Hệ thống lạnh máy đá - Nguồn: Internet

và được xoay nhờ mô tơ đặt phía trên. Tốc độ quay có thể điều chỉnh được, do vậy đá cắt ra sẽ có kích thước khác nhau tuỳ thuộc vào tốc độ quay. Khi cắt dao tỳ lên bề mặt đá để cắt n[r]

Chương III

Hệ thống lạnh máy đá

3.1 Một số vấn đề cần quan tâm sản xuất nước đá

3.1.1 Nồng độ tạp chất cho phép

Nước đá có vai trị quan trọng đời sống công nghiệp Trong công nghiệp người ta sử dụng nước đá để ướp lạnh bảo quản thực phẩm, rau chống hư hỏng Trong đời sống vai trò nước đá quan trọng phục vụ giải khát, giải trí Nước đá cịn có vai trị quan trọng tạo sân băng trượt băng nghệ thuật

Trong công nghiệp chế biến thực phẩm nước đá thường sử dụng nhiều dạng dạng: đá cây, đá vảy, đá tấm, vv Chúng sử dụng để ướp đá thực phẩm trình chế biến

Chất lượng nước đá chịu tác động nhiều yếu tố: Các thành phần nước, phương pháp làm lạnh Thông thường nước đá lấy từ mạng nước thuỷ cục, tạp chất vi sinh vật nước không vượt giá trị qui định bảng

Bảng 3-1: Hàm lượng tạp chất nước đá công nghiệp

TT Tạp chất Hàm lượng

1

- Số lượng vi khuẩn - Vi khuẩn đường ruột - Chất khô

100 con/ml con/l

4

- Độ cứng chung nước

- Độ đục (theo hàm lượng chất lơ lửng)

- Hàm lượng sắt - Độ pH

7 mg/l 1,5mg/l 0,3mg/l 6,5-9,5

3.1.2 ảnh hưởng tạp chất đến chất lượng nước đá

Tạp chất hoà tan nước làm cho chất lượng thẩm mỹ đá bị biến đổi Các tạp chất tạo màu sắc, màu đục không suốt Một số tạp chất làm cho đá dễ bị nứt nẻ Một số tạp chất tách đông đá tạo thành cặn bẫn nằm đáy, số tạp chất lại không tách q trình đóng băng, có tạp chất hồ tan nước làm cho đá khó đơng hơn, nhiệt độ đóng băng giảm Dưới ảnh hưởng số tạp chất đến chất lượng đá

Bảng 3-2: ảnh hưởng tạp chất đến chất lượng nước đá

TT Tạp chất ảnh hưởng Kết

sau chế biến

1 Cacbonat canxi

CaCO3

- Tạo thành chất lắng bẫn ở

Tách

2 Cacbonat magiê

MgCO3

- Tạo thành chất lắng bẫn bọt khí, làm nứt đá nhiệt độ thấp

Tách

3 Ôxit sắt - Tạo chất lắng màu

vàng hay nâu nhuộm

màu chất lắng canxi magiê

4 Ôxit silic ôxit nhôm

- Tạo chất lắng bẫn Tách

được

5 Chất lơ lửng - Tạo cặn bẫn Tách

được

6 Sunfat natri

clorua va sunfat canxi

- Tạo vết trắng lõi, làm đục lõi tăng thời gian đóng băng Khơng tạo chất lắng

Khơng thay đổi Clorua canxi

sunfat magiê

- Tạo chất lắng xanh nhạt hay xám nhạt lõi, kéo dài thời gian đông tạo lõi không suốt

Biến đổi

thành sunfua canxi

8 Clorua magiê - Tạo vết trắng, khơng có

cặn

Biến đổi

thành clorua canxi

9 Cacbonat natri - Chỉ cần lượng nhỏ

cũng làm nứt đá nhiệt

độ -9oC Tạo vết

màu trắng lõi, kéo dài thời gian đóng băng Tạo đục cao khơng có cặn

Biến đổi

thành cacbonat natri

3.1.3 Phân loại nước đá

Có nhiều loại nước đá khác tuỳ thuộc vào màu

3.1.3.1 Phân loại theo màu sắc

Theo màu sắc người ta phân 03 loại đá: đá đục, đá đá pha lê

a) Nước đá đục

Nước đá đục nước đá có màu đục, khơng suốt, màu sắc có tạp chất bên Về chất lượng, nước đá đục sử dụng vào mục đích mà sử dụng kỹ thuật, công nghiệp nên gọi nước đá kỹ thuật Các tạp chất nước đá đục dạng rắn, lỏng khí

- Các chất khí: nhiệt độ 0oC áp suất khí quyển, nước có khả hồ tan khí với hàm lượng đến 29,2 mg/l, tức cỡ 0,03% thể tích Khi đóng băng chất khí tách tạo thành bọt khí bị ngậm tinh thể đá Dưới ánh nắng, bọt khí phản xạ tồn phần nên nhìn khơng suốt có màu trắng đục

- Các chất tan chất rắn: Trong nước thường chứa muối hoà tan, muối canxi muối magiê Ngoài muối hồ tan cịn có chất rắn lơ lửng cát, bùn, đất, chúng lơ lửng nước Trong q trình kết tinh nước đá có xu hướng đẩy chất tan, tạp chất, cặn bẫn khơng khí Q trình kết tinh thực từ vào nên vào tạp chất nhiều Sau toàn khối kết tinh, tạp chất, cặn bẫn thường bị ngậm lại tâm khối đá Các tạp chất làm cho đá khơng suốt mà có màu trắng đục

b) Nước đá

Nước đá nước đá suốt, tác dụng tia sáng phản xạ màu xanh phớt Để có nước suốt cần loại bỏ chất tan, huyền phù khí nước Vì tan khơng để lại chất lắng

Có thể loại bỏ tạp chất trình kết tinh

Để sản xuất đá bắt buộc phải sử dụng nguồn nước chất lượng tốt thoả mãn điều kiện nêu bảng 3-3

Khi chất lượng nước không tốt, để tạo đá thực cách:

- Cho nước luân chuyển mạnh, nâng cao nhiệt độ đóng băng

lên -6÷-8oC, thực làm cách kết tinh chậm

-2 ÷-4oC

- Làm mềm nước: tách cacbônat canxi, magiê, sắt, nhôm vơi sống Ví dụ tách Ca+ sau:

Ca(OH)2 + Ca(CHO3)2 = 2CaCO3↓ + 2H2O

Trong trình tách thành phần chất hữu lơ lửng nước đọng lại với hợp chất cacbơnat Q trình tách hợp chất cacbơnat kết tủa thực cách lọc

Bảng 3-3: Hàm lượng cho phép chất nước

TT Tạp chất Hàm lượng tối đa

1 - Hàm lượng muối chung 250 mg/l

2 - Sunfat + 0,75 clorua + 1,25 natri cacbonat

170 mg/l

3 - Muối cứng tạm thời 70 mg/l

4 - Hàm lượng sắt 0,04 mg/l

5 - Tính ơxi hố O2 mg/l

6 - Độ pH

Sử dụng vôi sống không khử iơn sắt nên thường cho

ngậm khí trước lúc lọc, iôn sắt kết hợp CO2 tạo kết tủa dễ dàng

lọc để loại bỏ

c) Nước đá pha lê

Khi nước sử dụng để làm đá khử muối khí hồn tồn đá tạo đá pha lê Đá pha lê suốt từ vào tâm tan không để lại cặn bẫn Nước đá pha lê sản xuất từ nước cất, giá thành sản phẩm cao Nước đá pha lê xay nhỏ bị dính nên ưa chuộng

Nước đá pha lê sản xuất máy sản xuất đá nhỏ phải đảm bảo tốc độ bề mặt đóng băng lớn khử muối

Khối lượng riêng đá pha lê cỡ 910 đến 920 kg/m3

3.1.3.2 Phân loại theo hình dạng

Theo hình dạng phân nhiều loại đá khác sau: - Máy đá cây: đá có dạng khối hộp, để thuận lợi cho việc lấy đá khỏi khn người ta sản xuất dạng khối hộp chữ nhật mà dạng chóp phía đáy thường nhỏ phía miệng Đá kết đông khuôn đá thường có cỡ sau: 5; 12,5 ; 24; 50 ; 100; 150 ; 200; 300 kg Khi rót nước vào khn, nên trì nước chiếm khoảng 90% dung tích khn, dung tích thực khn lớn dung tích danh định khoảng 10% Sở dỉ khn phải dự phịng cho giãn nở đá đông nước khuôn phải đảm bảo chìm hồn tồn nước muối Máy đá có thời gian đơng đá tương đối dài đơng đá, lớp đá tạo thành lớp dẫn nhiệt nên hạn chế truyền nhiệt vào bên Ví dụ máy đá với khn 50 kg có thời gian đơng đá khoảng 18

người dân quen sử dụng đá giải khát với số lượng lớn

- Máy đá tấm: Có dạng hình sản xuất cách phun nước lên bề mặt dàn lạnh dạng Kích cỡ đá tấm: dài từ ÷ m, cao ÷ m, dày 250÷300mm Khối lượng từ 1,5 đến 2,5

- Máy đá vảy: Máy đá vảy có dạng không tiêu chuẩn, cắt tách khỏi bề mặt tạo đá thiết bị gảy vỡ dước dạng mãnh vỡ nhỏ

