[Luận văn]nghiên cứu tính toán, thiết kế và xây dựng kho lạnh thịt gia cầm công suất 4 tấnmẻ

Luận văn, thạc sỹ, tiến sĩ, cao học, kinh tế, nông nghiệp

BỘ GIÁO DỤC VÀ ðÀO TẠO TRƯỜNG ðẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI -------  ------- HOÀNG VĂN QUANG NGHIÊN CỨU TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ VÀ XÂY DỰNG KHO LẠNH THỊT GIA CẦM CÔNG SUẤT 4 TẤN/MẺ LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT Chuyên ngành: Kỹ thuật máy và thiết bị cơ giới hoá nông lâm nghiệp Mã số: 60.52.14 Người hướng dẫn khoa học: GS.TS. PHẠM XUÂN VƯỢNG HÀ NỘI - 2008 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ kỹ thuật……………… ……………………… i LỜI CAM ðOAN Tôi xin cam ñoan rằng, số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận văn này là trung thực và chưa hề ñược sử dụng một học vị nào. Tôi xin cam ñoan rằng, mọi sự giúp ñỡ cho việc thực hiện luận văn này ñã ñược cám ơn và các thông tin trích dẫn trong luận văn này ñã ñược chỉ rõ nguồn gốc. Nếu sai tôi hoàn toàn chịu trách nhiệm. Tác giả luận văn ký tên Hoàng Văn Quang Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ kỹ thuật……………… ……………………… ii LỜI CẢM ƠN Trong quá trình thực hiện ñề tài này, tôi ñã nhận ñược sự hướng dẫn, chỉ bảo và giúp ñỡ tận tình của các thầy, cô giáo trong Khoa Cơ ðiện và các thầy cô giáo trong Trường. Nhân dịp này, cho phép tôi ñược bày tỏ lòng biết ơn chân thành và sâu sắc ñến: Tôi xin chân thành cảm ơn thầy giáo GS.TS Phạm Xuân Vượng ñã trực tiếp hướng dẫn, chỉ bảo và giúp ñỡ tôi thực hiện luận văn này. Tôi xin chân thành cảm ơn tập thể cán bộ, giáo viên Bộ môn Thiết bị bảo quản và chế biến nông sản – Khoa Cơ ðiện và toàn thể các thầy cô giáo trong Khoa Cơ ðiện trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội. Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành ñến các thầy cô giáo ñã trực tiếp giảng dạy tôi trong quá trình học tập tại Trường và các thầy cô giáo Khoa Sau ðại học - Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội. Tôi xin chân thành cảm ơn Ban Tổng Giám ñốc Công ty TNHH Nhà nước một thành viên ðầu tư và Phát triển Nông nghiệp Hà Nội, Ban Giám ñốc Xí nghiệp Kinh doanh Gia súc Gia cầm và chế biến thực phẩm ñã tạo ñiều kiện giúp ñỡ tôi hoàn thành luận văn này. Tác giả Hoàng Văn Quang Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ kỹ thuật……………… ……………………… iii MỤC LỤC Lời cam ñoan i Lời cảm ơn ii Mục lục iii Danh mục bảng vi Danh mục hình vii MỞ ðẦU .0 CHƯƠNG I. TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU 3 1.1 TÌNH HÌNH CHĂN NUÔI GÀ VÀ PHƯƠNG HƯỚNG PHÁT TRIỂN.3 1.1.1 Tình hình ngành chăn nuôi gà giai ñọan 2001-2006 .3 1.1.2 Mục tiêu phát triển chăn nuôi gà giai ñọan 2007-2015…………… .12 1.1.3 Các giải pháp và chính sách cơ bản………………… ………… … 13 1.2 TÌNH HÌNH ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ LẠNH ðÔNG TRONG VÀ NGOÀI NƯỚC 16 1.2.1 Ngoài nước 16 1.2.2 Trong nước 18 1.3 MỘT SỐ THIẾT BỊ LẠNH ðÔNG .18 1.3.1 Hầm kết ñông kiểu tunel . 