Tính toán thiết kế hệ thống máy làm nước đá cây công suất 500 cây ngày (mỗi cây 50kg)

Tính toán thiết kế hệ thống máy làm nước đá cây công suất 500 cây ngày (mỗi cây 50kg)

KHOA THỦY SẢN

ĐỒ ÁN HỌC PHẦN MÁY VÀ THIẾT BỊ THỦY SẢN

ĐỀ TÀI: TÍNH TOÁN VÀ THIẾT

KẾ HỆ THỐNG MÁY LÀM NƯỚC

ĐÁ CÂY VỚI CÔNG SUẤT 500 CÂY/NGÀY (MỖI CÂY 50KG)Giáo viên hướng dẫn:

THI THANH TRUNG

Tp.HCM, tháng 6 năm 2018

LỜI NÓI ĐẦU

Trong điều kiện toàn cầu hóa của đời sống kinh tế thế giới hướng tới thế kỷXXI, không một quốc gia nào phát triển nền kinh tế của mình mà không tham giavào quá trình hội nhập quốc tế và khu vực Điều đó không loại trừ đối với Việt Namđặc biệt là trong sự nghiệp công nghiệp hóa và hiện đại hóa đất nước hiện nay Nghịquyết đại hội Đảng cộng sản Việt Nam lần thứ VIII, IX tiếp tục khẳng định đườnglối đổi mới và mở cửa nền kinh tế, thực hiện chiến lược công nghiệp hóa hiện đạihóa hướng mạnh vào xuất khẩu

Để tăng xuất khẩu thời gian tới, Việt Nam chủ trương kết hợp xuấtkhẩu những mặt hàng mà đất nước có lợi thế tương đối (những mặt hàng xuất khẩutruyền thống: hàng nông lâm thủy sản, khoáng sản, nhiên liệu và hàng dệt may ) vàmột số hàng có hàm lượng kỹ thuật công nghệ cao bao gồm ô tô, xe máy, hàng điện

tử và dịch vụ phần mềm…

Hàng thủy sản là mặt hàng xuất khẩu truyền thống của Việt Nam Kinhngạch xuất khẩu mặt hàng này năm 1996 đạt 670 triệu USD, đến năm 1997 đã tănglên 776 triệu USD Đặc biệt năm 2000 xuất khẩu thủy sản Việt Nam đã có bướcnhảy vọt, vượt qua ngưỡng 1 tỷ USD, đạt mức 1,479 tỷ USD và năm 2002 đạt mức2,023 tỷ USD chiếm hơn 10% tổng kinh ngạch xuất khẩu Việt Nam Theo tổng cụcthống kê, thủy sản là mặt hàng có kinh ngạch xuất khẩu lớn thứ 3 sau dầu thô và dệtmay Theo dự kiến trong thời gian tới, sẽ có sự thay đổi các mặt hàng xuất khẩuchính yếu của Việt Nam, nhưng thủy sản vẫn là một trong những mặt hàng xuấtkhẩu lớn của đất nước

Điều đó khẳng định ngành thủy sản giữ một vai trò quan trọng trong cơ cấutổng sản phẩm quốc nội của Việt Nam Ngoài ra, ngành thủy sản còn góp phần quantrọng trong việc giải quyết công ăn việc làm cho hàng triệu ngư dân, đảm bảo anninh xã hội cho đất nước cũng như góp phần thỏa mãn nhu cầu thực phẩm ngàycàng tăng của thị trường nội địa Cũng giống như bất cứ một quốc gia nào, ngànhthủy sản là một trong những ngành kinh tế “nhạy cảm” nên vai trò của quản lý nhànước là không thể thiếu

Một điều quan trọng hơn hết là làm thế nào để phát triển thuận lợi và toàndiện để thu lại nguồn lợi nhuận cao nhất và việc đạt ra những nhu cầu về trang thiết

bị máy móc tiên tiến hơn thay cho những máy móc thiết bị thủ công tốn rất nhiềunguồn lao động đã đặt ra việc đầu tư thiết kế ra những máy móc hổ trợ nâng caonăng suất, sử dụng nguồn lao động tốt khá quan trọng

Nhận biết được điều này, chúng em đã chọn nghiên cứu đề tài:” Tính toán,thiết kế hệ thống máy làm nước đá cây công suất 500cây/ngày (mỗi cây50kg)”.Nhằm giúp cho sinh viên hiểu rõ về nguyên tắc hoạt động và cấu tạo của hệthống máy làm nước đá cây với tầm quan trọng trong việc bảo quản thủy sản

Tuy nhiên, do trình độ và tài liệu tham khảo còn hạn chế nên việc thiếu sót làkhông thể tránh khỏi Chúng em rất mong muốn nhận được sự góp ý, chỉ bảo củathầy để bài viết được hoàn thiện hơn

