Khảo sát và tính kiểm tra hệ thống cấp đông máy nén vít

Khảo sát và tính kiểm tra hệ thống cấp đông máy nén vít

Trang 1LỜI NÓI ĐẦUCùng với công cuộc công nghiệp hoá hiện đại hoá đất nước thì nghành kĩ thuật lạnh cũng đang trên đà phát triển mạnh mẽ ở Việt Nam. Nó đã xâm nhập vào hơn 70 nghành kinh tế quan trọng và hỗ trợ tích cực cho các nghành đó nhằm mục đích thúc đẩy các nghành kinh tế phát triển đi lên. Đặc biệt là các nghành công nghiệp thực phẩm, sinh học, hoá chất, dệt may, điện tử tin học, cơ khí chính xác, …Đi đôi với các quy trình công nghệ chế biến thì hệ thống máy và thiết bị lạnh cũng đóng vai trò rất quan trọng và không thể thiếu được trong những nhà máy chế biến thực phẩm nói chung và những nhà máy chế biến thuỷ sản nói riêng. Bởi nó đảm nhiệm những nhiệm vụ cơ bản và thiết yếu nhất trong quy trình sản xuất như bảo quản nguyên liệu, làm lạnh đông sản phẩm và bảo quản thành phẩm.Xuất phát từ những yêu cầu thực tế ở trên, được sự phân công của Ban Chủ Nhiệm Khoa Chế Biến và sự hướng dẫn của thầy Lê Văn Khẩn, em đã được nhận đồ án tốt nghiệp: “Khảo sát và tính kiểm tra hệ thống cấp đông máy nén vít” nhằm kiểm tra xem hệ thống làm việc trong điều kiện khắc nghiệt nhất có đảm bảo cho việc cấp đông một khối lượng sản phẩm nhất định trong khoảng thời gian nào đó hay không.Nội dung của đồ án bao gồm:Chương I _ Tổng quan về công nghệ thiết bị cấp đông hệ thống lạnhChương II _ Tổng quan hệ thống lạnh tại Công TyChương III _ Tính toán nhiệt tải máy nén và năng suất lạnh thực tếChương IV _ Hệ thống điện động lực và điều khiểnChương V _ Vận hành và bảo dưỡng hệ thống lạnhChương VI _ Kết luận và đề xuất ý kiến.Từ kết quả tính kiểm tra, phần nào rút ra được những nhận xét về tình trạng hoạt động của hệ thống cấp đông và đưa ra những phương pháp tối ưu nhất giúp cho việc tiết kiệm chi phí cho hệ thống mà vẫn đảm bảo cho hệ thống hoạt động an toàn và chất lượng sản phẩm đảm bảo trong quá trình vận hành máy.Trong quá trình thực hiện, mặc dù đã cố gắng nhưng do bước đầu làm quen với công tác nghiên cứu khoa học nên em gặp không ít những khó khăn. Do đó không tránh khỏi những thiếu xót, rất mong nhận được sự đóng góp của quý thầy cô và các bạn để cuốn đồ án này được hoàn chỉnh hơn.Sinh viên thực hiệnBùi Hải Dương Trang 2CHƯƠNG I _ TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆTHIẾT BỊ CẤP ĐÔNG HỆ THỐNG LẠNH1.1. MỘT SỐ KHÁI NIỆM1.1.1.Làm lạnh thực phẩmThực phẩm ở nhiệt độ cao dưới tác dụng của men phân giải (enzyme) của bản thân và các vi sinh vật sẽ xảy ra quá trình biến đổi về chất, dẫn đến hư hỏng, ươn thối.Khi nhiệt độ thực phẩm xuống thấp các quá trình trên sẽ bị ức chế và kìm hãm, tốc độ các phản ứng hoá sinh sẽ giảm. Nhiệt độ càng thấp, tốc độ phản ứng càng giảm mạnh. Khi nhiệt độ giảm thì các hoạt động sống của tế bào giảm là do:−Cấu trúc tế bào bị co rút;−Độ nhớt dịch tế bào tăng;−Sự khuếch tán nước và các chất tan của tế bào giảm;−Hoạt tính của enzyme có trong tế bào giảm. Nhiệt độ thấp ức chế tốc độ của các phản ứng hoá sinh trong thực phẩm. Nhiệt độ thấp tốc độ giảm, người ta tính rằng cứ giảm 100C thì tốc độ phản ứng hoá sinh giảm xuống còn từ ½ đến 1/3. Nhiệt độ thấp tác dụng đến các men phân giải nhưng không tiêu diệt được nó. Nhiệt độ giảm xuống 00C hoạt động của hầu hết các enzyme bị đình chỉ. Tuy nhiên ở -1910C thì các men lipaza, trypsin, catalaza cũng không bị