Nghiên cứu tính toán, thiết kế kho lạnh bảo quản hoa dung tích 80 tấn

luận văn

BỘ GIÁO DỤC VÀ ðÀO TẠO TRƯỜNG ðẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI ----------      ---------- PHẠM THỊ HUYẾN NGHIÊN CỨU TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ KHO LẠNH BẢO QUẢN HOA DUNG TÍCH 80 TẤN LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT Chuyên ngành : Kỹ thuật máy và thiết bị cơ giới hoá nông, lâm nghiệp Mã số : 60.52.14 Người hướng dẫn khoa học: GS.TS. PHẠM XUÂN VƯỢNG HÀ NỘI - 2010 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ kỹ thuật i . LỜI CAM ðOAN Tôi xin cam ñoan rằng, số liệu và kết quả nghiên trong luận văn này là trung thực và chưa hề ñược sử dung ở học vị nào. Tôi xin cam ñoan rằng, mọi sự giúp ñỡ cho việc thực hiện luận văn này ñã ñược cảm ơn và các thông tin trích dẫn trong luận văn này ñã ñược chỉ rõ nguồn gốc. Nếu sai tôi hoàn toàn chịu trách nhiệm. Tác giả luận văn ký tên Phạm Thị Huyến Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ kỹ thuật ii . LỜI CẢM ƠN Trong quá trình thực hiện ñề tài này, tôi ñã nhận ñược sự hướng dẫn, chỉ bảo và giúp ñỡ tận tình của các thầy, cô giáo trong Khoa Cơ ðiện và các thầy, cô trong Trường. Nhân dịp này, cho phép tôi ñược bày tỏ lòng biết ơn chân thành và sâu sắc ñến: Tôi xin thành cảm ơn thầy giáo GS.TS: Phạm Xuân Vượng ñã trực tiếp hướng dẫn, chỉ bảo và giúp ñỡ tôi thực hiện luận văn này. Tôi xin chân thành cảm ơn tập thể cán bộ, giáo viên Bộ môn Thiết bị bảo quản và chế biến nông sản – Khoa Cơ ðiện và toàn thể các thầy cô giáo trong Khoa Cơ ðiện trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội. Tôi xin bày tỏ lòng cảm ơn chân thành ñến các thầy cô giáo ñã trực tiếp giảng dạy tôi trong quá trình học tập tại Trường và các thầy cô giáo Khoa Sau ðại học – Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội. Tôi cảm ơn bố mẹ và người thân trong gia ñình và bạn bè thân thiết ñã ñộng viên và tạo mọi ñiều kiện thuận lợi cho tôi hoàn thành luận văn tốt nghiệp này. Tôi xin chân thành cảm ơn Ban Tổng Giám ñốc Viện nghiên cứu rau quả - Trâu Quỳ - Gia Lâm – Hà Nội ñã tạo ñiều kiện giúp ñỡ tôi hoàn thành luận văn này. Tác giả Phạm Thị Huyến Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ kỹ thuật iii . MỤC LỤC LỜI CAM ðOAN i LỜI CẢM ƠN ii MỤC LỤC iii DANH MỤC BẢNG v DANH MỤC HÌNH vi MỞ ðẦU 1 Chương 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU NGHIÊN CỨU 4 1.1. Những nghiên cứu ngoài nước 4 1.2. Những nghiên cứu trong nước 7 1.3. Những biến ñổi về sinh lý của hoa cắt sau thu hoạch 10 1.5. Một số sơ ñồ hệ thống lạnh 19 1.6. Cơ sở lý thuyết quá trình lạnh 27 1.7. Nội dung nghiên cứu, nguyên liệu và phương pháp nghiên cứu 32 Chương 2 TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ KHO LẠNH 34 2.1. Cấu trúc kho lạnh 34 2.1.1. Chọn phương án thiết kế kho lạnh 34 2.1.2. Chọn phương án xây dựng kho 36 2.1.3. Chọn nhiệt ñộ bảo quản 40 2.1.4. Thiết kế cấu trúc kho lạnh 40 2.1.5. Một số vấn ñề khi thiết kế, lắp ñặt và sử dụng kho lạnh – Biện pháp khắc phục 42 2.1.6. Xác ñịnh số lượng và kích thước kho lạnhError! Bookmark not defined. 