Tính toán thiết kế hệ thống lạnh cho kho bảo quản sản phẩm thủy sản đông lạnh sức chứa 500 tấn tại Công ty TNHH Minh Đăng – Sóc Trăng

Tính toán thiết kế hệ thống lạnh cho kho bảo quản sản phẩm thủy sản đông lạnh sức chứa 500 tấn tại Công ty TNHH Minh Đăng – Sóc Trăng

= = = =  = = = =

NGUYỄN VIỆT THÁI

TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG LẠNH CHOKHO BẢO QUẢN SẢN PHẨM THỦY SẢN

TY TNHH MINH ĐĂNG – SÓC TRĂNGĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

CHUYÊN NGÀNH: CÔNG NGHỆ NHIỆT LẠNH

CBHD: ThS NGUYỄN TRỌNG BÁCH

Sau một thời gian học tập và nghiên cứu tại trường Đại học Nha Trang,đến nay tôi đã hoàn thành chương trình đào tạo đại học và hoàn thành đồ án tốtnghiệp đại học Tôi xin chân thành gửi lời cảm ơn đến:

Ban Giám Hiệu trường Đại học Nha Trang, Ban chủ nhiệm khoa Chếbiến, cùng với các thầy cô giảng dạy.

Đặc biệt gửi lời cảm ơn đến thầy Th.s Nguyễn Trọng Bách - người đã

trực tiếp hướng dẫn tận tình để tôi hoàn thành đồ án đúng thời hạn.

Ban Giám Đốc và các anh chị ở công ty TNHH Minh Đăng đã tận tìnhgiúp đỡ và tạo điều kiện thuận lợi cho tôi trong thời gian thực tập tại công ty.

Cuối cùng, tôi bày tỏ lời cảm ơn đến cha mẹ cùng những người thân vàtoàn thể bạn bè đã giúp đỡ, động viên tôi trong suốt thời gian học tập và thựchiện công tác tốt nghiệp.

Tôi xin chúc các thầy cô, các anh chị và toàn thể bạn bè sức khỏe dồi dào,đạt nhiều thành công trong công việc, học tập và nghiên cứu.

Nha Trang, tháng 11 năm 2007

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN 2

1.1 TỔNG QUAN VỀ CÔNG TY 2

1.1.1 Sự hình thành và phát triển của công ty 2

1.1.2 Cơ cấu tổ chức và chức năng nhiệm vụ các đơn vị trong công ty 3

1.1.3 Tổng quan mặt bằng của công ty 4

1.2 TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ LÀM ĐÔNG VÀ BẢO QUẢN SẢNPHẨM ĐÔNG LẠNH 5

1.2.1 Tác dụng của việc bảo quản lạnh 5

1.2.2 Một số biến đổi của thực phẩm trong quá trình bảo quản đông 5

1.3 TỔNG QUAN VỀ KHO LẠNH BẢO QUẢN 7

1.3.1 Kho lạnh bảo quản 7

1.3.2 Phân loại kho lạnh 8

1.4 TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI 10

CHƯƠNG II : TÍNH TOÁN CẤU TRÚC KHO LẠNH 12

2.1 CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ KHO LẠNH 12

2.1.1 Yêu cầu đối với quy hoạch mặt bằng kho lạnh 12

2.1.2 Yêu cầu buồng máy và thiết bị 13

2.2 CHỌN PHƯƠNG ÁN XÂY DỰNG KHO LẠNH 14

2.3 CHỌN MẶT BẰNG XÂY DỰNG KHO LẠNH 14

2.4 HÌNH KHỐI KHO LẠNH 15

2.5 CHỌN THÔNG SỐ THIẾT KẾ 15

2.5.1 Chọn nhiệt độ bảo quản 15

2.5.2 Độ ẩm không khí trong kho 16

2.5.3 Thông số địa lý, khí tượng ở Sóc Trăng 16

2.5.4 Phương pháp tính nhiệt tải kho lạnh 16

2.5.5 Chọn máy và thiết bị 17

2.6.2 Nguyên tắc hàng vào trước ra trước 19

2.8.2 Diện tích chất tải của kho lạnh F, m2 20

2.8.3 Tải trọng của nền và của trần 21

2.8.4 Xác định diện tích kho lạnh cần xây dựng 21

2.9 THIẾT KẾ CẤU TRÚC KHO LẠNH 22

2.11 CẤU TRÚC CÁCH NHIỆT ĐƯỜNG ỐNG 28

CHƯƠNG III: TÍNH NHIỆT TẢI, CHỌN MÁY NÉN VÀ CÁC THIẾT BỊCỦA HỆ THỐNG LẠNH 29

3.1 TÍNH TOÁN NHIỆT TẢI 29

3.1.1 Dòng nhiệt qua kết cấu bao che Q1 29

3.1.2 Dòng nhiệt do sản phẩm và bao bì tỏa ra Q2 31

3.3.2 Sơ đồ và chu trình biểu diễn trên đồ thị lgp-i 43

3.3.3 Tính toán chu trình hai cấp bình trung gian có ống xoắn 44

3.4 TÍNH CHỌN MÁY NÉN VÀ THIẾT BỊ TRAO ĐỔI NHIỆT 45

3.4.1 Tính toán phía hạ áp 45

3.4.2 Tính toán phía cao áp 47

3.4.3 Tính chọn máy nén và thiết bị trao đổi nhiệt 48

3.4.4 Chọn các thiết bị khác của hệ thống lạnh 57

CHƯƠNG IV: LẮP ĐẶT HỆ THỐNG LẠNH 72

4.1 LẮP ĐẶT KHO LẠNH 72

4.1.1 Gia cố và xây dựng nền móng kho 72

4.1.2 Xây dựng kết cấu bao che cho kho 72

4.1.3 Lắp ghép các tấm panel 72

4.2 LẮP ĐẶT MÁY NÉN 75

4.3 LẮP ĐẶT CÁC THIẾT BỊ KHÁC CỦA HỆ THỐNG LẠNH 76

4.3.1 Lắp đặt thiết bị ngưng tụ 76

4.3.2 Lắp đặt thiết bị bay hơi 77

4.3.3 Lắp đặt van tiết lưu màng cân bằng ngoài 78

4.3.4 Lắp đặt các thiết bị khác 78

4.3.5 Lắp đặt đường ống 79

4.4 THỬ KÍN, THỬ BỀN VÀ CHÂN KHÔNG HỆ THỐNG LẠNH 82

4.5 NẠP MÔI CHẤT CHO HỆ THỐNG LẠNH 84

5.3.1 Bảo dưỡng máy nén 99

5.3.2 Bảo dưỡng thiết bị ngưng tụ 100

5.3.3 Bảo dưỡng thiết bị bay hơi 100

5.3.4 Bảo dưỡng van tiết lưu 101

5.3.5 Bảo dưỡng tháp giải nhiệt 101

5.3.6 Bảo dưỡng bơm 101

5.3.7 Bảo dưỡng quạt 101

CHƯƠNG VI: SƠ BỘ GIÁ THÀNH CỦA CÔNG TRÌNH 102

6.1 CHI PHÍ CHO KHO LẠNH 102

6.2 CHI PHÍ CHO MÁY VÀ THIẾT BỊ 103

6.3 CHI PHÍ CHO NHÂN CÔNG 103

6.4 CÁC KHOẢN CHI PHÍ KHÁC 103

KẾT LUẬN VÀ Ý KIẾN ĐỀ XUẤT 104

TÀI LIỆU THAM KHẢO 105

LỜI NÓI ĐẦU

Trong những năm qua, ngành kỹ thuật lạnh nước ta đã được ứng dụng rấtmạnh mẽ trong các ngành như: Sinh học, hoá chất, công nghiệp dệt, thuốc lá, bia,rượu, điện tử, tin học, y tế,… đặc biệt trong ngành chế biến và bảo quản thủy sản.Quá trình chuyển đổi công nghệ chế biến để đáp ứng các tiêu chuẩn quốc tế vàthay đổi môi chất lạnh mới đã tạo nên một cuộc cách mạng thật sự cho ngành kỹthuật nước ta

Với nguồn nguyên liệu thủy sản dồi dào và đa dạng Sản lượng thủy sản đánhbắt và nuôi trồng hàng năm là rất lớn Vì vậy để đảm bảo thu được lợi nhuận cao từviệc xuất khẩu thủy sản thì việc đảm bảo chất lượng của sản phẩm là vấn đề rất quantrọng

Cùng với quy trình công nghệ máy móc và thiết bị chế biến thì vấn đề bảoquản sau khi chế biến là một khâu không thể thiếu để hạn chế những biến đổi làmgiảm chất lượng sản phẩm Cho nên việc xây dựng kho bảo quản sản phẩm thủysản đông lạnh là một vấn đề cấp thiết hiện nay.

