2. Lưu lượng khối lượng mơi chất qua tầm cao
6.2.1.1. Biện pháp giảm chi phí điện năng cho máy nén
Cơng suất motor máy nén phải phù hợp với năng suất lạnh máy nén. Nếu như cơng suất dư thừa sẽ làm cho cơng tiêu hao lớn do tải điện cơ lớn nhưng năng suất lạnh vẫn khơng thay đổi.
Phải thường xuyên chú ý đến cơ cấu truyền động. Ở đây máy nén truyền động chủ yếu từ hệ thống dai chỉ cĩ máy nén trục vít là truyền động qua khớp nối. Vì nếu như cơ cấu truyền động khơng tốt, tức là tỷ số truyền động khơng đảm bảo dẫn đến cơng vơ ích nhiều. Hệ thống truyền động đai thường bị giãn ra và làm tăng hệ số trượt do đĩ ta phải chú ý thay do đai mới.
Cơ cấu bơi trơn và làm mát máy nén khơng tốt, một phần là để bảo vệ máy, một phần là để giảm chi phí điện năng. Vì máy chạy ở điều kiện khắc nghiệt thì dịng điện I tăng tức là điện năng tiêu hao tăng
Ngịai ra khi khởi động máy cần điều chỉnh hệ thống giảm tải phù hợp để cho máy nhẹ tải giảm được dịng khởi động, giảm được chi phí điện năng.
6.2.1.2.Biện pháp giảm chi phí điện năng cho quạt.
Trong hệ thống lạnh, quạt được sử dụng để tuần hồn khơng khí trong kho, trong tủ đơng IQF hoặc là để giải nhiệt cho tháp giải nhiệt và tháp ngưng…
Đối với kho và tủ đơng IQF ta thấy phần lớn tiêu tốn năng lượng điện do trở lực của quạt. Nguyên nhân chính là do lớp tuyết bám trên dàn lạnh làm tăng trở lực cho quạt. Quạt làm việc dễ bị quá tải và motor quạt nĩng lên hao phí điện năng, mặt khác làm tăng nhiệt độ phịng, hàng chạy lâu đạt. Trên thực tế ta thấy chỉ số amper kế tăng khi lớp tuyết bám càng dày. Theo kinh nghiệm ở dàn lạnh kho, người ta xả tuyết khi thấy kim ampe kế chỉ vượt giá trị định mức.
Đối với quạt ở tháp giải nhiệt hay tháp ngưng cũng vậy, nếu như tháp giải nhiệt hoặc dàn ngưng bị bẫn, rong rêu nhiều sẽ làm tăng trở lực làm tăng dịng điện qua quạt gây tiêu hao năng lượng điện vơ ích. Mặt khác tháp giải nhiệt khơng tốt dễ gây sự cố áp suất nén cao gây ra giảm năng suất lạnh, kéo dài thời gian làm đơng. Do đĩ ta phải vệ sinh tháp giải nhiệt định kỳ.
Ngồi ra mơi trường làm mát cũng ảnh hưởng lớn đến chi phí tiêu tốn năng lượng điện. Nếu như nhiệt độ mơi trường làm mát thấp thì quạt chỉ cần cĩ năng suất thấp nhưng nếu mơi trường làm mát cĩ nhiệt độ cao thì ta cầm phải cĩ quạt cĩ năng suất lớn hơn. Như vậy chi phí điện năng sẽ nhiều hơn.
6.2.1.3.Biện pháp giảm chi phí điện năng cho bơm:
Bơm ở đây sử dụng để bơm dịch hoặc bơn nước. Bơm dịch được dùng trong hệ thống băng chuyền dùng để bơm dịch NH3 cho dàn lạnh tủ IQF. Cịn bơm nước
Cũng giống như quạt phần lớn điện năng tiêu hao vơ ích chủ yếu là các tổn thất về áp suất . Do đĩ trên các đường ống chúng ta phải thiết kế sao cho ít khúc cua, ít chổ nối và đường ống càng ngắn càng tốt, trên đường ống hút khơng nên bị hở, khơng bị tắc nghẽn và phải thường xuyên vệ sinh đường ống đặc biệt là các ống dàn ngưng vừa giảm được trở lực vừa làm cho ống trao đổi nhiệt tốt.
Như vậy ta giảm được các tổn thất từ đĩ giảm cơng suất của bơm, giảm được chi phí điện năng.