Máy đá vảy sản xuất nhờ cối đá dạng hình trụ trịn Nước phun lên bên hình trụ làm lạnh đóng băng bề mặt trụ Trụ tạo băng có lớp, môi chất lạnh

Đá vảy sử dụng phổ biến nhà máy chế biến, đặc biệt nhà máy chế biến thực phẩm thuỷ sản Chúng sử dụng để bảo quản thực phẩm nhập hàng trình chế biến Ngày trở thành thiết bị tiêu chuẩn, bắt buộc phải có xí nghiệp đơng lạnh, có sử dụng đá vảy đảm bảo yêu cầu vệ sinh Ngồi đá vảy có nhiều ưu điểm khác giá thành rẻ, chi phí vận hành, đầu tư nhỏ

Nước đá vảy có chiều dày khác từ 0,5 đến 5mm tuỳ thuộc vào thời gian làm đá Độ dày điều chỉnh nhờ thay đổi tốc độ quay cối đá dao cắt đá

- Máy đá viên (máy đá dạng ống): Nước đá có dạng

đoạn hình trụ rỗng sản xuất ống Φ57 x 3,5

Φ38 x 3mm, nên đường kính viên đá Φ50 Φ32 Khi sản xuất đá tạo thành trụ dài, cắt nhỏ thành đoạn từ 30÷100mm nhờ dao cắt đá Máy đá viên sử dụng phổ biến đời sống, nhiều quán giải khát, quán cà phê có sử dụng đá viên

3.1.3.3 Phân loại theo nguồn nước sản xuất đá

Theo nguồn nước sử dụng làm đá có hai loại máy: Làm

đá từ nước nước mặn

- Đá nước sử dụng nhiều mục ích khác

nhau: Bảo quản thực phẩm, giải khát, sinh hoạt

- Đá nước mặn sử dụng bảo quản thực phẩm, đặc biệt sử

dụng bảo quản cá đánh bắt xa bờ Nguyên liệu sản xuất đá nước biển có độ mặn cao Nhiệt độ đông đặc thấp nên chất lượng bảo quản tốt thời gian bảo quản kéo dài Để sản xuất đá mặn thiết phải sử dụng phương pháp làm lạnh trực tiếp, hạn chế tổn thất nhiệt

Dưới xin giới thiệu số hệ thống lạnh máy đá sử dụng phổ biến đời sống công nghiệp

3.2 Hệ THốNG Máy đá

Phương pháp sản xuất đá phương pháp cổ điển Đá sản xuất Bú dung dịch

muối lạnh, có nhiệt độ khoảng –10oC Nước đặt

khn có kích thước định, theo u cầu sử dụng Khối lượng thường gặp đá 12,5; 25; 50 kg ưu điểm phương pháp sản xuất đá đơn giản, Dụ thực hiện, đá có khối lượng lớn nên vận chuyển bảo quản lâu ngày, đặc biệt dùng cho việc bảo quản cá, thực phẩm vận chuyển xa Ngoài đá sử dụng làm đá sinh hoạt giải khát nhân dân

Tuy nhiên, đá có số nhược điểm quan trọng như:

máy đá phải trang Bỵ thêm nhiều Hử thống thiết Bỵ khác như: Hử thống cẩu chuyển, Hử thống cấp nước khuôn đá, Bú nhúng đá, bàn lật đá, kho chứa đá, máy xay đá Vì ngày kỹ thuật chế biến thực phẩm người ta sử dụng đá Nếu có trang Bỵ nhằm bán cho tàu thuyền đánh cá để bảo quản lâu ngày

Do khối đá lớn nên sản xuất đá thường có thời gian

làm đá lâu từ 17 đến 20 tiếng, để giảm thời gian làm đá người ta có biện pháp sau:

- Làm lạnh sơ nước trước cho vào khuôn đá

- Bỏ phần lỏi chưa đóng băng, phần nước có nhiều muối hồ tan Với phương pháp thời gian làm đông đá giảm 40-50%

- Giảm nhiệt độ nước muối xuống –15oC, thời gian giảm 25%,

nhưng chi phí điện lớn

Một điểm khác sản xuất đá cây, để lấy đá khỏi khuôn cần phải nhúng Bú nước cho tan phần đá lấy Để làm tan đá lấy nước nóng từ thiết Bỵ ngưng tụ Do phải làm tan đá nên có tổn thất phần lạnh định

Thiết Bỵ quan trọng Hử thống máy đá Bú muối Thông thường Bú muối xây dựng từ gạch thẻ có lớp cách nhiệt dày 200mm, bên Bú Hử thống khung đỡ linh đá, dàn lạnh Đại phận thiết Bỵ Bú đá thép nên trình ăn mòn tương đối mạnh, sau thời gian làm việc định nước muối nhuộm màu vàng Rứ sắt, chất lượng Vử sinh không cao

Trong sản xuất nhớ ý nước vào khuôn chiếm

khoảng 9/10 thể tích, để làm lạnh nước giãn nở tràn Bú, làm giảm nồng độ muối, ảnh hưởng tới nhiệt độ đông đặc nước đá Bú

chiếm thời gian lâu khó tự động Hệ thống cịn có nhiều khâu phải làm tay vào nước, đá, vận chuyển, bốc xếp đá, xay đá

3.2.1 Sơ đồ nguyên lý hệ thống máy đá

Trên hình 3-1 sơ đồ nguyên lý Hử thống lạnh máy đá sử dụng phổ biến Hệ thống có thiết Bỵ sau:

1- Máy nén: Máy nén cấp, sử dụng môi chất NH3 R22

2 Bình chứa cao áp

3 Dàn ngưng: Có thể sử dụng dàn ngưng tụ bay hơi, bình ngưng, dàn ngưng tụ kiểu tưới sử dụng dàn ngưng khơng khí

4 Bình tách dầu

5 Bình tách khí khơng ngưng

6 Bình thu hồi dầu (sử dụng hệ thống NH3) Bình tách lỏng

8 Bình giữ mức- tách lỏng

9 Bể nước muối làm đá, cánh khuấy dàn lạnh kiểu xương cá

Trong hệ thống lạnh máy đá có thiết bị coi đặc thù hệ thống Đó dàn lạnh xương cá bình giữ mức – tách lỏng

Đặc điểm hệ thống máy đá Ưu điểm:

- Vì có dạng khối lớn nên có khả tích trữ lâu, tiện lớn cho việc vận chuyển xa dùng bảo quản thực phẩm lâu ngày

- Dễ dàng chế tạo, thiết bị hệ thống chế tạo nước, khơng địi hỏi phải có thiết bị đặc biệt

- Chi phí vận hành lớn: Chi phí nhân cơng vận hành, vào nước, đá, vận chuyển đá, xay đá, chi phí điện (mô tơ khuấy, cẩu đá, máy xay đá)

- Chi phí đầu tư lớn: Bể đá, cẩu đá, bể nhúng nước, bàn lật, hệ thống cấp vào nước khuôn đá, kho bảo quản đá, máy xay đá vv

- Thời gian làm đá lâu nên không chủ động sản xuất chế biến

- Khi xuất đá đá hàng loạt nên cần kho bảo quản - Không bảo đảm vệ sinh: Bể muối khâu xay đá

- Tổn thất nhiệt lớn: Quá trình từ sản xuất đên sử dụng qua nhiều khâu nên tổn thất nhiệt lớn, xay đá nhúng khn đá cịn gây mát học

3.2.2 Kết cấu bể đá

Hình 3-5 giới thiệu kết cấu bể đá Bể đá chia thành ngăn, có 01 ngăn để đặt dàn lạnh, ngăn lại đặt khn đá Bể có 01 cánh khuấy, bố trí thẳng đứng hay nằm ngang tuỳ ý Bố trí thẳng đứng tiện lợi hơn, tránh rò rỉ nước muối bên ngồi nên hay lựa chọn Các khn đá ghép lại thành linh đá Mỗi linh đá có từ đến khn đá lớn Có nhiều cách bố trí linh đá, linh đá bố trí cố định di chuyển dồn đến hai đầu nhờ hệ thống xích Khi bố trí tiện lợi cẩu linh đá ngồi

Bên bể đá có bố trí hệ thống cần trục cẩu để cẩu linh đá lên khỏi bể, đem nhúng vào bể nước để tách đá, sau đặt lên bàn để lật đá xuống sàn Trên bể nhúng người ta bố trí hệ thống vòi cung cấp nước để nạp nước vào khuôn sau đá Việc cung cấp nước cho khuôn định lượng trước để cấp nước chiếm khoảng 90% thể tích khn

Nước muối thường sử dụng Nacl CaCl2

người ta sử dụng MgCl2

Bể muối xây gạch thẻ bên người ta tiến hành bọc cách nhiệt lớp thép Cấu tạo cách nhiệt bể muối dẫn bảng đây:

3.2.2.1 Kết cấu cách nhiệt tường

Trên hình 3-2 mô tả kết cấu tường bể đá, đặc điểm lớp mô tả bảng 3-4

Bảng 3-4: Các lớp cách nhiệt bể đá TT Lớp vật liệu Chiều

dày (mm)

Hệ số dẫn nhiệt, (W/m.K)