Xuất phát từ những yêu cầu đó, được sự phân công của khoa Chế Biến vàbộ môn Kỹ thuật lạnh trường Đại học Nha Trang cùng với sự hướng dẫn của thầy

Th.s Nguyễn Trọng Bách, tôi được giao đề tài: “Tính toán thiết kế hệ thống

lạnh cho kho bảo quản sản phẩm thủy sản đông lạnh sức chứa 500 tấn tạiCông ty TNHH Minh Đăng – Sóc Trăng” Đề tài bao gồm những nội dung sau:

1 – Tổng quan.

2 – Các thông số tính toán, tính toán cấu trúc kho lạnh.

3 – Tính nhiệt tải kho lạnh, chọn máy nén và các thiết bị của hệ thống lạnh.4 – Lắp đặt hệ thống lạnh.

5 – Trang bị tự động hoá, vận hành và bảo dưỡng hệ thống lạnh.6 – Sơ bộ giá thành công trình

Mặc dù rất cố gắng nhưng do thời gian và kinh nghiệm còn hạn chế nênđồ án không tránh khỏi những thiếu sót Rất mong được sự chỉ dẫn của quý thầycô và sự đóng góp ý kiến của các bạn.

Nha Trang, tháng 11 năm 2007

Sinh viên thực hiện

Nguyễn Việt Thái

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN1.1 TỔNG QUAN VỀ CÔNG TY

1.1.1 Sự hình thành và phát triển của công ty

Công ty trách nhiệm hữu hạn (TNHH) Minh Đăng là một doanh nghiệp tưnhân thuộc thị trấn Mỹ Xuyên - Tỉnh Sóc Trăng.

Trước đây công ty có tên là công ty TNHH Nam Trung chuyên chế biếnđồ khô: Hành khô, chitin và chitozan.

Ngày 11/12/2005, công ty được một tư nhân tại Sài Gòn mua lại và đổi tênlà công ty TNHH Minh Đăng chuyên sản xuất hàng đông lạnh: Mực đông lạnh,Bạch tuộc đông lạnh, kẽm, maza đông lạnh.

Địa chỉ của công ty: Tỉnh lộ 8 - Bình Thạnh - Mỹ Xuyên - Sóc Trăng.Hiện nay, công ty nhận gia công chế biến các sản phẩm thủy sản đônglạnh: mực, bạch tuộc, maza, kẽm, cá đuối….Công ty mới nhập về máy móc thiếtbị hiện đại sẽ tạo điều kiện thuận lợi cho việc khắc phục những nhược điểm nhỏhẹp và thiết bị lạc hậu trước đây.

Mục tiêu của công ty sẽ sản xuất những mặt hàng cao cấp có giá trị kinh tế caonhư: Mực, tôm và mở rộng thị trường ra nước ngoài như Nhật, Mỹ, EU, Hàn Quốc…

1.1.2 Cơ cấu tổ chức và chức năng nhiệm vụ các đơn vị trong công ty

Giám đốc: Có quyền hạn cao nhất trong công ty, có chức năng giám sát

điều hành mọi hoạt động của công ty.

Phó giám đốc: Có nhiệm vụ tham mưu cho giám đốc, điều hành mọi hoạt

động sản xuất kinh doanh của công ty, tham gia ký kết các hợp đồng.

Phân xưởng chế biến: Có vai trò quan trọng trong sự tồn tại và phát triển

của công ty Chịu trách nhiệm về mặt quản lý nhân sự, đảm bảo các chế độ, chínhsách và quyền lợi nghĩa vụ của người lao động đối với công ty theo luật định củanhà nước.

Phân xưởng cơ điện: Đảm bảo cho các máy móc thiết bị vận hành thông

suốt, an toàn trong cả quá trình chế biến.

Phòng kỹ thuật: Tham mưu cho giám đốc trong việc điều hành kỹ thuật

sản xuất, quá trình vệ sinh an toàn thực phẩm từ nguyên liệu đến thành phẩm,chịu trách nhiệm về chất lượng sản phẩm làm ra, phụ trách chương trình quản lýchất lượng, thực hiện đúng kế hoạch mà giám đốc đề ra.

Phòng kinh doanh: Có chức năng và nhiệm vụ xử lý thông tin từ các

nguồn tin thu thập được từ phía khách hàng, từ việc khảo sát thị trường Phântích tổng hợp thông tin đưa ra những đề xuất, dự báo trong kinh doanh như giá cảmặt hàng trước mắt và lâu dài Ngoài ra phải thường xuyên giao dịch với kháchhàng, chào hàng trực tiếp hoặc gián tiếp.

PHÂN XƯỞNG

CHẾ BIẾN

GIÁM ĐỐCPHÓ GIÁM ĐỐC

PHÂN XƯỞNG CƠ ĐIỆN

PHÒNG KỸ THUẬT

PHÒNG KINH DOANH

PHÒNG KẾ TOÁN

Phòng kế toán: Có vai trò trong sự tồn tại và phát triển của công ty Tính

các chi phí, giá thành sản phẩm, lợi nhuận, tiền lương, thưởng và tính toán cáckhoản có liên quan đến sản xuất kinh doanh của công ty

1.1.3 Tổng quan mặt bằng của công ty

Phân tích ưu nhược điểm của mặt bằng tổng thể:

+ Kho bao bì được bố trí tách riêng để phòng ngừa sự cháy xảy ra.+ Nơi tiếp nhận nguyên liệu có sân rộng cho xe ra vào.

 Nhược điểm:

- Phân xưởng cơ điện có nhiều tiếng ồn được bố trí ngang với khu thành phẩm.- Phòng máy không có đường đi vào, công nhân vận hành phải đi ngangqua phòng chế biến để vào phòng máy Ngoài ra vị trí của phòng máy khôngthuận lợi cho việc sửa chữa và bảo dưỡng.

- Chưa có cửa tiếp nhận nguyên liệu riêng tách biệt với phế liệu ra nên cóthể gây sự nhiễm chéo và nhiễm bẩn.

- Góc phía đông của khu vực tiếp nhận giáp với khu vực chứa phế liệu vàtrạm xử lý nước thải nên nguyên liệu dễ bị nhiễm bẩn.

- Sự bố trí làm việc của công nhân không khép kín nên công ty có phầnkhông ngăn nắp và chưa ổn định.

1.2 TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ LÀM ĐÔNG VÀ BẢO QUẢN SẢN PHẨM ĐÔNG LẠNH

1.2.1 Tác dụng của việc bảo quản lạnh

Bảo quản thực phẩm là quá trình bảo vệ và hạn chế những biến đổi về chấtlượng và hình thức của thực phẩm trong khi chờ đợi đưa đi sử dụng.

Thực phẩm sau khi thu hoạch về chế biến được bảo quản ở nhiệt độ thấpcùng với chế độ thông gió và độ ẩm thích hợp trong kho lạnh, khi hạ nhiệt độthấp thì enzyme và vi sinh vật trong nhiên liệu bị ức chế hoạt động và có thể bịđình chỉ hoạt động Như vậy nguyên liệu được giữ tươi lâu thêm một thời giannữa.

Nói chung khi nhiệt độ nhỏ hơn 10oC thì vi sinh vật gây thối rữa và vikhuẩn gây bệnh bị kiềm chế phần nào hoạt động của chúng Khi nhiệt độ nhỏ hơn0oC thì tỷ lệ phát triển của chúng rất thấp, ở -5oC ÷ -10oC thì hầu hết chúngkhông hoạt động Tuy nhiên có một số loài vi khuẩn và nấm mốc khi hạ nhiệt độxuống -15oC chúng vẫn phát triển được như Cloromobacter, Pseudomonas… Do

đó, muốn bảo quản được thực phẩm, nhất là các mặt hàng thuỷ sản trong thờigian dài thì nhiệt độ bảo quản phải dưới -15oC.