Đồ án học phần: Máy và thiết bị thủy sản

MỤC LỤC

LỜI NÓI ĐẦU 1

DANH MỤC HÌNH 4

DANH MỤC BẢNG 5

PHẦN 1: TỔNG QUAN 6

1.1 Tình hình thủy sản Việt Nam 6

1.1.1 Sản xuất thủy sản ở Việt Nam 6

1.1.2 Chuỗi giá trị và sự liên kết giữa các chủ thể trong ngành thủy sản 9

1.1.3 Các vùng hoạt động của thủy sản mạnh trong nước 10

1.1.4 Các doanh nghiệp xuất khẩu thủy sản trong nước 11

1.1.5 Thị trường xuất khẩu chính 12

1.2 Công nghệ chế biến lạnh đông thủy sản 12

1.2.1 Mục đích của quá trình lạnh đông 12

1.2.2 Tiến trình lạnh đông 12

1.3 Máy móc và thiết bị sử dụng trong quá trình chế biến thủy sản hiện nay 14

1.4 Hệ thống đá cây 15

PHẦN 2: TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG MÁY LÀM NƯỚC ĐÁ CÂY 17

2.1 Giới thiệu hệ thống sản xuất nước đá cây 17

2.1.1 Công dụng và phân loại nước đá 17

2.1.2 Cấu tạo máy đá cây 18

2.1.3 Nguyên lý làm việc 18

2.2 Tính toán máy làm nước đá cây 19

2.2.1 Các lựa chọn ban đầu 19

2.2.1.1 Chọn phương pháp thiết kế nước đá 19

2.2.1.2 Chọn chất tải lạnh 19

2.2.1.3 Chọn tác nhân lạnh 20

2.2.1.4 Quy trình sản xuất nước đá cây 21

2.2.2 Tính chu trình lạnh 21

2.2.3 Tính chi phí lạnh 23

2.2.3.1 Tính cách nhiệt, cách ẩm 23

2.3 Chọn máy nén 25

2.3.1 Tính năng suất thể tích thực tế của máy nén 25

2.3.2 Tính năng suất thể tích lý thuyết của máy nén 26

2.3.3 Chọn máy nén 26

2.3.4 Chọn động cơ cho máy nén 26

2.4 Chọn thiết bị ngưng tụ kiểu xối nước 27

2.5 Chọn thiết bị bốc hơi (kiểu xương cá) 31

2.6 Các thiết bị khác 32

2.6.1 Đường ống 32

2.6.2 Bình tách lỏng 33

2.6.3 Bình tách dầu 34

2.6.4 Bình chứa dầu 34

2.6.5 Bình chứa cao áp 34

2.6.6 Thiết bị tách khí không ngưng 35

2.6.7 Phin lọc và phin sấy 35

2.6.8 Mắt ga 35

2.6.9 Các loại van 36

2.6.10 Áp kế 38

2.6.11 Cánh khuấy 38

2.7 Bố trí lắp đặt 38

PHẦN 3: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 39

3.1 Kết luận 39

3.2 Kiến nghị 39

TÀI LIỆU THAM KHẢO 40

Đồ án học phần: Máy và thiết bị thủy sản

DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1: Đánh bắt cá của ngư dân 8

Hình 1.2: Sản lượng thủy sản Việt Nam qua các năm (nghìn tấn) 8

Hình 1.3: Chuỗi giá trị ngành nuôi trồng thủy sản 9

Hình 1.4 : Mối liên kết dọc theo các chủ thể trong ngành thủy sản 10

Hình 1.5 : Tỉ lệ suất khẩu thủy sản của các vùng (%) 10

Hình 1.6: Thu hoạch cá Tra – basa 11

Hình 1.7 Top 15 doanh nghiệp xuất khẩu thủy sản lớn nhất, giá trị Tr.USD 12

Hình 1.8 Nhiệt độ và thời gian lạnh đông thủy sản 13

Hình 1.9: Sơ đồ nguyên lý hệ thống máy đá cây 16

Hình 2.1: Đồ thị biểu diễn mối liên hệ giữa p và h 22

Hình 2.1: Cấu tạo tường bể đá 23

Hình 2.2: Cấu tạo nền bể đá 25

Hình 2.2: Cấu tạo dàn ngưng kiểu tưới 29

Hình 2.3: Đồ thị biểu diễn sự biến đổi nhiệt độ của các dòng khi qua thiết bị ngưng tụ 30

Hình 2.4: Đồ thị biểu diễn sự biến đổi nhiệt độ của các dòng 32

Hình 2.5: Van thẳng và van góc 37

Hình 2.5: Van một chiều hình cốc và van một chiều hình nấm 38

Hình 2.6: Van tiết luu cân băng nhiệt ngoài 39

Hình 2.7: Bản vẽ thiết kế của máy sản xuất đá cây 40

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.1:Sản lượng thủy sản Việt Nam năm 2012 7

