CHƯƠNG 3 : TÍNH PHÂN XƯỞNG LẠNH3.1 TÍNH THỂ TÍCH KHO LẠNH(m3)1, tr 33Trong đó :E: dung tích kho lạnh (tấn), E = 130 (tấn)gV: định mức chất tải thể tích (tấnm3); với trái cây gV = 0,3 (tấnm3) 1, tr 32Từ đó, ta có: (m3)3.2 DIỆN TÍCH CỦA CHẤT TẢI LẠNH(m2)1, tr33Trong đó: Fct: diện tích chất tải (m2)Vkl: thể tích kho lạnh (m3)hct: chiều cao chất tải (m). Chiều cao chất tải là chiều cao lô hàng chất trong kho, chiều cao này phụ thuộc vào bao bì đựng hàng, phương tiện bốc xếp.chiều cao h có thể tính bằng chiều cao buồng lạnh trừ đi phần lắp đặt dàn lạnh treo trần và khoảng không gian cần thiết để chất hàng và dỡ hàng. Chọn kiểu kho lạnh 1 tầng có chiều cao 6 m thì chiều cao chất tải lạnh sẽ là: hct= 5 m.Ta có: (m2)3.3 TẢI TRỌNG CỦA NỀNgf≥ gv.hct1, tr 33Trong đó: gf: định mức chất tải theo diện tích (tấnm2)gv: định mức chất tải (tấn m3), gv = 0,3 tấnm3hct:chiều cao chất tải (m), hct = 5 mTa có: gf≥ 0,3.5→ gf≥ 1,5 (tấnm2)3.4 DIỆN TÍCH KHO LẠNH CẦN XÂY DỰNG1, tr 34Trong đó: Fct :diện tích chất tải (m2), Fct = 86,667 (m2)〖_〗βF: hệ số sử dụng diện tích các buồng chứa, tính cả đường đi và các diện tích giữa các lô hàng và cột, tường, các diện tích lắp đặt thiệt bị như dàn bay hơi, quạt,…Vì 20 m2 < Fct = 86,666 (m2) < 100 m2 nên chọn βF = 0,7 bảng 25, 1, tr 34 Ta có:(m2)Số buồng lạnh cần xây dựng: Chỉ xây dựng 1 buồng lạnh để bảo quản 130 tấn trái cây tươi.3.4 QUY HOẠCH MẶT BẰNG KHO LẠNHYêu cầu chung đối với quy hoạch mặt bằng kho lạnh Phải bố trí buồng làm lạnh phù hợp với dây chuyền công nghệ. Sản phẩm đi theo dây chuyền không đan chéo nhau.Các cửa ra vào của kho lạnh phải quay ra hành lang.Quy hoạch cần phải đạt chi phí đầu tư bé nhất , giảm đến mức tối thiểu các thiết bị phụ nhưng phải đảm bảo tiện nghi.Đối với kho lạnh 1 tầng: chiều rộng của kho phải phù hợp với khoảng vượt lớn nhất là 12m.Mặt bằng kho lạnh phải phù hợp với hệ thống lạnh đã chọn, điều này đặc biệt quan trong đối với kho lạnh 1 tầng vì phải luôn luôn đảm bảo đưa được môi chất lạnh từ các thiết bị lạnh về.Khi quy hoạch cần tính toán khả năng mở rộng kho lạnh. Phải để lại một mặt mút tường để có thể mở rộng kho lạnh.Khi thiết kế kho lạnh cần chú ý đến hướng nhận bức xạ mặt trời: ta nên chọn chiều rộng của kho lạnh theo hướng Đông – Tây nhằm giảm diện tích nhận trực tiếp bức xạ mặt trời, hạn chế tổn thất nhiệt kho lạnh; chọn hướng gió đảm bảo sự thông thoáng cho kho lạnh.3.4.1 Yêu cầu đối với buồng máy và thiết bịBố trí máy và thiết bị hợp lý trong là rất quan trọng nhằm mục đích:+ Vận hành máy thuận tiện, rút ngắn chiều dài các đường ống, sử dụng thể tích buồng máy hiệu quả nhất, buồng máy gọn nhất.+ Đảm bảo an toàn phòng cháy chữa cháy, phòng nổ và vệ sinh công nghiệp; đảm bảo thuận tiện cho việc bảo dưỡng, sữa chữa, thay thế máy và thiết bị.Buồng máy và thiết bị thường được bố trí vào sát tường kho lạnh để đường ống giữa máy thiết bị và dàn lạnh là ngắn nhất, chiếm từ 5 – 10% tổng diện tích kho lạnh Buồng máy và thiết bị có thể nằm chung trong khối nhà của kho lạnh hoặc tách riêng ra. Kho lạnh 1 tầng không nên có tầng hầm.Trong buồng máy thường bố trí: các máy nén, thiết bị tiết lưu,…Chiều rộng chính của lối đi trong buồng máy là 1,5m. Khoảng cách giữa máy và thiết bị ít nhất là 1m, giữa thiết bị và tường lá 0,8m nếu đây không phải là lối đi vận hành chính. Các thiết bị có thể đặt sát tường nếu phía đó của thiết bị hoàn toàn không cần đến vận hành bảo dưỡng.Chiều cao buồng máy amoniac ít nhất 4,2m. Buồng máy phải có quạt thông gió thổi ra ngoài, mỗi giờ có thể thay đổi không khí trong buồng 3 – 4 lần.Trong buồng thiết bị bố trí các thiết bị như bình ngưng, bình bay hơi, bình chứa dầu,…chiều cao buồng thiết bị không nhỏ hơn 3,6m. Khi bố trí bình ngưng, bình bay hơi ống vỏ nằm ngang phải chú ý đến việc vệ sinh; bố trí thiết bị thuận tiện cho việc vận hành và vệ sinh thiết bị. Một số thiết bị có thể đặt chồng lên nhau: bình ngưng trên bình chứa cao áp, bình tách khí không ngưng trên bình chứa cao áp.Các ống dẫn giữa các thiết bị có thể bố trí trên cao hoặc dưới sàn. Bố trí ống dẫn trên cao có nhược điểm là gây trở ngại cho việc tháo lắp bốc dỡ các thiết bị khi sử dụng các thiết bị nâng hạ, chính vì vậy nên bố trí sát tường.Các ống dẫn đặt trên cao cấn đặt nghiêng, độ nghiêng ít nhất 0,002 ngược hướng dòng chảy của hơi đẩy và 0,003 ngược hướng dòng chảy của hơi hút để đảm bảo dầu và lỏng không chảy vào máy nén.3.4.2 Yêu cầu khi xây dựng cửa của kho lạnhCần phải có cách nhiệt đầy đủ để mặt ngoài không bị đọng sương, cần đóng mở nhẹ nhàng khít kín, hạn chế việc mở cửa kho lạnh khi không cần thiết.Cần phải giữ được lạnh trong kho lạnh, không để cho khí nóng lọt vào và gây tổn thất lạnh khi mở cửa.Khóa cửa và nắm tay phải làm việc tốt, nhẹ nhàng, không bị rỉ sét . Cần phải mở nhẹ nhàng ngay cả khi có băng giá đóng vào cửa.Kho lạnh bảo quản trái cây đang thiết kế có 1 cửa lớn và 1 cửa nhỏ, chọn kiểu cửa lùa nhằm hạn chế tổn thất nhiệt cũng như không khí nóng bên ngoài xâm nhập vào kho.Cấu trúc cửa là một tấm cách nhiệt có bản lề tự động, xung quanh có đệm kín bằng cao su, có bố trí nam châm mạnh để hút chặt cửa đảm bảo độ kín và giảm thất thoát nhiệt, cửa có thể mở được từ bên trong để tránh sự cố. Bên trong mỗi cửa có bố trí màn chắn khí làm bằng nhựa dẻo PVC Stripcutain 3.5. BỐ TRÍ TRÁI CÂY TRONG KHOChọn bao bì chứa trái cây là thùng gỗ có kích thước như sau: Dài x Rộng x Cao =480 x 360 x 280Chọn trung bình mỗi thùng chứa 10 kg sản phẩmSố lượng thùng gỗ trong kho: 13000010 = 13000 thùngChọn số 20 palet chứa hàng trong khoSố thùng trên mỗi palet:1300020 = 650 thùngChất thành nhiều lớp, mỗi lớp gồm: 8 x10 = 80 thùngSố lớp trong