phá huỷ.Làm lạnh hay ướp lạnh là phương pháp hạ nhiệt độ sản phẩm xuống đến gần điểm đóng băng, tức là làm cho phần nước tự do của tế bào lạnh đi (khoảng -0,5 ÷10C) chủ yếu ở lớp bề mặt sản phẩm. Ở nhiệt độ này enzyme sản phẩm và vi sinh vật bị ức chế, hoạt động chậm chạp. Cấu trúc tế bào vẫn giữ nguyên không thay đổi và trạng thái vật lí của tế bào chỉ là sự hạ nhiệt làm lạnh phần nước tự do của gian bào. Như vậy nguyên liệu làm lạnh phải là nguyên liệu tươi sống vì tế bào và tổ chức tế bào vẫn giữ được tính chất tươi tốt, vi sinh vật không có hay nếu có cũng chỉ có ở lớp bề mặt hay gian bào và bị ức chế bởi nhiệt độ lạnh. Để đạt được hiệu quả chất lượng cao trong việc làm lạnh cần phải: −Rửa sạch nguyên liệu;−Làm lạnh những nguyên liệu tươi sống không nhiễm vi sinh vật;−Làm lạnh ngay, phân bố lạnh đồng đều, nguyên liệu dưới dạng lớp mỏng.1.1.2.Điểm đóng băngTế bào sống chứa nhiều nước (đến hơn 2/3 trọng lượng) gồm có hai dạng chủ yếu là nước tự do và nước liên kết. Nước tự do gồm có nước tự do cấu trúc (6,1%) ở gian bào (giữa các tế bào) và nước yên tĩnh (65,6%) trong tế bào. Trang 3Nước liên kết (7,5%) ở dạng sol của các chất protit và ở dạng gen trong cấu trúc mô cơ.Điểm đóng băng của một thực phẩm là nhiệt độ ở đó thể lỏng cân bằng với thể rắn. Phần nước trong thực phẩm đóng băng chủ yếu là nước tự do cấu trúc. Khi đến điểm đóng băng, phần dung dịch còn lại đóng đông dần cho đến khi toàn bộ nước đóng đông. Chính những chất hoà tan trong dung dịch làm hạ điểm đóng băng, biểu hiện bởi tỉ lệ phân tử khối của các phân tử hoà tan. Hai khối lượng phân tử bằng nhau có cùng số lượng phân tử chất hoà tan sẽ có cùng độ hạ băng điểm.1.1.3.Làm lạnh đông thực phẩmLàm lạnh đông hay ướp đông thực phẩm là quá trình làm lạnh thực phẩm do sự hút nhiệt của chất làm lạnh (băng môi) để đưa nhiệt độ ban đầu của thực phẩm xuống dưới điểm băng và tới C0108 −÷− và có thể xuống thấp hơn nữa: C018−, C020− hay C040−.Như vậy ở phương pháp làm đông, nước trong thực phẩm đóng đông từng phần tuỳ theo mức hạ nhiệt độ. Điểm eutecti là nhiệt độ tối thiểu để toàn bộ nước trong tế bào thực phẩm đông đặc. Nhiệt độ này là C06555 −÷− và còn gọi là điểm đóng băng tuyệt đối. Trong công nghệ chế biến lạnh thuỷ sản, người ta không dùng đến mức nhiệt độ này vì chi phí quá cao, hơn nữa về phương diện kĩ thuật, sản phẩm thuỷ sản ở điểm eutecti sẽ không đạt giá trị thẩm mỹ và độ bền, mà chỉ cần đến C040− là đã đảm bảo chất lượng sản phẩm.Làm lạnh đông thực phẩm là hạ thấp nhiệt độ, làm chậm sự hư hỏng của sản phẩm, sao cho đến khi rã đông, ta không thể phân biệt được thực phẩm đông lạnh và thực phẩm tươi sống.Trên cơ sở sử dụng nhiệt độ thấp và nước đóng băng gần hết sẽ gây ức chế, đình chỉ hoạt động của enzyme và vi sinh vật, nhờ vậy kéo dài thời gian bảo quản nguyên liệu và thực phẩm.Nếu để xuất khẩu, thuỷ sản thường được bảo quản đông và trữ đông. Xuất khẩu thuỷ sản đông lạnh rất quan trọng đối với các quốc gia đang phát triển, vì những loại thuỷ sản có giá trị kinh tế cao như tôm đông lạnh là nguồn ngoại tệ đáng kể, nên chỉ dành cho xuất khẩu hơn là để tiêu thụ nội địa. Rõ ràng là làm lạnh đông có ưu điểm nhiều mặt. Và chỉ đến bây giờ nhu cầu làm lạnh đông mới trở lên bức bách ở các quốc gia đang phát triển do việc mở rộng nghành thuỷ sản. Phương pháp làm lạnh đông và trữ đông cho phép loại thực phẩm protein có giá trị