Tính Toán Và Thiết Kế Kho Lạnh Bảo Quản Trái Cây Năng Suất 120 Tấn: Một Hướng Dẫn

MỤC LỤC

Kiểm tra

Kiểm tra vi sinh vật: kiểm tra chất lượng sản phẩm về mặt vi sinh vật đạt yêu cầu không, sản phẩm có bị nhiễm vi sinh vật gây bệnh không. Kiểm tra cảm quan: Kiểm tra sản phẩm, bao bì, dụng cụ về mặt cảm quan như màu sắc, mùi vị, khối lượng, hình thái và hương vị đặc trưng cho sản phẩm.

Xuất kho

Kiểm tra thành phần hoá học: xác định thành phần prôtit, gluxit, lipit, vitamin, muối khoáng, độ đường, độ axit.

Các quá trình xảy ra trong khi bảo quản lạnh

Các quá trình vật lý

Sự bay hơi nước

Do đó phải bảo quản rau quả trong môi trường có độ ẩm tương đối cao thì sự bay hơi nước chậm lại và lâu héo.

Sự giảm khối lượng

Sự thải nhiệt

Các quá trình sinh lý, sinh hoá

Sự thay đổi thành phần hoá học

    Trong quá trình bảo quản tổng lượng các axit hữu cơ giảm làm cho chỉ số đường trên axit tăng nên quả ngọt. Các hợp chất tanin trong quá trình chín giảm đi càng nhanh nên trong bảo quản rau quả chín thì giảm đi vị chát.

    Các yếu tố ảnh hưởng đến thời hạn bảo quản của trái cây

    Nội dung và yêu cầu thiết kế

      CÁC THÔNG SỐ VỀ KHÍ TƯỢNG VÀ Ý NGHĨA KỸ THUẬT LẠNH ỨNG DỤNG TRONG KHO BẢO QUẢN

      TRÁI CÂY

      Vai trò nhiệm vụ và ý nghĩa kỹ thuật lạnh trong bảo quản trái cây

        Vì ở nhiệt độ thấp và độ ẩm cao thì những biến đổi có hại cho sẽ bị kìm hãm làm cho quá trình đó lâu hơn, giữ được trái cây tươi lâu hơn, chất lượng vẫn giữ nguyên về mùi vị cũng như màu sắc. Muốn làm được điều này thì ngày nay bằng các phương pháp làm lạnh nhân tạo mà ngành kỹ thuật lãnh đã làm được và đó cũng là phương pháp đạt hiệu quả cao trong trong những điều kiện nhiệt độ ở nước ta.

        BỐ TRÍ MẶT BẰNG VÀ DUNG TÍCH KHO LẠNH

        • Kho lạnh

          Quy hoạch mặt bằng kho bảo quản cần phải đảm bảo việc vận hành tiện lợi, dẻ tiền: Cơ sở chính để giảm chi phí vận hành là làm giảm dòng nhiệt xâm nhập vào kho, giảm thể tích và giảm dòng nhiệt, dòng nhiệt qua vách thì cần giảm diện tích xung quanh. Để giảm cần làm dạng hình lập phương khi đó đứng về mặt sắp xếp hàng hoá thì không có lợi, do đó để giảm dòng nhiệt qua vách cần hợp nhất các phòng lạnh thành một khối gọi là Block lạnh bởi vì việc xây lắp phân tán các kho lạnh ra không những tăng tổn thất nhiệt qua vách, còn làm tăng phân tán các kho lạnh ra còn làm tăng chi phí nguyên vật liệu.

          Chọn kích thước kho lạnh

          Quy hoạch mặt bằng kho lạnh

            - Phải bố trí các buồng lạnh phù hợp với dây chuyền công nghệ, sản phẩm đi theo dây chuyền không gặp nhau, không đan chéo nhau, các cửa ra vào cửa buồng phải quay ra hành lang.Cũng có thể không dùng hành lang nhưng sản phẩm theo dây chuyền không được gặp nhau. Điều này rất quan trọng với kho lạnh một tầng vì không phải luôn luôn đảm bảo đưa được môi chất lạnh từ các thiết bị lạnh về ,do đó phải chuyển sang sơ đồ lớn hơn với việc cấp lỏng từ dưới lên.