Như vậy, quá trình bảo quản lạnh có tác dụng như sau:

Ở nhiệt độ thấp các phản ứng sinh hoá trong nguyên liệu giảm xuống.Trong phạm vi hoạt động bình thường cứ hạ 10oC thì các phản ứng sinh hoá giảmxuống 1/2÷1/3, khi hạ xuống thấp sẽ làm ức chế các hoạt động về sinh lý của vikhuẩn cũng như nấm men

Dưới tác dụng của nhiệt độ thấp, nước trong động vật thuỷ sản bị đóngbăng làm cơ thể động vật bị mất nước, vi khuẩn thiếu nước nên giảm phát triểnvà có khi còn bị tiêu diệt Nói chung khi nhiệt độ hạ xuống thấp thì chỉ có tácdụng kiềm chế vi khuẩn hơn là giết chết chúng.

1.2.2 Một số biến đổi của thực phẩm trong quá trình bảo quản đông 1 Biến đổi vật lý.

Sự kết tinh lại của nước đá:

Đối với các sản phẩm đông lạnh trong quá trình bảo quản nếu chúng takhông duy trì được nhiệt độ bảo quản ổn định sẽ dẫn đến sự kết tinh lại của nướcđá Đó là hiện tượng gây nên những ảnh hưởng xấu cho sản phẩm bảo quản Donồng độ chất tan trong các tinh thể nước đá khác nhau thì khác nhau, nên nhiệtđộ kết tinh và nhiệt độ nóng chảy cũng khác nhau.

Khi nhiệt độ tăng thì các tinh thể nước đá có kích thước nhỏ, có nhiệt độnóng chảy thấp sẽ bị tan ra trước tinh thể có kích thước lớn, nhiệt độ nóng chảycao Khi nhiệt độ hạ xuống trở lại thì quá trình kết tinh lại xảy ra, nhưng chúng lạikết tinh thể nước đá lớn do đó làm cho kích thước tinh thể nước đá lớn ngày càngto lên Sự tăng về kích thước các tinh thể nước đá sẽ ảnh hưởng xấu đến thực phẩmcụ thể là các cấu trúc tế bào bị phá vỡ, khi sử dụng sản phẩm sẽ mềm hơn, hao phíchất dinh dưỡng tăng do sự mất nước tự do tăng làm mùi vị sản phẩm giảm.

Để tránh hiện tượng kết tinh lại nước đá, trong quá trình bảo quản nhiệt độbảo quản phải được giữ ổn định, mức dao động nhiệt độ cho phép là ± 20C.

Sự thăng hoa của nước đá:

Trong quá trình bảo quản sản phẩm đông lạnh do hiện tượng hơi nướctrong không khí ngưng tụ thành tuyết trên dàn lạnh làm cho lượng ẩm trongkhông khí giảm Điều đó dẫn đến sự chênh lệch áp suất bay hơi của nước đá ở bềmặt sản phẩm với môi trường xung quanh Kết quả là nước đá bị thăng hoa, hơinước đi vào bề mặt sản phẩm với môi trường không khí Nước đá ở bề mặt bịthăng hoa, sau đó các lớp bên trong của thực phẩm cũng bị thăng hoa

Sự thăng hoa nước đá của thực phẩm làm cho thực phẩm có cấu trúc xốp,rỗng Oxy không khí dễ thâm nhập vào oxy hoá sản phẩm Sự oxy hoá xảy ra làmcho sản phẩm hao hụt về trọng lượng, chất tan, mùi vị bị xấu đi, đặc biệt trongquá trình oxy hoá lipit.

Để tránh hiện tượng thăng hoa nước đá của sản phẩm thì sản phẩm đônglạnh đem đi bảo quản cần được bao gói kín và đuổi hết không khí ra ngoài Nếucó không khí bên trong sẽ xảy ra hiện tượng hoá tuyết trên bề mặt bao gói và quátrình thăng hoa vẫn xảy ra.

2 Biến đổi về hoá học.

Trong quá trình bảo quản đông lạnh các biến đổi sinh hoá, hoá học diễn rachậm Các thành phần dễ bị biến đổi là protêin hoà tan, lipit, vitamin, chất màu,…

Sự biến đổi của protêin:

Trong các loại protêin thì protêin hoà tan trong nước dễ bị phân giải nhất,sự phân giải chủ yếu dưới dạng dưới tác dụng của enzyme có sẵn trong thựcphẩm

Sự khuếch tán nước do kết tinh lại và thăng hoa nước đá gây nên sự biếntính của protêin hoà tan.

Biến đổi protêin làm giảm chất lượng sản phẩm khi sử dụng.

Sự biến đổi của chất béo:

Dưới tác động của enzyme nội tạng làm cho chất béo bị phân giải cộngvới quá trình thăng hoa nước đá làm cho oxy xâm nhập vào thực phẩm Đó là quátrình thuận lợi cho quá trình oxy hoá chất béo xảy ra Quá trình oxy hoá chất béosinh ra các chất có mùi vị xấu làm giảm giá trị sử dụng của sản phẩm Nhiềutrường hợp đây là nguyên nhân chính làm hết thời hạn bảo quản của sản phẩm.Các chất màu bị oxy hoá cũng làm thay đổi màu sắc của thực phẩm.

Sự biến đổi về vi sinh vật:

Đối với sản phẩm đông lạnh có nhiệt độ thấp hơn -15oC và được bảo quảnổn định thì số lượng vi sinh vật giảm theo thời gian bảo quản Ngược lại nếu sảnphẩm làm đông không đều, vệ sinh không đúng tiêu chuẩn, nhiệt độ bảo quảnkhông ổn định sẽ làm cho các sản phẩm bị lây nhiễm vi sinh vật, chúng hoạtđộng gây thối rữa sản phẩm và giảm chất lượng sản phẩm.

1.3 TỔNG QUAN VỀ KHO LẠNH BẢO QUẢN

1.3.1 Kho lạnh bảo quản

Kho lạnh bảo quản là kho được sử dụng để bảo quản các loại thực phẩm,nông sản, rau quả, các sản phẩm của công nghiệp hoá chất, công nghiệp thựcphẩm, công nghiệp nhẹ,…

Hiện nay kho lạnh được sử dụng rất rộng rãi trong công nghiệp chế biếnthực phẩm và chiếm một tỷ lệ lớn nhất Các dạng mặt hàng bảo quản bao gồm:

- Kho bảo quản thực phẩm chế biến như: thịt, hải sản, đồ hộp,…- Kho bảo quản nông sản thực phẩm hoa quả.

- Bảo quản các sản phẩm y tế, dược liệu - Kho bảo quản sữa.

- Kho bảo quản và lên men bia.- Bảo quản các sản phẩm khác.

Việc thiết kế kho lạnh phải đảm bảo một số yêu cầu cơ bản sau:- Cần phải tiêu chuẩn hoá các kho lạnh.

- Cần phải đáp ứng các yêu cầu khắt khe của sản phẩm xuất khẩu.- Cần có khả năng cơ giới hoá cao trong các khâu bốc dỡ sắp xếp hàng.- Có giá trị kinh tế: vốn đầu tư nhỏ, có thể sử dụng máy và thiết bị trongnước,…

Với những yêu cầu nhiều khi mâu thuẫn nhau như trên ta phải đưa ranhững phương pháp thiết kế với hoàn cảnh Việt Nam.

1.3.2 Phân loại kho lạnh

Có nhiều kiểu kho bảo quản dựa trên những căn cứ phân loại khác nhau:

a Theo công dụng:

Người ta có thể phân ra các loại kho lạnh như sau:

- Kho lạnh sơ bộ: Dùng làm lạnh sơ bộ hay bảo quản tạm thời thực phẩm

tại các nhà máy chế biến trước khi chuyển sang một khâu chế biến khác.

- Kho chế biến: Được sử dụng trong các nhà máy chế biến và bảo quản

thực phẩm (nhà máy đồ hộp, nhà máy sữa, nhà máy chế biến thuỷ sản, nhà máyxuất khẩu thịt,…) Các kho lạnh loại này thường có dung tích lớn, cần phải trangbị hệ thống có công suất lạnh lớn Phụ tải của kho lạnh luôn thay đổi do phải xuấtnhập hàng thường xuyên.

- Kho phân phối, trung chuyển: Dùng điều hoà cung cấp thực phẩm cho

các khu dân cư, thành phố và dự trữ lâu dài Kho lạnh phân phối thường có dung

tích lớn, trữ nhiều mặt hàng và có ý nghĩa rất lớn đối với đời sống sinh hoạt củacả một cộng đồng.