này được phân phối đến mọi thị trường trên thế giới. Trang 4Đây là phương pháp bảo quản nguyên liệu và thực phẩm đạt chất lượng cao nhất. Nguyên liệu sau cấp đông khó phân biệt được với nguyên liệu tươi và nhiệt độ bảo quản có thể đạt nhiều tháng hoặc nhiều năm (hoàn toàn không độc như các phương pháp sử dụng hoá chất). Nó giúp cho nghành chế biến thực phẩm phát triển làm tăng hiệu quả sử dụng tài nguyên, kinh tế giao lưu hàng hoá toàn cầu phát triển và đặc biệt nó còn giúp cho các nghành khác phát triển như y dược, xây dựng, dệt, thuốc lá, …1.2. CÁC VẤN ĐỀ VỀ CẤP ĐÔNG THỰC PHẨM1.2.1.Tác động của sự kết tinh nước đối với thực phẩmNước trong thực phẩm, đặc biệt trong thuỷ sản chiếm tỉ lệ rất lớn, có thể lên đến 80%. Tuỳ theo mức độ liên kết mà người ta chia nước trong thực phẩm ra các dạng: Nước tự do và nước liên kết.Khi nhiệt độ của nguyên liệu đạt tới điểm quá lạnh thì nước bên trong nguyên liệu bắt đầu đóng băng theo qui luật nước tự do đóng băng trước, nước liên kết đóng băng sau và nước có mức độ liên kết càng mạnh thì nhiệt độ đóng băng càng thấp.Đầu tiên nước tự do là nước dính ướt trên bề mặt nguyên liệu và nằm ở khe hở giữa các tế bào sẽ bị đóng băng hình thành các mầm tinh thể nước đá. Các tinh thể nước đá hình thành đẩy các chất tan ra ngoài làm cho lớp nước bao quanh bề mặt tinh thể có nồng độ chất tan cao và có áp suất thẩm thấu cao hơn trong nước ở khu vực xung quanh nó. Theo định luật Fix về khuếch tán: Nước xung quanh tinh thể nước đá có xu hướng chuyển động về phía tinh thể và đóng băng kết vào tinh thể đá có trước đó làm cho kích thước giữa các tinh thể nước đá tăng dần lên, tạo thành đá đóng băng sản phẩm.Nước đóng băng làm mất môi trường hoạt động của các vi sinh vật và ức chế các enzyme của thực phẩm. Nước đóng băng còn làm biến chất nguyên sinh của vi sinh vật dẫn đến chúng bị tiêu diệt, nhờ đó mà giảm biến đổi hoá học, kéo dài thời gian bảo quản của thực phẩm.Sự kết tinh của nước tạo cho thực phẩm có cấu trúc bền vững, chống được những tác động cơ học và những tác động khác của môi trường bảo quản, giúp cho việc vận chuyển, lưu thông được dễ dàng.Tuy nhiên nếu cấp đông với tốc độ chậm, điểm quá lạnh cao thì số lượng tinh thể nước đá hình thành ít, chủ yếu là nằm ở các gian bào nên có hiện tượng nước từ bên trong dịch tế bào đi ra ngoài và đóng băng trên các tinh thể ở gian bào. Hậu quả là các tinh thể nước đá có kích thước lớn gây chèn ép, phá vỡ màng tế bào và huỷ hoại cấu trúc của mô cơ tạo ra nhiều khe hở. Khi tan giá để sử dụng nước sẽ thoát ra ngoài theo các khe hở này đồng thời kéo theo các chất dinh dưỡng hoà tan trong Trang 5nước, vừa gây giảm trọng lượng vừa gây giảm giá trị dinh dưỡng. Việc giảm giá trị dinh dưỡng là không đáng kể nhưng việc mất trọng lượng thì gây tác hại lớn. Để tự nhiên thì mất %155÷ trọng lượng.Nếu làm đông nhanh, nhiệt độ quá lạnh thấp thì các tinh thể nước đá xuất hiện nhiều, phân bố đồng đều cả ở bên ngoài và bên trong các tế bào và các kích thước của các tinh thể nước đá sẽ bé, ít gây huỷ hoại cấu trúc tế bào và mô, ít gây tổn thất trọng lượng và dinh dưỡng.Nếu làm đông cực nhanh, nhiệt độ quá lạnh rất thấp (C030−≤) thì nước gần như bị đóng băng tức thời, hoàn toàn không gây ảnh hưởng tới cấu trúc tế bào và mô, có thể giữ nguyên được nguyên liệu và các tế bào sống giống như trạng thái ban đầu (đảm bảo được sự toàn vẹn của các tế bào sống).Tác động của sự kết tinh của nước đối với thực phẩm−Có sự phân bố lại nước trong thực phẩm không chỉ giữa gian bào và tế bào mà còn theo chiều sâu của sản phẩm.