2.1.6. Quy hoạch mặt bằng kho lạnh Error! Bookmark not defined. 2.2. Tính cách nhiệt, cách ẩm kho lạnh Error! Bookmark not defined. 2.2.1. Mục ñích của việc cách nhiệt phòng lạnhError! Bookmark not defined. 2.2.2. Mục ñích của việc cách ẩm Error! Bookmark not defined. Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ kỹ thuật iv . 2.2.3. Cấu trúc của cách nhiệt, cách ẩm Error! Bookmark not defined. 2.2.4. Bản vẽ thiết kế kho lạnh bảo quản hoa Error! Bookmark not defined. Chương 3: TÍNH TOÁN THIẾT BỊ KHO LẠNHError! Bookmark not defined. 3.1. Tính phụ tải của máy nén Error! Bookmark not defined. 3.1.1. Mục ñích tính toán nhiệt kho lạnh Error! Bookmark not defined. 3.1.2. Xác ñịnh các tổn thất dòng nhiệt vào kho lạnhError! Bookmark not defined. 3.2. Xác ñịnh năng suất lạnh của MN Error! Bookmark not defined. 3.3. Phương pháp làm lạnh Error! Bookmark not defined. 3.4. Tính toán và lựu chọn thiết bị Error! Bookmark not defined. 3.4.1. Tính chọn máy nén Error! Bookmark not defined. 3.4.2. Tính chọn thiết bị ngưng Error! Bookmark not defined. 3.4.3. Tính chọn dàn bay hơi Error! Bookmark not defined. 3.5. Tính chọn thiết bị phụ Error! Bookmark not defined. 3.5.1. Vai trò, vị trí thiết bị phụ trong hệ thống lạnhError! Bookmark not defined. 3.5.2. Các thiết bị phụ hệ thống lạnh bảo quảnError! Bookmark not defined. 3.5. Quy trình vận hành Error! Bookmark not defined. 3.5.1. Nhiệm vụ của vận hành hệ thống lạnh:Error! Bookmark not defined. 3.5.2. Nguyên tắc chung trước khi khởi ñộng hệ thống lạnh Error! Bookmark not defined. 3.5.3. Khởi ñộng máy nén Error! Bookmark not defined. 3.5.4. Dừng máy nén Error! Bookmark not defined. Chương 4: KẾT LUẬN VÀ ðỀ NGHỊ Error! Bookmark not defined. 4.1. Kết luận Error! Bookmark not defined. 4.2. ðề nghị Error! Bookmark not defined. TÀI LIỆU THAM KHẢO Error! Bookmark not defined. Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ kỹ thuật v . DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1. Sản lượng và giá trị hoa cắt ở một số nước trên thế giới 4 Bảng 1.2. Ảnh hưởng của nhiệt ñộ ñến chất lượng bảo quản hoa hồng [24] 11 Bảng 1. 3: Ảnh hưởng của nhiệt ñộ ñến chất lượng hoa Layơn ñỏ [24] 11 Bảng 1.4: Khả năng bị tổn thương và nhiệt ñộ bảo quản tối ưu của một số loại hoa [24] 12 Bảng 1.5: Ảnh hưởng của ñộ ẩm không khí ñến chất lượng bảo quản hoa Hồng [24] 14 Bảng 1.6: Ảnh hưởng của ñộ ẩm không khí ñến chất lượng bảo quản hoa Layơn [24] 14 Bảng 1.7: Kết quả ứng dụng thử nghiệm quy trình tại cơ sở sản xuất của hoa Hồng 26 Bảng 1.8: Kết quả ứng dụng thử nghiệm quy trình tại cơ sở sản xuất của hoa Layơn 26 Bảng 1.9: Chế ñộ bảo quản lạnh hoa cắt 29 Bảng 2.1: Các ñặc tính vật lý của vật liệu Error! Bookmark not defined. Bảng 3.1 : Tổng hợp kết quả tính nhiệt buồng IError! Bookmark not defined. Bảng 3.3: Tổng hợp kết quả tính toán nhiệt phòng IIIError! Bookmark not defined. Bảng 3.4: Tổng hợp kết quả tính toán nhiệt của cả III phòngError! Bookmark not defined. Bảng 3.5: Tỷ lệ tải nhiệt ñể chọn máy nén Error! Bookmark not defined. Bảng 3.6: Các thông số trạng thái các ñiểm nút cơ bản của chu trìnhError! Bookmark not defined. Bảng 3.7: Hệ số hiệu chỉnh công suất k hc Error! Bookmark not defined. Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ kỹ thuật vi . DANH MỤC HÌNH STT Tên hình Trang Hình 1.1: ðường cong giả thiết làm mát của hoa cắt 18 Hình 1.2: Sơ ñồ nguyên lý hệ thống lạnh trung tâm 19 Hình 1. 3: Sơ ñồ nguyên lý hệ thống ngưng tụ CO2 20 Hình 1. 4 : Sơ ñồ nguyên lý hệ thống lạnh của cụm water chiller 21 Hình 1.5: Sơ ñồ nguyên lý hệ thống ñiều hòa không khí 22 làm lạnh bằng nước 22 Hình 1.6 : Sơ ñồ nguyên lý hệ thống lạnh của tủ lạnh thương nghiệp (show case) 23 Hình 1. 7: Sơ ñồ nguyên lý hệ thống kho lạnh bảo quản hoa 24 Hình 1.8: Sơ ñồ nguyên lý kho lạnh 32 Hình 2.1: Các lớp của tấm Panel 37 Hình 2.2: Các phương pháp lắp ghép panel 38 Hình 2. 3: Hình khối kho lạnh lắp ghép Panel 39 Hình 2. 4: Cửu ra hàng 40 Hình 2.5: Tấm Panel 41 Hình 2. 6: Cấu trúc mái kho lạnh 41 Hình 2.7: Mái kho lạnh 41 Hình 2. 8: Giá xếp sản phẩm 42 Hình 2.9: Con lươn thông gió kho lạnh 43 Hình 2.10: Sơ ñồ khối mặt bằng kho lạnh bảo quản hoaError! Bookmark not defined. Hình 2.11: Bản vẽ thiết kế kho lạnh bảo quản hoaError! Bookmark not defined. Hình 3.1: Chu trình hồi nhiệt của máy nén một cấpError! Bookmark not defined. Hình 3.2 : Máy nén nửa kín Error! Bookmark not defined. Hình 3.3: Bình ngưng ống chùm nằm ngang freônError! Bookmark not defined. Hình 3.4: Dàn lạnh không khí Friga-Bohn Error! Bookmark not defined. Hình 3.5 : Cấu tạo của bình cao áp Error! Bookmark not defined. Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ kỹ thuật vii . Hình 3.6: Bình tách dầu kiểu hình nón chắn Error! Bookmark not defined. Hình 3.7: Bình tách lỏng kiểu nón chắn Error! Bookmark not defined. Hình 3.8: Nguyên tắc cấu tạo của tháp giải nhiệtError! Bookmark not defined. Hình 3.9: Bộ lọc ẩm cơ khí Error! Bookmark not defined. Hình 3.10: Van tiết lưu tự ñộng Error! Bookmark not defined. Hình 3.11: Van tiết lưu cân bằng trong Error! Bookmark not defined. Hình 3.12: Hộp hơi ñiều chỉnh tăng ñộ ẩm không khíError! Bookmark not defined. Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ kỹ thuật 1 . MỞ ðẦU * Tính cấp thiết của ñề tài Từ lâu cây hoa ñã ngắn bó chặt chẽ với ñời sống tinh thần của mọi người dân trên thế giới nói chung và người Việt Nam ta nói riêng. Khi ñời sống vật chất ñược nâng cao thì ñời sống tinh thần cũng ñược coi trọng, nhu cầu chơi hoa không chỉ những ngày lễ tết mà ngay cả những ngày thường hoa ñược ñem tặng nhau ñể tỏ ý chúc mừng và thể hiện tình cảm của mình. Vì vậy, cây hoa ñã dần trở thành nhu cầu không thể thiếu ñối với ñời sống của chúng ta. ðể ñáp ứng nhu cầu chơi hoa thì ngành trồng hoa cũng ñược coi trọng. Việc trồng hoa coi là một ngành, một nghề ñem lại hiệu quả kinh tế cao. Danh thu bình quân 1ha trồng hoa ñạt 50 – 60 triệu ñồng trong khi cũng 1ha ñất canh tác ñạt 21,3 triệu ñồng (năm 1993) cá biệt có thể thu ñược 100 triệu ñồng từ việc trồng các loại hoa Hồng ðà Lạt, Cẩm Chướng, Layơn… Những năm gần ñây, nhu cầu hoa cắt trên thế giới tăng nhanh ( 6- 9% / năm). Năm 1995 tổng giá trị hoa cắt tiêu thụ trên thị trường