- Kho thương nghiệp: Kho lạnh bảo quản các mặt hàng thực phẩm của hệ

thống thương nghiệp Kho dùng bảo quản tạm thời các mặt hàng đang đượcdoanh nghiệp bán trên thị trường.

- Kho vận tải (trên tàu thuỷ, tàu hoả, ôtô): Đặc điểm của kho là dung tích

lớn, hàng bảo quản mang tính tạm thời để vận chuyển từ nơi này đến nơi khác.

- Kho sinh hoạt: Đây là loại kho rất nhỏ dùng trong các hộ gia đình, khách

sạn, nhà hàng dùng bảo quản một lượng hàng nhỏ.

b Theo nhiệt độ:

Người ta có thể chia ra:

- Kho bảo quản lạnh: Nhiệt độ bảo quản nằm trong khoảng -2oC đến 5oC.Đối với một số rau quả nhiệt đới cần bảo quản ở nhiệt độ cao hơn (đối với chuối >10oC, đối với chanh >4oC) Nói chung các mặt hàng chủ yếu là rau quả và các mặthàng nông sản.

- Kho bảo quản đông: Kho được sử dụng để bảo quản các mặt hàng đã

qua cấp đông Đó là hàng thực phẩm có nguồn gốc động vật Nhiệt độ bảo quảntuỳ thuộc vào thời gian, loại thực phẩm bảo quản Tuy nhiên nhiệt độ bảo quảntối thiểu cũng phải đạt -18oC để các vi sinh vật không thể phát triển làm hư hạithực phẩm trong quá trình bảo quản.

- Kho đa năng: Nhiệt độ bảo quản là -12oC, buồng bảo quản đa năngthường được thiết kế ở -12oC nhưng khi cần bảo quản lạnh có thể đưa lên nhiệtđộ bảo quản 0oC hoặc khi cần bảo quản đông có thể đưa xuống nhiệt độ bảo quản-18oC tuỳ theo yêu cầu công nghệ Khi cần có thể sử dụng buồng đa năng để gialạnh sản phẩm Buồng đa năng thường được trang bị dàn quạt nhưng cũng có thểđược trang bị dàn tường hoặc dàn trần đối lưu không khí tự nhiên.

- Kho gia lạnh: Được dùng để làm lạnh sản phẩm từ nhiệt độ môi trường

xuống nhiệt độ bảo quản lạnh hoặc để gia lạnh sơ bộ cho những sản phẩm lạnhđông trong phương pháp kết đông 2 pha Tuỳ theo yêu cầu quy trình công nghệ

gia lạnh, nhiệt độ buồng có thể hạ xuống -5oC và nâng lên vài độ trên nhiệt độđóng băng của các sản phẩm được gia lạnh Buồng gia lạnh thường được trang bịdàn quạt để tăng tốc độ gia lạnh cho sản phẩm.

- Kho bảo quản nước đá: Nhiệt độ tối thiểu -4oC.

c Theo dung tích chứa:

Kích thước kho lạnh phụ thuộc chủ yếu vào dung tích chứa hàng của nó.Do đặc điểm về khả năng chất tải cho mỗi loại thực phẩm khác nhau nên thườngquy dung tích ra tấn thịt (MT – Meat Tons) Ví dụ: Kho 50 MT, kho 100 MT,200 MT, 500 MT,… là những kho có khả năng chứa 50, 100, 200, 500 tấn thịt.

d Theo đặc điểm cách nhiệt:

Người ta chia ra:

- Kho xây: Là kho mà kết cấu là kiến trúc xây dựng và bên trong người ta

bọc lớp cách nhiệt Kho xây chiếm diện tích lớn, giá thành tương đối cao, khôngđẹp, khó tháo dỡ, và di chuyển Mặt khác về mặt thẩm mỹ và vệ sinh kho xâykhông đảm bảo tốt Vì vậy, hiện nay ở nước ta thường ít sử dụng kho xây để bảoquản thực phẩm.

- Kho panel: Được lắp ghép từ các tấm panel tiền chế polyuretan và được lắp

ghép với nhau bằng các móc khoá cam locking và mộng âm dương Kho panel cóhình thức đẹp, gọn và giá thành tương đối rẻ, rất tiện lợi khi lắp đặt, tháo dỡ và bảoquản các mặt hàng thực phẩm, nông sản, thuốc men, dược liệu… Hiện nay nhiềudoanh nghiệp ở nước ta đã sản xuất các tấm panel cách nhiệt đạt tiêu chuẩn cao Vìthế hầu hết các xí nghiệp, công nghiệp thực phẩm đều sử dụng kho panel để bảoquản hàng hoá.

1.4 TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI

Công ty TNHH Minh Đăng có hai kho lạnh: Một kho 100 tấn và một kho150 tấn Trước đây kho được thiết kế để bảo quản các sản phẩm như: hành khô,chitin, chizotan Các mặt hàng chủ yếu của công ty là: Bạch tuộc, mực, maza đônglạnh và sắp tới công ty đang có kế hoạch chuyển sang mặt hàng tôm đông lạnh Hệ

thống cấp đông của công ty có công suất 20 tấn/ngày gồm: 2 tủ đông tiếp xúc côngsuất 1000kg/mẻ và 1 băng chuyền IQF công suất 500kg/h.

Do đang trong thời kì xây dựng, bước đầu đi vào sản xuất và có kế hoạchmở rộng sản xuất Dự tính sắp tới công ty sẽ nâng công suất cấp đông lên 30tấn/ngày Chính vì vậy, công ty đang rất cần xây dựng một kho lạnh bảo quản cóthể đáp ứng được công suất cấp đông của nhà máy trong thời gian sắp tới.

Hai kho lạnh của công ty không thể đáp ứng được các yêu cầu về mặtcông nghệ cũng như về công suất của nhà máy

Xuất phát từ những yêu cầu trên mà tôi quyết định chọn đề tài: Tính toán

thiết kế hệ thống lạnh cho kho bảo quản sản phẩm thủy sản đông lạnh sứcchứa 500 tấn tại công ty TNHH Minh Đăng – Sóc Trăng, với thời gian lưu kho

tối đa 15 ngày.

CHƯƠNG II : TÍNH TOÁN CẤU TRÚC KHO LẠNH

2.1 CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ KHO LẠNH

2.1.1 Yêu cầu đối với quy hoạch mặt bằng kho lạnh

Quy hoạch mặt bằng kho lạnh là bố trí những nơi sản xuất, xử lý lạnh, bảoquản và những nơi phụ trợ phù hợp với dây chuyền công nghệ Để đạt được mụcđích đó cần tuân thủ các yêu cầu sau:

- Phải bố trí buồng lạnh phù hợp dây chuyền công nghệ Sản phẩm đi theodây chuyền không gặp nhau, không đan chéo nhau Các cửa ra vào buồng chứaphải quay ra hành lang Cũng có thể không cần hành lang nhưng sản phẩm theodây chuyền không đi ngược.

- Quy hoạch cần phải đạt chi phí đầu tư bé nhất Cần sử dụng rộng rãi cáccấu kiện tiêu chuẩn giảm đến mức thấp nhất các diện tích phụ nhưng phải đảmbảo tiện nghi Giảm công suất thiết bị đến mức thấp nhất.

- Quy hoạch mặt bằng cần phải đảm bảo sự vận hành tiện lợi và chi phíthấp.

+ Quy hoạch phải đảm bảo lối đi và đường vận chuyển thuận lợi cho việcbốc xếp thủ công hoặc cơ giới đã thiết kế.

+ Chiều rộng kho lạnh nhiều tầng không quá 40m.

+ Chiều rộng kho lạnh một tầng phải phù hợp với khoảng vượt lớn nhất12m, thường lấy 12, 24, 36, 48, 60, 72m.

+ Trong một vài trường hợp kho lạnh có sân bốc dỡ nối liền rộng 3,5m,nhưng thông thường các kho lạnh có hành lang nối ra cả hai phía, chiều rộng 6m.

+ Kho lạnh thể tích tới 600 tấn không bố trí đường sắt, chỉ có một sân bốcdỡ ôtô dọc theo chiều dài kho đảm bảo mọi phương thức bốc dỡ.

+ Để giảm tổn thất nhiệt qua kết cấu bao che, các buồng lạnh được nhómlại từng khối với một chế độ nhiệt độ.