19 1.3.2 Hầm kết ñông có giá trượt 20 1.3.3 Máy kết ñông băng chuyền kiểu xoắn 20 1.3.4 Kết ñông nhanh kiểu tầng sôi 21 1.3.5 Hầm kết ñông kiểu tầng sôi .22 1.3.6 Kết ñông tiếp xúc .24 1.3.7 Kết ñông trong không khí hoá lỏng .27 1.4 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU, NGUYÊN LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 29 1.4.1 Nội dung nghiên cứu 29 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ kỹ thuật……………… ……………………… iv 1.4.2 Nguyên liệu và thiết bị sử dụng .29 1.4.3 Phương pháp nghiên cứu 30 CHƯƠNG II.CƠ SỞ LÝ THUYẾT QUÁ TRÌNH LẠNH ðÔNG 31 2.1 CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ LÀM LẠNH THỰC PHẨM .31 2.1.1 Mục ñích và ý nghĩa .31 2.1.2 Sự kết tinh của nước trong thực phẩm . 33 2.1.3 Sự biến ñổi của thực phẩm trong quá trình cấp ñông 37 2.1.4 Phương pháp làm lạnh thực phẩm .41 2.1.5 Phương pháp kết ñông thực phẩm .43 2.1.6 Thời gian làm lạnh ñông thực phẩm 47 2.1.7 Xử lý thực phẩm sau cấp ñông 53 2.2 HỆ THỐNG KHO CẤP ðÔNG THỊT GIA CẦM 55 2.2.1 Sơ ñồ qui trình công nghệ lạnh ñông gia cầm an toàn .55 2.2.2 Sơ ñồ nguyên lý .59 CHƯƠNG III. TÍNH TOÁN V À LỰA CHỌN THIẾT BỊ .61 3.1 XÁC ðỊNH DUNG TÍCH VÀ BỐ TRÍ MẶT BẰNG KHO LẠNH 61 3.1.1 Xác ñịnh diện tích xây dựng .61 3.1.2 Bố trí mặt bằng kho lạnh 63 3.2 TÍCH TOÁN CÁCH NHIỆT VÀ CÁCH ẨM . 63 3.2.1 Xác ñịnh chiều dày lớp cách nhiệt .63 3.2.2 Kiểm tra ñọng sương vách ngoài tường bao . 65 3.2.3 Kiểm tra ñọng ẩm trong kết cấu bao che 66 3.3 TÍNH PHỤ TẢI CỦA KHO LẠNH .68 3.3.1 Mục ñích tính toán nhiệt kho lạnh .68 3.3.2 Xác ñịnh dòng nhiệt qua kết cấu bao che Q 1 69 3.3.3 Xác ñịnh dòng nhiệt do sản phẩm và bao bì toả ra 70 3.3.4 Xác ñịnh dòng nhiệt do thông gió luồng lạnh Q 3 75 3.3.5 Xác dòng nhiệt do vận hành tỏa ra Q 4 75 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ kỹ thuật……………… ……………………… v 3.3.6 Dòng nhiệt toả ra khi sản phẩm hô hấp Q 5 .77 3.3.7 Tính phụ tải cho thiết bị và cho máy nén . 78 3.4 TÍNH TOÁN VÀ LỰA CHỌN THIẾT BỊ .80 3.4.1 Tính chọn máy nén .80 3.4.2 Tính chọn thiết bị ngưng tụ .86 3.4.3 Tính chọn thiết bị bay hơi .90 3.4.4 Tháp giải nhiệt .91 3.5 TÍNH CHỌN THIẾT BỊ PHỤ . 94 3.5.1 Bình chứa cao áp 94 3.5.2 Bình chứa hạ áp: 95 3.5.3 Bình tách dầu .96 3.5.4 Bình tách lỏng 96 3.5.5 Phin sấy và phin lọc .97 3.5.6 Búp phân phối lỏng 98 3.5.7 Van tiết lưu cân bằng trong . 99 CHƯƠNG IV. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 104 4.1 KIỂM TRA THỜI GIAN LÀM ðÔNG LẠNH SẢN PHẨM . 104 4.1.1 ðiều kiện lạnh ñông . 104 4.1.2 Kiểm tra thời gian lạnh ñông . 104 4.2 KIỂM TRA CÁCH NHIỆT, CÁCH ẨM 108 4.2.1 Kiểm tra cách ẩm . 108 4.2.2 Kiểm tra tính cách nhiệt . 109 KẾT LUẬN VÀ ðỀ NGHỊ 111 1 Kết luận . 111 2 ðề nghị 112 TÀI LIỆU THAM KHẢO . 113 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ kỹ thuật……………… ……………………… vi DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1. Hầm kết ñông 23 Bảng 2.1. Khả năng phân giải của men phân giải mỡ lipaza 32 Bảng 2.2. Các hằng số thực nghiệm .40 Bảng 2.3. Tính toán thời gian cấp ñông 51 Bảng 3.1 : Các lớp cách nhiệt panel trần, tường kho cấp ñông .65 Bảng 3.2. Áp suất các vách của kho .67 Bảng 3.3: Thông số kỹ thuật khay cấp ñông .73 Bảng 3.4. Bảng tính toán các phụ tải kho lạnh 78 Bảng 3.5. Các ñiểm tính toán của chu trình nén 83 Bảng 3.6. Hệ số truyền nhiệt và dòng nhiệt riêng 88 Bảng 4.1. Tốc ñộ lạnh ñông và nhiệt ñộ tâm thùng ñùi gà . 105 Bảng 4.2. Tốc ñộ lạnh ñông và nhiệt ñộ tâm thùng gà nguyên con . 107 Bảng 4.3. Kết quả quan sát hiện tượng lọt ẩm . 109 Bảng 4.4. Nhiệt ñộ ( 0 C) vách và nhiệt ñộ buồng lạnh 110 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ kỹ thuật……………… ……………………… vii DANH MỤC HÌNH Hình 1.1. Nguyên lí hầm kết ñông 19 Hình 1.2. Hầm kết ñông có giá trượt (Linde - ðức) .20 Hình 1.3. Hình Máy kết ñông băng chuyền kiểu xoắn Gyro Compact System 60 của hãng Frigoscandia . 21 Hình 1.4. Nguyên tắc kết ñông nhanh kiểu tầng sôi . 22 Hình 1.5. Hầm kết ñông kiểu tầng sôi (Samifi – Babcock) 23 Hình 1.6. Nguyên lí làm việc của máy kết ñông tiếp xúc . 25 Hình 1.7. Máy kết ñông nhanh tiếp xúc kiểu tấm nằm ngang .26 Hình 1.8. Sơ ñồ nguyên tăc của một hầm kết ñông sử dụng nitơ lỏng phun (Cryogen – Rapid) . 28 Hình 1.9. Thiết bị kết ñông dùng R 12 lỏng 28 Hình 2.1. Kết ñông gà (loại 1000g/con) bằng các phương pháp kết ñông khác nhau 46 Hình 2.2. t(τ) của vật ẩm khi ñông lạnh…………………………………… 47 Hình 2.3. Phân bố t(x) trong V lúc τ……………………………………… 49 Hình 2.4. Sơ ñồ qui trình công nghệ cấp ñông gà 56 Hình 2.5. Giá cấp ñông của kho lạnh 58 Hình 2.6. Sơ ñồ hệ thống kho lạnh cấp ñông môi chất R 22 .59 Hình 3.1. Sơ ñồ mặt bằng kho lạnh ñông thịt gia cầm . 63 Hình 3.2. Cấu tạo của tấm panel 65 Hình 3.3. Chu trình hai cấp, hai tiết lưu làm mát hoàn toàn. 82 Hình 3.4.Cụm máy nén cấp I và cấp II .86 HÌnh 3.5. Bình ngưng ống chùm nằm ngang . 87 Hình 3.6. Bình ngưng dạng nằm ngang 87 Hình 3.7. Bình ngưng freron 10KTR 89 Hình 3.8. Dàn lạnh Γ KT -140 của hệ thống kho cấp ñông 91 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ kỹ thuật……………… ……………………… viii Hình 3.9. Nguyên tắc cấu tạo của tháp giải nhiệt 92 Hình 3.10. Tháp giải nhiệt RINKI kiểu FRK 8 94 Hình 3.11. Bình chứa cao áp 95 Hình 3.12. Bình chứa hạ áp .95 Hình 3.13. Bình tách dầu . 96 Hình 3.14. Bình tách lỏng kiểu nón chắn 97 Hình 3.15. Bộ lọc ẩm và lọc cơ khí……………………………….…………98 Hình 3.16. Búp phân phối gas 98 Hình 3.17. Cấu tạo bên trong của van tiết lưu tự ñộng . 99 Hình 3.18. Cấu tạo van chặn 100 Hình 3.19. Van một chiều 101 Hình 3.20. ðồng hồ và rơle áp suất thấp - cao 101 Hình 3.21. Rơle hiệu áp dầu 102 Hình 3.22. Cảm biến nhiệt ñộ 103 Hình 3.23. Rơle ñiện từ . 103 Hình 4.1. Một số hình ảnh về ñùi gà sau khi ñược cấp ñông 106 Hình 4.2. Gà nguyên con cấp ñông . 107 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ kỹ thuật……………… ……………………… 1 MỞ ðẦU Thủ ñô Hà Nội là trung tâm chính trị, kinh tế, thương mại và văn hoá của cả nước. Nằm ở trung tâm ñồng bằng sông Hồng, với diện tích mới là 3.200km 2 và dân số là 6,1 triệu người. Ngoài ra, Hà Nội còn có hàng ngàn văn phòng ñại diện của các tổ chức quốc tế, các công ty nước ngoài và ñại sứ quán các nước, nhiều di tích lịch sử, danh lam thắng cảnh nổi tiếng, có nét văn hoá ẩm thực tinh tế ña dạng. Vì vậy, Hà Nội là thị trường tiêu thụ nông sản thực phẩm với số lượng lớn, chất lượng cao. Do nền kinh tế phát triển, mức sống của nhân dân Thủ ñô ngày càng ñược cải thiện. Lượng du khách trong và quốc tế ñến Hà Nội ngày một ñông ñòi hỏi nền nông nghiệp Thủ ñô phải tổ chức sản xuất không chỉ ñáp ứng ñủ nhu cầu về số lượng mà còn ñòi hỏi chất lượng cao và ñảm bảo vệ sinh an toàn thực phẩm. Tuy nhiên vấn ñề vệ sinh an toàn thực phẩm ở nước ta hiện nay ñang ở mức báo ñộng cao, hầu hết các sản phẩm chăn nuôi ñược sản xuất trong ñiều kiện thiếu vệ sinh, phần lớn lại ñược thu gom giết mổ, chế biến trong ñiều kiện không sạch sẽ. Thực trạng các sản phẩm chăn nuôi bị nhiễm khuẩn và còn tồn dư các hoá chất ñộc: kháng sinh, thuốc trừ sâu, kim loại nặng… chắc chắn là nguyên nhân chính gây nên những lo ngại cho người tiêu dùng Hà Nội. Trong các sản phẩm của ngành chăn nuôi, thịt gà là món ăn truyền thống, bổ dưỡng và rất ñược ưa chuông của người Hà Nội. Do ñó, nhu cầu về thịt gà là rất lớn, nhất là trong tình hình dịch Cúm gia cầm diễn ra hết sức phức tạp như hiện nay thì chất lượng thịt gà vẫn là mối lo ngại ñối với người tiêu dùng. Thịt gà ñảm bảo tiêu chuẩn vệ sinh an toàn thực phẩm ñã ñề ra phải ñược khép kín từ khâu Chăn nuôi - Giết mổ - Bảo quản chế biến. Nằm trong ñịnh hướng phát triển của Hà Nội và cả nước, ñược sự quan tâm và ñịnh . nghiệp, chúng tôi tiến hành nghiên cứu ñề tài: “Nghiên cứu tính toán, thiết kế và xây dựng kho lạnh thịt gia cầm công suất 4 tấn/mẻ”. Trường ðại học Nông. DỤC VÀ ðÀO TẠO TRƯỜNG ðẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI -------  ------- HOÀNG VĂN QUANG NGHIÊN CỨU TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ VÀ XÂY DỰNG KHO LẠNH THỊT GIA CẦM CÔNG