thế giới là 31 tỷ USD. Mục tiêu ñến năm 2010 sản lượng thu hoạch 4,5 tỷ cành và xuất khẩu 1 tỷ cành. Nước ta có ñiều kiện khí hậu, ñất ñai phù hợp với hầu hết các loại hoa trồng trên thế giới và có thể sản xuất quanh năm. ðây là lợi thế không phải bất kỳ nước nào trên thế giới cũng có. Với kinh nghiệm lâu ñời của người sản xuất, ngành sản xuất hoa nước ta không chỉ cung cấp các sản phẩm cho tiêu dùng nội ñịa mà còn xuất khẩu sang các nước vĩ ñộ thấp ở bắc châu Á, châu Âu, châu Mỹ… Tuy nhiên, việc sản xuất hoa gặp rất nhiều khó khăn nhất là công ñoạn sơ chế sau thu hoạch và bảo quản. Việc bảo quản hầu hết dựa vào kinh nghiệm của người dân nên ñộ bền hoa rất thấp, thời gian cắm hoa, giữ hoa ngắn, hoa thường bị thối, dập nát, tỷ lệ hu hỏng nhiều, gây tâm lý không tốt Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ kỹ thuật 2 . ñến người tiêu dùng, gây thiệt hại cho người sản xuất. Trong những năm gần ñây, tình hình ứng dụng công nghệ sau thu hoạch ñã ñược cải thiện ñáng kể. Công nghệ sau thu hoạch càng phát triển thì ñầu ra của nông sản càng ñược mở rộng, giai ñoạn sau thu hoạch là cầu nối giữa sản xuất nông nghiệp với người tiêu dùng. Do vậy việc ứng dụng công nghệ sau thu hoạch ñể nâng cao chất lượng nông sản nhằm mở rộng thị trường tiêu thụ là một trong những giải pháp cần ñược quan tâm. Hiện nay ñã có rất nhiều phương pháp bảo quản hoa ñược áp dụng như: Bảo quản hoa bằng phương pháp phun hoặc ngâm hoá chất ( hoá chất Trung Quốc) có ưu ñiểm dẻ tiền, dễ sử dụng, thời gian hoa tươi lâu 10 ñến 15 ngày nhưng ñộc hại, gây ảnh hưởng ñến sức khoẻ người tiêu dùng. Phương pháp bảo quản hoa bằng nước Ozen do TS. Nguyễn Văn Khải giám ñốc viện khoa học vật lý Hà Nội ñưa ra, dẻ tiền, dễ sử dụng, thời giam hoa tươi mà vẫn giữ cho hoa ñẹp và nguyên chất, không gây ñộc cho người tiêu dùng [11]. Phương pháp bảo quản “Windtofresh” (bảo quản bằng bao gói có sử dụng chất gien quánh) bảo quản hoa tươi mà không cần nhúng nước, phương pháp này tạo thuận lợi cho khâu vận chuyển. Và một số phương pháp khác nữa nhưng phương pháp bảo quản lạnh là phương pháp tốt nhất. Nhiệt ñộ thấp làm giảm hô hấp và các hoạt ñộng trao ñổi chất khác, giảm thoát hơi nước, giảm sự sản sinh cũng như tác ñộng của Ethylen và giảm sinh trưởng của nấm, khuẩn hạn chế các hư hỏng sinh lý và bệnh lý trên hoa cắt Các loại hoa cắt có nguồn gốc ôn ñới như: cẩm chướng, loa kèn, thược dược, . yêu cầu nhiệt ñộ ở 0-10C. Các loại hoa cắt có nguồn gốc nhiệt ñới và á nhiệt ñới rất mẫn cảm với hư hỏng lạnh nên ñũi hỏi nhiệt ñộ bảo quản cao hơn: lay ơn (2- 4 0 C), lan (7-10 0 C), . Xuất phát từ thực tiễn ñó, ñể góp phần vào việc ñẩy mạnh xuất khẩu hoa chúng tôi tiến hành nghiên cứu ñề tài “ Nghiên cứu tính toán, thiết kế kho lạnh bảo quản hoa dung tích 80 tấn” . xuất khẩu hoa chúng tôi tiến hành nghiên cứu ñề tài “ Nghiên cứu tính toán, thiết kế kho lạnh bảo quản hoa dung tích 80 tấn Trường ðại học Nông nghiệp. pháp tính toán cho phù hợp. * Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của ñề tài Nghiên cứu tính toán, thiết kế kho lạnh bảo quản hoa có ý nghĩa khoa học cao trong bảo