−Có sự biến đổi tế bào do sự phân bố lại nước, do tạo thành lớp đá, vỡ tế bào, biến đổi cấu trúc sợi cơ.1.2.2.Những yếu tố ảnh hưởng của sự kết tinh nước trong thực phẩm− Nồng độ các chất hoà tanTrong thực phẩm các chất như protein, lipit, gluxit, muối, … kết hợp với nước để tạo thành dung dịch keo. Để nước kết tinh được thì các phân tử nước phải tách ra khỏi các liên kết của các chất tan. Vì vậy khi nồng độ các chất tan tăng thì hàm lượng nước liên kết là ít và lực liên kết với các chất này là bền vững, làm giảm sự kết tinh nước trong thực phẩm.− Tốc độ cấp đôngTốc độ làm lạnh thực phẩm là tỷ số giữa chiều dày lớp thực phẩm cần được cấp đông và thời gian để làm đông lớp đó:τXVf=Tốc độ làm lạnh đông phụ thuộc vào nhiều yếu tố, trong đó yếu tố nhiệt độ buồng cấp đông đóng vai trò quan trọng nhất.Ở quá trình cấp đông chậm, nước khuếch tán nhiều làm cho các tinh thể nước đá có kích thước lớn, chúng giãn nở, chèn ép gây phá huỷ cấu trúc tế bào của thực phẩm.Ở quá trình cấp đông nhanh thì sự khuếch tán nước giảm, nước kết tinh ở nhiều vị trí, các tinh thể nước đá bé và ít gây ảnh hưởng đến chất lượng của sản phẩm. Khi cấp đông cực nhanh sẽ không có sự khuếch tán nước. Các phân tử nước sẽ kết tinh ở Trang 6những vị trí liên kết với các chất tan, vì vậy các tinh thể có kích thước rất nhỏ, các tính chất của thực phẩm được giữ gìn như nguyên vẹn.− Chất lượng ban đầu của thực phẩmThực phẩm đem cấp đông có chất lượng tốt khi ở trạng thái tươi sống tự nhiên. Bởi qua quá trình biến đổi sẽ làm giảm chất lượng thực phẩm như hư cấu trúc, biến đổi phân giải, phân huỷ làm giảm tính liên kết của nước trong thực phẩm, giảm tính đàn hồi, mềm dẻo của cấu trúc thực phẩm. Trong những trường hợp này sự kết tinh của nước tăng, mức độ khuếch tán tăng, kích thước các tinh thể tăng sẽ làm ảnh hưởng xấu đến chất lượng sản phẩm.1.2.3.Những biến đổi của thực phẩm trong quá trình cấp đông− Những biến đổi về vật líNước trong thực phẩm đóng băng làm tăng thể tích lên 10%, dễ gây nứt vỡ bao bì, khung chứa nếu có cấu tạo không thích hợp. Trong quá trình cấp đông do hiện tượng hơi nước trong không khí ngưng tụ thành tuyết bám trên dàn lạnh làm cho lượng ẩm trong không khí giảm. Điều đó dẫn đến sự chênh lệch áp suất bay hơi của nước đá ở bề mặt sản phẩm với môi trường xung quanh. Kết quả là nước đá bị thăng hoa hơi nước đi vào môi trường không khí. Sự thăng hoa nước đá của thực phẩm làm cho thực phẩm có cấu trúc xốp, rỗng. Oxi không khí dễ xâm nhập vào và oxi hoá sản phẩm làm cho sản phẩm hao hụt về trọng lượng, mùi vị bị xấu đi đặc biệt là quá trình oxi hoá lipit. Để tránh hiện tượng này xảy ra thì sản phẩm đem cấp đông phải được bao gói kín và đuổi hết không khí trong buồng cấp đông ra ngoài. Tuy nhiên việc mất trọng lượng của thực phẩm là không đáng kể vì thời gian cấp đông của sản phẩm ngắn.− Những biến đổi về hoá họcDo nhiệt độ thấp ức chế các phản ứng hoá học làm cho những biến đổi hoá học xảy ra không đáng kể trong quá trình cấp đông.