            Sơ đồ mặt bằng kho lạnh bảo quản lạnh rau quả
            Sơ đồ mặt bằng kho lạnh bảo quản lạnh rau quả

            TÍNH TOÁN CÁCH NHIỆT CÁCH ẨM

            • Cấu trúc cách nhiệt và cấu trúc xây dựng kho lạnh
              • Cấu trúc của cách nhiệt cách ẩm
                • Phương pháp xây dựng kho lạnh bảo quản
                  • Tính toán cho vách kho lạnh

                    Khi hiện nhiệt độ lớn sẽ làm tăng sự tuần hoàn của không khí gần vách, sự tuần hoàn của không khí tăng lên làm tăng sự khô ngót của sản phẩm vào mùa hè và ngược lại làm tăng sự quá lạnh của sản phẩm vào mùa đông. Nhiệt độ của môi trường không khí xung quanh bao giờ cũng lớn hơn nhiệt độ của không khí trong phòng lạnh cho nên độ ẩm (d = g/kgk3) của không khí xung quanh lớn hơn phòng lạnh, kết quả phát sinh độ chênh độ chứa ẩm. Sự chênh lệch về áp suất hơi nước trong và ngoài kho lạnh, tạo nên dòng hơi nước khuyếch tán qua vách kho vào trong phòng lạnh nó được đánh giá qua thông số gọi là dòng ẩn ω.

                    - Ẩm đi vào trong mang theo nhiệt làm tăng nhiệt tải của thiết bị lạnh (tăng nhiệt tải của buồng) đồng thời nó làm tăng khả năng mất khối lượng của sản phẩm (do chuyển pha lỏng hơi). Cửa của kho lạnh cũng giống của tủ lạnh, cửa là tấm cách nhiệt, có bản kề tự động, xung quanh cơ điện kién bằng caosu có bố trí nam châm để hút mạch cửa đảm bảo độ kín khít và giảm tổn thất nhiệt.

                    Bảng 1: Kết cấu vách ngoài kho lạnh
                    Bảng 1: Kết cấu vách ngoài kho lạnh

                    TÍNH NHIỆT KHO LẠNH

                      Như vậy không có hiện tượng đọng ẩm trong cơ cấu cách nhiệt vì toàn bộ phân áp suất thực của không khí đều nhỏ hơn phân áp suất hơi nước bão hoà. Q2 phụ thuộc vào thời vụ; Q3 phụ thuộc vào loại hàng bảo quản; Q4 phụ thuộc vào quy trình công nghệ chế biến, bảo quản hàng và Q5 phụ thuộc vào những biến đổi sinh hoá của từng sản phẩm,”hô hấp”. 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.

                      Trong đó: m: Hệ số tính đến sự gia tăng tương đối trở nhiệt của nền khi có lớp cách nhiệt.

                      Xác định dòng nhiệt vận hành Q 4

                      Q 41 : Dòng nhiệt do chiếu sáng

                      Q 42 : Dòng nhiệt do người tỏa ra

                      Q 44 : Dòng nhiệt khi mở cửa

                      Dòng nhiệt do sản phẩm hô hấp tạo ra Q 5

                      TÍNH CHỌN MÁY NÉN VÀ THIẾT BỊ PHỤ

                      • TÍNH CHỌN MÁY NÉN

                        - Đối với dầu bôi trơn thì nó hoà tan hạn chế khi nhiệt độ của nó môi chất từ -40 ÷ -200C thì môi chất và dầu không hoà tan với nhau mà nó phân pha liên tục dầu nổi lên trên, môi chất cìm xuống dưới và khi đó người ra tìm cách nôi kéo dầu về máy nén. - Preôn 22 có tính tẩy rửa, cặn bẩn ở thành thiết bị R22: Không dẫn điện ở thể hơi nhưng dẫn điện ở thể lỏng cho nên không để máy nén kín hút phải lỏng. - R22 được sử dụng trong các máy lạnh làm đông sản phẩm, sản xuất nước đá, máy làm kem, sản xuất rượu bia, các kho bảo quản hoa quả và cả trong lĩnh vực điều hoà không khí.

                        Chu trình máy lạnh Freon 1 cấp hoạt động như sau : hơi môi chất sinh ra ở thiết bị bay hơi được quá nhiệt sơ bộ(do van tiết lưu nhiệt), đi vào thiết bị hồi nhiệt , thu nhiệt của chất lỏng nóng, quá nhiệt đến t1 rồi được hút vào máy nén .Qua máy nén hơi được nén đoạn nhiệt lên trạng thái 2 và được đẩy vào bình ngưng tụ. Nhiệt độ hạ từ t3’ , xuống t3.Sau đó lỏng đi vào van tiết lưu ,được tiết lưu xuống trạng thái 4 và được đẩy vào thiết bị bay hơi.