2 Lớp gạch thẻ 110÷220 0,23 ÷ 0,29

3 Lớp vữa xi măng 10÷20 0,78

4 Lớp hắc ín qt liên tục

0,1 0,70 Lớp giấy dầu chống

thấm 1÷2

0,175

6 Lớp cách nhiệt 100÷200 0,018 ÷ 0,020

7 Lớp giấy dầu chống

thấm 1÷2

0,175

8 Lớp thép 5÷6 45,3

1 Lớ p vữa xi mă ng Lớ p gạ ch thẻ Lớ p vữa xi mă ng

4 Lớ p hắc ín quét liên tơc Lí p giÊy dÇu chèng thÊm Lí p cá ch nhiệt

7 Lớ p giấy dầu chèng thÊm Lí p thÐp tÊm

Hình 3-2: Kết cấu cách nhiệt tường bể đá

3.2.2.2 Kết cấu cách nhiệt

1 Lí p thÐp tÊm Lí p c¸ t lót mỏng Lớ p bê tông cốt thép Lớ p giấy dầu chống thấm Lớ p cá ch nhiÖt

6 Lớ p giấy dầu chống thấm Lớ p hắc ín quét liên tục Lớ p bê tông đá dă m M200 Lớ p đá làm đất đầm kỹ

Hình 3-3: Kết cấu cách nhiệt bể đá Bảng 3-5: Các lớp cách nhiệt bể đá

TT Lớp vật liệu Chiều dày (mm)

Hệ số dẫn nhiệt, (W/m.K)

1 Lớp thép 5÷6 45,3

2 Lớp cát lót mỏng 10÷15 0,19

3 Lớp bê tơng cốt thép 60÷100 1,28

4 Lớp giấy dầu chống

thấm 1÷2

0,175

5 Lớp cách nhiệt 100÷200 0,018 ÷ 0,020

6 Lớp giấy dầu chống

thấm 1÷2

0,175

7 Lớp hắc ín quét liên tục 0,1 0,7

M200

9 Lớp đá làm đất đầm kỹ

-

3.2.2.3 Kết cấu nắp bể đá

Để tiện lợi cho việc vào đá, nắp bể đá đậy đanh gỗ dày 30mm, λ=0,2 W/m.K, phủ thêm lớp vải bạt Do tổn thất nhiệt nắp bể lớn

3.2.2.4 Xác định chiều dày cách nhiệt kiểm tra đọng sương tường bể đá

1 Chiều dày cách nhiệt bể đá

Chiều dày lớp cách nhiệt xác định theo phương trình:

⎥ ⎦ ⎤ ⎢

⎣ ⎡

− − −

= ∑

i i CN

CN

k λ

δ α

α λ

δ

2

1 1

, m

(3-1)

k - Hệ số truyền nhiệt bể đá, W/m2.K Hệ số truyền nhiệt k

được xác định sở tính tốn kinh kế - kỹ thuật Có thể lấy hệ số truyền nhiệt k tương đương hệ số truyền k kho lạnh

α1 - Hệ số toả nhiệt bên ngồi bể đá, từ khơng khí lên tường bể

muối, W/m2.K

α2 - Hệ số toả nhiệt bên bể đá, toả nhiệt nước muối

chuyển động ngang qua vách đứng, W/m2.K

δi - Chiều dày lớp lại tường bể đá, mm(xem bảng

3-4)

λi – Hệ số dẫn nhiệt lớp lại, W/m.K

2 Kiểm tra điều kiện đọng sương

Sau chọn chiều dày cách nhiệt theo bề dày tiêu chuần, phải xác định hệ số truyền nhiệt thực tường theo kích thước lựa chọn để từ xác định xem có khả đọng sương khơng làm sở tính tốn tổn thất truyền nhiệt:

2

1

1 α λ δ

α + +

=

∑

i i

k

(3-2)

Để không đọng sương bề mặt bên bể đá, hệ số truyền nhiệt thực phải thoả mãn điều kiện sau:

2 1 95 ,

t t

t t

k s

− −

≤ α

(3-3) đó:

t1 - Nhiệt độ khơng khí bên ngồi tường oC

t2- Nhiệt độ nước muối bể, oC

tS - Nhiệt độ đọng sương ứng với trạng thái khơng khí bên ngồi

tường, oC

3.2.3 Xác định kích thước bể đá

Để xác định kích thước bể đá phải vào số lượng, kích thước đá, linh đá (tổ hợp từ 5÷7 khn đá), dàn lạnh cách bố trí dàn lạnh, loại khn đá, hệ thống tuần hồn nước muối bên bể

3.2.3.1 Xác định số lượng kích thước khuôn đá

Số lượng khuôn đá xác định dựa vào suất bể đá khối lượng đá:

m M

N =

trong đó:

M – Khối lượng đá bể ứng với mẻ, kg

Khối lượng đá bể suất bể đá ngày Vì ngày người ta chạy 01 mẻ (hết 18 giờ), thời gian lại dành cho việc đá nạp nước cho khuôn đá

m - Khối lượng đá, kg

* Cần lưu ý tỷ số E/m số nguyên ta lấy N= E/m, tỷ số khơng phải số ngun lấy phần ngun tỷ số đó cộng

Đá thường sản xuất với loại khn kích thước chuẩn sau đây:

Bảng 3-6: Kích thước khn đá

Kích thước khn, mm Khối

lượng đá ( kg )

Khối lượng khuôn ( kg )

Chiều cao ( mm )

Đáy lớn ( mm )

Đáy bé ( mm )

Thời gian đông

đá ( Giờ )

Thời gian nhúng ( Phút

)

3,5 3,0 300 340x60 320x40

12,5 8,6 1115 190x11

0

160x80

25 11,5 1115 260x13

0

280x11

12

50 27,2 1115 380x19

0

340x16

16

2 -

3.2.3.2 Xác định số lượng kích thước linh đá

biểu thị cách lắp đặt linh đá có khn đá, kiểu hay sử dụng

42

5

75 225 40 225 225 225 225 225 40 225 75

1805 Hình 3-4: Linh đá 50 kg

- Số lượng linh đá xác định

1

n N

m =

(3-5)

N - Số khuôn đá,

n1 - Số khuôn đá 01 linh đá

Khoảng cách khuôn đá linh đá 225mm, 02 khuôn hai đầu cách 40mm để móc cẩu Khoảng hở hai đầu cịn lại 75mm

Vì chiều dài linh đá xác định sau l = n1 x 225 + 2x75 + 2x40= n1 x 225 + 230

Ví dụ:

- Linh đá có khuôn: l = 1355 mm

- Linh đá có khn: l = 1580 mm

- Linh đá có khn: l = 1805 mm

- Linh đá có khn: l = 2030 mm

- Linh đá có khn: l = 2255 mm

3.2.3.3 Xác định kích thước bên bể đá

Kích thước bể đá phải đủ để bố trí khuôn đá, dàn lạnh,

bộ cánh khuấy khe hở cần thiết để nước muối chuyển động tuần hồn

Có cách bố trí dàn lạnh: Bố trí dàn lạnh giữa, hai bên có 02 dãy khn đá bố trí dàn lạnh bên, khn đá bên Cách bố trí dàn lạnh giữa, hai bên có 02 dãy khn đá có ưu điểm hiệu truyền nhiệt cao tốc độ nước muối chuyển động tồn bể đồng hơn, hay lựa chọn

1) Xác định chiều rộng bể đá:

W = 2.l + 4δ + A

(3-6)

l - Chiều dài 01 linh đá

δ - Khe hở linh đá vách bể đá δ = 25mm A - Chiều rộng cần thiết để lắp dàn lạnh xương cá: A = 600 ÷ 900mm

Ví dụ: Bề rộng bể xác định tuỳ thuộc vào số khuôn đá 01 linh đá cụ thể sau:

- Linh đá có khn: W = 2810 + A mm

- Linh đá có khn: W = 3260 + A mm

- Linh đá có khuôn: W = 3710 + A mm

- Linh đá có khn: W = 4160 + Amm

600 m x 4252 500

1925

A

1925

Hình 3-5: Bế trí bể đá với linh đá khn đá 2) Xác định chiều dài bể đá

Chiều dài bể đá xác định theo công thức:

L = B + C + m2.b

(3-7)

B - Chiều rộng đoạn hở lắp đặt cánh khuấy tuần hoàn nước: B = 600mm

C - Chiều rộng đoạn hở cuối bể: C = 500mm

b - khoảng cách linh đá, xác định sở độ rộng linh đá khoảng hở chúng b = 425 + 50mm = 475mm

m2 - Số linh đá dọc theo chiều dài (trên dãy)

Như vậy:

L = m2.475 + 1100 mm

Ví dụ: Máy đá 10 Tấn, sử dụng linh đá khuôn

- Số khuôn đá:

N = 10.000/50 = 200 khuôn

m1 = N/7 = 200/7 ≈ 29 linh đá

- Bố trí dàn lạnh giữa, linh đá bố trí thành 02 dãy

bên Vậy số linh đá dãy:

m2 = 15 linh đá

- Chiều dài bể đá:

L = 15 x 475 + 1100 = 8.225mm 3) Xác định chiều cao bể đá

Chiều cao bể đá phải đủ lớn để có khoảng hở cần thiết đáy khuôn đá bể Mặt khác phía linh đá khoảng hở cỡ 100mm, sau lớp gỗ dày 30mm

Tổng chiều cao bể h = 1250mm

Dưới kích thước bể đá sử dụng khn đá 50 kg, linh đá khuôn, dàn lạnh xương cá đặt giữa, linh đá bố trí thành 02 dãi bên, chiều rộng đặt dàn lạnh xương cá A khác dùng tham khảo