- Mặt bằng kho lạnh phải phù hợp với hệ thống đã chọn Điều này đặc biệtquan trọng đối với kho lạnh một tầng vì không phải luôn luôn đảm bảo được môi

chất lạnh từ các thiết bị lạnh về, do đó phải chuyển sang sơ đồ lớn hơn với việccấp lỏng từ dưới lên.

- Mặt bằng kho lạnh phải đảm bảo kỹ thuật, an toàn phòng cháy chữa cháy.- Khi quy hoạch cũng phải tính toán đến khả năng mở rộng kho lạnh Phảiđể lại một mặt mút tường để có thể mở rộng kho lạnh.

2.1.2 Yêu cầu buồng máy và thiết bị

Bố trí máy và thiết bị hợp lý trong buồng máy là rất quan trọng nhằm mụcđích sau:

- Vận hành máy thuận tiện.

- Rút ngắn chiều dài đường ống: Giảm chi phí đầu tư và giảm tổn thất ápsuất trên đường ống.

- Sử dụng thể tích buồng máy hiệu quả nhất, buồng máy gọn nhất.

- Đảm bảo an toàn phòng cháy chữa cháy, phòng nổ và vệ sinh công nghiệp.- Đảm bảo thuận tiện cho việc bảo dưỡng, sửa chữa, thay thế máy với thiết bị.Buồng máy và thiết bị thường được bố trí vào sát tường kho lạnh đểđường nối ống giữa máy thiết bị và dàn lạnh là ngắn nhất, chiếm từ 5 ÷10% tổngdiện tích kho lạnh.

Buồng máy và thiết bị có thể nằm chung trong một khối nhà của kho lạnhhoặc tách rời Chiều rộng chính của lối đi trong buồng máy là 1,5m trở lên, cácmáy và thiết bị lớn đến 2,5m Khoảng cách này để đi lại, tháo lắp sửa chữa máy dễdàng Khoảng cách máy và thiết bị ít nhất là 1m, giữa thiết bị và tường là 0,8m nếuđây không phải là lối đi vận hành chính Các thiết bị có thể đặt sát tường nếu phíađó của thiết bị hoàn toàn không cần đến vận hành, bảo dưỡng Trạm tiết lưu vàbảng điều khiển với các dụng cụ đo kiểm và báo hiệu phải bố trí sao cho có thểquan sát được dễ dàng từ bất kỳ vị trí nào trong buồng máy Trạm tiết lưu đặt cáchmáy ít nhất 1,5m.

Buồng máy và thiết bị ít nhất phải có 2 cửa bố trí đối diện ở khoảng cáchxa nhất trong buồng máy, ít nhất có 1 cửa thông ra ngoài trời, các cánh cửa mở ra

ngoài Buồng máy phải có quạt thông gió thổi ra ngoài, mỗi giờ có thể thay đổikhông khí trong buồng 3 ÷ 4 lần.

2.2 CHỌN PHƯƠNG ÁN XÂY DỰNG KHO LẠNH

Có 2 phương án thiết kế kho lạnh: Kho xây và kho lắp ghép

Tôi lựa chọn phương án thiết kế là kho lạnh lắp ghép, mặc dù kho lạnh lắpghép giá thành cao hơn khá nhiều so với kho lạnh xây Nhưng nó có những ưuđiểm vượt trội so với kho lạnh xây như sau:

- Tất cả các chi tiết của kho lạnh lắp ghép là các panel tiêu chuẩn chế tạosẵn nên có thể vận chuyển dễ dàng đến nơi lắp ráp một cách nhanh chóng trongmột vài ngày so với kho truyền thống phải xây dựng trong nhiều tháng, có khinhiều năm.

- Có thể tháo lắp và di chuyển đến nơi mới khi cần thiết

- Không cần đến vật liệu xây dựng như kho xây trừ nền có con lươn đặtkho nên công việc xây dựng đơn giản hơn nhiều.

- Cách nhiệt là polyuretan có hệ số dẫn nhiệt thấp.

- Tấm bọc ngoài của panel đa dạng từ chất dẻo đến nhôm tấm hoặc thépkhông gỉ…

- Hoàn toàn có thể sản xuất được trong nước.

2.3 CHỌN MẶT BẰNG XÂY DỰNG KHO LẠNH

Do yêu cầu vị trí của kho lạnh: Phải nằm gần khu thành phẩm, bao gói đểthuận lợi cho việc đưa hàng vào trong kho và giảm tổn thất nhiệt cho kho Ngoàira còn phải nằm ở vị trí gần đường giao thông, có thể lùi xe để bốc hàng màkhông ảnh hưởng đến các khâu khác…Đặc biệt vị trí xây dựng kho lạnh phải phùhợp dây chuyền công nghệ: Sản phẩm sau khi cấp đông được chuyển sang baogói và chuyển vào kho lạnh ngay, tránh trường hợp phải vận chuyển xa có thểlàm cho sản phẩm bị dã đông và làm tăng chi phí vận hành của kho lạnh.

Về phía công ty, do đang trong quá trình xây dựng và đang hướng mởrộng sản xuất các mặt hàng mới với các thị trường như Nhật, Hàn Quốc, Mĩ…Vì

vậy công ty rất cần một kho lạnh có thể đáp ứng được các đòi hỏi khắt khe củacác thị trường khó tính nhất

Ngoài ra do điều kiện diện tích của công ty bị hạn chế nên cần chọn vị tríxây dựng kho phải hợp lý, hạn chế đến mức tối thiểu diện tích bỏ không.

Chính vì vậy tôi quyết định chọn vị trí xây dựng kho lạnh ở vị trí phía cổngcủa công ty trên phần đất của nhà tập thể và phần đất trống phía sau nhà tập thể Quaviệc khảo sát và đo đạc vị trí mà ta chọn xây dựng kho lạnh có kích thước 14 m x37m.

2.4 HÌNH KHỐI KHO LẠNH

Về lý thuyết thì hình lập phương là hình lý tưởng nhất cho kho lạnh vìdiện tích xung quanh là nhỏ nhất và thể tích là lớn nhất Tuy nhiên hình khối kholạnh còn phụ thuộc vào nhiều yếu tố như mặt bằng công ty, địa hình, đường giaothông, phương pháp bốc dỡ Cũng như thỏa mãn các điều kiện xây dựng khácnhư: phân chia phòng, mở rộng kho hàng…

Kho lạnh một tầng tuy chiếm nhiều diện tích, xây dựng tốn nhiều vật liệu,cách nhiệt và tổn thất nhiệt qua vách lớn nên hệ thống lạnh cũng cần phải lớnhơn Chi phí về năng lượng cũng lớn hơn nhưng chúng lại có ưu điểm là xâydựng dễ dàng và đi lại vận chuyển trong kho cũng dễ dàng Chính vì thế, tôi chọnphương án xây dựng kho một tầng có hình chữ nhật.

2.5 CHỌN THÔNG SỐ THIẾT KẾ

2.5.1 Chọn nhiệt độ bảo quản

Nhiệt độ bảo quản sản phẩm đông theo lý thuyết nhiệt độ càng thấp thìchất lượng sản phẩm càng tốt, thời gian bảo quản càng lâu nhưng tùy từng mặthàng cụ thể mà chúng có nhiệt độ bảo quản khác nhau Nếu nhiệt độ bảo quảncàng thấp thì chi phí lạnh càng cao, điều đó làm tăng chi phí vận hành và hiệuquả kinh tế đạt được thấp Nhiệt độ bảo quản còn phụ thuộc vào thời gian bảoquản, nếu muốn bảo quản với thời gian dài thì phải giữ ở nhiệt độ thấp.

Nhiệt độ bảo quản ở các nước Châu Âu hiện nay là -300C Một số sảnphẩm bảo quản ở nhiệt độ cao hơn -300C nếu bảo quản trong thời gian ngắn.

Theo viện nghiên cứu lạnh đông Quốc tế thì nhiệt độ bảo quản cho cá gầy là 200C, cho cá béo là -300C Tuy nhiên nếu cá gầy mà bảo quản trên 1 năm thìnhiệt độ bảo quản phải đạt -300C Ở Việt Nam hiện nay, nhiệt độ bảo quản sảnphẩm thủy sản đông lạnh quy định chung là -18 ÷ -250C.