Bảng 2.1: Nhiệt độ đông đặc của một số dung dịch muối 20

Bảng 2.2: Các thông số cần cho tính toán chu trình lạnh 22

Bảng 2.3: Các thông số cần cho tính toán cách nhiệt, cách ẩm của tưởng bể đá 23

Bảng 2.4: Các thông số cần thiết để tính cách nhiệt, cách ẩm cho nền bể đá 25

Đồ án học phần: Máy và thiết bị thủy sản

PHẦN 1: TỔNG QUAN 1.1 Tình hình thủy sản Việt Nam

1.1.1 Sản xuất thủy sản ở Việt Nam

Với bờ biển dài trên 3200km, diện tích mặt biển rộng và khí hậu nhiệt đớigió mùa nên vùng biển nước ta có nhiều loài hải sản quý hiếm và có giá trị kinh tếcao như: cá, tôm, mực ngoài ra, trong đất liền còn có diện tích ao hồ rộng lớn, hệthống sông ngòi chằng chịt, rất thuận lợi cho việc phát triển ngành nuôi trồng thủysản Do đó nguồn nguyên liệu thủy sản của nước ta là rất dồi dào

Theo thống kê của Tổng cục Hải quan Việt Nam, ước tính năm 2017, ngànhthủy sản Việt Nam đạt kim ngạch xuất khẩu hơn 8,4 tỷ USD, tăng 15% so với năm

2016 Trong đó, sản lượng thủy sản nuôi trồng 9 tháng ước tính đạt 2.676,1 nghìntấn, tăng 4,2% so với cùng kỳ năm trước, trong đó cá đạt 1.909,1 nghìn tấn, tăng2,8%; tôm đạt 480,8 nghìn tấn, tăng 9,7% Nuôi trồng thủy sản gặp thuận lợi cả vềthời tiết và giá cả Giá cá tra hiện ở mức tương đối cao, xuất khẩu cá tra tăng so vớicùng kỳ năm trước Diện tích nuôi cá tra 9 tháng ước tính đạt 12,3 nghìn ha, tăng1,1% so với cùng kỳ năm trước; sản lượng cá tra ước tính đạt 871 nghìn tấn, tăng2,4%, trong đó Bến Tre đạt 133,6 nghìn tấn, tăng 3%; Tiền Giang 27,2 nghìn tấn,tăng 2,7% Nuôi tôm đạt khá do một bộ phận người nuôi chuyển từ thâm canh, bánthâm canh sang nuôi siêu thâm canh, nhất là tôm thẻ chân trắng Diện tích nuôi tôm

sú 9 tháng ước tính đạt 596,5 nghìn ha, tăng 3,6% so với cùng kỳ năm trước; diệntích nuôi tôm thẻ chân trắng đạt gần 96 nghìn ha, tăng 15,5% Sản lượng tôm thẻchân trắng 9 tháng ước tính đạt 263,9 nghìn tấn, tăng 13,4% so với cùng kỳ nămtrước; sản lượng tôm sú ước tính đạt 187,3 nghìn tấn, tăng 4,2% Bên cạnh đó, sảnlượng thủy sản khai thác 9 tháng của cả nước ước tính đạt 2.449,8 nghìn tấn, tăng4,8% so với cùng kỳ năm trước, trong đó cá đạt 1.790,5 nghìn tấn, tăng 5,4%; tômđạt 122,2 nghìn tấn, tăng 2,1% Sản lượng thủy sản khai thác biển 9 tháng đạt2.304,1 nghìn tấn, tăng 5%, trong đó cá đạt 1.689,7 nghìn tấn, tăng 5,5%; tôm đạt112,4 nghìn tấn, tăng 2,7% Sản lượng cá ngừ đại dương ước tính đạt 17 nghìn tấn,tăng 13,6% so với 9 tháng năm 2016, trong đó Bình Định đạt gần 9 nghìn tấn, tăng20,9%; Phú Yên đạt 3,5 nghìn tấn, tăng 7%

Bảng 1.1:Sản lượng thủy sản Việt Nam năm 2012

Kết quả sản xuất thủy sản năm 2017

Đơn vị tính: Sản lượng (1.000 tấn), Diện tích: (1.000 ha), Số lượng tàu thuyền (1.000 chiếc), Số lượng người (1.000 người), Giá trị kim ngạch (triệu USD), GTSX (tỷ đồng)

Kếhoạchnăm2017

Thựchiện2016

Ướcthựchiện2017

So sánh (%)Với

Đồ án học phần: Máy và thiết bị thủy sản

Hình 1.1: Đánh bắt cá của ngư dân

Sản lượng thủy sản Việt Nam đã duy trì tăng trưởng liên tục trong 22 nămqua với mức tăng bình quân là 9,07%/năm Với chủ trương thúc đẩy phát triển củachính phủ, hoạt động Với chủ trương thúc đẩy phát triển của chính phủ, hoạt độngnuôi trồng thủy sản đã có những bước phát triển mạnh, sản lượng liên tục tăng caotrong các năm qua, bình quân đạt 12,77%/năm, đóng góp đáng kể vào tăng trưởngtổng sản lượng thủy sản của cả nước

Hình 1.2: Sản lượng thủy sản Việt Nam qua các năm (nghìn tấn)

Trong khi đó, trước sự cạn kiệt dần của nguồn thủy sản tự nhiên và trình độcủa hoạt động khai thác đánh bắt chưa được cải thiện, sản lượng thủy sản từ hoạtđộng khai thác tăng khá thấp trong các năm qua, với mức tăng bình quân6,42%/năm.