một palet: 65080 = 8,12 chọn 9 lớpCHƯƠNG 4 : TÍNH CÁCH NHIỆT, CÁCH ẨM KHO LẠNH4.1 XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG SỐ KỸ THUẬT BAN ĐẦUNhiệt độ không khí ngoài trời: t1 = 37oC Nhiệt độ trong kho lạnh: t2 = 5oCĐộ ẩm không khí: φ = 74 %.4.2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT4.2.1 Tính cách nhiệt, cách ẩm cho nền, tường bao và máiCác mặt của kết cấu bao che (tường bao, trần, nền) đều được bao bọc bởi các tấm cách nhiệt và cách ẩm. Chiều dày của lớp cách ẩm phụ thuộc vào nhiệt độ bên trong và bên ngoài phòng lạnh.Chiều dày của lớp cách nhiệt được xác định dựa vào 2 yêu cầu cơ bản sau+ Vách ngoài của kết cấu bao che không được phép đọng sương nghĩa là độ dày lớp cách nhiệt phải đủ lớn để nhiệt độ bề mặt ngoài phải lớn hơn nhiệt độ đọng sương. + Chọn chiều dày cách nhiệt sao cho giá thành 1 đơn vị lạnh (100kcalh) là rẻ nhất.4.2.2 Tính chiều dày lớp cách nhiệt cho tường, trần, nềnĐể tính chiều dày lớp cách nhiệt ta phải biết hệ số truyền nhệt KTừ công thức tính hệ số truyền nhiệt K cho tường phẳng nhiều lớp(Wm2.oC)1, tr85 Ta suy ra:1, tr85Trong đó: δCN : độ dày của lớp cách nhiệt cần phải tính toán, (m)λcn: hệ số dẫn nhiệt của vật liệu cách nhiệt (Wm.oC)K : hệ số truyền nhiệt (Wm2.oC)α1 : hệ số tỏa nhiệt từ môi trường bên ngoài tới bề mặt ngoài của tường cách nhiệt (Wm2.oC) α2 : hệ số tỏa nhiệt của vách buồng lạnh vào bên trong buồng lạnh (Wm2.oC)δi: bề dày của lớp vật liệu xây dựng thứ i (m)λi: hệ số dẫn nhiệt của lớp vật liệu xây dựng thứ i (Wm2.oC)4.2.3 Xác định hệ số truyền nhiệt theo thực tế: (theo chiều dày lớp cách nhiệt đã tính ở trên) (Wm2.oC) 1,tr 85
Trang 1KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM
ĐỒ ÁN: THIẾT KẾ KHO LẠNH
BẢO QUẢN TRÁI CÂY
GVHD: Th.S Đào Thanh Khê
Lớp: 01ĐHTP1
Tp Hồ Chí Minh, tháng 07 năm 2013
Trang 2M C L C Ụ Ụ
LỜI MỞ ĐẦU 9
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ TRÁI CÂY VÀ Ý NGHĨA KỸ THUẬT LẠNH ỨNG DỤNG 10
1.1 TỔNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆU 10
1.1.1 Nước 10
1.1.2 Các gluxit 10
1.1.3 Các chất pectin 11
1.1.4 Các acid hữu cơ 11
1.1.5.Các glucozit 11
1.1.6.Các chất polyphenol 12
1.1.7 Các chất màu 12
1.1.8 Các hợp chất chứa nitơ 12
1.1.9 Chất béo 12
1.1.10.Các vitamin 13
1.1.11.Các chất khoáng 13
1.1.12.Các fitonxid 13
1.1.13 Các enzyme 13
1.2 VAI TRÒ VÀ Ý NGHĨA CỦA KỸ THUẬT LẠNH TRONG BẢO QUẢN TRÁI CÂY 14
1.2.1.Vai trò 14
1.2.2 Ý nghĩa kỹ thuật lạnh trong việc bảo quản trái cây tươi 14
1.3 QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ 15
1.3.1 Sơ đồ dây chuyền công nghệ bảo quản lạnh đối với trái cây 15
1.3.2 Thuyết minh dây chuyền công nghệ 15
1.3.2.2 Phân loại, xử lí 16
1.3.2.4 Làm lạnh sơ bộ 17
1.3.2.6 Kiểm tra: 17
1.3.2.7 Xuất kho: 18
1.4 KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ CÔNG NGHỆ LẠNH THỰC PHẨM 18
1.4.1 Khái niệm về lạnh 18
1.4.2 Các phương pháp làm lạnh 18
Trang 31.4.3 Các quá trình xảy ra trong trái cây khi bảo quản lạnh 18
1.4.4 Các yếu tố ảnh hưởng đến thời hạn bảo quản của trái cây 21
CHƯƠNG 2: MÔI CHẤT LẠNH VÀ CHẤT TẢI LẠNH 23
2.1 MÔI CHẤT LẠNH 23
2.1.1 Khái quát về môi chất lạnh 23
2.1.2 Môi chất amoniắc 23
2.2 CHẤT TẢI LẠNH 25
2.2.1 Định nghĩa 25
2.2.2 Ưu nhược điểm của hệ thống làm lạnh gián tiếp sử dụng chất tải lạnh: 25
2.2.3 Yêu cầu đối với chất tải lạnh 26
2.2.4 Chất tải lạnh không khí 26
CHƯƠNG 3 : TÍNH PHÂN XƯỞNG LẠNH 27
3.1 TÍNH THỂ TÍCH KHO LẠNH 27
3.2 DIỆN TÍCH CỦA CHẤT TẢI LẠNH 27
3.3 TẢI TRỌNG CỦA NỀN 28
3.4 DIỆN TÍCH KHO LẠNH CẦN XÂY DỰNG 28
3.4 QUY HOẠCH MẶT BẰNG KHO LẠNH 28
3.4.1 Yêu cầu đối với buồng máy và thiết bị 29
3.4.2 Yêu cầu khi xây dựng cửa của kho lạnh 30
3.5 BỐ TRÍ TRÁI CÂY TRONG KHO 31
CHƯƠNG 4 : TÍNH CÁCH NHIỆT, CÁCH ẨM KHO LẠNH 32
4.1 XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG SỐ KỸ THUẬT BAN ĐẦU 32
4.2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT 32
4.2.1 Tính cách nhiệt, cách ẩm cho nền, tường bao và mái 32
4.2.2 Tính chiều dày lớp cách nhiệt cho tường, trần, nền 32
4.2.3 Xác định hệ số truyền nhiệt theo thực tế: (theo chiều dày lớp cách nhiệt đã tính ở trên) 33
4.2.4 Kiểm tra đọng sương trên bề mặt ngoài lớp cách nhiệt 33
4.2.5 Chọn vật liệu xây dựng, vật liệu cách nhiệt cách ẩm 34
4.3 TÍNH TOÁN CỤ THỂ 34
4.3.1 Tính cách nhiệt, cách ẩm cho tường bao 34
Trang 44.3.3 Tính cách nhiệt,cách ẩm cho trần (mái) 38
CHƯƠNG 5 : TÍNH CÂN BẰNG NHIỆT KHO LẠNH 41
5.1 TỔN THẤT NHIỆT QUA KẾT CẤU BAO CHE Q1 41
5.1.1 Cơ sở lý thuyết 41
5.1.2 Tính toán 42
5.2 TỔN THẤT NHIỆT DO SẢN PHẨM TỎA RA TRONG QUÁ TRÌNH XỬ LÝ LẠNH Q2 45
5.2.1 Cơ sở lý thuyết 45
5.2.2 Tính toán 46
5.3 TỔN THẤT NHIỆT DO THÔNG GIÓ BUỒNG LẠNH Q3 47
5.3.1 Cơ sở lý thuyết 47
5.3.2 Tính toán 48
5.4 TỔN THẤT NHIỆT DO QUÁ TRÌNH VẬN HÀNH KHO Q4 48
5.4.1 Cơ sở lý thuyết 48
5.4.2 Tính toán 49
5.5 TỔN THẤT NHIỆT DO QUÁ TRÌNH HÔ HẤP CỦA SẢN PHẨM Q5 51
5.5.1 Cơ sở lý thuyết 51
5.5.2 Tính toán 51
CHƯƠNG 6: TÍNH VÀ CHỌN THIẾT BỊ CHÍNH 52
6.1 CÁC THÔNG SỐ CỦA CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC 52
6.1.1 Chọn các thông số của chế độ làm việc 52
6.2 CHU TRÌNH NÉN MỘT CẤP 53
6.2.1 Định nghĩa 53
6.2.2 Nguyên nhân quá lạnh có thể do 54
6.2.3 Nguyên nhân quá nhiệt có thể do 54
6.3 TÍNH VÀ CHỌN THIẾT BỊ CHÍNH 54
6.3.1 Tính và chọn máy nén 54
6.3.2 Tính và chọn thiết bị ngưng tụ 58
6.3.3 Tính và chọn thiết bị bay hơi 60
CHƯƠNG 7: CÁC THIẾT BỊ PHỤ 62
7.1 BÌNH CHỨA CAO ÁP 62
7.1.1 Nhiệm vụ 62
Trang 57.1.2 Cấu tạo 62
7.1.3 Tính và chọn thể tích bình 62
7.2 BÌNH CHỨA DẦU 64
7.2.1 Cấu tạo 64
7.2.2 Nhiệm vụ 65
7.2.3 Nguyên tắc làm việc 65
7.2.4 Tính toán bình tách dầu 66
7.3 THÁP GIẢI NHIỆT 67
7.3.1 Nhiệm vụ 67