Bảng 3-7: Thông số bể đá Bể đá Số

khuôn đá, N Tổng linh đá, m1 Số linh đá dãi m2 Bề rộng A, mm Dài (mm) Rộng (mm) Cao (mm)

- Bể Tấn 100 15 660 4.900 4.370 1.250

- Bể 10 Tấn

200 29 15 700 8.225 4.410 1.250

- Bể 15 Tấn

300 43 22 800 11.55

0

4.510 1.250 - Bể 20

Tấn

400 58 29 860 14.87

5

4.570 1.250 - Bể 25

Tấn

500 72 36 900 18.20

0

4.610 1.250 - Bể 30

Tấn

600 86 43 900 21.52

5

4.610 1.250

Tấn - Bể 40

Tấn

800 115 58 1000 28.65

4.710 1.250

Kích thước bể xác định kích thước bên

trong, muốn xác định kích thước bên ngồi phải cộng thêm chiều dày kết cấu cách nhiệt

3.2.4 Thời gian làm đá

Thời gian làm đá phụ thuộc nhiều yếu tố, chủ yếu yếu tố sau:

- Khối lượng kích thước đá Cây đá có kích thước khối lượng nhỏ thời gian làm đá nhanh ngược lại

- Nhiệt độ nước muối Nhiệt độ nước muối khoảng –10oC Khi

giảm nhiệt độ nước muối thời gian giảm đáng kể Tuy nhiên nhiệt độ thấp tiêu tốn điện tổn thất nhiệt tăng

- Tốc độ tuần hoàn nước muối Thường tốc độ không lớn lắm, tiết diện ngang bể lớn, tốc độ tuần hồn khoảng 1÷2 m/s

Có nhiều phương pháp xác định thời gian làm lạnh,

theo công thức thực nghiệm Plank thời gian làm lạnh đá xác định theo công thức:

τ = A.bo.(bo+B)/⏐tm⏐

(3-8) τ – Thời gian làm đá,

tm- Nhiệt độ nước muối trung bình bể, oC

bo - Chiều rộng khuôn, m (Lấy cạnh ngắn tiết diện lớn

của khuôn)

A,B – Là số phụ thuộc vào tỷ số n = ao/bo tỷ số

Nếu khn có n = A = 3120 B = 0,036 Nếu n = A = 4540 B = 0,026

Nhiệt độ trung bình nước muối bể lấy sau:

- Nước đá đục : tm = -10oC

- Nước đá suốt : tm = - đến –7oC

- Nước đá pha lê : tm = - đến –6oC

3.2.5 Tính nhiệt bể đá

3.2.4.1 Nhiệt truyền qua kết cấu bao che bể đá

Các bể đá thường đặt bên nhà xưởng nên khả bị xạ trực tiếp Vì nhiệt truyền qua kết cấu bao che bể đá độ chênh nhiệt độ nước muối bên khơng khí bên ngồi, gồm thành phần:

- Nhiệt truyền qua tường bể đá Q11

- Nhiệt truyền qua nắp bể đá Q12

- Nhiệt truyền qua bể đá Q13

Q1 = Q11 + Q12 + Q13

(3-9) 1) Nhiệt truyền qua tường bể đá

Q11 = kt.Ft.∆tt

(3-10)

Ft - Diện tích tường bể đá, m2 Diện tích tường xác

định từ chiều cao chu vi bể Chiều cao tính từ mặt ngồi bể đến thành bể Chu vi tính theo kích thước bên ngồi bể

∆tt - Độ chênh nhiệt độ bên bên bể, ∆tt =

tKKN – tm

tKKN - Nhiệt độ khơng khí bên ngồi bể đá Nhiệt độ

nhiệt độ nhà, nên lấy thấp nhiệt độ tính tốn ngồi trời 4÷5OC

kt - Hệ số truyền nhiệt tường bể đá, W/m2.K

2

1

1 α λ δ

α + +

=

∑

i i t

k , W/m2.K

(3-11)

α1 - Hệ số toả nhiệt đối lưu tự nhiên khơng khí bên

ngồi tường bể đá, W/m2.K

α2 - Hệ số toả nhiệt đối lưu cưỡng nước muối chuyển

động ngang qua tường bên bể nước muối, W/m2.K

δi, λi - Chiều dày hệ số dẫn nhiệt lớp vật liệu tường

bể

Có thể lấy theo kinh nghiệm sau:

- Đối với tường : k = 0,58 W/m2.K

- Đối với nắp : k = 0,23 W/m2.K

2) Nhiệt truyền qua nắp bể đá

Q12 = kn.Fn.∆tn

(3-12)

Fn - Diện tích nắp bể đá xác định theo kích thước chiều

rộng chiều dài bên bể đá, m2 ∆tn = tKKN - tKKT

tKKN - Nhiệt độ khơng khí bên ngồi bể đá, oC

tKKT - Nhiệt độ lớp khơng khí bể bên nắp bể

đá Nhiệt độ lớp khơng khí chênh lệch so với nước muối vài độ, tức khoảng -10÷0oC

kn - Hệ số truyền nhiệt nắp bể đá, W/m2.K

2

1 '

1

1 α λ δ α + + =

n

k

(3-13)

α1 - Hệ số toả nhiệt bên ngồi từ khơng khí phòng

α’2 - Hệ số toả nhiệt bên từ nắp bể đá lớp khơng khí

bên nắp bể , W/m2.K;

δ - Chiều dày nắp gỗ: δ=30mm;

λ - Hệ số dẫn nhiệt gỗ, tham khảo theo phụ lục 11

cuối sách này, lấy khoảng 0,5 kCal/m2.h.K

3) Nhiệt truyền qua bể đá

Có thể tính tổn thất nhiệt qua bể đá theo tính cho kho lạnh, cụ thể phân bể đá vùng, tổn thất nhiệt qua là:

m t t

F k

Q13 =∑ i i.( KKN − m ) (3-14) ki – Hệ số truyền nhiệt vùng từ đến 4, W/m2.K;

Fi – Diện tích tương ứng vùng, m2

Để tính tốn dịng nhiệt vào qua sàn, người ta chia sàn vùng khác có chiều rộng 2m vùng tính từ bề mặt tường bao vào buồng

Giá trị hệ số truyền nhiệt quy ước kq,W/m2K, lấy theo

vùng là:

- Vùng rộng 2m dọc theo chu vi tường bao : kI= 0,47 W/m2.K, FI =4(a+b)

- Vùng rộng 2m phía tâm buồng: kII = 0,23 W/m2.K, FII =4(a+b)-48

- Vùng rộng 2m tiếp theo:

kIII = 0,12 W/m2.K, FIII =4(a+b)-80

- Vùng lại buồng lạnh: : kIV = 0,07 W/m2.K, FIV =(a-12)(b-12)

δi - Chiều dày lớp kết cấu nền, m;

λi - Hệ số dẫn nhiệt vật liệu, W/m.K;

Nếu khơng có cách nhiệt m =

3.2.4.2 Nhiệt để đơng đá làm lạnh khuôn đá

Nhiệt đông đá làm lạnh khn đá tính sau: Q2 = Q21 + Q22

(3-16)

Q21 - Nhiệt làm lạnh nước đá

Q22 - Nhiệt làm lạnh khuôn đá

1) Nhiệt làm lạnh nước đá

τ o

q E

Q21= , W

(3-17)

E - Năng suất bể đá, kg/mẻ

τ - Thời gian đông đá cho mẻ, Giây Thời gian đông đá phụ thuộc vào nhiệt độ bể muối kích thước khn đá, tra theo bảng 3-6 tính tốn theo công thức (3-8)

qo - Nhiệt lượng cần làm lạnh kg nước từ nhiệt độ ban

đầu đến đơng đá hồn tồn, J/kg

Nhiệt làm lạnh kg nước từ nhiệt độ ban đầu đến đơng

đá hồn tồn qo xác định theo công thức:

qo = Cpn.t1 + r + Cpđ.⏐t2⎜

(3-18)

Cpn - Nhiệt dung riêng nước : Cpn = 4186 J/kg.K;

r - Nhiệt đông đặc : r =

333600 J/kg (80 Kcal/kg);

Cpđ - Nhiệt dung riêng đá: Cpđ = 2090 J/kg.K (0,5

kCal/kg.K);

t1 - Nhiệt độ nước đầu vào, lấy t1= 30oC;

t2 - Nhiệt độ đá: t2 = -5 ÷ -10oC

qo = 4186.t1 + 333600 +

2090.⏐t2⎜, J/kg (3-19)

2) Nhiệt làm lạnh khuôn đá

W t t C M

Q22 pK.( k1 k2), τ

−

=

(3-20) M - Tổng khối lượng khuôn đá, kg

Tổng khối lượng khuôn số lượng khuôn nhân với khối lượng khuôn đá Khối lượng khuôn đá tham khảo bảng 3-6 Khối lượng khuôn 50 kg 27,2 kg

Cpk - Nhiệt dung riêng khuôn, Khuôn làm bằn tôn

tráng kẽm

tK1, tK2 - Nhiệt độ khn ban đầu đá hồn thiện

Nhiệt độ khn ban đầu lấy tương đương nhiệt độ nước, nhiệt độ khuôn kết thúc đơng đá nhỏ nhiệt độ

trung bình đá khoảng 2÷3oC

3.2.4.3 Nhiệt cánh khuấy gây

Bộ cánh khuấy bố trí bên ngồi bể muối Vì nhiệt cánh khuấy tạo xác định theo công thức sau đây:

Q3 = 1000.η.N , W

(3-21)

η- Hiệu suất động điện

N – Công suất mô tơ cánh khuấy (kW), tham khảo cơng suất mơ tơ cánh khuấy MYCOM (Nhật) cho bảng 3-8

Model Tốc độ, (v/phút)

Lưu lượng (m3/phút)

Công suất (kW) Năng suất bể đá 180 VGM 230 VGM 250 VGM 300 VGM 350 VGM 400 VGM 1000 v/phút 7,5 12,8 17,0 22,5 34,0 40,0 1,5 1,5 2,2 3,7 5,5 7,5

5 ÷ 10 ÷ 14 15 v 19 20 v 24 25 v 29 30 ÷ 35

3.2.4.4 Nhiệt nhúng đá

Tổn thất nhiệt làm tan đá coi tổng công suất cần thiết để làm lạnh khối đá bị làm tan nhằm rút đá khỏi khuôn

τ ρ δ

τo o

q f n q g n

Q4 = = , W

(3-22) n – Số khuôn đá;

g – Khối lượng phần đá tan, kg;

qo – Nhiệt lượng cần thiết để làm lạnh 01 kg đá từ nhiệt độ ban

đầu đến nhiệt độ đá, J/kg;

f – Diện tích bề mặt đá Đối với loại 25kg f=0,75m2,

loại 50 kg f =1,25m2;

δ - Chiều dày phần đá tan nhúng, m Để rút đá khỏi khn cần làm tan đá lớp dày δ = 0,001m Tuy nhiên cần lưu ý, thời gian sử dụng lâu, khn đá bị móp méo, độ dày yêu cầu cao

ρ- Khối lượng riêng đá: ρ= 900 kg/m3 ;

3.2.4.5 Tổn thất nhiệt phòng bảo quản đá

Nếu hệ thống có sử dụng kho bảo quản đá chung máy lạnh cần phải xác định thêm tổn thất nhiệt kho bảo quản đá Trường hợp kho bảo quản đá có hệ thống lạnh riêng, tính tốn tiến hành tính kho lạnh Các tổn thất kho bảo quản đá bao gồm tổn thất giống kho lạnh, cụ thể sau:

- Tổn thất truyền nhiệt qua kết cấu bao che - Tổn thất mô tơ quạt dàn lạnh

- Tổn thất đèn chiếu sáng

- Tổn thất vào nhập xuất đá (tổn thất mở cửa)

- Tổn thất người vận hành

- Tổn thất xả băng dàn lạnh

* Diện tích phịng bảo quản đá:

F = G / (g.β.H)

(3-23) G – Sức chứa yêu cầu kho đá, tấn;

g – Hệ số chất tải đá: g = 0,8 tấn/m3; β- Hệ số đầy β = 0,85;

H – Chiều cao kho chứa đá, m

3.2.6 Các thiết bị phụ máy đá

3.2.5.1 Dàn lạnh bể đá

Dàn lạnh hệ thống máy đá đặt chìm bên bể muối Các dàn lạnh cung cấp dịch lỏng theo kiểu ngập, nước muối chuyển động cưỡng qua dàn nhờ cánh khuấy

Dàn lạnh bể đá thường sử dụng có dạng chủ yếu sau đây:

- Dàn lạnh ống đồng (sử dụng hệ thống lạnh môi chất frêôn)

1) Dàn lạnh kiểu panel

Dàn lạnh kiểu bay sử dụng tương đối nhiều Liên Xô (cũ) để làm lạnh nước muối

Dàn gồm ống góp ống góp Các ống trao đổi nhiệt có dạng ống thẳng đứng nối ống góp Dàn lạnh kiểu panel có ưu điểm dễ chế tạo, chiếm thể tích tương đối lớn làm cho kích cỡ bể đá lớn làm tăng chi phí đầu tư vận hành

Các thông số kỹ thuật dàn lạnh pênl làm lạnh nước muối sau:

- Tốc độ nước muối bể (qua dàn): 0,5÷0,8 m/s

- Hệ số truyền nhiệt : k = 460 ÷ 580 W/m2.K

- Độ chênh nhiệt độ : ÷ oK

- Mật độ dịng nhiệt : qkf = 2900 ÷ 3500 W/m2

1- Bình giữ mức-tách lỏng; 2- Hơi MN; 3- ống góp hơi; 4- ống góp lỏng; 5- Lỏng vào; 6- Xả tràn; 7- Tháo nước; 8- Xả cạn; 9- Lớp cách nhiệt; 10- Xả dầu; 11- Van AT

Hình 3-6: Dàn lạnh panel 2) Dàn lạnh xương cá

Trên hình 3-7 cấu tạo dàn lạnh xương cá sử dụng rộng rãi để làm lạnh chất lỏng Dàn lạnh gồm ống góp dưới, ống trao đổi nhiệt nối ống góp có dạng uốn cong giống xương cá Với việc uốn cong ống trao đổi nhiệt nên hạn chế chiều cao bể đảm bảo đường môi chất đủ lớn để tăng thời gian tiếp xúc

Đối với hầu hết dàn lạnh xương cá, phương pháp cấp dịch kiểu ngập lỏng Dịch lỏng cấp cho dàn lạnh cấp từ bình giữ mức ln trì ngập dàn lạnh

Dàn lạnh xương cá có nhược điểm chế tạo tương đối

ống vào ống góp Tuy nhiên cấu tạo dàn lạnh xương cá gọn nên sử dụng phổ biến

Dàn lạnh xương cá chế tạo theo mô đun nên có

thể dễ dàng tăng cơng suất dàn Mỗi mơ đun gồm 01 ống góp 01 ống góp dưới, ống trao đổi nhiệt bố trí từ 3÷5 dãy

Hình 3-7: Cấu tạo dàn lạnh xương cá 3.2.5.2 Bình giữ mức - tách lỏng

Trên hình 3-8 trình bày vẽ cấu tạo bình giữ mức - tách lỏng thường hay sử dụng cho máy đá cây, bình cịn gọi bình giữ mức tách lỏng kiểu chuột có phần chân đế giống chuột Nhiệm vụ bình hệ thống máy đá là:

- Chứa, cấp trì dịch lỏng ngập đầy dàn

lạnh bể đá

Mức dịch dàn lạnh khống chế van phao Các chắn làm từ tơn dày 3mm, chắn có

khoan lổ Φ6÷8mm, cách 20mm, có tác dụng chắn lỏng,

làm cho hạt lỏng theo hút máy nén

Bình giữ mức tách lỏng có trang bị van phao, van an toàn,

đồng hồ áp suất đường ống vào

60

15

0

63

7

1

733

216

B 15A

32AC

32AE 20AG

15AD

15AF 20AH

32AA

TấM CHắN

CHÂ N BìNH MøC DÞCH

A- ống hút máy nén; B- ống lắp van an toàn đồng hồ áp suất; C- ống môi chất dàn lạnh; D- ống cấp dịch vào; E- ống lỏng vào dàn lạnh; F- ống hồi dầu; G,H- ống bắt van phao

3.2.7 Chọn máy nén lạnh

Máy lạnh MYCOM sử dụng nhiều để kỹ thuật lạnh Việt Nam Dưới chúng xin giới thiệu thông số kỹ thuật máy lạnh MYCOM

Trên bảng 3-9 công suất nhiệt công nén đoạn nhiệt máy nén MYCOM (Nhật) chủng loại máy sử dụng rộng rãi nước ta Máy nén MYCOM có đặc điểm bền, đẹp gọn

Đối với hệ thống lớn thường sử dụng máy nén trục vít YORK - FRICK (Mỹ)

0 C 11 ,6 30 ,6 45 ,8 61 ,0 62 ,3 93 ,4 11 ,9

31,7 47,5 63,3 68,4 102 12,5 33,5 50,3 66,9 73,4 110 -5 11,3 29,7 44,6 59,4 60,6 90,9 11,5 30,7 46,0 61,4 65,3 980 12,2 32,6 48,9 65,1 70,3

105

5

-10 10,7 28,3 42,4 ,456 57,6 86,4 10,9, 02 29,1 43,7 58,4 612 11,7 31,1 46,6 62,2 66,2 993 -15 10,0 26,2 39,4 52,6 53,6 80,4 10,2 27,2 ,740 54,4 56,3 844 10,9 ,129 43,6 58,1 61,1 917 - 20 9,1

23 ,9 35 ,9 47 ,8 48 ,8 73 ,2 9,

24,9 37,2 49,7 50,7 76

0

10,0 26,7 40,0 53,3 55,3 83

0

Ne, kW

-25 8,1 21,4 32,0 42,8 43,6 65,4 8,4 22,2 ,433 44,5 44,6 668 9,0 ,923 35,9 47,8 49,0 734

0 C 61 ,3 16 1, 24 2, 32 3, 32 9, 494 ,1 62 ,1

163,9 245,

8 32 7, 33 4, 50

63,1 166,

3 24 9, 33 2, 33 9, 508

-5 49,5 130, 195, 260, 50,9 134, 201, 268 51,6 136, 204, 272 -10 39,3 103,

7 15 5, 20 7, 21 1, 317 ,1 41 ,1

108,3 162,

6 21 6, 22 3, 33

41,6 109,

7 16 4, 21 9, 22 5, 338

-15 30,7 80,8 121,

3 16 1, 16 4, 247 ,3 32 ,6

86,0 129,

1 17 2, 17 8, 26

33,1 87,1 130,

7 17 4, 18 0, 271

-20 23,4 61,6 92,3 123,

1 12 5, 188 ,4 25 ,4

67,1 100,

5 13 4, 14 0, 21

25,7 67,9 101,

7 13 5, 14 2, 213 B

ảng 3-9: N

ăng su

ất nén công su

ất tr

ụ

c c

ủ

a máy l

ạnh

MYCOM c

ấp

Qo, kW

-25 17,3 45,4 68,3 91,0 92,8 139

,

19

,3

tích quét , m/ 71,0 187, 280, 374

,

71

,0

187, 280, 374 71,0 187, 280, 374 Ký hiệu

N 2W A N 4W A N 6W A N 2W B N 4W B

N6WB F2WA

2 F 4WA F 6W A F 2W B F 4W B F 6W B F

2WA5 F4W

A F 6W A F 2W B F 4W B F6WB5

Môi chất R71 R22 R50

124W B L12

/

H4 1145 381 100,6 55 125A 80A 125A A80 2x80 2x50 A 2x80 A 2x50 A A 3.100

62 W B L6 / H 57 19

100, 26,5 100A 65A 90A 65A 65A 50A 65A 50A 1.50

42

W B

L4/ H2

130 100 1200

38

1

19

1

100, 25 80A 65A 80A A65 65A 50A 65A 50A 1.440

62

W A L

-6/H

2

28

1

94 100, 17 65A 40A 65A 40A 50A 40A 50A 40A 840

42

W A

4/

H

- 95 76 1450

18

7

94 100, ISO VG68

HO

ặC T

ƯƠ

NG

14 50A 40A 50A A40 50A 40A 50A 40A 720 12 WB 12 1.14 100, 66, 33 52 125 A 2 x 80A 250

8WB 764 75 50, 26 100A 125A 90A 100A 1150

6WB 573 10

0,

66, 33 25 90A 100 A 80A 90A 1410 4W B

130 100 1200

381 100 ,50 20 90 A 80 A 110 8W A(J) 374 75 50, 17 80A 90A 65A 80A 820 650

6W

A

(J) 281 100,6 14 65A 80A 65A 700 560

B

ảng 3-10: Thông s

ố k

ỹ thu

ật c

ủ

a máy nén MYCOM

W

WA(

NH3, R22, R502, R12, PROPANE MáY NéN PISTON, KI

ểU H

ở

4

95 76 1450

187 TRUY ềN Độ NG B ằNG Đ AI HO ặC TR ựC TI ếP

2WA 11 71 10 40 A 40 A 37 -

-Mm mm

V/phút m

3 /h - % - Lit

NH3 R22, R50

2 N H R22 , R 50 kg ốN G

HúT ốN

G Đẩ Y A J Đạ C TíNH MƠI CH ấT D ạN G S ố X I L A N H ĐƯ ờNG K íN H

HàNH TRìNH tốC

Độ M A X L ưu l ượ ng

nmax

D ẫN Đ ộN G m ứC GI ảM T ảI D ầU L ạN H S ố L Ư ợNG D ầU ĐƯờ N G

ốNG VàO RA

KH ốI L Ượ N G

3.3 hệ thống Máy đá vảy

3.3.1 Nguyên lý làm việc máy đá vảy

Do máy đá có nhiều nhược điểm không đảm bảo yêu cầu vệ sinh thực phẩm, nên hầu hết xí nghiệp chế biến thực phẩm sử dụng máy đá vảy để sản xuất đá phục vụ chế biến thực phẩm, đặc biệt xí nghiệp chế biến thuỷ sản, yêu cầu đá chế biến lớn

Máy đá vảy máy tạo đá có dạng mảnh nhỏ Quá trình tạo đá thực bên ống trụ có lớp, mơi chất lạnh lỏng bay hơi, cối đá

Cối đá có dạng hình trụ trịn chế tạo từ vật liệu inox, có lớp lớp mơi chất lạnh lỏng bão hồ Nước bơm tuần hoàn bơm từ bể chứa nước đặt phía bơm lên khay chứa nước phía Nước từ khay chảy qua hệ thống ống phun lên bề mặt bên trụ làm lạnh, phần đông lại thành đá bề mặt bên trong, phần dư chảy bể tiếp tục bơm lên

Khi đá đông đủ độ dày hệ thống dao cắt cắt rơi đá

dụng việc mở cửa xúc đá sử dụng Trong nhà máy chế biến thuỷ sản, kho cối đá đặt khu chế biến

Có 02 phương pháp cắt đá: Phương pháp cắt hệ thống dao quay phương pháp cắt nhờ dao cắt kiểu xoắn cố định

Dao cắt quay gắn trục quay đồng trục với cối đá

và xoay nhờ mô tơ đặt phía Tốc độ quay điều chỉnh được, đá cắt có kích thước khác tuỳ thuộc vào tốc độ quay Khi cắt dao tỳ lên bề mặt đá để cắt nên ma sát lớn Tốc độ quay trục tương đối chậm nhờ hộp giảm tốc

Đối với cối đá có dao cắt cố định, dao cắt có dạng trục vít

Khi trục trung tâm quay dao gạt đá lăn bề mặt trống vừa ép vỡ đá tạo bề mặt cối đá rơi xuống kho Do dao lăn bề mặt nên ma sát giảm xuống đáng kể, tăng độ bền cối, giảm mô men quay

1- Dao cắt đá; 2- Vách lớp; 3- Hộp nước inox; 4- Tấm gạt nước; 5- Vành chống tràn nước; 6- Lớp cách nhiệt

1- Bể nước tuần hoàn; 2- Bơm nước; 3- Cối đá; 4- Máng phân phối nước; 5- Bề mặt tạo đá; 6- Vách lớp; 7- Dao cắt đá; 8- Hộp giảm tốc

Hình 3-10: Cấu tạo bên cối đá vảy

3.3.2 Sơ đồ nguyên lý hệ thống lạnh máy đá vảy

Sơ đồ nguyên lý hệ thống lạnh máy đá vảy trình bày hình 3-11, bao gồm thiết bị sau đây:

- Máy nén lạnh: Có thể sử dụng máy nén cấp, đặc biệt

trong trường hợp sử dụng môi chất Frêôn Nếu sử dụng mơi chất

NH3 nhiệt độ cuối tầm nén cao nên người ta

thường sử dụng máy nén cấp, cho cối đá vảy hệ thống NH3

1- Máy nén; 2- Bình chứa CA; dàn ngưng; 4- Bình tách dầu; 5- Cối đá vảy; 6- Bình giữ mức- tách lỏng; 7- Bơm nước tuần hoàn; 8- Kho đá vảy

Hình 3-11: Sơ đồ nguyên lý hệ thống lạnh máy đá vảy

Dịch lỏng từ bình chứa cao áp tiết lưu vào bình tách lỏng-giữ mức Trong bình bão hồ hút máy nén, cịn lỏng bão hồ chảy vào cối đá làm lạnh nước, hiệu trao đổi nhiệt bên cối đá cao Hệ thống sử dụng van tiết lưu tay

- Kho chứa đá: Kho chứa đá đặt cối đá, thường lắp ghép từ polyurethan dày 100mm Riêng bề mặt đáy lót thêm 01 lớp inox bảo vệ panel

vì thời gian tạo đá nhanh, không thiết dự trữ nhiều đá kho Dưới kích cỡ số kho bảo quản đá thường sử dụng Việt Nam

+ Đối với cối đá - 10 Tấn ngày kích cỡ kho đá là:

2400W x 4000D x 3000H (mm)

+ Đối với cối đá 15-20 Tấn/ngày kích cỡ kho đá

3600Wx600D x 3000H (mm)

Kho chứa đá có 01 cửa kích cỡ 1980H x 980W x 100T (mm) - Thiết bị ngưng tụ: Trong trường hợp sử dụng mơi chất

R22 sử dụng dàn ngưng khơng khí ống đồng cánh

nhơm Khi sử dụng NH3 nên sử dụng thiết bị ngưng tụ giải nhiệt

bằng nước: dàn ngưng bay hơi, kiểu tưới bình ngưng, để giảm nhiệt độ đầu đẩy máy nén

- Bình chứa: Nói chung hệ thống máy đá vảy khơng cần bình chứa kích thước lớn thực tế hệ thống sử dụng số lượng môi chất không nhiều

* Đặc điểm hệ thống máy đá vảy Ưu điểm:

- Chi phí đầu tư nhỏ Hệ thống máy đá vảy không cần trang bị bể muối, hệ thống cẩu chuyển, bể nhúng, bàn lật, kho chứa đá máy xay đá nên giá thành thấp so với máy đá

- Chi phí vận hành nhỏ: Chi phí vận hành bao gồm chi phí nhân công, điện nước Do hệ thống máy đá vảy đơn giản, trang thiết bị máy đá nhiều phí vận hành thấp

- Thời gian làm đá ngắn, thường sau khoảng chưa đầy có đá sử dụng

- Đảm bảo vệ sinh chủ động sản xuất Các khâu sản xuất bảo quản đá điều tiến hành đảm bảo yêu cầu vệ sinh, nên chất lượng đá tốt

Ngày sử dụng đá vảy để chế biến thuỷ sản điều bắt buộc xí nghiệp chế biến thuỷ sản muốn cấp code E.U để nhập hàng vào thị trường E.U

