NH3 làm môi chất lạnh vì hệ số truyền nhiệt cao

3.2.1.4 Xác định nhiệt độ quá nhiệt (t qn )

Nhiệt độ quá nhiệt là nhiệt độ của hơi môi chất trước khi vào máy nén, nhiệt độquá nhiệt bao giờ cũng lớn hơn nhiệt độ sôi môi chất do tổn thất nhiệt trong quá trìnhhút từ dàn bay hơi về máy nén

Xác định áp suất bình trung gian

MTC: máy nén tầm cao NT: thiết bị ngưng tụ BH: thiết bị bay hơi BTG: bình trung gian TL1,TL2: các van tiết lưu

PK,TK: áp suất, nhiệt độ ngưng tụ

PO,TO: áp suất, nhiệt độ bay hơi

PTG, TTG : áp suất, nhiệt độ trung gian

3.2.2.2 Thuyết minh chu trình:

Máy nén tầm thấp hút hơi quá nhiệt có áp suất p0, nhiệt độ tqn,thực hiện quá trình

ép nén đoạn nhiệt, nhiệt độ hơi môi chất tăng từ t1’ tới t2, áp suất từ po tới áp suất p2 vàđược làm mát thành hơi bảo hoà, tiếp tục môi chất được nén đoạn nhiệt lên t4, p4 môichất lúc này ở trang thái hơi quá nhiệt, sau đó môi chất thực hiện quá trình ngưng tụgiải nhiệt ra nngoài, quá trình này gồm hai giai đoạn nhỏ: giai đoạn thải nhiệt để trởthành hơi bảo hoà có tk,pk, giai đoạn còn lại môi chất thải nhiệt để ngưng tụ.Tiếp theo,môi chất lỏng được làm lạnh để trở thành môi chất lỏng quá lạnh t5’,p5’.Cuối cùng nóđược tiếp lưu đẳng entalpy, nhiệt độ và áp suất sẽ giảm xuống to, po và nhận nhiệt từsản phẩm để bay hơi

Từ bình chứa cao áp tk,pk môi chất được chiết ra một phần tiết lưu xuống ttg,ptg

để làm quá lạnh môi chất tại bình trung gian và được máy nén hút trực tiếp về tầm cao.Bảng 3.1 Các thông số trang thái tại các điểm nút của chu trình môi chất NH3

Điể

m t

o(oc) P(kg/cm2) i(kcal/kg) V(m3/kg)

1 -45 0,54 386 21’ -35 0,54 395 2,2

3.3 Xác định cấu tạo tủ đông

3.3.1 Xác định hình dáng, kích thước và cấu tạo tủ đông

3.3.1.1 Xác định hình dáng, kích thước:

1 Lớp cách nhiệt polystyrol

2 Lớp ẩm Boorulin

3 Lớp thiếc

Hình 3.1 Hình dạng và kích thước tủ đông

3.3.1.2 Cấu tạo tủ đông:

Cấu trúc tủ cấp đông phải đảm bảo môi trường bên trong tủ lạnh luôn luôn duytrì ở nhiệt độ tương đối thấp, độ ẩm tương đối cao so với môi trường bên ngoài Dochênh lệch nhiệt độ lớn nên luôn có môt dòng nhiệt và một dòng ẩm xâm nhập từ môitrường ngoài vào tủ đông Dòng nhiệt tổn thấp ảnh hưởng tới việc chọn năng suất máylạnh và chi phí cho một đơn vị lạnh Dòng ẩm có tác dụng xấu đến vật liệu xây dựng vàcách nhiệt làm giảm tuổi thọ của vật liệu cách nhiệt và cấu trúc xây dựng, làm hỏngcấu trúc cách nhiệt và mất khả năng cách nhiệt Ở đây ta chọn kiểu tủ lắp ghép

+ Cấu trúc tủ cấp đông:

Tủ đông lắp ghép có cấu trúc tường và trần là các tắm panel được chế tạo theo tiêu chuẩn:

Bảng 3.2 Các thông số kỹ thuật của tấm cách nhiệt panel

TT Vật liệu δ(m) λ(W/m.K)

1 Polystirol 0,047

2 Thiếc 0,001 64

3 Borulin 0,005 0,29

+ Tính chiều dày cách nhiệt:

- Tính chiều dày cách nhiệt vách, cửa tủ

Bề dày lớp thiết trong và ngoài tủ :δth=0,001(m)

Hệ số dẫn nhiệt của võ bọc thiết:λth=64(W/m.K)

Hệ số toả nhiệt của không khí vách ngoài tủ :α1=23,3(W/m2K)

Hệ số toả nhiệt của không khí vách trong tủ :α2=10,5(W/m2K)

Hệ số truyền nhiệt của vách phẳng nhiều lớp :K=0,21(W/m2K)

Theo tiêu chuẩn chế tạo vách tủ lắp ghép ta có δcnv=0,25(m)

Vậy hệ số truyền nhiệt thực của vách:

Tính chiều dày cách nhiệt của trần và nền:

Tương tự , ta có : K=0,17(W/m2K)

Theo tiêu chuẩn chế tạo vách tủ lắp ghép, ta có:δcntr=0,30(m)

Vậy hệ số truyền nhiệt của trần và nền là:

- Kiểm tra đọng sương:

Vách không bị đong sương, thì hệ số truyền nhiệt thực phải thoả mãn điều kiệnsau:

Kt<Ks Để an toàn thì Kt<0,95Ks

Ks:Là hệ số truyền nhiệt đọng sương, nó được xác định theobiểu thức sau:

Trong đó :

t1: Nhiệt độ không khí ngoài môi trường :37,3oC

t2: Nhiệt độ không khi trong kho lạnh :-45oC

ts :Nhiệt độ đọng sương của không khí ngoài môi trường