Tính toán thiết kế hệ thống lạnh cho công ty đăng minh

- 1 - MỤC LỤC MỤC LỤC 1 LỜI NÓI ĐẦU .2 LỜI CẢM ƠN .4 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN .5 1.1.TỔNG QUAN VỀ CÔNG TY .5 1.1.1.Sơ lược về lòch sử hình thành và xu hướng phát triển của công ty 5 1.1.2.Cơ cấu tổ chức của công ty: 5 1.2. CÁC VẤN ĐỀ VỀ CẤP ĐÔNG VÀ BẢO QUẢN SẢN PHẨM SAU CẤP ĐÔNG 6 1.2.1. Quá trình kết tinh của nước trong thực phẩm 6 1.2.2. Sự biến đổi của thực phẩm trong quá trình cấp đông và bảo quản đông .10 1.2.3.Các yếu tố ảnh hưởng đến thời gian cấp đông: 13 CHƯƠNG 2 : TÍNH NHIỆT TẢI VÀ CHỌN MÁY NÉN .16 2.1.LUẬN CỨ 16 2.2.CHỌN MÔI CHẤT VÀ CÁC THÔNG SỐ TÍNH TOÁN 16 2.2.1.Chọn môi chất: 16 2.2.2.Chọn các thông số của chế độ làm việc: .17 2.3.CHỌN VÀ TÍNH NHIỆT CHO CÁC HỆ THỐNG 19 2.3.1.HỆ THỐNG CẤP ĐÔNG IQF 19 2.3.2.HỆ THỐNG TỦ ĐÔNG TIẾP XÚC .33 2.3.3.HỆ THỐNG CỐI ĐÁ VẢY 42 2.3.4.HỆ THỐNG KHO BẢO QUẢN .56 CHƯƠNG 3: CHỌN SƠ ĐỒ TỔNG THỂ VÀ TÍNH CHỌN MỘT SỐ THIẾT BỊ CHO HỆ THỐNG LẠNH 71 3.1.CHỌN SƠ ĐỒ TỔNG THỂ CHO HỆ THỐNG LẠNH 71 3.1.1.Sơ đồ tổng thể (hình vẽ) .71 3.1.2.Chu trình hai cấp nén bình trung gian có ống xoắn: .71 3.2.TÍNH CHỌN MỘT SỐ THIẾT BỊ CHO HỆ THỐNG LẠNH .73 3.2.1.Tính chọn thiết bò ngưng tụ: .73 3.2.2.Tính chọn thiết bò bay hơi cho kho bảo quản đông .76 3.2.2.4. Xác đònh lưu lượng không khí qua dàn lạnh 78 3.2.3.Tính chọn bình chứa cao áp: 78 3.2.4.Tính chọn bình chứa thấp áp: .80 3.2.5.Tính chọn bơm dòch cho hệ thống: 82 3.2.6.Tính chọn bình trung gian: .85 3.2.7.Tính chọn bình tách dầu: 87 3.2.8.Chọn bình tập trung dầu: 88 3.2.9. Chọn bình tách khí không ngưng: .88 CHƯƠNG 4: TỰ ĐỘNG HOÁ VÀ VẬN HÀNH HỆ THỐNG LẠNH 89 4.1.TRANG BỊ TỰ ĐỘNG HOÁ .89 4.1.1.Mạch động lực: 90 - 2 - 4.1.2.Mạch điều khiển và bảo vệ các thiết bò lạnh: .90 4.2.VẬN HÀNH HỆ THỐNG LẠNH .93 4.2.1.Chuẩn bò vận hành: .93 4.2.2. Vận hành : .93 KẾT LUẬN 96 TÀI LIỆU THAM KHẢO .97 LỜI NÓI ĐẦU Trong những năm gần nay, nhu cầu làm lạnh ở nước ta ngày càng tăng nhanh, đặc biệt là lạnh phục vụ cho công nghệ chế biến và bảo quản thực phẩm. Đã có hàng trăm nhà máy đông lạnh thực phẩm xuất khẩu Tôm, cá, thòt, rau quả … đã và đang được xây dựng trên khắp mọi miền đất nước, ví như MINH ĐĂNG(Sóc Trăng), MINH PHÚ(Cà Mau), NAM VIỆT(An Giang) … cùng với đó là các hệ thống lạnh(được ví như là trái tim của các nhà máy chế biến) cũng đã và đang hình thành mạnh mẽ với các môi chất mới, máy móc và trang thiết bò nội ngoại nhập hiện đại. Điều này đã góp phần tạo nên một cuộc cách mạng thực sự cho ngành kỹ thuật lạnh nước ta. Cũng như bao sinh viên cùng khoá khác, sau khi tích luỹ xong số tín chỉ học phần mà nhà trường đã quy đònh, tôi đã được xét đủ điều kiện làm công tác tốt nghiệp Được sự phân công của Bộ môn Kỹ Thuật Lạnh, Khoa Chế Biến, Trường Đại Học Nha Trang, với sự hướng dẫn của Thầy Trần Đại Tiến, tôi đã tiến hành thực hiện đồ án tốt nghiệp với đề tài: “ Tính toán thiết kế hệ thống lạnh cho công ty MINH ĐĂNG”. Kết cấu đề tài bao gồm các nội dung chính sau: • CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN • CHƯƠNG 2: TÍNH NHIỆT TẢI VÀ CHỌN MÁY NÉN - 3 - • CHƯƠNG 3: CHỌN SƠ ĐỒ TỔNG THỂ VÀ TÍNH CHỌN MỘT SỐ THIẾT BỊ CHO HỆ THỐNG • CHƯƠNG 4: TỰ ĐỘNG HOÁ VÀ VẬN HÀNH HỆ THỐNG LẠNH Đồ án được hoàn thành đó là sự kết hợp kiến thức của hàng loạt các môn học liên quan, đó không chỉ là thách thức mà còn là cơ hội để cho bản thân tôi nói riêng và cho sinh viên ngành nhiệt lạnh nói chung có thể hệ thống lại những kiến thức mà mình đã học và bước đầu tiếp cận với thực tế sản xuất. Qua đó vô hình chung đã tạo cho bản thân một tiền đề vững chắc trước khi ra trường. Mặc dù đã cố gắng rất nhiều trong quá trình thực hiện đồ án, song do thời gian và kinh nghiệm thực tế chưa nhiều nên không thể tránh khỏi những thiếu sót. Rất mong được sư lượng thứ và sự đóng góp của quý thầy giáo cùng toàn thể các bạn để kiến thức của bản thân ngày càng hoàn thiện hơn. Em xin chân thành cảm ơn! Nha Trang, tháng 11 năm 2007 Sinh viên thực hiện Nguyễn An Toàn - 4 - LỜI CẢM ƠN Sau thời gian hơn bốn năm học tập dưới mái trường Đại Học Nha Trang, nay tôi đã hoàn thành chương trình học tập và đã hoàn thành đồ án tốt nghiệp của mình. Tôi xin chân thành gửi lời cảm ơn đến: Ban giám hiệu Trường Đại Học Nha Trang, Ban chủ nhiệm Khoa Chế Biến, Bộ môn Kỹ Thuật lạnh cùng toàn thể quý thầy cô đã dạy dỗ em trong suốt thời gian qua. Thầy Trần Đại Tiến, người đã hướng dẫn tận tình, giúp đỡ em hoàn thành đồ án này. Ban Giám Đốc, các anh chò em trong công ty TNHH Minh Đăng, đặc biệt là anh Vũ Quý Vui, người đã tạo điều kiện thuận lợi và giúp đỡ em trong suốt quá trình thực tập tốt nghiệp tại công ty. Và cuối cùng, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn đến cha mẹ, anh chò em và bạn bè đã luôn luôn giúp đỡ, động viên trong suốt thời gian qua. Tôi xin kính chúc tất cả các thầy cô, bạn bè sức khoẻ và đạt được nhiều thành tích trong công tác nghiên cứu và thực tập. Nha Trang, tháng 11 năm 2007. Sinh viên Nguyễn An Toàn - 5 - CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1.TỔNG QUAN VỀ CÔNG TY 1.1.1.Sơ lược về lòch sử hình thành và xu hướng phát triển của công ty Công ty TNHH MINH ĐĂNG Đòa chỉ: Tỉnh lộ 8 – thò trấn Mỹ Xuyên – tỉnh Sóc Trăng. Trước đây công ty chuyên sản xuất các mặt hàng khô như hành khô, chitin, chitozan . Đến năm 2005 công ty được mua lại bởi 1 thương nhân ở Sài Gòn, được tu sửa và bắt đầu đi vào hoạt động trở lại vào đầu năm 2006 chuyên sản xuất các mặt hàng thuỷ sản đông lạnh. Hiện nay công ty đang tiếp tục nâng cấp cải tiến và lắp đặt các trang thiết bò để sản xuất ra những mặt hàng thuỷ sản có chất lượng cao với các mặt hàng như: Tôm, mực, bạch tuộc, kẽm, maza đông lạnh . Thò trường hiện nay của công ty chủ yếu là thò trường nội đòa. Xu hướng của công ty là sẽ tạo ra các sản phẩm có chất lượng cao, đảm bảo an toàn vệ sinh để sản phẩm có mặt cạnh tranh trên thò trường thế giới. 1.1.2.Cơ cấu tổ chức của công ty: - 6 - 1.2. CÁC VẤN ĐỀ VỀ CẤP ĐÔNG VÀ BẢO QUẢN SẢN PHẨM SAU CẤP ĐÔNG 1.2.1. Quá trình kết tinh của nước trong thực phẩm 1.2.1.1.Các dạng tồn tại của nước trong thực phẩm: Nước trong thực phẩm, đặc biệt trong thuỷ sản chiếm tỷ 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. - Nước tự do: chỉ liên kết cơ học. Nước nằm bất động trong mạng lưới cấu trúc mô cơ dưới hình thức dung môi để khuếch tán các chất qua tế bào. - Nước liên kết: Không phải là dung môi mà là ở dạng liên kết với các chất prôtit tan và các chất vô cơ, hữu cơ tan khác tạo thành các khung cấu trúc của mô cơ. GIÁM ĐỐC PHÓ GIÁM ĐỐC PHÂN XƯỞNG CHẾ BIẾN PHÂN XƯỞNG CƠ ĐIỆN PHÒNG KỸ THUẬT PHÒNG KINH DOANH PHÒNG KẾ TOÁN - 7 - 1.2.1.2. Hiện tượng quá lạnh và điểm quá lạnh của thực phẩm: Khi hạ thấp nhiệt độ của thực phẩm xuống tới điểm băng, nước trong thực phẩm vẫn chưa bò đóng băng, chỉ khi hạ thấp nhiệt độ của sản phẩm xuống dưới điểm băng của thực phẩm ở một mốc xác đònh thì nước trong thực phẩm mới bắt đầu đóng băng. Hiện tượng này được gọi là hiện tượng quá lạnh và nhiệt độ ở điểm này là nhiệt độ quá lạnh hay điểm quá lạnh của thực phẩm. Độ quá lạnh của thực phẩm khi làm đông có ảnh hưởng lớn đến kích thước, hình dạng và số lượng các tinh thể đá hình thành, từ đó ảnh hưởng lớn đến khối lượng và chất lượng của thực phẩm. Đối với nguyên liệu thuỷ sản t ql = -5 0 C. Nếu t ql ≈ -30 0 C ÷ -8 0 C, tinh thể nước đá nhiều, kích thước bé d ≈ 10 ÷100µm Nếu t ql < -30 0 C, tinh thể đá dạng sợi bọc quanh tế bào. Nếu t ql < -80 0 C, nước đá dạng thuỷ tinh thể, bảo đảm sự toàn vẹn của các tế bào sống. 1.2.1.3.Cơ chế đóng băng của nước trong thực phẩm khi cấp đông: Nước trong thực phẩm do có hoà tan các chất tan nên nhiệt độ đóng băng thấp hơn 0 o C. Khi hạ nhiệt độ thực phẩm xuống thấp, các dạng nước trong thực phẩm đóng băng dần dần tuỳ theo mức đọ liên kết của chúng với tế bào. Khi nhiệt độ hạ xuống thấp bằng nhiệt độ cấp đông, trước tiên các tinh thể đá xuất hiện ở các gian bào (khoảng trống giữa các tế bào). Khi đến điểm đóng băng thì đa số nước ở gian bào kết tinh và làm tăng nồng độ chất tan lên cao hơn trong tế bào. Do đó áp suất thẩm thấu tăng lên làm cho nước trong tế bào có xu hướng ra ngoài qua gian bào, qua màng bán thấm của tế bào. Nếu tốc - 8 - độ làm lạnh chậm thì nước trong tế bào ra sẽ làm các tinh thể hiện diện lớn lên mà không tạo nên tinh thể mới. Nếu tốc độ làm lạnh nhanh thì tinh thể sẽ tạo ra ở cả bên ngoài lẫn bên trong tế bào, tinh thể đá sẽ nhuyễn và đều. Do đó nếu hạ nhiệt độ chậm tế bào sẽ bò mất nước và các tinh thể nước đá tạo ra sẽ to và chèn ép làm rách màng tế bào, cấu tạo mô cơ bò biến dạng, giảm chất lượng sản phẩm. Khi nước tự do đã đóng băng hết thì đến nước liên kết, bắt đầu từ nước có liên kết yếu đến nước có liên kết mạnh. 1.2.1.4.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 và biến đổi cấu trúc sợi cơ. 1.2.1.5.Các yếu tố ảnh hưởng đến sự kết tinh của nước trong thực phẩm: 1.Nồng độ các chất hoà tan Các chất đường, chất béo, protein, muối…trong thực phẩm hoà tan liên kết với nước tạo thành dung dòch keo. Để kết tinh các phần tử nước phải tách ra khỏi sự liên kết của các chất tan. Vì vậy khi có các chất tan thì nhiệt độ của nước phải giảm để giảm động năng, tăng lực liên kết phân tử giữa các phân tử nước với nhau để nước kết tinh. Do đó nồng độ chất hoà tan tăng thì nhiệt độ kết tinh nước giảm. 2.Tốc độ cấp đông: Khi cấp đông chậm, điểm quá lạnh cao, nước khuếch tán nhiều, các tinh thể nước đá thu hút nước để tăng thể tích mà không có xu hướng tạo nên các - 9 - mầm tinh thể mới. Kết quả là số lượng các tinh thể ít, kích thước lớn và không đều, điều đó ảnh hưởng nhiều đến cấu trúc liên kết tế bào thực phẩm. Cụ thể là gây chèn ép phá vỡ màng tế bào và huỷ hoại cấu trúc mô cơ, tạo ra nhiều khe hở. Khi tan giá để sử dụng thì nước sẽ thoát ra ngoài theo câc khe hở này, đồng thời kéo theo các chất dinh dưỡng ra ngoài, vừa gây giảm trọng lượng, vừa gây giảm giá trò dinh dưỡng. Khi cấp đông nhanh, điểm quá lạnh thấp, nước ít khuếch tán vì các mầm tinh thể hình thành đều khắp trong cấu trúc với tốc độ nhanh, nhờ đó số lượng tinh thể nhiều, kích thước nhỏ và đều. Điều này ít gây huỷ hoại đến cấu trúc tế bào và mô, ít gây giảm trọng lượng và giảm giá trò dinh dưỡng. Nếu cấp đông cực nhanh thì sẽ không có sự khuếch tán nước. Các phần tử nước sẽ kết tinh ở những vò 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 gần như nguyên vẹn. 3.Chất lượng ban đầu của thực phẩm: Thực phẩm tươi sống đem làm lạnh đông sẽ có chất lượng cao nhất vì cấu trúc và sự liên kết của nước với các thành phần còn nguyên vẹn tính tự nhiên. Khi các cấu trúc bò hư hỏng do va chạm hoặc do chất lượng bò giảm vì quá trình tự phân giải, thối rửa thì khả năng giữ nước giảm, tỷ lệ nước tự do tăng, tính đàn hồi của cấu trúc giảm. Trong những trường hợp này nước kết tinh sẽ khuếch tán nhiều, cấu trúc liên kết tế bào bò nước đá giãn nở sẽ rách vỡ làm cho chất lượng sản phẩm giảm. - 10 - 1.2.2. Sự biến đổi của thực phẩm trong quá trình cấp đông và bảo quản đông 1.2.2.2.Biến đổi về vật lý: 1.Tăng thể tích: Trong quá trình cấp đông nước tách ra và đông thành các tinh thể, làm cho sản phẩm trở nên rắn và tăng thể tích lên một ít ⇒ gây nứt vỡ bao bì và khuôn chứa nếu có cấu tạo không thích hợp. 2.Mất nước giảm trọng lượng, giảm giá trò dinh dưỡng: - Khi làm đông, có hiện tượng bay hơi nước và thăng hoa, gây giảm trọng lượng sản phẩm. Đó là sự bay hơi nước vào không khí từ bề mặt thực phẩm, do sự chênh lệch mật độ ρ giữa không khí sát bề mặt và không khí xung quanh. Ẩm bốc lên từ bề mặt sản phẩm vào không khí xung quanh, nếu sản phẩm nhập có bề mặt còn ướt thì khi cấp đông chúng sẽ đông lại, sau đó diễn ra quá trình thăng hoa. Nếu chênh lệch nhiệt độ bề mặt sản phẩm và không khí trong buồng cấp đông càng lớn thì ẩm bốc càng mạnh và gây hao hụt khối lượng càng lớn. - Khi bảo quản đông sẽ có hiện tượng thăng hoa, gây mất trọng lượng, bò rỗ bề mặt gây cháy lạnh làm giảm chất lượng sản phẩm. - Sau khi làm đông, trong quá trình bảo quản đông trong kho còn xảy ra hiện tượng tan chảy và tái kết tinh lại thành tinh thể nước đá. Trong mỗi lần như vậy sẽ có sự khuếch tán nước xảy ra, kết quả là tinh thể nước đá to lên gây chèn ép, rách tế bào, sau khi tan giá sẽ làm mất nước, mất chất dinh dưỡng ⇒ mất trọng lượng. - Mức độ giảm trọng lượng và chất lượng của sản phẩm phụ thuộc vào nhiều yếu tố : . tài: “ Tính toán thiết kế hệ thống lạnh cho công ty MINH ĐĂNG”. Kết cấu đề tài bao gồm các nội dung chính sau: • CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN • CHƯƠNG 2: TÍNH NHIỆT. năng suất lạnh riêng khối lượng lớn nên lưu lượng môi chất tuần hoàn trong hệ thống nho, rất thuận lợi cho việc thiết kế hệ thống máy lạnh có công suất