7.3.2 Nguyên lý làm việc 67
7.3.3 Tính và chọn tháp giải nhiệt 68
7.4 BÌNH TÁCH LỎNG 70
7.4.1 Nhiệm vụ 70
7.4.2 Cấu tạo và nguyên lí làm việc 71
7.4.3 Tính toán và chọn thiết bị 72
7.5 BÌNH CHỨA DẦU 72
7.5.1 Nhiệm vụ 72
7.5.2 Cấu tạo và nguyên lý hoạt động 73
7.5.3 Chọn bình chứa dầu 73
7.6 BÌNH TÁCH KHÍ KHÔNG NGƯNG 73
7.6.1.Nguyên nhân hình thành khí không ngưng 73
7.6.2 Nhiệm vụ 73
7.6.3 Cấu tạo và nguyên tắc hoạt động 74
7.7 TÍNH CHỌN ĐƯỜNG ỐNG 74
7.7.1 Tính chọn đường ống amoniắc 74
7.7.2 Tính chọn đường ống nước 76
7.8 TÍNH VÀ CHỌN BƠM NƯỚC 77
7.9 CHỌN QUẠT 79
7.10 PHIN SẤY, PHIN LỌC 80
7.10.1 Nhiệm vụ 80
7.10.2 Cấu tạo 80
Trang 67.11 MẮT GA 81
7.11.1 Nhiệm vụ 81
7.11.2 Cấu tạo và lắp đặt 81
7.12 CÁC LOẠI VAN TRONG HỆ THỐNG LẠNH 82
7.12.1 Van một chiều 82
KẾT LUẬN 83
TÀI LIỆU THAM KHẢO 84
Trang 7PHỤ LỤC BẢNGBảng 1.1 Tiêu chuẩn tổn hao khi bảo quản cam, quýt tươiBảng 4.1 Vật liệu cách nhiệt, cách ẩm cho tường
Bảng 4.2 Vật liệu cách nhiệt, cách ẩm cho nền
Bảng 4.3 Vật liệu cách nhiệt, cách ẩm cho mái(trần)
Bảng 6.1 Thông số các điểm nút trên đồ thị lgP-h
Bảng 7.1 Các thông số của bình chứa cao áp
Bảng 7.2 Các thông số của bình tách dầu
Bảng 7.4 Các thông số của bình tách lỏng
Bảng 7.5 Các thông số của bình chứa dầu
Bảng 7.7 Các thông số của đường ống dẫn NH3
Bảng 7.8 Các thông số của đường ống dẫn nước
Bảng 7.9 Các thông số của bơm li tâm
Trang 8LỜI MỞ ĐẦU
Từ lâu con người đã biết tận dụng lạnh của thiên nhiên như băng tuyết để ướp lạnhbảo quản thực phẩm Từ thế kỉ 19 phương pháp làm lạnh nhân tạo đã ra đời và pháttriển đến đỉnh cao của khoa học kỹ thuật hiện đại
Ngày nay, kỹ thuật lạnh đã đi sâu vào nhiều lĩnh vực khoa học như: công nghệthực phẩm,công nghệ cơ khí chế tạo máy, luyện kim, y học và ngay cả kỹ thuật điệntử Lạnh đã được phổ biến và đã gần gũi với đời sống con người Các sản phẩm thựcphẩm như: thịt, cá, rau, quả nhờ có bảo quản mà có thể vận chuyển đến nơi xa xôihoặc bảo quản trong thời gian dài mà không bị hư thối Điều này nói lên được tầmquan trọng của kỹ thuật lạnh trong đời sống con người Nước ta nằm trong vùng khíhậu nhiệt đới và cũng là một nước nông nghệp nên Việt Nam là một trong những nước
có tỉ lệ trồng cây ăn quả nhiệt đới và có sản lượng khá cao Nhưng để sản phẩm tráicây của Việt Nam có chỗ đứng vững trên thị trường nội địa và thế giới thì đòi hỏi phảinâng cao chất lượng công nghệ làm lạnh
Vì vậy việc thiết kế hệ thống lạnh khi đang còn ngồi nghế nhà trường đã giúpchúng em cũng cố các kiến thức đã học, cũng như có thêm kinh nghiệm để trang bịhành trang vững vàng khi ra trường
Do thời gian và kiến thức có hạn, sự mới mẻ của thiết bị và chưa có kinh nghiệm thực
tế nên trong quá trình tính toán thiết kế chắc chắn còn nhiều thiếu sót Rất mong những
ý kiến đóng góp, chỉ dạy của thầy
Chúng em xin chân thành cảm ơn thầy ĐÀO THANH KHÊ đã chỉ dạy và hướngdẫn để nhóm hoàn thành đồ án này
Trang 9CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ TRÁI CÂY VÀ Ý NGHĨA KỸ THUẬT
LẠNH ỨNG DỤNG1.1 TỔNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆU
Với mỗi loại quả khác nhau sẽ có những tính chất vật lý, hoá học khác nhau; thời vụgieo trồng, thu hoạch cũng khác nhau Để có một chế độ bảo quản tối ưu ta phải nắmđược các đặc điểm, tính chất cơ bản của từng loại quả.Thành phần hóa học của trái câytươi gồm:
1.1.1 Nước
- Tồn tại 2 dạng là nước tự do và nước liên kết nhưng trong trái cây tươi nướcchủ yếu tồn tại ở dạng tự do, chiếm tỉ lệ rất cao, khoảng 80 - 90 % khối lượngquả, có khi lên đến 93 - 97 %
- Nước có nhiều trong không bào ngoài ra còn có trong màng tế bào, trongnguyên sinh chất
- Nước có nhiều nhất trong dưa hấu (92% trọng lượng là nước), dưa chuột, cácloại dưa khác,…
- Đường trong quả thường gồm 3 loại sau:
+ Glucozơ (C6H12O6) là một loại glucid đơn giản nhất Glucoza gặp nhiều trong tráinho chín, các trái cây chín khác, cũng như trong mật ong
+ Fructozơ (C6H12O6) là một loại monosaccarit, đồng phân với glucozơ Fructozơ làchất rắn kết tinh, có vị ngọt gấp 1,5 đường mía (saccarozơ, saccaroz, sucrose), gấp 2,5lần glucozơ
+ Saccarozơ (C12H22O11) là một loại đisaccarit, được tạo ra do hai monosaccarit là glucozơ và β-fructozơ liên kết với nhau bằng liên kết α-glicozit ở C1 của glucozơ, hay
Trang 10- Thuộc nhóm pentose: chủ yếu nằm ở bộ phận bảo vệ như vỏ quả.
- Trong các loại quả, cellulose và hemicellulose chiếm trung bình là 0,5; 2% Các loạiquả cứng thì hàm lượng này chiếm nhiều hơn có khi tới hơn 15% trọng lượng chất khô
và chúng không có giá trị dinh dưỡng
- Khi rau quả chín, hàm lượng xenluloza không bị đổi
1.1.3 Các chất pectin
Các chất pectin đóng vai trò quan trọng trong quá trình trao đổi nước khi chuyển hoácác chất và trong quá trình chín của quả Trong vỏ quả chứa 1,0; 1,5% Trong hạtlượng pectin thường ít hơn
1.1.4 Các acid hữu cơ
Gồm chủ yếu các acid malic, acid citric, acid tactric, acid acetic…Độ acid chungthường không quá 1 % phụ thuộc vào từng loại quả, giống và độ chín của loại quả đó
Độ chua của quả phụ thuộc vào hàm lượng và loại axit có trong quả đó
1.1.5 Các glucozit
- Được cấu tạo từ các Monosaccarit, thường là glucoza
- Nằm trong vỏ quả, vỏ hạt, vỏ múi, trong cùi
- Có tính sát trùng
- Có một số loại Glucozit ở quả như sau:
+ Hesperidin: có nhiều trong cùi cam, chanh, quýt, bưởi….có vị đắng
+ Naringin: thường nằm ở lớp vỏ trắng, trong dịch quả của các loại quả có múi
+ Solanin: thường nằm ở lớp vỏ và dưới lớp vỏ
+ Manihotin
1.1.6 Các chất polyphenol
- Hàm lượng nhỏ nhưng có vai trò quan trọng: kháng vi sinh vật, tham gia vàoquá trình trao đổi chất
Trang 11- Chủ yếu bao gồm các chất tanin (có vị chát) ngoài ra còn có lienin và melanin(có màu đen xám).