Nhược điểm:

- Vì có dạng vảy, kích cỡ nhỏ nên sử dụng chổ chủ yếu, khó vận chuyển xa bảo quản lâu ngày

- Cối tạo đá vảy thiết bị khó chế tạo, giá tương đối cao - Phạm vi sử dụng: chủ yếu dùng bảo quản thực phẩm dây chuyền cơng nghệ xí nghiệp chế biến thực phẩm

3.3.2 Cấu tạo, kích thước cách nhiệt cối đá vảy

3.3.2.1 Cấu tạo cối đá vảy

Hình 3-12: Cối đá vảy

hoàn chỉnh Cối đá Genglace thường sử dụng dao cắt đá dạng trục vít

3.3.2.2 Xác định kích thước cối đá vảy

Kích thước cối đá vảy xác định theo diện tích u cầu Diện tích trao đổi nhiệt yêu cầu cối đá xác định theo suất cối tham khảo theo liệu cối đá vãy Fuji (Nhật) sau:

Bảng 3-11: Diện tích yêu cầu cối đá Năng suất,

t

0,3 0,5 3,5 7,5 10 15 20 25 33

Diện tích, m2

0,1 0,1

0,3 0,43

0,73

1,5 2,1

2,8

4,2 5,5

7 9,4 Diện tích trao đổi nhiệt cối đá xác định:

F = π.Dt.ht

(3-24) Dt - Đường kính cối đá, m;

ht- Chiều cao bên cối đá, m;

Chọn kích thước Dt, ht ta xác định kích thước

cịn lại

3.3.2.3 Kết cấu cách nhiệt

1 Lớ p vỏ inox dày 0,5ữ0,6mm Lớ p giấy dầu chống thấm 1ữ2mm Lớ p cá ch nhiệt, =50ữ75mm Lớ p inox dày 4ữ5mm

5 Môi chất lạ nh

6 Lớ p inox dày 4ữ5mm

1

2

d2 d1

Hình 3-13: Cách nhiệt cối đá vảy

Phía nắp cối đá khơng có bề mặt tạo đá nên có lớp đầu giống vách trụ cối Q trình trao đổi nhiệt phía nắp cối đá từ khơng khí bên ngồi vào khơng khí bên cối đá

Phía đáy cối đá bể nước tuần hồn, q trình trao đổi nhiệt nước cối đá nói chung có ích nên khơng tính

Bể nước tuần hồn làm từ vật liệu inox, bên bọc mút cách nhiệt Chiều dày lớp mút khoảng 30÷50mm Nhiệt độ nước bể tuần hoàn tuỳ thuộc vào thời điểm làm việc, giai đoạn đầu khởi động nhiệt độ cao, sau hệ thống vào ổn định, nhiệt độ nước bể thấp, tính tốn lấy trung bình khoảng 3÷5oC

3.3.3 Tính nhiệt hệ thống cối đá vảy

Trong hệ thống lạnh cối đá vảy có tổn thất nhiệt sau

- Tổn thất nhiệt truyền nhiệt cối đá vảy bình giữ

mức tách lỏng Q1

+ Tổn thất nhiệt qua kết cấu bao che cối đá vảy

+ Tổn thất nhiệt qua kết cấu bao che bể nước tuần hoàn

+ Tổn thất qua kết cấu bao che bình giữ mức tách lỏng

- Tổn thất nhiệt làm lạnh nước đá Q2

- Tổn thất nhiệt mô tơ dao cắt đá tạo Q3

- Tổn thất kho chứa đá Q4

Ngoài phía nắp cối đá số hãng hở nên có rị rỉ khơng khí vào bên cối đá, gây tổn thất nhiệt

3.3.3.1 Tổn thất nhiệt truyền nhiệt

Tổn thất nhiệt truyền nhiệt xác định theo công thức sau:

Q1 = Q11 + Q12 + Q13

(3-25)

Q11- Tổn thất nhiệt qua kết cấu bao che cối đá, W;

Q12 - Tổn thất nhiệt qua kết cấu bao che bể nước

tuần hoàn, W ;

Q13 - Tổn thất qua kết cấu bao che bình giữ mức tách

lỏng, W

1) Tổn thất nhiệt qua kết cấu bao che cối đá Q11

Tổn thất nhiệt qua kết cấu bao che cối đá gồm tổn thất qua

vách nắp cối đá Quá trình truyền nhiệt khác

nhau, cụ thể sau:

ở vách đứng, nhiệt truyền từ môi trường khơng khí bên ngồi vào mơi chất lạnh sơi bên cối đá

* Nhiệt truyền qua vách cối đá:

Q11T = kT.∆t.h

(3-26) ∆t = tKKN – to

tKKN - Nhiệt độ khơng khí bên ngồi, oC ;

to - Nhiệt độ sôi môi chất lạnh bên trong, lấy to =

-20oC;

h – Chiều cao thân cối đá, m;

kT - Hệ số truyền nhiệt vách đứng cối đá:

K m W d

d d d

k

i i

i

T ; /

1 ln

1

1

2

1

1α π λ π α

π + +

=

∑ +

(3-27)

α1 - Hệ số toả nhiệt từ khơng khí bên lên mặt cối

đá, W/m2.K;

α2 - Hệ số toả nhiệt sôi môi chất mặt cối đá,

W/m2.K;

λi - Hệ số dẫn nhiệt lớp vật liệu, W/m.K;

di, di+1 - đường kính ngồi lớp vật liệu, m;

d1, d2 - đường kính ngồi cối đá đường kính mặt

trong tiếp xúc với mơi chất lạnh (hình 3-13), m

* Nhiệt truyền qua nắp:

Quá trình truyền nhiệt coi qua vách phẳng, nên tính sau:

Q11N = kN.FN.(tKKN - tKKT)

(3-28)

FN – Diện tích nắp cối đá, FN = π.d12/4, m2

Nhiệt độ khơng khí bên ngồi nhiệt độ nhà nên lấy thấp nhiệt độ tính tốn vài độ, nhiệt độ khơng khí bên lấy khoảng tKKT = 3÷-3oC

kN – Hệ số truyền nhiệt nắp, W/m2.K

2

1 '

1

1 α λ δ

α + +

=

∑

i i N

k

(3-29)

α1, α’2 – Hệ số toả nhiệt khơng khí bên bên

nắp cối đá, W/m2.K;

δi, λi – Chiều dày hệ số dẫn nhiệt lớp vật liệu

2) Nhiệt truyền kết cấu bao che bể nước tuần hoàn

ở bể nước tuần hồn q trình truyền nhiệt thực từ mơi trường khơng khí bên ngồi vào nước lạnh bên bể

Q12 = kB.FB.(tKKN – tB)

(3-30)

FB – Diện tích thành bể nước, m2 ;

tKKN, tB – Nhiệt độ khơng khí bên ngồi nước bên bể, oC;

Nhiệt độ nước tuần hồn lấy khoảng ÷3oC

kB – Hệ số truyền nhiệt từ không khí vào nước tuần hồn,

W/m2.K

2

1 "

1

1 α λ δ

α + +

=

∑

i i B

k

(3-31)

α1, α”2 – Hệ số toả nhiệt khơng khí bên nước bên

trong bể nước tuần hoàn lên vách bể, W/m2.K;

δi, λi – Chiều dày hệ số dẫn nhiệt lớp vật liệu

thể xác định sơ kích thước bề nước tuần hồn để xác định tổn thất nhiệt

3) Nhiệt truyền kết cấu bao che bình giữ mức- tách lỏng

Bình giữ mức – tách lỏng có cấu tạo nhỏ, diện tích bề

mặt khoảng 1÷1,5m2, bên ngồi bọc mút cách nhiệt dày

30÷50mm Do kích thước bình nhỏ bọc cách nhiệt tốt nên, tổn thất nhiệt qua bình bỏ qua Trong trường hợp cần xác tính theo cơng sau:

Q13 = kGM.∆t.l

(3-32) ∆t = tKKN – to

tKKN - Nhiệt độ khơng khí bên ngồi, oC ;

to - Nhiệt độ sơi môi chất lạnh bên bể, lấy to =

-20oC

l – Chiều dài bình, m

kGM - Hệ số truyền nhiệt qua vách bình giữ mức:

W mK

d d

d d

k

i i i

GM ; /

1 ln

1

1

2

1

1α π λ π α

π + +

=

∑ +

(3-33)

α1 - Hệ số toả nhiệt từ khơng khí bên ngồi lên vách bình,

W/m2.K;

α2 - Hệ số toả nhiệt từ vách bình vào mơi chất lạnh trạng

thái lỏng, lấy giống bên vách cối đá vảy, W/m2.K; λi - Hệ số dẫn nhiệt lớp vật liệu, W/m.K;

di, di+1 - đường kính lớp vật liệu, m;

d1, d2 - đường kính ngồi lớp vật

3.3.3.2 Nhiệt để làm lạnh đá

3600 24

x q M

Q = o

, W (3-34)