-Kho đang thiết kế của công ty TNHH Minh Đăng bảo quản mặt hàngmực, bạch tuộc đông lạnh thời gian bảo quản thường nhỏ hơn 1 tháng Tôi chọnnhiệt độ bảo quản trong kho là -200C ± 20C.

2.5.2 Độ ẩm không khí trong kho

Độ ẩm không khí lạnh trong kho có ảnh hưởng lớn đến chất lượng và cảmquan bề mặt của sản phẩm đông sau khi bảo quản Bởi vì nó liên quan đến hiệntượng thăng hoa của nước đá trong sản phẩm Do vậy tùy từng loại sản phẩm cụthể mà độ ẩm của không khí trong kho là khác nhau.

Đối với sản phẩm đông không được bao gói cách ẩm thì độ ẩm không khílạnh là phải đạt 95% Còn đối với sản phẩm đã được bao gói cách ẩm thì độ ẩmcủa không khí lạnh khoảng 85 ÷ 90%.

Kho đang thiết kế chủ yếu bảo quản các sản phẩm mực, bạch tuộc đượcbao gói nên ta chọn độ ẩm không khí lạnh trong kho  = 85%.

2.5.3 Thông số địa lý, khí tượng ở Sóc Trăng

Các thông số này đã được thống kê trong nhiều năm, khi tính toán thiết kếđể đảm bảo độ an toàn cao ta thường lấy giá trị cao nhất ứng với chế độ khí hậukhắc nghiệt nhất Từ đó sẽ đảm bảo cho kho vận hành an toàn trong mọi điều kiệnkhí hậu.

Bảng 2-1: Thông số khí hậu ở Sóc Trăng

TB cả năm Mùa hè Mùa đông Mùa hè Mùa đông

2.5.4 Phương pháp tính nhiệt tải kho lạnh

Tính nhiệt tải kho lạnh là tính toán các dòng nhiệt khác nhau đi từ ngoàimôi trường vào kho lạnh và các nguồn nhiệt khác nhau trong kho lạnh sinh ra.Đây chính là dòng nhiệt tổn thất mà máy lạnh phải có đủ công suất để thải nó ramôi trường, để đảm bảo sự chênh lệch nhiệt độ ổn định giữa buồng lạnh vàkhông khí bên ngoài Mục đích tính nhiệt tải kho lạnh là để xác định năng suấtlạnh của máy nén mà ta cần lắp đặt.

Phương pháp xác định dòng nhiệt tổn thất vào kho lạnh Q là ta xác địnhtheo các dòng nhiệt thành phần và được tính theo biểu thức:

Q=     

1 QQQQWQ

Trong đó:

Q1- dòng nhiệt đi qua kết cấu bao che của kho lạnh, W.

Q2- dòng nhiệt do sản phẩm tạo ra trong quá trình xử lý lạnh, W.Q3- dòng nhiệt từ bên ngoài do thông gió buồng lạnh, W.

Q4- dòng nhiệt tỏa ra khi vận hành kho lạnh, W.

Q5- dòng nhiệt từ sản phẩm tỏa ra khi sản phẩm hô hấp, W.

Do đây là kho lạnh bảo quản thủy sản đông lạnh nên Q3 = Q5 = 0 Dòngnhiệt tổn thất Q chỉ còn các dòng nhiệt sau:

Q=Q1+Q2+Q4, W.

Đặc điểm của các dòng nhiệt này là thay đổi liên tục theo thời gian.

- Q1 phụ thuộc vào nhiệt độ bên ngoài thay đổi theo giờ trong ngày và theomùa trong năm.

- Q2 phụ thuộc vào thời vụ.

- Q4 phụ thuộc vào quy trình công nghệ chế biến và bảo quản.

2.5.5 Chọn máy và thiết bị

Việc chọn máy và thiết bị cho kho lạnh căn cứ vào năng suất lạnh, môichất lạnh, chu trình lạnh sử dụng:

- Chọn máy nén piston 2 cấp: do nhiệt độ không khí trong kho thấp nênnhiệt độ sôi thấp Mặt khác lại sử dụng môi chất NH3 nên tỷ số nén không chophép sử dụng máy nén 1 cấp Vì vậy tôi chọn máy nén 2 cấp

- Chọn thiết bị ngưng tụ là bình ngưng ống chùm vỏ bọc nằm ngang.- Chọn 3 dàn bay hơi có cùng công suất, mỗi dàn có 3 quạt: do kho cóchiều dài lớn 32m, chiều rộng nhỏ 12m Vì vậy tôi chọn quạt thổi ngang phòngcó tầm thổi tương ứng với chiều rộng của phòng.

- Chọn 3 van tiết lưu màng cân bằng ngoài cho kho bảo quản.

- Chọn thiết bị phụ: bình trung gian, bình chứa cao áp, bình tách dầu, táchlỏng, tách khí không ngưng, chọn tháp giải nhiệt, bơm giải nhiệt, tính chọnđường ống hút và đường ống đẩy,…

2.5.6 Phương án lắp đặt kho, máy và thiết bị a Đối với hệ thống máy

Hai máy nén 2 cấp được lắp liên hoàn với nhau, được thiết kế theophương pháp chạy dừng và hỗ trợ nhau trong quá trình vận hành.

Phòng máy được xây dựng nằm bên cạnh kho lạnh.Dàn lạnh lắp trong kho và được treo trên trần.

b Đối với kho lạnh

Tường, trần và nền được lắp bởi các tấm panel tiêu chuẩn Xung quanhđều có mái che để hạn chế các dòng nhiệt tổn thất.

Kho bảo quản gồm hai cửa nhỏ và một cửa lớn.

Trên tường của kho gắn các van thông áp để cân bằng áp suất giữa bêntrong và bên ngoài kho.

Trên tường có gắn nhiệt kế để đo nhiệt độ của không khí trong kho.

2.6 NGUYÊN TẮC XẾP HÀNG TRONG KHO LẠNH

Các nguyên tắc xếp hàng trong kho lạnh:

2.6.1 Nguyên tắc thông gió

Yếu tố quan trọng trong kho bảo quản là nhiệt độ kho Nhiệt độ này phảiđúng mức quy định và không khí lạnh phải tiếp xúc trực tiếp từng sản phẩm, từng

kiện hàng trong kho để đảm bảo tác dụng bảo quản tốt nhất Do đó nguyên tắcthông gió là tạo điều kiện để không khí lạnh từ dàn lạnh đến tất cả các hàng hóatrong kho một cách điều hòa liên tục.

2.6.2 Nguyên tắc hàng vào trước ra trước

Mỗi sản phẩm vào kho đều có tuổi thọ của nó nghĩa là khoảng thời giantối đa mà sản phẩm được phép lưu kho, nếu quá thời gian ấy sản phẩm bắt đầuchuyển qua trạng thái biến đổi cho đến hư hỏng Do đó các kiện hàng nhập trướcphải được ưu tiên xuất trước tránh trường hợp tồn tại đọng hàng cũ, quá tuổi thọ.

2.6.3 Nguyên tắc gom hàng

Trong quá trình bảo quản đông lạnh luôn có sự bốc hơi nước ít nhiều từ bềmặt sản phẩm, dần dần theo thời gian làm hao tổn trọng lượng sản phẩm Có thểgiảm hiện tượng bốc hơi này bằng cách giảm diện tích kiện hàng Do trống, ít hàng,hàng hóa để rải rác, ngổn ngang diện tích bề mặt lớn Nguyên tắc gom hàng là làmcho diện tích bề mặt sản phẩm giảm, khả năng bốc hơi chậm lại và tạo thành khối ổnđịnh, vững chắc Kho lạnh phải đảm bảo thường xuyên đầy hàng vừa phải, khôngnên bảo quản quá ít hàng vì sẽ tăng sự hao tổn trọng lượng và tăng chi phí vận hành.