1.1.7 Các chất màu
Các chất màu gồm các nhóm clorofin, carotinoit, flavon và antoxian
- Diệp lục (clorophyl): Làm cho sản phẩm có màu xanh, tồn tại 2 dạng: clorophyl
a và clorophyl b Dễ bị thay đổi dưới tác dụng của nhiệt độ Trong môi trườngacid quả thường bị mất màu xanh
- Carotenoit: Chứa nhiều trong mô và vỏ quả khi chín Rất dễ bị oxy hoá bởi oxykhông khí
- Antocyan: Có nhiều trong quả, màu sắc không thể hiện rõ Trong môi trườngacid, antocyan có màu đỏ, trong môi trường kiềm có màu xanh và trong môitrường trung tính có màu hơi tím
1.1.8 Các hợp chất chứa nitơ
Trong quả, hợp chất chứa Nitơ tồn tại dưới các dạng sau:
- Protein: gồm 2 loại: protein đơn giản, protein phức tạp Trong protein chứa đầy
đủ các nhóm albumin, prolamin, glutelin, globulin
- Axit amin
- Các muối Nitrat
1.1.9 Chất béo
Chất béo của quả thường có hai loại:
- Acid béo no: acid palmitic (31 %) và acid stearic (4,5 %).
- Acid béo không no: acid oleic (4,5 %), acid linoleic (53%) và acid linoleonic
(7%)
- Ngoài ra còn có các loại acid khác.
1.1.10 Các vitamin
- Vitamin là những hợp chất hữu cơ có hàm lượng rất nhỏ trong cơ thể nhưng rất
cần thiết cho hoạt động sống
- Hàm lượng vitamin trong quả nhiều hay ít đều phụ thuộc vào loại quả, độ chín,
…
- Có 2 nhóm: hoà tan trong nước và hoà tan trong dầu.
- Trong quả có nhiều nhất là vitamin C và A.
- Hàm lượng vitamin thay đổi tuỳ theo loại vitamin, thời gian và điều kiện bảo
quản
Trang 12- Các nguyên tố đa lượng quan trọng: K, Ca, Na, P…
- Các nguyên tố vi lượng quan trọng: Mg, Mn, I2, Bo, Zn, Cu…
- Các nguyên tố siêu vi lượng quan trọng: U, Ra, Th,…
1.1.12 Các fitonxid
- Fitonxid là các chất kháng sinh có nguồn gốc thực vật Fitonxid không chỉ chứa
trong hành, gừng, riềng,…như vẫn quen thấy mà có trong hầu hết trái cây vớihàm lượng và tính chất khác nhau Khả năng kháng sinh của fitonxid rất khácnhau, tuỳ thuộc bản chất hoá học của chúng.Chúng khác nhau tùy thuộc vàotừng loại trái cây, điều kiện trồng trọt, thời hạn tồn trữ
- Trong bảo quản và chế biến các fitonxid có ý nghĩa rất quan trọng.
1.1.13 Các enzyme
Các enzyme là chất xúc tác sinh học các quá trình trao đổi chất và biến đổi hoá họcxảy ra trong mô thực vật, các hệ enzyme chứa trong chất nguyên sinh có tác dụng tổnghợp ra các chất phức tạp hơn, còn các hệ enzyme ở dịch quả có tác dụng thủy phânthành các chất đơn giản hơn Trong quả có các loại enzyme sau:
+ Hệ enzyme oxi hoá khử: polyphenoloxidaza,ascobinoxidaza,…
+ Hệ enzyme thuỷ phân: amilaza, invectaza, pectaza, bromelin, papain…
+ Hệ enzyme tổng hợp: photphataza…
Trang 131.2 VAI TRÒ VÀ Ý NGHĨA CỦA KỸ THUẬT LẠNH TRONG BẢO QUẢN TRÁI CÂY
1.2.1 Vai trò
- Việt Nam ta là một nước nhiệt đới nóng ẩm mưa nhiều, hình thành một năm 4
mùa rõ rệt Do vậy mà rất thích hợp cho thực vật phát triển mạnh mẽ Điều này
đã tạo nên nguồn lợi quả ở nước ta trở nên vô cùng phong phú và đa dạng như:xoài, táo, hoa, dưa hấu,
- Hiện nay người ta đưa rất nhiều giống trái cây vào trồng với giá trị cao không
những cho tiêu dùng trong nưóc mà còn xuất khẩu ra nước ngoài Đặc điểm củanhững loại trái cây nói trên mang tính chất mùa vụ Do vậy muốn để bảo quảntrái cây tươi đượclâuhơn đó là nhiệm vụ của ngành kỹ thuật lạnh
1.2.2 Ý nghĩa kỹ thuật lạnh trong việc bảo quản trái cây tươi
- Xuất phát từ những vai trò cùng với việc phần lớn các loại trái cây chứa nhiều
chất và cấu trúc phức tạp và trong điều kiện Việt Nam nằm ở vùng nhiệt đớigió mùa nóng ẩm, thì trái cây tươi thường bị thay đổi về chất lượng, có thể bịthối, héo úa, hư hỏng, tăng khả năng sinh trưởng và phát triển của VSV Làmgiảm giá thành của sản phẩm
- Vậy để hạn chế những thay đổi về mặt cấu trúc sinh học không tốt đối với trái
cây tươi bằng cách hạ nhiệt độ của trái cây và tăng thêm độ ẩm của không khímôi trường xung quanh Vì ở nhiệt độ thất và độ ẩm cao thì những biến đổi cóhại cho quả sẽ bị kìm hãm làm cho quá trình đó lâu hơn, giữ được cho quả tươilâu hơn, chất lượng vẫn giữ nguyên về mùi vị cũng như màu sắc
- Muốn làm được điều này thì ngày nay bằng các phương pháp làm lạnh nhân
tạo mà ngành kỹ thuật lạnh đã làm được và đó cũng là phương pháp đạt hiệuquả cao trong trong những điều kiện nhiệt độ ở nước ta
Trang 141.3 QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ
1.3.1 Sơ đồ dây chuyền công nghệ bảo quản lạnh đối với trái cây
1.3.2 Thuyết minh dây chuyền công nghệ
1.3.2.1 Nguyên liệu
- Trái cây sau khi đã đạt được độ chín kỷ thuật thì cần thu hái kịp thời và nhanh
chóng, nếu chậm có thể làm giảm nhiều chất lượng sản phẩm Khi thu háithường tiến hành vào lúc sáng sớm vì lúc đó thành phần dinh dưỡng của trái câyđạt cao nhất, hương vị khẩu vị và những tính chất vật lí ít bị biến đổi Cụ thểđối với từng mặt hàng như sau:
+ Chuối: thu hái khi độ già của chuối đạt từ 8590%, vỏ chuối có màu xanh thẩm
Trang 15- Khi thu hái phải chú trọng đến việc cắt hái để không làm xây xát, dập nát quả,
tróc vỏ, thủng thịt quả…
- Sau khi thu hái nguyên liệu được chuyển đến nơi bảo quản, quá trình này ảnh
hưởng trực tiếp đến phẩm chất của nguyên liệu, đến chất lượng sản phẩm.Vớixoài đựng trong bao bì phải phủ rơm rạ dưới đáy bao bì hoặc thùng gỗ lớn Cácloại trái cây khi đặt vào các sọt hoặc thùng gỗ thưa thì khối lượng không quá 20
kg trừ khi quá trình bốc xếp được cơ giới hoá thì khối lượng mới tăng lên
- Bảo quản tạm thời:
+ Để đảm bảo nhịp độ điều hoà của sản xuất trong nhà máy thường cần một khốilượng nguyên liệu dự trữ nhất định.Thời gian cho phép bảo quản tạm thời tuỳthuộc vào từng loại nguyên liệu và mục đích sử dụng.Thường chỉ vài giờ đến haingày
+ Khi bảo quản nguyên liệu dù là ngắn hạn trong nguyên liệu vẫn xảy ra các quátrình biến đổi làm giảm chất lượng nguyên liệu Vì vậy phải tạo điều kiện bảoquản tốt nhất và phải đưa vào sản xuất càng nhanh càng tốt
1.3.2.2 Phân loại, xử lí
Nhằm mục đích loại bỏ các tạp chất, nguyên liệu hư hỏng, non xanh, dập nát, sâubệnh để chọn ra được những nguyên liệu đảm bảo yêu cầu Khi bảo quản cần phânloại theo độ chín, kích thước loại quả, đảm bảo độ đồng đều để từ đó có chế độ bảoquản hợp lí Cụ thể:
+ Xoài: chọn những quả không bầm dập, không úng thối Loại bỏ những quả xanh,quả quá chín, sâu bệnh và không đạt kích thước
+ Chuối: cắt buồng thành từng nải, nải nào có nhiều quả hay quả chín thì loạibỏ.Phân loại chuối theo kích thước để dễ xếp vào kho.Trước khi đưa vào bảo quản đểchuối ráo nhựa và ổn định hô hấp
1.3.2.3 Xếp thùng gỗ thưa, sọt
- Sau khi xử lí và phân loại, nguyên liệu được xếp vào thùng gỗ thưa, sọt tre, giỏ
sắt theo từng loại phân biệt và theo kích cỡ đã chọn, cũng xếp nguyên liệuvào bao bì để dễ vận chuyển Việc xếp nguyên liệu vào thùng gỗ phải hết sứcnhẹ nhàng tránh tình trạng nguyên liệu xây xát dập nát