Ở khoảng C051 −÷−, protein bị biến tính, đặc biệt là myosin bị kết tủa. Vì thế thời gian cấp đông càng kéo dài thì protein càng bị biến tính. Cấp đông nhanh sẽ đỡ bị biến tính protein. Tuy nhiên ở dưới –200C thì protein hầu như không bị biến tính.Dưới tác dụng của enzyme nội tạng làm cho chất béo bị phân giải, cùng với quá trình thăng hoa nước đá làm cho oxi xâm nhập vào sản phẩm. Kết quả là tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình oxi hoá chất béo xảy ra làm giảm mùi vị, màu sắc và giá trị sử dụng, làm cho sản phẩm hết hạn sử dụng.− Những biến đổi về vi sinh vật Trang 7Khi nhiệt độ nhỏ hơn nhiệt độ đóng băng của nước đá thì nước đóng băng. Nếu đông chậm, các tinh thể sẽ to dần và có thể gây rách màng tế bào. Kết quả là một số vi sinh vật bị chết, số còn lại rơi vào trạng thái không hoạt động hoặc hoạt động rất yếu. Tuy nhiên nếu sản phẩm cấp đông không đồng đều, vệ sinh không đúng tiêu chuẩn sẽ làm cho các sản phẩm đã bị lây nhiễm vi sinh vật hoạt động gây thối rữa và làm giảm chất lượng sản phẩm.1.2.4.Thời gian làm lạnh đông thực phẩmThời gian cấp đông là thời gian cần thiết để hạ nhiệt độ tâm của sản phẩm từ nhiệt độ ban đầu đến nhiệt độ yêu cầu. Yêu cầu đối với thực phẩm cấp đông là nhiệt độ trung bình hoặc cân bằng của chúng phải nhỏ hơn hoặc bằng nhiệt độ bảo quản. Nhiệt độ trung bình của sản phẩm thường được chọn bằng trung bình cộng của nhiệt độ tâm và nhiệt độ bề mặt:2tftbttt+=Vì vậy cần chọn nhiệt độ tâm phù hợp để đạt yêu cầu này.Quá trình làm lạnh đông được chia làm 3 giai đoạn:−Giai đoạn 1: Làm lạnh sản phẩm đến điểm đóng băng−Giai đoạn 2: Đóng băng ở điểm kết tinh (tkt = const)−Giai đoạn 3: Kết thúc quá trình làm lạnh đông và tiếp tục hạ nhiệt độ sản phẩm tới nhiệt độ cần thiết để bảo quản lạnh đông.Khi làm lạnh đông do tạo thành các lớp tinh thể từ phía bề mặt và tâm nên ngăn cản quá trình truyền nhiệt sâu vào bên trong.Các yếu tố ảnh hưởng tới thời gian cấp đông:−Loại máy cấp đôngCó nhiều loại thiết bị cấp đông và nguyên lí hoạt động rất khác nhau. Vì vậy nên tốc độ sẽ khác nhau đáng kể. Đối với cùng một dạng máy kết đông, nhưng nếu sử dụng phương pháp cấp dịch cho thiết bị bay hơi khác nhau cũng làm cho thời gian cấp đông thay đổi đáng kể, do hệ số trao đổi nhiệt bên trong phụ thuộc rất nhiều vào phương pháp cấp dịch.−Nhiệt độ buồng cấp đôngNhiệt độ cấp đông càng thấp thì thời gian cấp đông càng nhanh và ngược lại. Vì vậy cần chọn nhiệt độ buồng hợp lí. Thường nhiệt độ không khí trong buồng cấp đông đạt là –350C.−Tốc độ gió trong buồng cấp đông Trang 8Tốc độ gió càng cao thì thời gian cấp đông càng nhanh do hệ số toả nhiệt đối lưu tăng, kết quả là hệ số truyền nhiệt tăng.−Nhiệt độ sản phẩm trước cấp đôngViệc chế biến thực phẩm diễn ra trong một thời gian khá lâu, vì vậy khi chế biến được khay sản phẩm nào, người ta sẽ tạm cho vào các kho chờ đông để tạm thời bảo quản, chờ cho đủ khối lượng cần thiết cho một mẻ cấp đông mới đem cấp đông. Mặt khác, trong quá trình chế biến, thực phẩm được ướp đá và xử lí trong không gian khá lạnh. Vì thế nhiệt độ thực phẩm đưa vào thiết bị cấp đông thường chỉ cỡ 10 ÷ 120C. Nếu thời gian bảo quản trong kho chờ đông lâu thì nhiệt độ thực phẩm vào cấp đông còn nhỏ hơn. Nhiệt độ thực phẩm vào cấp đông càng thấp thì thời gian cấp đông càng ngắn.−Bề dày sản phẩm cấp đôngThời gian cấp đông càng lâu nếu thực phẩm càng dày. Người ta nhận thấy thời gian cấp đông tăng lên một cách nhanh chóng nếu tăng chiều dày thực phẩm. Mối quan hệ này không theo qui luật tuyến tính mà theo bậc bình phương của chiều dày. Các sản phẩm cấp đông dạng khối (block) có thời gian cấp đông khá lâu, nhưng dạng rời thì thời gian ngắn hơn nhiều.−Hình dạng sản phẩmHình dạng của thực phẩm cũng ảnh hưởng tới tốc độ làm lạnh. Hình dạng có liên quan tới diện tích tiếp xúc. Dạng khối sẽ có diện tích tiếp xúc kém nhất, trong khi các sản phẩm dạng rời có diện tích tiếp xúc rất lớn nên thời gian làm lạnh giảm rất nhiều. Sản phẩm càng nhỏ sẽ có diện tích tiếp xúc càng lớn nên thời gian cấp đông nhanh. −Diện tích bề mặt tiếp xúcKhi diện tích bề mặt tiếp xúc giữa thực phẩm với tác nhân hoặc với bề mặt làm lạnh tăng thì thời gian làm lạnh giảm. Trong tủ đông tiếp xúc, nếu bề mặt không phẳng diện tích tiếp xúc nhỏ sẽ làm tăng thời gian làm lạnh. Vì thế các khay cấp đông phải có bề mặt phẳng, không ghồ ghề, lồi lõm. Trong các thiết bị đông rời nên bố trí sản phẩm đều theo toàn bộ khay hay băng chuyền cấp đông. Trên các tấm lắc cấp đông nếu có băng cũng có thể làm giảm diện tích tiếp xúc.−Bao gói sản phẩmMột số sản phẩm cấp đông được đóng gói trước nên khi cấp đông làm tăng nhiệt trở. Đặc biệt khi bao gói có lọt các lớp khí bên trong thì tạo ra lớp cách nhiệt làm tăng đáng kể thời gian cấp đông. Trang 9−Loại thực phẩmMỗi loại thực phẩm có một nhiệt dung và nhiệt hàm khác nhau, do đó nhiệt lượng cần thiết để cấp đông 1 kg mỗi loại thực phẩm rất khác nhau.1.3. CÁC PHƯƠNG PHÁP VÀ THIẾT BỊ CẤP ĐÔNG THỰC PHẨM1.3.1.Các phương pháp kết đông thực phẩmNhư đã giới thiệu, làm lạnh là hạ nhiệt độ của thực phẩm xuống đến gần nhiệt độ đóng băng hoặc kết đông của nó. Nhiệt độ này thấp hơn nhiệt độ đóng băng của nước đá một vài độ. Bảo quản lạnh là bảo quản thực phẩm ở nhiệt độ trên nhiệt độ đóng băng của thực phẩm, thường là bảo quản ở nhiệt độ trên C00. Ở nhiệt độ này chỉ có thể bảo quản ngắn ngày từ một vài tuần đến tối đa hai tháng tuỳ theo từng loại thực phẩm. Muốn bảo quản thực phẩm lâu dài hơn hai ba tháng trở lên, người ta phải kết đông và bảo quản đông thực phẩm.Kho lạnh bao giờ cũng được trang bị các thiết bị kết đông thực phẩm để hạ nhiệt độ sản phẩm xuống đến nhiệt độ bảo quản trước khi đưa vào buồng bảo quản.Kết đông là làm lạnh đông thực phẩm xuống đến dưới nhiệt độ đóng băng của thực phẩm nhưng không có nghĩa là toàn bộ nước trong thực phẩm đã bị đóng băng. Ví dụ: Đối với thịt gồm 76% nước, ở –100C có 84% nước đóng thành băng; ở 020−C có 90% và ở – 300C là 92%. Chỉ khi đạt nhiệt độ là – 600 C thì toàn bộ nước mới đóng băng. Thường nhiệt độ của bề mặt sản phẩm (lợn nửa con) đạt –12 đến 018−C, nhiệt độ tâm đạt – 6 đến – 80C. Bảo quản đông là bảo quản các loại thực phẩm kết đông đó ở nhiệt độ –120C, – 180C, – 240C, … tuỳ theo yêu cầu của từng loại thực phẩm: Cá, tôm, gia cầm, rau, hoa quả, …Tùy theo nhiệt độ sản phẩm đưa vào mà chia ra kết đông một pha và kết đông hai pha. Kết đông một pha là đưa nhiệt độ sản phẩm từ nhiệt độ môi trường xuống đến -120C (đôi khi là -180C) và 80C trên bề mặt sản phẩm. Kết đông hai pha làm lạnh sơ bộ từ nhiệt độ môi trường xuống 40C, sau đó mới kết đông đến nhiệt độ theo yêu cầu như trên.Tuỳ theo cấp độ cấp đông chia ra:Kết đông chậm: Thời gian kết đông h2015 ÷, tốc độ kết đông khoảng 5,01,0 ÷ cm/h. Nhiệt độ không khí khoảng -250C, tốc độ lưu thông không khí khoảng 1 m/s.Do thời gian kết đông chậm, tinh thể đá kết tinh trong gian tế bào có kích thước lớn, phá vỡ làm rách các màng tế bào, phá huỷ mô tế bào sản phẩm. Khi làm tan giá, Trang 10dịch bào bị chảy mất do các màng bị rách nên chất lượng sản phẩm giảm giá trị dinh dưỡng, dễ nhiễm trùng. Ngày nay hầu như người ta không sử dụng phương pháp kết đông chậm để kết đông thực phẩm trừ một số ứng dụng có mục đích như đông chậm các loại thịt dai, già như thịt trâu, … hoặc hoa quả.Thịt trâu già kết đông chậm, các tinh thể đá làm rách các màng tế bào, khi đem nấu thịt mềm và dễ ăn hơn. Rau quả cần ép nước, khi qua kết đông chậm, các màng tế bào bị phá huỷ nên công ép giảm xuống, năng suất ép có khi đạt 150% so với rau quả tươi không qua kết đông chậm.Kết đông nhanh: Thời gian kết đông nhanh hơn, tốc độ kết đông đạt khoảng 55,0 ÷ cm/h. Có thể kết đông nhanh trong môi trường không khí hoặc chất tải lạnh lỏng. Kết đông trong phòng hoặc tunel yêu cầu nhiệt độ không khí đạt -350C, tốc độ không khí 3 đến 5 m/s. Các máy kết đông thực phẩm có thể có nhiệt độ và đối lưu không khí khác hơn. Nếu dùng chất tải lạnh, người ta nhúng trực tiếp sản phẩm trong chất tải lạnh là nước muối hoặc môi chất lạnh đang sôi. Hiệu quả và thời gian kết đông đảm bảo yêu cầu của phương pháp kết đông nhanh.Kết đông nhanh làm cho các tinh thể đá mịn hơn, không làm rách màng tế bào. Khi làm tan giá, sản phẩm không bị chảy mất dịch bào, đảm bảo chất lượng của sản phẩm.Kết đông cực nhanh: Phương pháp kết đông cực nhanh thường thực hiện bằng cách nhúng sản phẩm trong CO2 lỏng, nitơ lỏng hoặc các khí hoá lỏng khác. Thời gian kết đông chỉ còn 105÷ phút, chỉ bằng 1/6 so với phương pháp kết đông nhanh. Tốc độ kết đông có khi đạt tới 300 đến 600 cm/h.Kết đông cực nhanh cho phép bảo quản hầu như nguyên vẹn mọi tính chất và chất lượng sản phẩm, do đó triển vọng của phương pháp này rất lớn. Đặc biệt nitơ lỏng có nhiều ưu điểm: Sôi ở nhiệt độ -1960C, có khả năng kìm hãm sự phát triển của vi sinh vật vì nó là khí trơ và có sẵn chung quanh ta. Nitơ chiếm 79% không khí.Tóm lại có ba phương pháp kết đông chính là kết đông trong luồng không khí lạnh, kết đông tiếp xúc và kết đông bằng cách nhúng trong chất lỏng sôi với tốc độ kết đông khác nhau, có thể phân loại như sau:Kết đông rất chậm: Với tốc độ kết đông dưới 0,1 cm/hKết đông chậm: Từ 0,1 đến 0,5 cm/hKết đông nhanh: Từ 0,5 đến 5 cm/hKết đông rất nhanh: Trên 5 cm/hKết đông cực nhanh: Trong các khí lỏng ví dụ nitơ lỏng tốc độ từ 300 đến 600 cm/h. [...]... nghiệp này em chỉ khảo sát 1 máy nén trục vít trong hệ thống máy nén trục vít Mycom liên hồn chạy cho 2 băng chuyền IQF 500 Kg/h Và đây là sơ đồ hệ thống lạnh 2 máy nén trục vít chạy liên hồn cho 2 băng chuyền IQF 500 Kg/h Trang 28 Trang 29 CHƯƠNG III _ TÍNH TỐN NHIỆT TẢI MÁY NÉN VÀ NĂNG SUẤT LẠNH THỰC TẾ 3.1 TÍNH KIỂM TRA CÁCH NHIỆT TỦ CẤP ĐƠNG 3.1.1 .Tính chiều dày cách nhiệt của tủ cấp đơng Chiều dày... Hệ thống lạnh Grasso liên hồn 5 máy với o 2 máy Grasso cơng suất 110 KW o 2 máy Grasso cơng suất 90 KW o 1 máy Grasso cơng suất 75 KW Hệ thống lạnh này chạy cho 5 tủ đơng tiếp xúc 750Kg và 2 băng chuyền IQF 350Kg/h Hệ thống lạnh một máy nén Hasikawa cơng suất 90 KW chạy cho tủ đơng tiếp xúc 1800 Kg Hệ thống lạnh 2 máy nén Mycom trục vít cơng suất 130 KW chạy cho 2 băng chuyền IQF 500 Kg/h Hệ thống. .. Kg/h Hệ thống lạnh 8 máy nén Mycom piston chạy cho 8 tủ đơng tiếp xúc Ngồi ra để đảm bảo cho q trình làm việc của hệ thống được liên tục trong trường hợp mất điện thì nhà máy có trang bị cho 3 hệ thống máy phát điện có cơng suất 1550 K.V.A, 1450 K.V.A và 1360 K.V.A được đặt tại Nhà máy Nam Việt, Nhà máy Thái Bình Dương và Nhà máy phụ phẩm dùng cho cả Nhà máy Nam Việt và Nhà máy Thái Bình Dương Trong... th Nhiệt độ hơi hút th là nhiệt độ của hơi trước khi vào máy nén Nó bao giờ cũng lớn hơn nhiệt độ sơi của mơi chất Do tổn thất nhiệt từ thiết bị bay hơi về đầu hút của máy nén Để đảo bảo máy nén khơng hút phải lỏng, và năng suất lạnh của máy nén đạt hiệu quả cao thì hơi hút vào máy nén nhất thiết phải là hơi q nhiệt Độ q nhiệt ở từng loại máy nén và đối với từng loại mơi chất có khác nhau Với amoniắc,... hút ∆t h = 5 ÷ 15 0 C là có thể đảm bảo độ an tồn cho máy nén khi làm việc Đây là hệ thống máy nén vít nên có thể chọn ∆t h = 5 0 C 3.3 TÍNH TỐN NHIỆT TẢI CHO Q TRÌNH CẤP ĐƠNG 3.3.1 .Tính tốn chi phí lạnh cho q trình cấp đơng Chi phí lạnh của q trình cấp đơng là lượng nhiệt lấy ra để hạ nhiệt độ sản phẩm từ nhiệt độ ban đầu đến nhiệt độ cuối q trình cấp đơng QSP = Q1 + Q2 + Q3 + Q4 + Q5 (KJ/h) Q1 _ Chi... (KW) Trước khi cấp đơng sản phẩm thì trong tủ đơng IQF, bề mặt băng tải và lượng khơng khí trong tủ cấp đơng đã được hạ nhiệt độ xuống theo u cầu, vì vậy trong q trình tính tốn năng suất lạnh của hệ thống cấp đơng thì ta bỏ qua các chi phí nhiệt này Mặt dù có trang bị hệ thống xả băng, nhưng trong q trình cấp đơng người ta khơng xả băng mà chỉ xả băng sau mỗi mẻ cấp đơng nên ở đây khơng tính tổn thất... tk Để hệ thống lạnh hoạt động an tồn, phải chọn nhiệt độ và độ ẩm của mơi trường là cao nhất của tháng nóng nhất trong năm Tuy nhiên ngồi việc hoạt động an tồn cho hệ thống lạnh thì còn phải tính đến hiệu quả kinh tế trong q trình sản xuất Do đó, chọn nhiệt độ và độ ẩm trung bình của tháng nóng nhất trong năm Theo bảng nhiệt độ và độ ẩm dùng để tính tốn hệ thống lạnh của các địa phương [1], tra được... 2.3 _ Sơ đồ mặt bằng của nhà máy NƯỚC THẢI SÔN THÁI BÌNH G DƯƠNG NHÀ MÁY CHẾ BIẾN NHÀ MÁY NHÀ TẬP THỂ HẬU KHO LẠNH SÔN MÁY THÁI BÌNH CÁC DÀN THÁP GIẢI NHỆT CỦA NHÀ MÁY HẬU PHÒNG MÁY NHÀ 2.1.3.Sơ đồ mặt bằng của nhà máy Trang 24 2.2 TỔNG QUAN VỀ KĨ THUẬT LẠNH 2.2.1.Ứng dụng của kĩ thuật lạnh Lĩnh vực ứng dụng quan trọng nhất của kĩ thuật lạnh là bảo quản thực phẩm Theo một số thống kê thì khoảng 80% cơng... Tổng diện tích kết cấu bao che của tủ cấp đơng (m2) Qua khảo sát, các thơng số kích thước của tủ cấp đơng được xác định qua bảng sau: Bảng 3.2 _ Thơng số kích thước tủ cấp đơng IQF siêu tốc Chiều rộng băng tải Rb Chiều dày cách nhiệt vỏ tủ δ t Chiều dài tủ cấp đơng Lt Chiều rộng tủ cấp đơng Rt Chiều cao tủ cấp đơng Ht Chiều rộng cửa tủ cấp đơng rc Chiều cao cửa tủ cấp đơng hc Chiều rộng cửa tháo, nạp... tới – 400C Do u cầu năng suất trao đổi nhiệt lớn và hiệu quả nên thường cấp dịch cho dàn lạnh bằng bơm tuần hồn Tốc độ băng chuyền được điều chỉnh vơ cấp phù hợp với thời gian cấp đơng của từng loại sản phẩm Để tránh sản phẩm dính vào nhau và dính vào băng tải có búa gõ làm rung Máy kết đơng băng chuyền xoắn có kích thước nhỏ gọn chiếm ít diện tích lắp đặt nhưng cơng nghệ chế tạo cao, vận hành, bảo . Khảo sát và tính kiểm tra hệ thống cấp đông máy nén vít nhằm kiểm tra xem hệ thống làm việc trong điều kiện khắc nghiệt nhất có đảm bảo cho việc cấp đông. phẩm vào cấp đông còn nhỏ hơn. Nhiệt độ thực phẩm vào cấp đông càng thấp thì thời gian cấp đông càng ngắn.−Bề dày sản phẩm cấp đôngThời gian cấp đông càng