2.6.4 Nguyên tắc an toàn

Trong kho những kiện hàng được sắp xếp chồng lên để chiếm chiều caocủa kho, do đó rất nguy hiểm nếu xếp các kiện hàng không an toàn dễ bị ngã đổ.Có những kiểu xếp hàng khác nhau tùy thuộc vị trí trong kho để xây thành nhữngkhối kiện hàng vững chắc

2.7 KỸ THUẬT XẾP KHO

2.7.1 Sử dụng Palet

Sử dụng Palet trong kho bảo quản sản phẩm vì sẽ dễ dàng phân lô để xuất.Các kiện hàng có cấu kiện đều đặn rất cần thiết xếp trên Palet Có các Palet giúpcho việc thông gió giữa sản phẩm với nền dễ dàng Hiện nay có các kích cỡ Paletnhư sau: 800 x 1200mm, 1000 x 2000mm,…

2.7.2 Thông gió

Không nên xếp sản phẩm sát tường hoặc trực tiếp trên sàn kho Bởi vì nhưthế nhiệt vào kho đi qua lớp cách nhiệt sẽ đi qua lớp sản phẩm trước rồi mớiđược chuyển tới dàn lạnh Để ngăn chặn sự truyền nhiệt này ta cần chừa những

khoảng cách giữa sản phẩm với sàn, tường, trần và dàn lạnh một khoảng cách đểcho không khí lưu thông dễ dàng.

- Cách sàn: 100 ÷ 150mm.- Cách tường: 200 ÷ 800mm.- Cách trần: 200mm.

- Cách dàn lạnh: 300mm,[TL4,63].

2.7.3 Chừa lối đi

Trong kho ta cần chừa lối đi cho người và phương tiện bốc dỡ Bề rộngcủa lối đi phụ thuộc vào máy móc, thiết bị chuyên chở và chất xếp sản phẩmtrong kho Kho đang thiết kế có chiều rộng 12m gồm 2 lối đi hai bên dọc theochiều dài của kho, mỗi lối đi rộng 1m.

2.7.4 Xây tụ

Là kỹ thuật sắp xếp các kiện hàng thứ tự vào nhau thành một khối ổn định,vững chắc, tạo điều kiện thuận lợi cho bốc dỡ, phân lô, đảm bảo an toàn và tínhđược dung lượng kho lạnh Kho lạnh càng cao thì số lớp thùng chất lên tụ ngàycàng cao nhưng phải lớn để tránh nguy hiểm do đổ ngã.

2.8.2 Diện tích chất tải của kho lạnh F, m2

Được xác định qua thể tích buồng lạnh và chiều cao chất tải:

V

Suy ra: h = 3,35 – (0,1 + 0,5) = 2,75m.

2.8.3 Tải trọng của nền và của trần

Tải trọng nền được xác định theo công thức:

gf = gv.h = 0,55.2,75 = 1,5125 tấn/m2.

Với tải trọng nền này thì panel sàn đủ điều kiện chịu được lực nén bởi vìđộ chịu nén của panel tiêu chuẩn là 0,2÷0,29Mpa.

2.8.4 Xác định diện tích kho lạnh cần xây dựng

Diện tích kho lạnh thực tế cần xây dựng phải tính đến đường đi, khoảnghở giữa các lô hàng, diện tích lắp đặt dàn lạnh, khoảng cách giữa các lô hàng đếntường bao Vì vậy diện tích cần xây dựng phải lớn hơn diện tích tính toán trên vàđược xác định theo công thức:



Từ Fxd = 380m2 và sơ đồ mặt bằng công ty, tôi quyết định chọn kíchthước kho lạnh như sau:

+ Chiều dài kho: 32m.+ Chiều rộng kho: 12m.

 Như vậy diện tích thực của kho cần xây dựng là 32.12 = 384m2. Diện tích phòng máy F = 6.6 =36m2.

2.9 THIẾT KẾ CẤU TRÚC KHO LẠNH

Do kho lạnh xây dựng theo phương án lắp ghép nên toàn bộ kho được đặttrên nền nhà xưởng Tải trọng của hàng bảo quản sẽ chi phối đến độ rắn chắc củanền, khả năng chịu lún của nền Nếu tải trọng của hàng bảo quản càng lớn thì cấutrúc nền kho lạnh phải thiết kế có độ chịu nén cao Các tấm panel nền được đặttrên các con lươn thông gió Cấu trúc nền kho lạnh được thiết kế như hình vẽ.

Hình 2-1 Cấu trúc nền móng của kho lạnh

Hình 2-2: Con lươn thông gió2.9.2 Cấu trúc vách và trần kho lạnh

Cấu trúc tường và trần là các tấm panel tiêu chuẩn đã được chế tạo sẵnnhư đã giới thiệu ở phần trên.

Lớp cát đầm chặtTấm panelLớp gạch thẻĐá chẻ

Lớp bê tông đá 1x2Lớp bê tông đá 4x6Lớp đất tự nhiên

Các thông số của panel cách nhiệt:+ Chiều dài:

h = 3600 mm dùng để lắp panel vách h = 6000 mm dùng để lắp panel trần và nền+ Chiều rộng r = 1200 mm

+ Tỷ trọng 30÷40 kg/m3+ Độ chịu nén 0,2÷0,29 Mpa

+ Hệ số dẫn nhiệt  = 0,018 ÷ 0,023 W/mK

+ Phương pháp lắp ghép: Ghép bằng khóa camlocking và ghép bằng mộngâm dương Sẽ được trình bày ở phần lắp đặt kho lạnh.

2.9.3 Cấu trúc mái kho lạnh

Mái kho lạnh có nhiệm vụ bảo vệ cho kho trước những biến đổi của thờitiết như: nắng, mưa, đặc biệt là giảm bức xạ nhiệt của mặt trời vào kho lạnh.

Mái kho đảm bảo che mưa che nắng tốt cho kho và hệ thống máy lạnh.Mái không được đọng nước, không được thấm nước Mái dốc về hai phía với độdốc ít nhất là 2%.

Kho đang thiết kế có mái bằng tôn màu xanh lá cây, hệ thống khung đỡbằng sắt và các xà nâng được đặt theo chiều ngang của kho, các trụ chống là cáctrụ sắt cao 4m có diện tích 200x100mm

Hình 2-3: Cấu trúc mái kho lạnh2.9.4 Cấu trúc cửa và màn chắn khí

Hiện nay có các loại cửa như sau: cửa bản lề, cửa lắc và cửa lùa Cấu trúccửa là các tấm cách nhiệt có bản lề tự động, xung quanh có đệm kín bằng cao su

hình nhiều ngăn Khóa cửa mở được cả hai phía trong và ngoài Xung quanh cửađược bố trí dây điện trở sưởi cửa để đề phòng băng dính chặt cửa lại Các cửa cókích thước như sau:

+ Kích thước cửa lớn: 1980 x 980 mm.+ Kích thước cửa nhỏ: 680 x 680mm.

Mỗi cửa được gắn lên một tấm panel gọi là tấm cửa.

Hình 2-4: Cửa ra vào và cửa xuất nhập hàng của kho lạnh

Hình 2-5 Cửa ra vào kho lạnh

1 - Tấm panel2 - Khóa cửa3 - Cửa ra vào

4 - Cửa xuất nhập hàng

Bên trong cửa được bố trí màn chắn khí làm bằng nhựa dẻo để hạn chếdòng nhiệt tổn thất do mở cửa khi xuất nhập hàng Nhựa để chế tạo màn chắn khíphải đảm bảo khả năng chịu lạnh tốt và có độ bền cao Màn được ghép từ các dảinhựa có chiều rộng 200 mm, dày 2 mm, chồng mí lên nhau là 50 mm.

Hình 2-6: Màn nhựa che cửa ra vào và cửa xuất nhập hàng kho lạnh

2.10 TÍNH TOÁN CÁCH NHIỆT, CÁCH ẨM VÀ KIỂM TRA ĐỌNG SƯƠNG

Việc tính toán cách nhiệt, cách ẩm cho kho bảo quản đông nhằm mục đích:

- Hạn chế dòng nhiệt truyền từ bên ngoài qua kết cấu bao che vào kho lạnh.- Tránh ngưng ẩm trên bề mặt ngoài của vách vào trong kho lạnh.

Tính toán chiều dày cách nhiệt, cách ẩm:

Chiều dày cách nhiệt được tính theo công thức:

 1 (1 1 ) 

1 21 

 - hệ số dẫn nhiệt của lớp vật liệu thứ i, W/mK.

Màn nhựa cửa ra vàoM

Do trần kho có mái che và nền kho lạnh có con lươn thông gió nên ta lấyhệ số truyền nhiệt của nền và trần kho bằng hệ số truyền nhiệt của vách kho Vìvậy ta xác định chiều dày cách nhiệt chung cho cả tường, trần và nền.

Ở đây ta chọn vật liệu cách nhiệt cho kho là các tấm panel tiêu chuẩn(panel có tác dụng cách nhiệt, cách ẩm).

Bảng 2 - 2 Các thông số các lớp vật liệu của tấm panel tiêu chuẩn, [TL-4, 52].

 W/m2K ;29W/m2K, [Bảng 3-7, TL2, 86].Thay số:

panel 0,11522.0,00062.0,00050,1174117,4

Ta chọn chiều dày panel tiêu chuẩn:panelTC 125mm

Khi đó chiều dày cách nhiệt thực của panel là:

W/m2K

Kiểm tra đọng sương trên bề mặt ngoài của vách:

Điều kiện để vách ngoài không bị đọng sương là Kth ≤ Ks

Trong đó:

Kth - hệ số truyền nhiệt thực, Kth = 0,198 W/m2K

Ks - hệ số truyền nhiệt đọng sương, được tính theo công thức:

Nhận xét: Ks > Kt Vì vậy vách ngoài kho lạnh không bị đọng sương.

2.11 CẤU TRÚC CÁCH NHIỆT ĐƯỜNG ỐNG

Trong hệ thống các đường ống cách nhiệt chủ yếu các đường ống có nhiệtđộ thấp như đường ống hút về máy nén hạ áp và máy nén cao áp , bình trung gian.

Vật liệu dùng để cách nhiệt đường ống là polyurethan, cách ẩm thì ta sửdụng tôn mỏng bọc ở ngoài cùng.

Với mỗi loại đường ống khác nhau thì chiều dày lớp cách nhiệt cũng khácnhau, nó phụ thuộc vào nhiệt độ môi chất trong mỗi ống và phụ thuộc vào đườngkính của đường ống.

Việc tính toán chiều dày cách nhiệt, ứng với mỗi đường ống sẽ được trình bàyở phần lắp đặt hệ thống sau khi ta đã chọn được đường kính của ống dẫn môi chất.

1 - Lớp tôn ngoài cùng

2 - Lớp cách nhiệt polyurethane3 - Đường ống dẫn môi chất

Hình 2-7 : Cấu trúc cách nhiệt đường ống môi chất

CHƯƠNG III: TÍNH NHIỆT TẢI, CHỌN MÁY NÉN VÀCÁC THIẾT BỊ CỦA HỆ THỐNG LẠNH

3.1 TÍNH TOÁN NHIỆT TẢI

Việc tính toán nhiệt tải kho lạnh là tính toán các dòng nhiệt từ môi trườngxâp nhập vào kho lạnh Đây chính là dòng nhiệt tổn thất mà máy lạnh phải có đủcông suất để thải nó trở lại môi trường nóng, đảm bảo sự chênh lệch nhiệt độ ổnđịnh giữa buồng lạnh và không khí bên ngoài

Mục đích cuối cùng của việc tính toán nhiệt tải kho lạnh là để xác địnhnăng suất lạnh của máy lạnh cần lắp đặt Nhiệt tải Q của kho lạnh sẽ được tínhtheo công thức sau:

Q = Q1 + Q2 + Q3 + Q4 + Q5, WTrong đó:

Q1 – dòng nhiệt đi qua kết cấu bao che của kho lạnh.

Q2 – dòng nhiệt do sản phẩm và bao bì tỏa ra trong quá trình xử lýlạnh.

Q3 – dòng nhiệt từ không khí bên ngoài do thông gió buồng lạnh, ởđây Q3 = 0 do kho bảo quản sản phẩm thủy sản không thông gió buồng lạnh.

Q4 – dòng nhiệt từ các nguồn khác nhau khi vận hành kho lạnh.Q5 – dòng nhiệt từ sản phẩm tỏa ra khi sản phẩm hô hấp, nó chỉ cóở kho lạnh bảo quản rau quả, Q5 = 0.

3.1.1 Dòng nhiệt qua kết cấu bao che Q1

Dòng nhiệt qua kết cấu bao che là tổng các dòng nhiệt tổn thất qua tườngbao, trần và nền do sự chênh lệch nhiệt độ giữa môi trường bên ngoài và bêntrong kho lạnh cộng với dòng nhiệt tổn thất do bức xạ mặt trời qua tường bao vàtrần

Dòng nhiệt Q1 được xác định theo công thức:Q1 = Q11 + Q12, W.

Trong đó:

Q11 – dòng nhiệt qua tường bao, trần và nền do chênh lệch nhiệt độ.Q12 – dòng nhiệt qua tường bao và trần do ảnh hưởng của bức xạ mặt trời.Kho lạnh được thiết kế vách và trần kho đều có tường bao và mái che nênbỏ qua dòng nhiệt qua tường và trần do ảnh hưởng của bức xạ mặt trời, Q12 = 0.

Dòng nhiệt qua tường bao, trần và nền do chênh lệch nhiệt độ được xácđịnh theo biểu thức:

Q11 = Kt.F(t1 – t2), WTrong đó:

Kt - hệ số truyền nhiệt thực của kết cấu bao che xác định theo chiềudài cách nhiệt thực.

F - diện tích bề mặt kết cấu bao che.

t1 – nhiệt độ môi trường bên ngoài kho, 0C.t2 – nhiệt độ không khí trong kho, 0C.Chiều dài kho L1 = 32 m

Chiều rộng kho L2 = 12 + 2.0,125 = 12,25 mChiều cao H = 3,6 + 0,125 = 3,725 m

Bảng 3-1 Bảng tổng hợp dòng nhiệt xâm nhập qua kết cấu bao che

khu thành phẩm, t1 = 260C Chỉ có trần kho lạnh có nhiệt độ cao hơn ta lấy nhiệtđộ không khí phía trên trần là 300C.

Vậy dòng nhiệt xâm nhập qua kết cấu bao che là Q1 = Q11 =10453,3W

3.1.2 Dòng nhiệt do sản phẩm và bao bì tỏa ra Q2

Dòng nhiệt do bao bì và sản phẩm tạo ra xác định theo công thức:Q2 = Q21 + Q22, W

(1 221 Mii

Trong đó:

M – công suất buồng gia lạnh hay khối lượng hàng nhập vào khobảo quản trong một ngày đêm, tấn/ngày đêm Tại công ty TNHH Minh Đăng –Sóc Trăng khối lượng hàng nhập vào kho bảo quản trong một ngày đêm là M =30 tấn/ngày đêm.

i1, i2 – enthalpy của sản phẩm vào kho và của sản phẩm ở nhiệt độbảo quản, J/kg Với sản phẩm mực, tôm, cá đông lạnh i1 = 24600 J/kg, [TL-4,74].Với kho bảo quản đông, các sản phẩm khi đưa vào kho bảo quản đã đượccấp đông đến nhiệt độ bảo quản Tuy nhiên trong quá trình xử lý đóng gói và vậnchuyển nhiệt độ sản phẩm tăng lên ít nhiều nên đối với sản phẩm bảo quản đônglấy nhiệt độ vào là: t1 = -120C, [TL-4,74].

2 Dòng nhiệt do bao bì tỏa ra Q22

Được xác định theo biểu thức:

(

t1,t2 - nhiệt độ bao bì trước và sau khi làm lạnh bao bì,0C.

Ta lấy nhiệt độ bao bì trước khi đưa vào kho cùng sản phẩm bằng nhiệt độcủa khu thành phẩm, t1 = 260C.

Vậy: Q2 = Q21 + Q22 = 8402,7 + 2331,9 = 10734,6 W

3.1.3 Dòng nhiệt tỏa ra khi vận hành Q4

Các dòng nhiệt do vận hành bao gồm các dòng nhiệt do đèn chiếu sángQ41, do người làm việc trong buồng Q42, do các động cơ điện Q43, do mở cửa kholạnh Q44 và dòng nhiệt do xả băng dàn lạnh Q45.

Q4 = Q41 + Q42 + Q43 + Q44 + Q45, W

1 Dòng nhiệt do chiếu sáng Q41

Được xác định theo biểu thức:

Q41 = A.F = 384.1,2 = 460,8 WTrong đó:

A - nhiệt lượng tỏa ra khi chiếu sáng 1 m2 buồng hay nền, vớibuồng bảo quản đông A = 1,2 W/m2.

F - diện tích của buồng, m2.

2 Dòng nhiệt do người trong buồng làm việc tỏa ra Q42

Được xác định theo biểu thức:

Q42 = 350n = 350.7 = 2450 WTrong đó:

350 - nhiệt lượng do một người tỏa ra trong khi làm công việc nặngnhọc 350 W/người.