M – Khối lượng đá sản xuất ngày đêm, giá trị suất cối đá, kg

24x3600 Qui đổi ngày đêm giây, thời gian làm

việc

qo - Nhiệt lượng cần làm lạnh kg nước từ nhiệt độ ban

đầu đến đơng đá hồn tồn, J/kg

Nhiệt làm lạnh kg nước từ nhiệt độ ban đầu đến đơng

đá hồn tồn qo xác định theo công thức:

qo = Cpn.t1 + r + Cpđ.⏐t2⎜

Cpn - Nhiệt dung riêng nước : Cpn = 4186 J/kg.K

r - Nhiệt đông đặc :

r = 333600 J/kg

Cpđ - Nhiệt dung riêng đá : Cpđ = 2090 J/kg.K

t1 - Nhiệt độ nước đầu vào, oC Nhiệt độ nước lạnh vào

lấy từ hệ thống nước lạnh chế biến t1 = oC từ mạng nước

thường t1 = 30oC

t2 - Nhiệt độ đá hoàn thiện t2 = -5 ÷ -8oC

Thay vào ta có:

qo = 4186.t1 + 333600 + 2090.⏐t2⎜, J/kg

(3-35)

3.3.3.3 Nhiệt mô tơ dao cắt đá tạo

Mô tơ dao cắt đá đặt bên ngồi cối đá, nhiệt

lượng tạo công suất trục mô tơ:

Q3 = 1000.η.N, W

N - Công suất đầu vào mô tơ dao cắt đá (kW) tham khảo bảng 3-13

3.3.3.4 Tổn thất nhiệt bơm nước tuần hoàn

Điện cung cấp đầu vào cho mô tơ bơm nước phần biến thành nhiệt toả cuộn dây, trục mơ tơ, phần cịn lại biến thành làm chuyển động dịng nước Phần cuối biến thành nhiệt làm tăng nhiệt độ nước

Q4 = 1000.η.N, W

(3-37) η- Hiệu suất bơm

3.3.3.5 Tổn thất nhiệt kho chứa đá

Tổn thất kho chứa đá chủ yếu truyền nhiệt qua kết cấu bao che độ chênh nhiệt độ Tổn thất tính tương tự tổn thất qua kết cấu bao che kho lạnh Kho chứa đá bố trí lươn thơng gió nên tính giống tổn thất qua tường

Q5 = k.F.∆t

(3-37)

k – Hệ số truyền nhiệt kho bảo quản đá, W/m2.K;

F – Diện tích kết cấu tường, trần kho, m2;

∆t - Độ chênh nhiệt độ tính tốn Có thể tính ∆t = 0,6.(tN-tT)

tN, tT – Nhiệt độ tính tốn ngồi trời kho đá Nhiệt độ

trong kho đá lấy 0÷-5oC 3.3.4 Chọn cối đá vảy

Bảng 3-12: Thông số kỹ thuật cối đá Fuji (Nhật) Mục K-3 K-5 K-10 K-20 K-35 K-50 K 75 K 10 K 15 K 200 K 25 K 330 Năng suất (t/ngày) 0, 0,

1 3,5 7,5 10 15 20 25 33

Qo (1000 KCal/h, -20oC)

1,

2,

4,5 16 23 34 45 68 90 11

150 Diện tích cối

đá (m2) 0, 0, 15 0,3 0,4 35 0,7 37 1,5 2,1 2,8 4,2 5,5 9,4 Công suất ngưng tụ (kW) 1, 2, 3-3,7

5,5 11 15 22 30 45 60 75 90 Nguồn điện 3Ph/220V/50/60Hz Môi chất

lạnh

R22/R502 Mơ tơ giảm

tốc (kW)

0,2 0,4 0,75 1,5 Nhiều tốc độ

Bơm nước (kW)

0,04 0,18 0,25 0,3

7 ống dịch vào

(mm)

10 15 25 32

ống môi chất (mm)

15 20 25 32

ống nước vào (mm)

15 20 25

ống tràn nước (mm)

ống xả cặn (mm)

15 20 25 32

Số lượng

van tiết lưu

1

Công suất van tiết lưu (Tôn lạnh)

0,9 1,9 3,7

Cửa đá Ra Φ (mm)

350 550 750 10

00 1400 17 70 195 Khối lượng (kg) 75 10 12

190 250 660 84 17 00 25 00 350 40 00 450

Cao (mm) 62

4 68 83 980 120 156 19 50 20 87 23 20 260 26 50 300

Rộng (mm) 665 767 920 10

00

1600 19 50

235

Dài (mm) 480 574 920 10

00

1600 19 50

235 Hiện có nhiều đơn vị nước chế tạo cối đá vảy, đặc tính kỹ thuật cối đá vãy Công ty Cơ Điện Lạnh Đà Nẵng SEAREE

Bảng 3-13 giới thiệu đặc tính kỹ thuật cối đá vảy SEAREE dùng để tham khảo

Bảng 3-13: Cối đá vảy SEAREE

MODEL Đơn vị SRE

05A(F ) SRE 10A(F) SRE 15A(F ) SRE 20A(F)

Năng suất Tấn/Ng

ày

đá

C/s mô tơ bơm nước

kW 100 100 250 300

ống môi chất vào mm 25A 2x25

A

2x32 A

2x40A

ống môi chất mm 50A 2x50

A

2x65 A

2x80A

ống nước cấp mm 15A 20A 2x20

A

2x25A

Công suất lạnh KCal/h 25.00

0

50.00

75.00

100.00

Môi chất lạnh NH3/R22/R404a

Kiểu cấp dịch Tiết lưu trực tiếp/Cấp từ bình

giữ mức/bơm dịch

Nhiệt độ bay oC -23 ÷ -25oC

Nhiệt độ nước vào làm đá

oC 26

Kích thước

Chiều cao mm 1345 1780 2200 2500

Chiều rộng mm 1000 1130 1330 1600

Chiều dài mm 1000 1130 1330 1600

Khối lượng kg 650 1000 1500 2000

3.4 loại máy đá kiểu khác

Ngoài hai dạng máy đá sử dụng phổ biến nêu trên,

máy Dưới xin giới thiệu sơ lược hai chủng máy đá công suất nhỏ thường sử dụng máy đá viên máy đá tuyết

3.4.1 Máy đá viên

Máy đá viên sử dụng để sản xuất đá dạng viên trụ trịn rỗng dùng sinh hoạt Có nhiều hãng khác sản xuất máy đá viên, phổ biến hãng Linde, Doelz Astra (Đức), Vogt Escher (Mỹ), Trépaud (Pháp) Tuy cấu tạo có khác số điểm nguyên lý chung giống

Đá sản xuất ống có kích thước thường sử dụng

là Φ57 Mơi chất lạnh sơi bên ngồi ống, q trình làm

việc mơi chất lạnh ngập bên ngồi ống Q trình làm việc máy theo chu kỳ chia thành giai đoạn: giai đoạn kết đông đá giai đoạn tan giá

Hình 3-14 giới thiệu cấu tạo máy đá viên Vogt (Mỹ) Cấu tạo giống bình ngưng ống chùm đặt đứng gồm bình, bên có nhiều ống, bên bố trí khay chứa nước, nước từ khay chảy bên ống làm lạnh đóng băng lên bề mặt bên ống Theo thời gian, chiều dày lớp đá tăng lên Lượng nước thừa 01 thùng đặt phía hứng tiếp tục bơm bơm lên khay cấp nước phía để tiếp tục đơng đá Khi độ dày đá đạt 10-15mm kết thúc q trình đơng đá chuyển sang q trình tan giá

Thời gian làm đá phụ thuộc vào độ dày đá, nhiệt độ bay Thời gian tan đá khoảng phút độ dày đá tan 0,5mm

Hiện đá viên sử dụng kinh doanh giải khát phổ biến nước ta Đá viên vừa thẩm mỹ vừa đảm bảo vệ sinh nên ưa chuộng Mặt khác máy làm đá viên có kích cỡ nhỏ phù hợp với thương mại đời sống, thời gian làm đá ngắn, nên chủ động

Máy đá viên thường có cơng suất khơng lớn, u cầu sử dụng thực tế vừa phải

Hình 3-14: Máy đá viên

3.4.2 Máy đá tuyết

Trên hình 3-15 giới thiệu máy đá tuyết hãng Taylor (Mỹ) Máy gồm tang trống, hai đầu có nắp mơi chất lạnh sơi bên ngồi tang trống Bên tang trống có hai lưỡi dao nạo đá quay với tốc độ nhanh 250 vòng/phút

Để tăng tiết diện tạo đá, bề mặt bên tang trống có dạng dích dắc Nước đưa vào tạo đá từ phía tang trống nắp lại Khi nạo, đá rơi vào nước lọc giữ lại nhờ lưới, nước đưa trở lại để tiếp tục tạo đá

Hình 3-15: Máy đá tuyết

Do bề mặt tạo đá bên có dạng dích dắc nên lưỡi dao phải có biên dạng tương tự

Nước cấp cho máy đá phải làm lạnh sơ đạt nhiệt độ

khoảng gần 0oC Do tốc độ lưỡi dao tương đối lớn nên bề mặt

bên tang trống luôn tiếp xúc với nước lạnh để tạo đá,

do hệ số truyền nhiệt lớn, khoảng 1600 W/m2.K Do

dễ dàng người ta ép viên đá thành cục lớn loại 230g 450g Lực ép lớn, khoảng 70 bar

Để tiện lợi cho việc thay đổi công suất tạo đá người ta chế tạo tang trống thành đơn nguyên Khi muốn tăng công suất người ta nối tiếp thêm vài đơn nguyên Mỗi đơn nguyên thường có suất khoảng tấn/ngày nhiệt độ bay môi chất -15oC

CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt