KỸ THUẬT NHIỆT LẠNH CHƯƠNG 1: ĐẠI CƯƠNG VỀ KỸ THUẬT LẠNH Phương pháp tiết lưu không sinh công - Sử dụng hiệu ứng Jone Thomson - Tiết lưu trình giảm áp suất chất lỏng ( chất khí) chuyển động qua cửa nghẽn có tiết diện nhỏ đột ngột, làm môi chất thay đổi trạng thái Tác nhân lạnh ( môi chất lạnh) Mơi chất lạnh chất tuần hồn hệ thống lạnh, nhận nhiệt lượng từ đối tượng cần làm lạnh thải nhiệt mơi trường bên ngồi Những u cầu môi chất lạnh Yêu cầu nhiệt động ∏ - áp suất cuối nén, hệ số nén = Pk / P0 không cao - nhiệt độ đông đặc phải nhỏ nhiệt độ giới hạn phải cao - nâng suất lạnh riêng Pv phải lớn -nhiệt ẩn hóa phải lớn để giảm lượng tác nhân lạnh lưu thông hệ thống - trọng lượng riêng độ nhớt phải nhỏ u cầu hóa lý - mơi chất phải bền áp suất nhiệt độ cao, không phân hủy polemer hóa - mơi chất lạnh phải có tính trơ, k ăn mòn kl vật liệu khác hệ thống lạnh -hịa tan dầu -khơng dẫn điện không cháy nổ - môi chất lạnh phải có mùi dễ nhận biết bị rị rỉ Yêu cầu sinh lý - 1môi chất không gây độc hại, khơng khó thở, tắc thở, mờ mắt - khơng tạo khí độc tiếp xúc cháy nổ -có mùi dễ chịu -khơng ảnh hưởng đến chất lượng thực phẩm bảo quản trường hợp rò rỉ u cầu kinh tế: mơi chất lạnh phải có giá rẻ, dễ tìm, dễ chuyển dễ bảo quản Chất tải lạnh môi chất trung gian nhận nhiệt lượng từ đối tượng cần làm lạnh chuyển tới thiết bị bay Chất tải lạnh sử dụng trường hợp sau đây: Phòng lạnh có u cầu cao an tồn lao động, khơng sử dụng dàn bay trực tiếp Khó sử dụng trực tiếp dàn bay trực tiếp Môi trường lạnh có tính độc hại có ảnh hưởng xấu đến chất lượng sản phẩm Tổ hợp phải cung cấp đến nhiều hộ tiêu thụ lạnh hộ xa nơi cung cấp Yêu cầu kỹ thuật: Nhiệt độ đông đặc thấp Nhiệt độ sôi phải cao nhiệt độ mơi trường Có hệ số dẫn nhiệt lớn, nhiệt dung riêng C lớn, khối lượng riêng p nhỏ độ nhớt v nhỏ Khơng ăn mịn kl vật liệu khác thiết bị máy lạnh Không độc hại không, không nguy hiểm, không gây cháy nổ Giá thành thấp dễ tìm dễ bảo quản Chất tải lạnh như: NaCl, CaCl2, metanol, etanol,… CHƯƠNG 3: CÁC THIẾT BỊ LẠNH CƠ BẢN TRONG MÁY NÉN HƠI Nguyên lý làm việc MN pitttong 1/Quá trình nén lý thuyết 2/Quá trình nén thực tế Khác với trình nén lý thuyết trình nén thực tế phải chịu ảnh hưởng đến yếu tố bên ngồi: Thể tích chết Vc Trở lực clape hút đẩy Tổn thất mơi chất nóng lên hút Một số yếu tố khác rò rỉ từ khoang đẩy sang khoang hút 3/ hệ số λ tổn thất thể tích cảu máy nén Hệ số cấp λ λ = Vtt/ Vlt = mtt/ mlt Trong đó: mtt suất khối lượng thực tế MN Mlt suất khối lượng lý thuyết MN Hệ số cấp xác định qua cơng thức: - λ = λc λtl λw λr λk ko hđ đc Van tiết lưu -có kết cấu giống van chặn Nhưng đây, van có hình dạng trụ kéo dài cắt vát tiết diện hình kéo dài Răng kim van mịn để dễ điều chỉnh tiết diện van -Phân loại: Van chiều để giữ cho môi chất theo chiều cần thiết Van an tồn để mở mơi chất trường hợp khẩn cấp má áp suất hệ thống vượt định mức an toàn CHƯƠNG 5: TỰ ĐỘNG HÓA HỆ THỐNG LẠNH Điều chỉnh cấp lỏng van tiết lưu nhiệt tự động -Khi nhiệt tăng sẻ làm cho áp xuất P1 tăng dẫn tới phá cân lực theo hướng tăng lực đẩy lò xo đến đạt trạng thái cân làm cho van mở rộng ra, cho phép môi chất qua nhiều Khi độ nhiệt giảm, hệ cân bằng lực sẻ thay đổi theo hướng ngược lại, làm van đóng bớt lại giảm lượng môi chất qua Và nhiệt trì ổn định Như để đảm bảo nhiệt deta t qn số cần phải tăng diện tích truyền từ B sang C tức gây lãng phí kim loại chi phí chế tạo dàn bay hơi, người ta sử dụng van tiết lưu nhiệt tự động cân Khác với van tiết lưu nhiệt cân áp suất dàn bay Po đc lấy điểm C điểm A cách thay đổi kết cấu van Như độ sụt áp detal P cho Po=Pc giảm xuống, tác động đến hệ cân lực Nhờ mà khơng cần phải tăng diện tích tiết diện dàn bay mà cần đảm bảo cung cấp đầy đủ lượng môi chất lỏng cần thiết vào dàn bay CHƯƠNG 6: HỆ THỐNG LẠNH Yêu cầu hệ thống lạnh Có khả trì ổn định chế độ nhiệt độ độ ẩm tròn phòng cac đối tượng làm lạnh An toàn lao động hệ vận hành lao động sử dụng Uyển chuyển sử dụng, có khả thay đổi chết độ nhiệt độ khác tùy vào mục đích sử dụng Cung cấp đặc dung dịch lỏng chất tải lạnh vào dàn lạnh, việc giải phóng chúng nhanh hệ thống Có khả giảm đến mức tối thiểu loại trừ ảnh hưởng áp suất lỏng đến nhiệt độ sôi môi chất Có khả tự động phần hay tồn phần Lượng mơi chất nạp vào hệ thống nhỏ Ít k rỉ sét Giá thành vận hành sử chửa thấp 10 Đơn giản việc vận hành hay bảo dưỡng Phân loại hệ thống lạnh a Hệ thống lạnh trực tiếp môi chất -ưu điểm: làm lạnh nhanh có khả điều chỉnh nhiệt độ sơi mơi chất, có hệ số làm lạnh cao phí thấp -Nhược điểm: khó phân bố mơi chất lạnh hệ thống lạnh nhiều nhánh, khả tích trữ lạnh thấp, nguy cháy nỗ cao gặp cố b Hệ thống lạnh làm lạnh gián tiếp môi chất lạnh -Ưu điểm: an toàn vận hành sử dụng, dùng mơi chất lạnh hơn, có khả rị rỉ mc lạnh vào thực phẩm, có khả tích trử lạnh lớn nên trình nhiệt độ lạnh ổn định, nguy cháy nổ thấp -Nhược điểm: tăng chi phí đầu tư ban đầu, tăng chi phí vận hành, giảm hệ số lạnh hệ thống Sơ đồ cụm thả đá thu hồi môi chất Về cụm xả đá dựa nguyên tắc nâng nhiệt độ bề mặt trao đổi nhiệt lên 0oC biện pháp sau Nung nóng từ bên nóng mơi chất trích từ đường ống cao áp sau máy nén Nung nóng bên ngồi cách tưới nước Dùng điện trở Dùng tác động nhiệt vòi phun Kết hợp phương pháp Sơ đồ cụm xả đá (học hình 6-12 trang 89) ỨNG DỤNG LẠNH CHƯƠNG 7: QUÁ TRÌNH LÀM MÁT VÀ THIẾT BỊ LÀM MÁT Cơ sở lý thuyết trình làm mát +Định nghĩa: trình trao đổi nhiệt giửa sản phẩm thực phẩm phần làm mát, nhằm hạ nhiệt độ sản phẩm xuống đến nhiệt độ cao nhiệt độ kết đơng sản phẩm Nhiệt độ kết đông sản phẩm thực phẩm nhiệt độ mà bắt đầu chuyển đổi pha nước chứa sản phẩm + Cơ sở lý thuyết trình làm mát Tải nhiệt cb trình làm mát xđ bằng: Qm= GC0.(td-tc) = G(hd-hc) (KW) Trong đó: G khối lượng sản phẩm làm mát đơn vị thời gian kg/s C0 nhiệt dung riêng cảu sản phẩm Tđ, tc nhiệt độ đầu cuối sản phẩm Hđ, hc entanpi đầu cuối sản phẩm Tổng tải nhiệt trình làm mát thực phẩm Q0= Qm + Qsh + Qbh (KW) Tải nhiệt phản ứng sinh hóa Qsh = G.qsh Với qsh tawir nhiệt riêng phần phản ứng sinh hóa Tải nhiệt bay nước từ thực phẩm: Qsh = ∆ G (rk’ - r0) = G ∆ g.(rk’ - r0) Với -rk’ nhiệt ẩn trình chuyển đổi pha -ro nhiệt ẩn hóa nước -G khối lượng hao hụt sản phẩm đơn vị thời gian kg/s - ∆ g = G/g độ hao hụt khối lượng sản phẩm kg/kg - Q0= G.(C0.(tđ-tc) + qsh + ∆ g ( rk’ - ro) (KW) CHƯƠNG 8: ĐÔNG LẠNH VÀ THIẾT BỊ ĐÔNG LẠNH Cơ sở lý thuyết trình đơng lạnh -Định nghĩa: q trình đơng lạnh mà kết lượng nước tự chứa sản phẩm thực phẩm phần hay toàn phần chuyển sang nước đá -Đặc điểm: Q trình đơng lạnh sản phẩm thực phẩm xảy khoảng nhiệt độ từ nhiệt độ kết đông đến nhiệt độ tinh kèm theo q trình đơng lạnh tượng Sự chuyển đổi pha nước tự thành nước đá Sự tăng nồng độ dịch lỏng chất tan sản phẩm thực phẩm Sự giảm nhiệt độ cảu sản phẩm xuống thấp nhiệt độ kết đơng Q trình đơng lạnh xem Chậm v= 1- 10 mm/h Nhanh v = 50 - 200 mm/h -Sự thay đổi nhiệt độ A-b giai đoạn làm mát sản phẩm hạ nhiệt từ nhiệt độ ban đầu tới nhiệt độ kết đông B-C giai đoạn kết đông, giai đoạn hình thành nước đá Ở nước tinh khiết, đầy trình đẳng nhiệt, thực phẩm nhiệt đọ sản phẩm giảm phẩm dần coi giai đoạn kết thúc -4C 73% nước tự don thực phẩm hóa đá c-d giai đoạn đông Đây giai đoạn hạ nhiệt độ sản phẩm từ -4C đến nhiệt độ cuối tC Nhiệt độ cuối cảu sản phẩm phụ thuộc loại sản phẩm thiệt bị đông lạnh hay u cầu cơng nghệ CHƯƠNG 9: Q TRÌNH RÃ ĐÔNG THỰC PHẨM Cơ sở lý nhiệt q trình rã đơng Q trình rã đơng q trình trao đổi nhiệt từ trạng thái đơng lạnh trở trạng thái ban đầu, tức làm cho nước đá sản phẩm trở lại trạng thái lỏng nâng nhiệt độ sản phẩm lên nhiệt độ kết đơng sản phẩm đó: Nhiệt lượng cần thiết cho q trình rã đơng đó: Qrđ = G.qrđ = G ( q1 + q2+ q3) Các phương pháp rả đông Pp rã đơng đun nóng bền mặt Pp rã đơng bên sản phẩm sóng cao tầng lị vi sóng dịng điện qua sản phẩm Nâng lượng sóng cao tầng cung cấp E= U2.f.ξ.tgδ 2 Năng lượng dòng điện cung cấp E= U /R = I R CHƯƠNG 10: KHO LẠNH CÔNG NGHIỆP Phân loại kho lạnh công nghiệp -kho lạnh tiền chế -kho trữ lạnh -kho lạnh phân phối -máy lạnh gia đình -kho lạnh sản xuất -Kho lạnh chuyển tiếp -kho lạnh tải Cách nhiệt kho lạnh Lớp vật liệu xây tường vác kho lạnh cần đảm bảo yêu cầu sau: Lớp cách nhiệt vật liệu phải bền điều kiện môi trường bên ngồi, có khả chống ẩm tốt giải phóng âm Lớp vật liệu chống thấm liên tục Không đặt lớp vật liệu chống thấm bên lớp vật liệu cách nhiệt, tức lớp vật liệu chống thấm đặt phía có nhiệt độ cao Lớp cách nhiệt phải liên tục đủ dày để khơng có tượng đọng sương bền mặt vách ngăn phía nhiệt độ cao ... CHƯƠNG 10: KHO LẠNH CƠNG NGHIỆP Phân loại kho lạnh cơng nghiệp -kho lạnh tiền chế -kho trữ lạnh -kho lạnh phân phối -máy lạnh gia đình -kho lạnh sản xuất -Kho lạnh chuyển tiếp -kho lạnh tải Cách... thống lạnh a Hệ thống lạnh trực tiếp môi chất -ưu điểm: làm lạnh nhanh có khả điều chỉnh nhiệt độ sơi mơi chất, có hệ số làm lạnh cao phí thấp -Nhược điểm: khó phân bố mơi chất lạnh hệ thống lạnh. .. tích trữ lạnh thấp, nguy cháy nỗ cao gặp cố b Hệ thống lạnh làm lạnh gián tiếp môi chất lạnh -Ưu điểm: an toàn vận hành sử dụng, dùng mơi chất lạnh hơn, có khả rị rỉ mc lạnh vào thực