                        Chọn thiết bị ngưng tụ vỏ ống nằm ngang

                        • TÍNH CHỌN THIẾT BỊ BAY HƠI .1 Vai trò

                          + Phải có diện tích dự phòng phía đầu bình hoặc có phương án thích hợp để có thể rút ống ra khi sửa chửa và thay thế. Tại đây nó nhả nhiệt cho nước làm mát chuyển động cưỡng bức bên trong ống, ngưng tụ thành lỏng cao áp, chảy xuống dưới và qua đường (9) đi ra ngoài. Thiết bị bay hơi là thiết bị trao đổi nhiệt thu nhiệt từ môi trường làm lạnh tuần hoàn giữa thiết bị bay hơi và đối tượng làm lạnh để nhận nhiệt và làm lạnh đối tượng làm lạnh, khi làm lạnh trực tiếp thì không có mặt đối tượng làm lạnh trung gian (chất tải lạnh).

                          Nếu không khí được làm lạnh do truyền nhiệt cho nước hay chất tải lạnh lỏng đi trong ống thì thiết bị được gọi là dàn làm lạnh không khí gián tiếp. Trong các thiết bị loại này, không khí thường có chuyển động cưỡng bức dưới tác dụng của quạt trong thiết bị để hút không khí tuần hoàn cùngkhông khí bổ sung rồi đẩy qua dàn lạnh.

                          Bảng : Các thông số kỹ thuật của thiết bị ngưng tụ
                          Bảng : Các thông số kỹ thuật của thiết bị ngưng tụ

                          Tính chọn thiết bị bay hơi

                          Ở đây lưu động ngoài chum ống có cánh và truyền nhiệt cho môi chất sôi trong ống. Nó còn có tên gọi là dàn lạnh bay hơi trực tiếp và được sử dụng phổ biến nhất hiện nay. Các ống nhẵn chỉ thường được sử dụng khi làm lạnh kết hợp với làm khô không khí như trường hợp các máy hút ẩm.

                          Không khí lạnh có thể là không khí trong các kho lạnh, hay trong phòng điều hòa không khí.

                          TÍNH CHỌN THIẾT BỊ PHỤ

                          Các thiết bị hệ thống bảo quản lạnh

                          • Bình tách lỏng
                            • Bình chứa cao áp

                              Tuy được gọi là các thiết bị phụ, nhưng nhờ các thiết bị đó mà hệ thống hoạt động hiệu quả, an toàn và kinh tế hơn, trong một số trường hợp bắt buộc phải sử dụng một thiết bị phụ nào đó. Bình tách lỏng có nhiệm vụ tách các giọt chất lỏng khỏi luồng hơi hút về máy nén, tránh cho máy nén không hút phải lỏng gây va đập thủy lực làm hư hỏng máy nén. Do bình tách lỏng nằm giữa dàn bay hơi và máy nén nên để tránh tổn thất lạnh cho hệ thống thì ta bọc một lớp polystirol để cách nhiệt cho bình tách lỏng.

                              Nguyên lý hoạt động: bình tách lỏng có khả năng tách các giọt môi chất lỏng bằng cách làm thay đổi hướng chuyển động và làm giảm vận tốc dòng chảy. Bình chứa cao áp dùng để chứa môi chất sau khi ngưng dàn ngưng và giải phóng bề mặt TĐN thiết bị phụ duy trì cấp dòng liên tục cho van tại vị trí lắp đặt sau dàn ngưng và trước tiết lưu.

                              1] Nguyễn Đức Lợi, Hướng dẫn Thiết kế hệ thống lạnh, Nxb Khoa học và kỹ thuật Hà Nội 1999

                              Việc tính toán tổn thất nhiệt và chọn hệ thống lạnh còn mang tính lí thuyết, chưa áp dụng được các công nghệ mới dẫn đến các thông số mang tính ước lượng chưa sát thực. [1] Nguyễn Đức Lợi, Hướng dẫn Thiết kế hệ thống lạnh, Nxb Khoa học và kỹ.

                              2] Nguyễn Đức Lợi, Phạm Văn Tùy, Kỹ thuật lạnh cơ sở, Nxb Giáo dục 2005 [3] Nguyễn Đức Lợi, Phạm Văn Tùy, Môi chất lạnh, Nxb Giáo dục 1998

                              4] Nguyễn Đức Lợi, Phạm Văn Tùy, Bài tập kỹ thuật lạnh, Nxb Giáo dục 2004