Trang 16- Ví dụ với xoài là loại quả có độ bền cơ học kém, vỏ mỏng nên khi xếp phải cẩn
thận, số lượng vừa phải khoảng 5 kg
1.3.2.4 Làm lạnh sơ bộ
- Trái cây trước khi đem vào kho bảo quản lạnh phải qua phòng làm lạnh nhanh,
trong các phòng làm lạnh nhanh có máy lạnh không khí tuần hoàn, không khícưỡng bức khi nhiệt độ đem bảo quản lớn hơn 5oC.Khi nhiệt độ của trái cây đạtđến nhiệt độ của kho bảo quản lạnh,nhiệt độ làm lạnh nhanh là 1 oC Lúc đóquả mới được nhập vào kho với mục đích là tránh tác động của sự biến đổinhiệt đột ngột gây đọng sương, đọng ẩm làm hư hỏng nguyên liệu
1.3.2.5 Bảo quản lạnh
- Trái cây trong các thùng sọt được làm lạnh sơ bộ đến nhiệt độ bảo quản lạnh thì
được nhập vào kho bảo quản bằng các xe vận chuyển Các thùng sọt xếp thànhchồng cách trần nhà 25 30cm, phía dưới có các bệ kê cao 15cm, các thùngnày được xếp trên các palet để tiện cho việc xếp dỡ bằng máy Khoảng cách đếntường là 30 50cm, cách dàn lạnh 50 60cm, giữa các chồng là 10 15cm
- Các thùng được xếp thành từng lô có kí hiệu riêng căn cứ vào từng loại, các lô
hướng ra lối đi chính, tải trọng là 350 kg/m3
- Trong kho bảo quản có không khí cưỡng bức Định kì thay đổi không khí hai
lần trong một ngày đêm, vận tốc không khí là 0,5 1m/s Nhiệt độ phòng bảoquản lạnh đảm bảo yêu cầu qui định đối với từng loại nguyên liệu
- Cho phép nhiệt độ dao động 0,5oC, khi xuất kho cho phép tăng từ 4 5oCtrong một ngày đêm
1.3.2.6 Kiểm tra
- Kiểm tra vi sinh vật: kiểm tra chất lượng sản phẩm về mặt vi sinh vật đạt yêu
cầu không, sản phẩm có bị nhiễm vi sinh vật gây bệnh không
- Kiểm tra cảm quan: Kiểm tra sản phẩm, bao bì, dụng cụ về mặt cảm quan như
màu sắc, mùi vị, khối lượng, hình thái và hương vị đặc trưng cho sản phẩm
- Kiểm tra thành phần hoá học: xác định thành phần protit, gluxit, lipit, vitamin,
muối khoáng, độ đường, độ axit
1.3.2.7 Xuất kho
- Trái cây sau khi bảo quản lạnh, xuất kho để cung cấp cho các phân xưởng chế
biến, các cửa hàng xuất khẩu Khi chuyển sản phẩm ra ngoài phải nâng nhiệt
độ từ từ, tốt nhất tăng nhiệt độ từ 4 5 oC trong một ngày đêm
Trang 171.4 KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ CÔNG NGHỆ LẠNH THỰC PHẨM
- Lạnh tuyệt đối (lạnh Cryo): -200 oC > to> -272,999985oC
Lạnh tức là nước chưa có sự biến thành đá còn tồn tại ở trạng thái lỏng
1.4.3 Các quá trình xảy ra trong trái cây khi bảo quản lạnh
Những biến đổi về vật lý, sinh lý, sinh hóa xảy ra ở trái cây tươi và trong quá trình bảoquản liên hệ chặt chẽ và phụ thuộc vào tính chất tự nhiên của quả, tùy thuộc vào giống
và điều kiện trồng trọt, chăm sóc, độ già chín khi thu hái, quá trình vận chuyển vànhững yếu tố kỹ thuật trong quá trình bảo quản
1.4.3.1 Các quá trình vật lý: đây chính là những biến đổi làm thay đổi hình dạng, màusắc, khối lượng của sản phẩm
a) Sự bay hơi nước: Là nguyên nhân gây ra tổn hao tự nhiên cho khối lượng sản phẩm.
- Trái cây tươi sau một thời gian bảo quản thì bị héo, khối lượng trái cây giảm là
do quá trình bay hơi nước mà quá trình này luôn gắn liền với quá trình hô hấp,với rau quả có kích thước tế bào lớn, khoảng không bào to lớp vỏ của tế bàomỏng, khả năng giữ nước của chất nguyên sinh yếu sẽ làm thoát ẩm nhanh tráicây sẽ chóng héo Mặt khác bề mặt trái cây sẽ bị sẫm màu sau 1 thời gian bảoquản nguyên nhân là do các mao quản bị teo lại không phản xạ ánh sáng màhấp thụ ánh sáng
Trang 18- Sự bay hơi nước phụ thuộc vào bề mặt bay hơi, nhiệt độ và độ ẩm tương đối,
vận tốc của môi trường không khí.Ngoài ra còn phụ thuộc vào bao bì, tính chất
và độ chín tới của trái cây,nhiệt độ bảo quản thích hợp cho từng loại trái cây
- Thông thường lượng nước mất đi khi bảo quản của một tấn trái cây là
0.3-0.5kg/ngày đêm
- Do đó phải bảo quản trái cây trong môi trường có nhiệt độ thấp và độ ẩm tương
đối cao thì sự bay hơi nước chậm lại và lâu héo
b) Sự thải nhiệt
- Trong quá trình bảo quản quả tươi diễn ra quá trình hô hấp theo phương trình
sau:
C6H12O6 + 6O2 6CO2 + 6H2O + 674kcal/ phân tử gam
- Hô hấp xảy ra rất mạnh ngay cả ở nhiệt độ thấp những loại trái cây nào hô hấp
mạnh, thải nhiệt nhiều thì khả năng bốc hơi ẩm lớn và lượng chất khô mất đinhiều
- Trong quá trình bảo quản trái cây tươi phải tìm cách giải phóng nhiệt sinh ra.
c) Biện pháp hạn chế sự hao hụt khối lượng khi làm lạnh
- Giảm thời gian làm lạnh bằng cách làm lạnh nhanh
- Giảm bề mặt bay hơi bằng cách sử dụng các bao bì đóng gói
- Không nên thông gió nhiều khi làm lạnh và bảo quản lạnh mà chỉ thông gió vừa
đủ để duy trì hô hấp của trái cây ở mức độ thấp
- Tăng hàm ẩm không khí trong phòng bảo quản lạnh.
Từ đó ta thấy tổn hao khối lượng tự nhiên của trái cây phụ thuộc nhiều vào điều kiệnthu hái như thời điểm, độ chín, độ dập nát, thời gian bảo quản và phương pháp bảoquản lạnh
Trang 19Bảng 2.1 : Tiêu chuẩn tổn hao khi bảo quản cam quýt tươi
Thời gian bảo quản
- Quá trình sinh lý cơ bản là sự hô hấp Ðây là quá trình không có lợi vì nó tiêu
tốn chất khô, làm giảm khối lượng tự nhiên, làm tăng nhiệt cho trái cây làm tráicây mau hư hỏng
- Có hai dạng hô hấp yếm khí và hiếu khí:
+ Hô hấp yếm khí (không có O2) thì trái cây hô hấp yếm khí phân hủy đườngtạo ra CO2 và rượu
C6H12O6 C2H5OH + CO2+ 28 kcal/ phân tử gam
+ Hô hấp hiếu khí (có O2): thải ra CO2, nước và sinh nhiệt làm bốc nóng khốinguyên liệu
C6H12O6 + 6 O2 6 CO2+ 6 H2O + 674 kcal/ phân tử gam
- Sự hô hấp được biểu thị bằng cường độ hô hấp ( là số miligam CO2 thải ra trong
1 giờ của 1 kg chất khô trái cây); cường độ hô hấp phụ thuộc vào yếu bên ngoài
và chủng loại trái cây
- Quá trình hô hấp như thuộc vào nhiệt độ, mức độ chín và độ nguyên lành của
rau quả Ví dụ như nếu việc thông gió không tốt thì sự sinh nhiệt sẽ kích thíchlàm tăng cường độ hô hấp, tích tụ hơi nước trên bề mặt nguyên liệu và lànguyên nhân thúc đẩy vi sinh vật phát triển nhanh làm hư nguyên liệu
- Trong quá trình bảo quản lạnh, trái cây vẫn tiếp tục quá trình chín tới sau thu
hái nhưng với mức độ khác nhau: lê, táo, chuối, dứa có thể tiếp tục chín trong
Trang 20quá trình bảo quản lạnh nhưng đào, cam, quýt, nho thì chín tới kém hơn còn
mơ, mận thì không tiếp tục chín tới trong khi bảo quản lạnh
1.4.3.3 Quá trình biến đổi sinh hóa và sự thay đổi thành phần hoá học
Quá trình biến đổi sinh hóa cơ bản của trái cây xảy ra do sự tác động của enzyme; cácquá trình sinh hóa đã làm thay đổi thành phần hóa học của trái cây
- Gluxit: Là thành phần luôn biến đổi và biến đổi lớn nhất trong trái cây
- Axit hữu cơ: Trong quá trình bảo quản tổng lượng các axit hữu cơ giảm làm
cho chỉ số đường trên axit tăng nên quả ngọt Tuy nhiên lượng axit hữu cơ đặctrưng cho từng loại quả sẽ tăng lên nhiều nhất
- Vitamin: Nói chung hàm lương vitamin giảm nhanh trong quá trình bảo quản.
Bảo quản ở nhiệt độ thấp vitamin giảm ít, ngược lại ở nhiệt độ cao vitamingiảm nhiều
- Các chất màu: Các sắc tố trong quả khi bảo quản thay đổi nhiều Hàm lượng
clorofin nói chung là giảm, carotenoit tăng trong quá trình bảo quản trái cây
- Polyphenol: Các hợp chất tanin trong quá trình chín của trái cây giảm đi nhanh
nên trong trái cây trong quá trình bảo quản giảm đi vị chát
1.4.4 Các yếu tố ảnh hưởng đến thời hạn bảo quản của trái cây
STT Yếu tố ảnh hưởng Tính chất
1 Nhiệt độ Nhiệt độ là yếu tố chủ yếu của môi trường có ảnh
hưởng quyết định đến quá trình sống của trái cây bảoquản.Tăng nhiệt độ sẽ tăng các phản ứng sinh hoá,làm bay hơi nước làm trái cây nhanh héo và làm tăngcường độ hô hấp
Vì vậy để bảo quản được lâu cần phải hạ thấp nhiệt
độ để giảm cường độ hô hấp, tuy nhiên không được
hạ nhiệt độ dưới điểm đóng băng làm nước kết tinhphá vỡ cấu trúc tế bào Đối với trái cây thì nhiệt độđóng băng thường ở -4÷-2oC vì dịch bào chứa nhiềuchất hoà tan
2 Độ ẩm của không khí Độ ẩm tương đối trong phòng bảo quản có ảnh
hưởng đến sự bốc hơi nước của trái cây Độ ẩm thấp
Trang 21làm tăng sự bay hơi nước làm cho trái cây giảm khốilượng tự nhiên, làm héo bề mặt ngoài và bên tronggây ra hiện tương co nguyên sinh chất dẫn đến rốiloạn sự trao đổi chất làm rau mất khả năng đề khángvới những tác động bất lợi từ bên ngoài.
Đối với các loại trái cây có khả năng chống bốc hơinước tốt hơn và tồn trữ được lâu hơn thì độ ẩm thíchhợp 80÷90%
3 Thành phần khí trong
không khí bảo quản
Có ảnh hưởng quan trọng đến cường độ hô hấp nếukết hợp với bảo quản lạnh không khí điều hoà thì khảnăng bảo quản tốt hơn nhiều
4 Sự thông gió và
thoáng khí
Có ảnh huởng đến chất lượng của trái cây trong quátrình bảo quản duy trì quá trình sống của trái cây.Tuy nhiên sự thông gió này được điều chỉnh ở mức
độ thích hợp
5 Các yếu tố khác Ánh sáng, đất, phân bón cũng ảnh hưởng đến khả
năng bảo quản của trái cây
CHƯƠNG 2: MÔI CHẤT LẠNH VÀ CHẤT TẢI LẠNH2.1 MÔI CHẤT LẠNH
Trang 222.1.1 Khái quát về môi chất lạnh
- Là chất môi giới sử dụng trong chu trình nhiệt động ngược chiều để hấp thụ nhiệt của môi trường cần làm lạnh và tải nhiệt ra môi trường có nhiệt độ cao hơn (là vật chất tuần hoàn trong hệ thống lạnh) Môi chất làm nhiệm vụ mang nhiệt từ nơi có nhiệt độ thấp để thải ra nơi có nhiệt độ cao hơn Đây là phần không thể thiếu của các thiết bị làm lạnh
- Ở máy lạnh nén hơi, sự thu nhiệt của môi trường có nhiệt độ thấp nhờ quá trình bay hơi ở áp suất thấp và nhiệt độ thấp, sự thải nhiệt cho môi trường có nhiệt độcao nhờ quá trình ngưng tụ ở nhiệt độ cao và áp suất cao, sự tăng áp suất của quá trình nén hơi và giảm áp suất nhờ quá trình tiết lưu hoặc giản nở lỏng
- Thông thường môi chất lạnh tồn tại ở 2 dạng:
- Năng suất lạnh riêng thể tích lớn nên máy nén và thiết bị gọn nhẹ
- Hệ số dẫn nhiệt và trao đổi nhiệt lớn thuận lợi cho việc thiết kế và chế tạo thiết
bị ngưng tụ và bay hơi
- Hòa tan nước không hạn chế nên van tiết lưu không bị tắc ẩm, nhưng nhiệt độ bay hơi bị tăng nếu hàm lượng nước lớn.Vì vậy lượng nước phải khống chế dưới 0,1%
- Không hòa tan dầu nên khó bôi trơn các chi tiết chuyển động của máy nén, do
đó phải duy trì áp lực bơm dầu cần thiết để đảm bảo bôi trơn Hệ thống phải bố bình tách dầu trên đường đẩy máy nén và các bầu dầu cho các thiết bị trao đổi
Trang 23nhiệt như bình ngưng, bình bay hơi, tránh lớp dầu bám trên bề mặt trao đồi nhiệt cản trở quá trình trao đổi nhiệt.Đồng thời do không hòa tan dầu nên nhiệt
độ bay hơi không bị tăng
- Vì NH3 dẫn điện nên không sử dụng cho máy nén kín và nửa kín
2.1.2.2 Tính chất hóa học
- NH3 nói chung bền vững ở nhiệt độ và áp suất công tách NH3 chỉ phân hủy thành nitơ và hyđrô ở nhiệt độ 260oC nhưng khi có hơi nước và thép làm chất xúc tác, amoniắc bắt đầu phân hủy ở nhiệt độ 110 – 120oC Bởi vậy cần làm máttốt đầu xilanh và hạn chế nhiệt độ cuối tầm nén trong khoảng nhiệt độ này là tốtnhất
- Không ăn mòn các kim loại đen, các phi kim loại chế tạo máy, nhưng ăn mòn đồng và các hợp kim của đồng nên không sử dụng đồng và các hợp kim của đồng trong hệ thống lạnh amoniắc, trừ đồng thau photpho
- Không gây tác hại phá hủy tầng ozon như các chất Freon
2.1.2.3 Tính an toàn cháy nổ
- NH3 gây cháy nổ trong không khí Ở nồng độ 13,5 – 16%, amoniắc bốc cháy ở nhiệt độ 651oC Vì vậy các gian máy NH3 không được dùng ngọn lửa trần và phải được thông thoáng thường xuyên Hệ thống lạnh bằng amoniắc không nên làm việc ở áp suất chân không đề phòng hút không khí vào hệ thống
- Hỗn hợp (amoniắc với thủy ngân) gây nổ rất nguy hiểm nên hệ thống lạnh bằngamoniắc không được sử dụng áp kế thủy ngân
2.1.2.4 Tính chất sinh lý
- Nhược điểm cơ bản của NH3 là độc hại đối với cơ thể con người, gây kích thíchniêm mạc của mắt, dạ dày, gây cơ thắt cơ quan hô hấp, làm bỏng da Nhưng amoniắc có mùi khai khó ngửi và hắc nên có thể phát hiện ngay đề phòng tránh
- Amoniắc làm giảm chất lượng thực phẩm bảo quản, làm cho thực phẩm, rau quả biến màu, giảm chất lượng nhanh chóng khi có rò rỉ amoniắc vào buồng lạnh
2.1.2.5 Tính kinh tế
Trang 24- Amoniắc là môi chất lạnh rẻ tiền, dễ kiếm, vận chuyển và bảo quản dễ dàng Vì vậy tuy độc hại nhưng môi chất này vẫn là môi chất lạnh quan trọng.
- Amoniắc sử dụng trong các máy lạnh có năng suất lớn; thích hợp với máy nén pittong, không sử dụng cho máy nén turbin vì tỉ số áp suất quá nhỏ
2.2 CHẤT TẢI LẠNH
2.2.1 Định nghĩa
- Chất tải lạnh là chất trung gian nhận nhiệt của đối tượng cần làm lạnh chuyển tới thiết bị bay hơi cấp cho môi chất lạnh sôi
- Hệ thống lạnh dùng chất tải lạnh còn gọi là hệ thống lạnh gián tiếp
2.2.2 Ưu nhược điểm của hệ thống làm lạnh gián tiếp sử dụng chất tải lạnh:
Ưu điểm: người ta sử dụng chất tải lạnh trong các trường hợp sau:
- Khó sử dụng trực tiếp dàn bay hơi để làm lạnh sản phẩm
- Khi môi chất lạnh có tính độc hại và có ảnh hưởng không tốt đến môi trường vàsản phẩm bảo quản, chất tải lạnh được coi là vòng tuần hoàn an toàn
Nhược điểm:
- Về mặt nhiệt động làm lạnh gián tiếp qua chất tải lạnh có tổn thất năng lượng lớn hơn do phải truyến quan chất trung gian
- Về kinh tế cũng tốn kém hơn do phải chi phí thêm thiết bị: bơm, dàn lạnh, thiết
bị tuần hoàn chất tải lạnh,
Trang 252.2.3 Yêu cầu đối với chất tải lạnh
Tính chất vật lý
- Nhiệt độ đông đặc phải thấp hơn nhiệt độ bay hơi của môi chất lạnh ít nhất là
5oC tránh làm nổ ống do nguy cơ đông đặc
- Hệ số dẫn nhiệt và trao đổi nhiệt phải lớn
- Nhiệt dung càng lớn càng tốt, khả năng giữ nhiệt càng lớn càng tốt
- Độ nhớt và khối lượng riêng càng nhỏ càng tốt vì giảm được tổn thất áp suất trên đường ống
Tính chất hóa học
- Không ăn mòn kim loại chế tạo máy, không ăn mòn thiết bị
- Bền vững không bị phên hủy trong điều kiện làm việc
Tính an toàn: không gây cháy nổ, không làm ô nhiễm môi trường
Tính chất sinh lý: không độc hại cho cơ thể con người, không ảnh hưởngxấu đến chất lượng thực phẩm bảo quản
Tính kinh tế: rẻ tiền, dễ vận chuyển bảo quản
2.2.4 Chất tải lạnh không khí
Không khí là môi trường khí phổ biến nhất vì:
- Không khí rất phổ biến, rẻ, và nhiều
- Dễ vận chuyển vào tận các nơi cần làm lạnh
- Không khí cần cho sự sống của sinh vật đặc biệt là nhóm thực vật hô hấp như trái cây, nhờ quá trình hô hấp trái cây sẽ tươi ngon hơn
- Môi trường không khí không gây độc hại cho người và thực phẩm
- Khi vận chuyển bẳng môi trường không khí thì dễ điều chỉnh vận tốc lưu lượng
và không khí có thể coi là không ăn mòn thiết bị
- Tuy nhiên khi sử dụng không khí cũng cũng có những nhược điểm sau:
+ Hệ số cấp nhiệt α nhỏ: α = 6 – 8 kcal/m2.h.độ khi ở trạng thái đối lưu tự nhiên Để khắc phục ta có thể tăng vận tốc không khí lên nhưng α tăng cũng không đáng kể
+ Không khí khó làm sạch khi tách các tạp chất cơ học, VSV, đặc biệt là tách các mùi vị lạ trong không khí
Trang 26CHƯƠNG 3 : TÍNH PHÂN XƯỞNG LẠNH
Trang 27gf: định mức chất tải theo diện tích (tấn/m2)
βF: hệ số sử dụng diện tích các buồng chứa, tính cả đường đi và các diện tích
giữa các lô hàng và cột, tường, các diện tích lắp đặt thiệt bị như dàn bay hơi, quạt,
Trang 283.4 QUY HO CH M T B NG KHO L NH Ạ Ặ Ằ Ạ
Yêu c u chung đ i v i quy ho ch m t b ng kho l nh ầ ố ớ ạ ặ ằ ạ
Phải bố trí buồng làm lạnh phù hợp với dây chuyền công nghệ Sản phẩm đi theo
dây chuyền không đan chéo nhau.Các cửa ra vào của kho lạnh phải quay ra hành lang.-
Quy hoạch cần phải đạt chi phí đầu tư bé nhất , giảm đến mức tối thiểu các thiết bị
phụ nhưng phải đảm bảo tiện nghi
-Đối với kho lạnh 1 tầng: chiều rộng của kho phải phù hợp với khoảng vượt lớn
nhất là 12m
-Mặt bằng kho lạnh phải phù hợp với hệ thống lạnh đã chọn, điều này đặc biệt quan
trong đối với kho lạnh 1 tầng vì phải luôn luôn đảm bảo đưa được môi chất lạnh từ
-Khi thiết kế kho lạnh cần chú ý đến hướng nhận bức xạ mặt trời: ta nên chọn chiều
rộng của kho lạnh theo hướng Đông – Tây nhằm giảm diện tích nhận trực tiếp bức
xạ mặt trời, hạn chế tổn thất nhiệt kho lạnh; chọn hướng gió đảm bảo sự thông
thoáng cho kho lạnh
3.4.1 Yêu cầu đối với buồng máy và thiết bị
-Bố trí máy và thiết bị hợp lý trong là rất quan trọng nhằm mục đích:
Trang 29+ Vận hành máy thuận tiện, rút ngắn chiều dài các đường ống, sử dụng thể tích
buồng máy hiệu quả nhất, buồng máy gọn nhất
+ Đảm bảo an toàn phòng cháy chữa cháy, phòng nổ và vệ sinh công nghiệp; đảm
bảo thuận tiện cho việc bảo dưỡng, sữa chữa, thay thế máy và thiết bị
-Buồng máy và thiết bị thường được bố trí vào sát tường kho lạnh để đường ống
giữa máy thiết bị và dàn lạnh là ngắn nhất, chiếm từ 5 – 10% tổng diện tích kho
lạnh
-Buồng máy và thiết bị có thể nằm chung trong khối nhà của kho lạnh hoặc tách
riêng ra Kho lạnh 1 tầng không nên có tầng hầm
-Trong buồng máy thường bố trí: các máy nén, thiết bị tiết lưu,…Chiều rộng chính
của lối đi trong buồng máy là 1,5m Khoảng cách giữa máy và thiết bị ít nhất là 1m, giữa thiết bị và tường lá 0,8m nếu đây không phải là lối đi vận hành chính Các
thiết bị có thể đặt sát tường nếu phía đó của thiết bị hoàn toàn không cần đến vận
hành bảo dưỡng
-Chiều cao buồng máy amoniac ít nhất 4,2m Buồng máy phải có quạt thông gió
thổi ra ngoài, mỗi giờ có thể thay đổi không khí trong buồng 3 – 4 lần
-Trong buồng thiết bị bố trí các thiết bị như bình ngưng, bình bay hơi, bình chứa
dầu,…chiều cao buồng thiết bị không nhỏ hơn 3,6m Khi bố trí bình ngưng, bình
Trang 30việc vận hành và vệ sinh thiết bị Một số thiết bị có thể đặt chồng lên nhau: bình
ngưng trên bình chứa cao áp, bình tách khí không ngưng trên bình chứa cao áp.-
Các ống dẫn giữa các thiết bị có thể bố trí trên cao hoặc dưới sàn Bố trí ống dẫn
trên cao có nhược điểm là gây trở ngại cho việc tháo lắp bốc dỡ các thiết bị khi sử
dụng các thiết bị nâng hạ, chính vì vậy nên bố trí sát tường.Các ống dẫn đặt trên
cao cấn đặt nghiêng, độ nghiêng ít nhất 0,002 ngược hướng dòng chảy của hơi đẩy
và 0,003 ngược hướng dòng chảy của hơi hút để đảm bảo dầu và lỏng không chảy
vào máy nén
3.4.2 Yêu cầu khi xây dựng cửa của kho lạnh
-Cần phải có cách nhiệt đầy đủ để mặt ngoài không bị đọng sương, cần đóng mở
nhẹ nhàng khít kín, hạn chế việc mở cửa kho lạnh khi không cần thiết
-Cần phải giữ được lạnh trong kho lạnh, không để cho khí nóng lọt vào và gây tổn
thất lạnh khi mở cửa
-Khóa cửa và nắm tay phải làm việc tốt, nhẹ nhàng, không bị rỉ sét Cần phải mở
nhẹ nhàng ngay cả khi có băng giá đóng vào cửa
-Kho lạnh bảo quản trái cây đang thiết kế có 1 cửa lớn và 1 cửa nhỏ, chọn kiểu cửa
lùa nhằm hạn chế tổn thất nhiệt cũng như không khí nóng bên ngoài xâm nhập vào
kho
Trang 31-Cấu trúc cửa là một tấm cách nhiệt cĩ bản lề tự động, xung quanh cĩ đệm kín bằng
cao su, cĩ bố trí nam châm mạnh để hút chặt cửa đảm bảo độ kín và giảm thất thốt
nhiệt, cửa cĩ thể mở được từ bên trong để tránh sự cố Bên trong mỗi cửa cĩ bố trí
màn chắn khí làm bằng nhựa dẻo PVC Stripcutain
ĐƯỜ NG RAY CỬ A
PANEL
3.5 BỐ TRÍ TRÁI CÂY TRONG KHO
- Chọn bao bì chứa trái cây là thùng gỗ cĩ kích thước như sau:
Dài x Rộng x Cao =480 x 360 x 280
- Chọn trung bình mỗi thùng chứa 10 kg sản phẩm
- Số lượng thùng gỗ trong kho:
130000/10 = 13000 thùng
- Chọn số 20 palet chứa hàng trong kho
Số thùng trên mỗi palet:13000/20 = 650 thùng
Chất thành nhiều lớp, mỗi lớp gồm: 8 x10 = 80 thùng
Số lớp trong một palet: 650/80 = 8,12 chọn 9 lớp
Trang 32CH ƯƠ NG 4 : TÍNH CÁCH NHI T, CÁCH M KHO L NH Ệ Ẩ Ạ
4.1 XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG SỐ KỸ THUẬT BAN ĐẦU
-Chiều dày của lớp cách nhiệt được xác định dựa vào 2 yêu cầu cơ bản sau
+ Vách ngoài của kết cấu bao che không được phép đọng sương nghĩa là độ dày lớp
cách nhiệt phải đủ lớn để nhiệt độ bề mặt ngoài phải lớn hơn nhiệt độ đọng sương
+ Chọn chiều dày cách nhiệt sao cho giá thành 1 đơn vị lạnh (100kcal/h) là rẻ nhất
4.2.2 Tính chiều dày lớp cách nhiệt cho tường, trần, nền
Để tính chiều dày lớp cách nhiệt ta phải biết hệ số truyền nhệt K
Trang 33Từ công thức tính hệ số truyền nhiệt K cho tường phẳng nhiều lớp
(W/m2.oC) [1, tr85]
Ta suy ra:
[1, tr85]
Trong đó:
δCN : độ dày của lớp cách nhiệt cần phải tính toán, (m)
λcn: hệ số dẫn nhiệt của vật liệu cách nhiệt (W/m.oC)
δi: bề dày của lớp vật liệu xây dựng thứ i (m)
λi: hệ số dẫn nhiệt của lớp vật liệu xây dựng thứ i (W/m2.oC)
4.2.3 Xác định hệ số truyền nhiệt theo thực tế: (theo chiều dày lớp cách nhiệt đã tính ở trên)
(W/m2.oC) [ 1,tr 85]
4.2.4 Kiểm tra đọng sương trên bề mặt ngoài lớp cách nhiệt
- Gọi ts là nhiệt độ đọng sương, tw1 là nhiệt độ vách ngoài Để hiện tượng ngưng
tụ ẩm trên bề mặt tường không xảy ra thì : tw1 > ts
Từ đó, ta có:
[1, tr87]
Trang 34Ks : hệ số truyền nhiệt động sương (W/m2.oC)
Kt : hệ số truyền nhiệt qua vách phẳng (thực tế) (W/m2.oC)
t1, t2 : nhiệt độ không khí bên ngoài và bên trong buồng lạnh (oC)
α1 : hệ số tỏa nhiệt từ môi trường bên ngoài tới bề mặt ngoài của tường
Nếu Kt< Ks thì không có hiện tượng đọng sương trên bề mặt tường (phía nóng) Ngược lại, nếu có hiện tượng đọng sương trên bề mặt phía nóng thì ta phải giảm hệ số truyền nhiệt Kt, có nghĩa là tăng chiều dày cách nhiệt
Ks = Ktmax – hệ số truyền nhiệt lớn nhất cho phép để tường ngoài không bị đọng sương
4.2.5 Chọn vật liệu xây dựng, vật liệu cách nhiệt cách ẩm
- Trong kho lạnh ta phải luôn duy trì một nhiệt độ tương đối thấp và độ ẩm tương đối cao so với môi trường bên ngoài Do sự chênh lệch nhiệt độ nên luôn có một dòng nhiệt thẩm thấu từ bên ngoài váo trong kho lạnh
- Cũng do có sự chênh lệch áp suất riêng phần hơi nước nên luôn có một dòng
ẩm thẩm thấu từ bên ngoài vào kho lạnh Dòng ẩm ảnh hưởng xấu đến cả vật liệu xây dựng và cách nhiệt, chính vì vậy đi đôi với cách nhiệt người ta luôn bốtrí 1 lớp cách ẩm phía ngoài cách nhiệt
- Tóm lại cấu trúc cách nhiệt, cách ẩm phải đáp ứng các yêu cầu sau:
Phải bền và chắc, đảm bảo cách nhiệt cách ẩm, bền vững với các chấn động khi làm việc cũng như khi có những va đập khác
Không được đọng sương vách ngoài cũng như đọng ẩm trong cơ cấu cách nhiệt
Cách nhiệt tối ưu để giảm chi phí chung đến mức thấp nhất
Trang 36 Xác định hệ số truyền nhiệt thực tế
(W/m2.oC)
Kiểm tra đọng sương
- Nhiệt độ của tháng nóng nhất trong năm tại Tp Hồ Chí Minh là 37oC, độ ẩm không khí 80% Dựa vào đồ thị Molier h-x của không khí ẩm, ta có ts = 34oC
- Nhiệt độ của kho lạnh t2 = 5oC
- Kết cấu nền ngoài việc đảm bảo chống xâm nhập của nhiệt và ẩm còn phải chịuđược tải trọng của hàng hóa
Trang 37 Độ dày của lớp cách nhiệt
Chọn δCN = 0,1 (m) gồm 2 tấm polystyrol định hình sẵn, mỗi tấm dày 0,05 m
25 28 7 95 , 0
t t
Trang 38Vì Ks> Kt nên không có hiện tượng đọng sương ở nền.
4.3.3 Tính cách nhiệt,cách ẩm cho trần (mái)
- Yêu cầu mái kho lạnh không được đọng nước , không thấm nước.Thường làm mái kho lạnh dốc về 2 phía và có độ nghiêng 2%
- Chống thấm nước bằng bitum và giấy dầu, chống bức xạ mặt trời bằng cách phủ lên trên cùng 1 lớp sỏi trắng kích thước 5 – 15 mm
- Đối với kho lạnh nhỏ, lớp cách nhiệt bố trí phía dưới lớp bêtông chịu lực Để cố định lớp cách nhiệt lên trần một mặt sử dụng lớp bitum chống ẩm làm keo dán dán lớp cách nhiệt lên trần, mặt khác làm các râu bằng dây thép 3 li và nẹp gỗ phía dưới để nẹp chặt chúng lên trần
Trang 39 Chú ý: Lớp cách nhiệt tường và mái phải liên tục.Nếu không thể bố trí liên tục thì phải có lớp phủ cách nhiệt phía dưới bêtông rộng khoảng 1,5m để triệt tiêu cầu nhiệt từ mái và tường chịu lực vào.
4.3.3.2 Tính toán cụ thể
Độ dày của lớp cách nhiệt
Tương tự như tướng bao ta cũng có α1=23,3 (W/m2.oC), α2=9 (W/m2.oC) Hệ số truyền nhiệt K=0,37 (W/m2.oC)
(m)
Mỗi lớp polystyrol dày 0,05 m, nên ta chọn 2 lớp polystyrol dán với nhau
Xác định hệ số truyền nhiệt thực tế
(W/m2.oC)
Kiểm tra đọng sương
Tương tự như tường bao, ta có ts=34oC ( tra đồ thị Molier h – x)
(W/m2.oC)
Vì Ks> Kt nên không có hiện tượng đọng sương trên mái
Trang 40CHƯƠNG 5 : TÍNH CÂN BẰNG NHIỆT KHO LẠNH
Tính cân bằng nhiệt là tính toán các dòng nhiệt khác nhau đi từ ngoài vào phònglạnh Đây chính là dòng nhiệt tổn thất mà máy lạnh có đủ công suất để thải lại nó trởlại môi trường nóng, đảm bảo sự chênh lệch ổn định giữa buồng lạnh và không khí bênngoài Mục đích của tính toán cân bằng nhiệt là để xác định công suất lạnh của máycần lắp đặt
Công thức xác định tổng chi phí lạnh:
Q = Q1 + Q2 + Q3 + Q4 + Q5 (W) [1,tr104]
Trong đó:
Q1 : tổn thất nhiệt qua kết cấu bao che của kho lạnh (W)
Q2 : tổn thất nhiệt do sản phẩm tỏa ra trong quá trình xử lí lạnh (W)
Q3 : tổn thất nhiệt do thông gió buồng lạnh (W)
Q4 : tổn thất nhiệt do quá trình vận hành kho (W)
Q5 : tổn thất nhiệt do quá trình hô hấp của sản phẩm (W) ( chỉ có ở các kho lạnhbảo quản rau quả)
5.1.1 Cơ sở lý thuyết
Dòng nhiệt qua kết cấu bao che được định nghĩa là tổng các dòng nhiệt tổn thất quatường bao, trần và nền do sự chênh lệch nhiệt độ giữa môi trường bên ngoài và bêntrong kho lạnh cộng với các dòng nhiệt tổn thất do bức xạ mặt trời qua tường bao vàtrần
Ta có:
Q1 = Q11 + Q12 (W) Trong đó
Q11: tổn thất nhiệt qua tường bao, trần và nền do chênh lệch nhiệt độ
Q11 = Kt.F.t (W)