1.1.2 Chuỗi giá trị và sự liên kết giữa các chủ thể trong ngành thủy sản

Khả năng khép kín quy trình sản xuất có vai trò quan trọng đối với các doanhnghiệp thủy sản Doanh nghiệp có hoạt động sản xuất càng khép kín thì khả năng tựchủ nguồn nguyên liệu và hiệu quả kinh doanh càng cao Ngược lại, doanh nghiệpcàng ít khép kín thì phải phụ thuộc vào bên ngoài nhiều hơn, sẽ dễ dẫn đến bị độngtrong sản xuất, giảm hiệu quả kinh doanh

Với nhu cầu phát triển và đòi hỏi chất lượng ngày càng cao, hoạt động củangành thủy sản cần có sự tham gia của một số tổ chức tài chính và các cơ quan kiểmđịnh chất lượng thủy sản, điều này đã làm mối quan hệ giữa các chủ thể trong ngànhngày càng chặt chẽ hơn

Hình 1.3: Chuỗi giá trị ngành nuôi trồng thủy sản.

Đồ án học phần: Máy và thiết bị thủy sản

Hình 1.4 : Mối liên kết dọc theo các chủ thể trong ngành thủy sản.

1.1.3 Các vùng hoạt động của thủy sản mạnh trong nước

Hoạt động sản xuất, xuất khẩu thủy sản của Việt Nam nằm rải rác dọc đấtnước với sự đa dạng về chủng loại thủy sản, nhưng có thể phân ra thành 5 vùng xuấtkhẩu lớn:

Hình 1.5 : Tỉ lệ suất khẩu thủy sản của các vùng (%)

Vùng Bắc Trung Bộ, duyên hải miền Trung: nuôi trồng thủy sản nước mặn

lợ, đặc biệt phát huy thế mạnh nuôi biển, tập trung vào một số đối tượng chủ yếunhư: tôm các loại, sò huyết, bào ngư, cá song, cá giò, cá hồng

Vùng ven biển Nam Trung Bộ: nuôi trồng thủy sản trên các loại mặt nướcmặn lợ, với một số đối tượng chủ yếu như: cá rô phi, tôm các loại

Vùng Đông Nam Bộ: Bao gồm 4 tỉnh là Ninh Thuận, Bình Thuận, Bà Rịa –Vũng Tàu và TP.HCM, chủ yếu nuôi các loài thủy sản nước ngọt hồ chứa và thủysản nước lợ như cá song, cá giò, cá rô phi, tôm các loại

Vùng ven biển ĐBSCL: gồm các tỉnh nằm ven biển của Đồng Bằng SôngCửu Long như Tiền Giang, Bến Tre, Trà Vinh, Sóc Trăng, Bạc Liêu, Cà Mau, KiênGiang…Đây là khu vực hoạt động thủy sản sôi động, hoạt động nuôi trồng thủy sảntrên tất cả các loại mặt nước, đặc biệt là nuôi tôm, cá tra - ba sa, sò huyết, nghêu vàmột số loài cá biển

Các tỉnh nội vùng: Bao gồm những tỉnh nằm sâu trong đất liền nhưng có hệthống sông rạch khá dày đặc như Hà Nội, Bình Dương, Cần Thơ, Hậu Giang, ĐồngTháp, An Giang, thuận lợi cho nuôi trồng các loài thủy sản nước ngọt như: cá tra -basa, cá rô phi, cá chép…

Hình 1.6: Thu hoạch cá Tra – basa

Khu vực Đồng Bằng Sông Cửu Long, với điều kiện lý tưởng có hệ thốngkênh rạch chằng chịt và nhiều vùng giáp biển, đã trở thành khu vực nuôi trồng vàxuất khẩu thủy sản chính của Việt Nam Theo thống kê, năm 2011 cả nước có 37tỉnh có doanh nghiệp xuất khẩu thủy sản, trong đó các tỉnh có kim ngạch xuất khẩuthủy sản lớn nhất lần lượt là Cà Mau (chủ yếu nhờ kim ngạch xuất khẩu lớn củaMinh Phú, Quốc Việt), TP.HCM, Cần Thơ, Đồng Tháp, Khánh Hòa, Sóc Trăng…

1.1.4 Các doanh nghiệp xuất khẩu thủy sản trong nước

Top 15 doanh nghiệp xuất khẩu thủy sản lớn 3 tháng đầu năm 2017 ghi nhận

sự đóng góp của gương mặt mới HAVICO, Thủy sản Âu Vững và Thủy sản BìnhĐịnh với sự tăng trưởng từ 27,7% đến 64,4% so với cùng kỳ năm trước Tăngtrưởng của 3 doanh nghiệp nói trên cho thấy triển vọng của dòng sản phẩm khaithác, đánh bắt và các sản phẩm giá trị gia tăng

Minh Phú – Hậu Giang, thành viên của Tập đoàn Minh Phú ghi dấu ấn khingoạn mục vượt qua Minh Phú (mẹ) và Thủy sản Vĩnh Hoàn để chiếm ngôi vương,với giá trị xuất khẩu đạt 62,3 triệu USD, tăng 65% so với cùng kỳ năm trước Tiếpsau là Minh Phú mẹ với giá trị xuất khẩu 3 tháng đạt 51,2 triệu USD

Đồ án học phần: Máy và thiết bị thủy sản

Hình 1.7 Top 15 doanh nghiệp xuất khẩu thủy sản lớn nhất, giá trị Tr.USD

1.1.5 Thị trường xuất khẩu chính

Thành tựu của ngành thủy sản thể hiện bằng kết quả xuất khẩu tăng nhanh về

cả giá trị và sản lượng trong giai đoạn 2001 – 2017 Năm 2017, sản phẩm thủy sảnđược XK sang 167 nước và vùng lãnh thổ Ba thị trường chính là EU chiếm 18%,

Mỹ 17% và Nhật Bản 16% và đang có những thị trường tiềm năng như Trung Quốc(15%) và ASEAN (18%)

Với mức tăng 37% trong năm 2017 và giá trị nhập khẩu lên đến 420 triệuUSD, Trung Quốc đang dẫn đầu các thị trường mua cá tra, và là thị trường nhậpkhẩu tôm lớn thứ 3 sau EU và Nhật Bản với giá trị 677 triệu USD, tăng trên 60% sovới năm 2016

Theo đánh giá của VASEP, Trung Quốc sẽ tiếp tục là thị trường quan trọng

và tiềm năng cho các doanh nghiệp thủy sản trong thời gian tới

1.2 Công nghệ chế biến lạnh đông thủy sản

1.2.1 Mục đích của quá trình lạnh đông

Mục đích của quá trình lạnh đông thủy sản là hạ nhiệt độ xuống thấp Vì vậylàm chậm lại sự ươn hỏng và sản phẩm được tan giá sau thời gian bảo quản lạnhđông 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 các nước đang phát triển

do giá thành sản phẩm cao như tôm lạnh đông, mang lại thu nhập có giá trị cao sovới các loại sản phẩm thực phẩm khác tiêu thụ nội địa

1.2.2 Tiến trình lạnh đông

Thủy sản chiếm khoảng 75% trọng lượng nước Lạnh đông là tiến trìnhchuyển đổi hầu hết lượng nước trong cá thành nước đá Nước trong thủy sản là dạngchất hòa tan và dạng keo Điểm lạnh đông hạ xuống dưới 0oC Điểm lạnh đông phụthuộc vào nồng độ chất hòa tan trong dung dịch Điểm lạnh đông tiêu biểu của thủysản là -10C đến -20C Trong suốt quá trình lạnh đông, nước dần dần chuyển đổithành nước đá, nồng độ muối hữu cơ và vô cơ hòa tan tăng lên, điểm lạnh đông tiếptục hạ thấp Ngay cả ở nhiệt độ -250C, chỉ có 90 đến 95% nước thực sự đóng băng

Lượng nước này không bao gồm nước liên kết (nghĩa là nước liên kết hóa học vớinhững phần tử đặc biệt như carbonyl, nhóm amino của protein và liên kết hydro).

Vì vậy không bao giờ có điểm lạnh đông cố định Tuy nhiên, phần lớn nước(khoảng 75-80%) được đông kết ở nhiệt độ -10C và -50C Khoảng nhiệt độ này đượcgọi là điểm tới hạn hay vùng lạnh đông

Trong suốt giai đoạn đầu của quá trình làm lạnh, nhiệt độ giảm nhanh xuốngdưới điểm lạnh đông của nước (00C) Khi đó lượng nhiệt yêu cầu tách ra lớn tronggiai đoạn 2 để chuyển lượng lớn nước liên kết thành nước đá, sự thay đổi nhiệt độrất ít và giai đoạn này được gọi là giai đoạn ngưng nhiệt Có khoảng 3/4 nước đượcchuyển đổi tạo thành nước đá, nhiệt độ một lần nữa bắt đầu giảm và trong suốt giaiđoạn thứ 3 này hầu như lượng nước còn lại đóng băng Một lượng nhỏ nhiệt đãđược tách ra trong suốt giai đoạn 3 này

Hình 1.8 Nhiệt độ và thời gian lạnh đông thủy sản

Sự ươn hỏng tiếp tục giảm nhanh ở nhiệt độ dưới 00C Đây là điểm quantrọng để chuyển nhanh đến điểm tới hạn lạnh đông Tuy nhiên, quá trình lạnh đôngchậm cho kết quả sản phẩm có chất lượng kém và đây là nguyên nhân chính dẫnđến sự phân giải protein

Khi nhiệt độ của sản phẩm giảm xuống dưới 00C, dung dịch đầu tiên đượclàm lạnh xuống nhanh, sau đó dung dịch bắt đầu kết tinh hoặc hình thành kết tủa vàtinh thể nước đá hình thành ở giai đoạn 2 Đầu tiên có một ít phân tử, đó là nhữngphân tử nhỏ của chất lơ lửng không hòa tan trong chất lỏng hoặc sự kết hợp ngẫunhiên của các phân tử nước để tạo thành tinh thể nước đá theo tiêu chuẩn

Sang giai đoạn 2, các tinh thể lớn dần lên, lượng nhiệt tách ra chậm kết quảlàm cho quá trình lạnh đông chậm lại, tinh thể đá hình thành với kích thước lớn hơn

và số lượng ít hơn, có thể gây ra sự phá vỡ vách tế bào, kết quả làm mất chất dịch

và làm thay đổi cấu trúc của sản phẩm khi tan giá Ngược lại, lượng nhiệt tách ranhanh là kết quả của quá trình lạnh đông nhanh, tạo ra số lượng lớn tinh thể nước đánhỏ Vì vậy giảm sự hao hụt chất dịch và sự phá vỡ vách tế bào

Đồ án học phần: Máy và thiết bị thủy sản

Tuy nhiên, vách tế bào của cá được xem như là lớp màng elastic để chống lại

sự phá vỡ vách tế bào từ sự hình thành tinh thể nước đá lớn để giảm sự mất dịch khitan giá cá lạnh đông Thực tế, phần lớn lượng nước được liên kết trong cấu trúc củaprotein và sẽ không bị mất đi do sự rò rĩ khi tan giá Lượng nước liên kết này có thểđược xác định khi ép mô cơ cá tươi bằng tay và không thấy có chất lỏng thoát ra

Tuy nhiên, sự tan giá của bất kỳ loại sản phẩm cá nào cũng có sự mất chấtdịch từ phần thịt cá, được giải thích thông qua sự phân giải protein trong suốt tiếntrình lạnh đông gây nên sự biến đổi protein làm mất khả năng liên kết nước Sựphân giải protein dựa trên nồng độ enzym (và các thành phần khác) và nhiệt độ Sựgia tăng nồng độ enzym làm gia tăng tốc độ phân giải Sự phân giải này sẽ giảm khinhiệt độ hạ thấp Dĩ nhiên, khi nhiệt độ hạ thấp, một lượng nước lớn sẽ chuyểnthành nước đá và nồng độ của enzym trong dung dịch tăng lên Vì vậy dưới điểmlạnh đông của nước, nồng độ và nhiệt độ có mối quan hệ rất gần nhau

Khoảng nhiệt độ tối ưu cho quá trình phân giải protein từ -10C đến -20C Vìvậy để giảm sự rò rĩ chất dịch khi tan giá đến mức thấp nhất, thời gian để nhiệt độsản phẩm nằm trong khoảng nhiệt độ này trong suốt quá trình lạnh đông phải càngngắn càng tốt Sự phân giải protein dẫn đến sự mất nước trong suốt quá trình bảoquản lạnh đông

Lạnh đông nhanh là dạng phổ biến, được ứng dụng rộng rãi trong hầu hết cáctiến trình lạnh đông thực phẩm Trong lạnh đông nhanh có khái niệm lạnh đông IQFhay còn gọi là lạnh đông rời Lạnh đông nhanh rất khó để xác định Mặc dù ở Anh

đã có đề nghị rằng tất cả các loài cá nên giảm nhiệt độ từ 00C đến -50C trong 2 giờhoặc ít hơn Tuy nhiên, 2 giờ vẫn bị xem là thời gian quá dài cho các sản phẩm

Như đã chỉ ra ở trên, sự hạ thấp nhiệt độ làm giảm tốc độ phản ứng Hơn thếnữa, khi lượng nước trong cá đông đặc nó sẽ trở nên dạng liên kết Vì vậy giảm độhoạt động của nước (aw) và cũng giảm được sự phát triển của vi khuẩn Vì vậy cóthể nói rằng tiến trình lạnh đông trong bảo quản cá là sự kết hợp của sự giảm nhiệt

độ và hạ thấp độ hoạt động của nước

1.3 Máy móc và thiết bị sử dụng trong quá trình chế biến thủy sản hiện

nay

Hiện nay, việc sử dụng các máy móc thiết bị trong chế biến thủy sản cònnhiều hạn chế, những máy móc thiết bị thủ công vẫn còn được sử dụng nhiều Mộtphần do thiếu vốn đầu tư của các công ty thủy sản nhỏ lẽ, việc đầu tư phát triển đểkhai thác tốt nhất nguồn lợi từ biển vẫn còn khó khan

Vì vậy việc đầu tư tiềm năng cho sự phát triển đất nước được chú trọng:

(ĐCSVN) - Ngày 14/11/2013, Thủ tướng Chính phủ đã ký Quyết định số 68/2013/QĐ-TTg về chính sách hỗ trợ nhằm giảm tổn thất trong nông nghiệp Theo đó, ngân sách nhà nước hỗ trợ lãi suất vốn vay thương mại đối với các khoản vay dài hạn, trung hạn, ngắn hạn để mua máy, thiết bị nông cụ nhằm giảm tổn thất trong nông nghiệp

Theo Quyết định, có 7 nhóm danh mục máy, thiết bị được hỗ trợ, bao gồm:

Các loại máy làm đất, san phẳng đồng ruộng, gieo cấy, trồng, chăm sóc, thuhoạch lúa, ngô, cà phê, chè, mía; máy sấy nông sản, thủy sản; máy, thiết bị sản xuấtmuối sạch; máy, thiết bị sử dụng trong chăn nuôi.

Máy, thiết bị sử dụng sản xuất giống, nuôi trồng, thu hoạch thủy sản

Các loại máy, thiết bị dò cá, thu, thả lưới câu, thông tin liên lạc, hầm (buồng)cấp đông, thùng (hầm) bảo quản sản phẩm có gắn thiết bị lạnh, sản xuất nước đá,lọc nước biển làm nước ngọt sử dụng trên tàu cá, tàu dịch vụ hậu cần phục vụ đánhbắt xa bờ

Máy, thiết bị chế biến sản phẩm từ phế và phụ phẩm nông nghiệp, thủy sản.Kho, thiết bị sử dụng chứa, bảo quản thóc, ngô quy mô hộ gia đình

Các loại máy kéo, động cơ Diezen sử dụng trong nông nghiệp, khai thácđánh bắt thủy sản

Quyết định này có hiệu lực thi hành kể từ ngày 1/1/2014; thay thế Quyết định

số 63/2010/QĐ-TTg, ngày 15/10/2010 và Quyết định số 65/2011/QĐ-TTg, ngày02/12/2011 của Thủ tướng Chính phủ về chính sách hỗ trợ nhằm giảm tổn thất sauthu hoạch đối với nông sản, thủy sản

1.4 Hệ thống đá cây

Đồ án học phần: Máy và thiết bị thủy sản

dụng dàn ngưng tụ bay hơi, bình

ngưng, dàn ngưng tụ kiểu tưới và

PHẦN 2: TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG MÁY LÀM NƯỚC

ĐÁ CÂY 2.1 Giới thiệu hệ thống sản xuất nước đá cây

Phương pháp sản xuất đá cây là một trong những phương pháp cổ điển nhất

Đá cây được sản xuất trong các bể dung dịch muối lạnh, có nhiệt độ khoảng –10oC.Nước được đặt trong các khuôn có kích thước nhất định, theo yêu cầu sử dụng.Khối lượng thường gặp nhất của các cây đá là 12,5; 25; 50 kg ưu điểm của phươngpháp sản xuất đá cây là đơn giản, Dụ thực hiện, đá có khối lượng lớn nên vậnchuyển bảo quản được lâu ngày, đặc biệt dùng cho việc bảo quản cá, thực phẩm khivận chuyển đi xa Ngoài ra đá cây cũng được sử dụng làm đá sinh hoạt và giải khátcủa nhân dân

Tuy nhiên, đá cây có một số nhược điểm quan trọng như: chi phí đầu tư, vậnhành lớn, các chỉ tiêu về vệ sinh không cao do có nhiều khâu không đảm bảo vệsinh, tính chủ động trong sản xuất thấp do thời gian đông đá lâu Đi kèm theo hệthống máy đá cây phải trang bị thêm nhiều hệ thống thiết bị khác như: hệ thống cẩuchuyển, Hệ thống cấp nước khuôn đá, bể nhúng đá, bàn lật đá, kho chứa đá, máyxay đá Vì vậy ngày nay trong kỹ thuật chế biến thực phẩm người ta ít sử dụng đácây Nếu có trang bị cũng chỉ nhằm bán cho tàu thuyền đánh cá để bảo quản lâungày

2.1.1 Công dụng và phân loại nước đá

 Công nghiệp hóa chất

Phân loại nước đá

Có nhiều cách để phân loại nước đá:

 Dựa vào nguyên liệu sản xuất:

 Nước đá từ nước ngọt (nước lã, sôi, nguyên chất)

 Nước đá từ nước biển, từ nước muối

 Nước đá từ nước sát trùng và kháng sinh

 Dựa vào độ trong của đá:

 Nước đá pha lê

 Nước đá trong suốt

Đồ án học phần: Máy và thiết bị thủy sản

2.1.2 Cấu tạo máy đá cây

dụng dàn ngưng tụ bay hơi, bình

ngưng, dàn ngưng tụ kiểu tưới và

Bể nước muối được chia làm hai ngăn, ngăn lớn để bố trí các khuôn đá, cònngăn nhỏ để bố trí dàn bay hơi làm lạnh nước muối trong bể có bố trí một bơm nướcmuối tuần hoàn mạnh từ dàn bay hơi ra làm lạnh khuôn rồi lại quay lại dàn bay hơi.Bơm nước muối bố trí thẳng đứng để tránh rò rì nước muối ra ngoài Dàn bay hơikiểu xương cá có khả năng tăng khả năng trao đổi nhiệt lên đáng kể Các khuôn đáđược ghép lại với nhau thành linh đá suốt chiều ngang của bể Các linh đá không

phải đứng im trong bể mà chuyển động từ đầu này đến đầu kia của bể nhờ cơ cấuchuyển động xích Khi một linh đá kết đông xong và được nhắc ra khỏi bể thì cơcấu xích chuyển động dồn tất cả các linh đá lên chừa ra phía cuối bể một khoảng hởvừa đủ để đặt linh đá đã đổ đầy nước mới vào Chuyển động giữa nước muối tuầnhoàn và linh đá là ngược chiều.

Khi đá đã kết đông trong khuôn, toàn bộ linh đá được cầu trục nâng ra khỏi

bể và thả vào bể làm tan giá Các khuôn đá nóng lên, lớp băng dính khối đá vớikhuôn tan ra, cầu trục sẽ nâng đá trượt lên bàn trượt đá để vào kho chứa đá, còn linh

đá được cầu trục đưa đến máng rót nước, máng rót nước tự động nhiều vòi có địnhlượng rót đồng thời cho tất cả các khuôn đá lượng nước đã định trước Sau khi rótnước xong linh đá được đặt vào đầu bể vị trí mà cơ cấu chuyển động xích vừa đẩytoàn bộ các linh đá dịch ra

Với phương pháp này nước sau khi qua quá trình xử lý được đổ vào khuônđịnh hình sẵn, các khuôn này được đặt trong bể nước muối, bể này được làm lạnhbởi thiết bị bốc hơi , sau một thời gian nước trong khuôn được làm lạnh và kết tinhlại Quá trình kết thúc, đá được lấy ra từ các khuôn và sử dụng

2.2 Tính toán máy làm nước đá cây

2.2.1 Các lựa chọn ban đầu

2.2.1.1 Chọn phương pháp thiết kế nước đá

Các giai đoạn sản xuất nước đá

Giai đoạn 1: là hạ nhiệt độ của nước từ nhiệt độ t1 (nhiệt độ ban đầu củanước) xuống nhiệt độ 0oC

Giai đoạn 2: là giai đoạn kết tinh nước hoàn toàn, chuyển nước từ trạng tháilỏng trạng thái rắn

Giai đoạn 3: là giai đoạn hạ thấp nhiệt độ băng của nước từ 0oC xuống nhiệt

độ t2 (thường chọn -5oC)

Vậy nhiệt lượng riêng cần thiết để chuyển 1Kg nước ở nhiệt độ ban đầu t1thành nước đá ở nhiệt độ t2 được tính theo công thức:

Chọn phương pháp sản xuất nước đá

Các loại đá cây với khối lượng khác nhau được sản xuất bằng phương pháplàm lạnh trong bể nước muối Đây là phương pháp phổ biến nhất trong nhà máynước đá hiện nay Các loại đá cây với khối lượng khác nhau được sản xuất bằngphương pháp làm lạnh trong bể nước muối Đây là phương pháp phổ biến nhấttrong nhà máy nước đá hiện nay Với phương pháp này nước sau khi qua quy trình

xử lý được đổ vào khuôn định hình sẵn, các khuôn này được đặt trong bể nướcmuối, bể này được làm lạnh bởi thiết bị bốc hơi , sau một thời gian nước trongkhuôn được quá lạnh và kết tinh lại Quy trình kết thúc,đá cây được lấy ra từ cáckhuôn và sử dụng

Kết cấu cây đá hiện nay có các cỡ khối lượng thông dụng như sau:Loại 5 Kg,loại 12,5 Kg, loại 25 Kg, loại 50 Kg ở đây ta chọn loại 50 kg

2.2.1.2 Chọn chất tải lạnh

Yêu cầu của chất tải lạnh

q=Cpn ( t1−0 ) + L+Cpnd( 0−t2)