Ngồi ra nhiệt độ nước làm mát cũng ảnh hưởng rất lớn đến việc chi phí điện năng cho bơm. Nhiệt độ nước càng cao thì phải cần lưu lượng nước lớn để làm mát, tức là bơm phải cĩ cơng suất lớn, chi phí điện năng lớn.
6.2.1.4.Biện pháp giảm chi phí điện năng băng tải.
Tốc độ của băng tải được điều khiển bởi bộ biến tần hoạt động rất cĩ hiệu quả, vừa giảm được chi phí điện năng, vừa phù hợp với yêu cầu cơng nghệ. Tải của băng tải phụ thuộc rất lớn vào trọng lượng của sản phẩm. Ta cĩ thể giảm tải của băng tải bằng cách giảm trọng lượng các khây, bao bì. Cần chú ý đến cơ cấu truyền động và các biện pháp bơi trơn phù hợp, nhằm giảm tổn thất ma sát.
*Như vậy ta cĩ các biện pháp chung làm giảm chi phí điện năng như sau:
- Thiết kế, lắp đặt phù hợp với yêu cầu cơng nghệ đảm bảo các chế độ, dận hành dễ dàn, bố trí hợp lý, cho phép thay đổi các thơng số làn việc
-Vận hành đúng theo nguyên tắc và yêu cầu kỹ thuật, tránh được các sự cố và đảm bảo máy chạy ổn định.
- Phải cĩ chế độ chạy máy phù hợp với yêu cầu cơng nghệ và điều kiện sản xuất. - Bảo dưởng hệ thống theo định kỳ.
- Thường xuyên kiểm tra hệ thống lưới điện để cĩ biện pháp kiệp thời sử lý và tránh điện năng tiêu hao vơ ích.
6.2.2.Biện pháp làm giảm thời gian làm đơng:
Trong phương pháp làm lạnh đơng thì thời gian làm đơng càng giảm càng tốt cho sản phẩm. Vì quá trình làm đơng nhanh thì các tinh thể nước đá hình thành nhỏ cịn thời gian làm đơng kéo dài thì các tinh thể đá sẽ hình thành lớn gây ảnh hưởng xấu đến cấu trúc tế bào gây biến tính protein và làm giảm chất lượng sản phẩm.
Nhưng để làm đơng nhanh thì phải tiêu tốn nhiều chi phí. Do đĩ chúng ta phải tính sao cho kinh tế giữa chất lượng sản phẩm và chi phí làm đơng từ đĩ đưa ra giải pháp làm giảm thời gian làm đơng là hợp lý.
Theo cơng thức tính thời gian làm đơng sản phẩm theo thực tế là:
) 2 1 ( . ln 1 0 0 1 λ α ρ τ R t t R i A t t t t m o + − ∆ + − − =
Trong đĩ:
+ t1: nhiệt độ ban đầu của sản phẩm (oC) + t0: nhiệt độ của mơi trường lạnh (oC)
+ t: nhiệt độ của sản phẩm sau khi được làm lạnh (oC) + m: nhịp độ làm lạnh được tính bởi cơng thức sau:
) 1 1 .( . . 1 λ α δ ρ + = C m
C: nhiệt dung riêng của sản phẩm (Kcal/kg.K) ρ: khối lượng riêng của sản phẩm (kg/m3)
δ: bề dày theo phương truyền nhiệt của sản phẩm (m) α: hệ số cấp nhiệt của sản phẩm (w/m2k)
λ: hệ số dẫn nhiệt của sản phẩm (w/m.k) l: Khoảng cách truyền nhiệt (m)
Qua cơng thức trên ta thấy rằng thời gian cấp đơng sản phẩm phụ thuộc rất nhiều yếu tố, song ở đây ta thấy yếu tố ảnh hưởng chung nhất tới tất cả các loại sản phẩm cấp đơng đĩ là nhiệt độ ban đầu của sản phẩm, nhiệt độ của mơi trường lạnh là hai yếu tố ảnh hưởng nhiều tới thời gian cấp đơng của sản phẩm. Ngồi ra cịn cĩ các yếu tố khác như: cách nhiệt phịng lạnh, năng suất máy nén …
Tủ đơng Thermo-Jack sử dụng để làm đơng nhanh chủ yếu các mặt hàng như: mực phi lê, cắt khoan, bún, sushi…ngồi ra cịn cấp đơng cá và tơm. Sản phẩm được nập liện tục vào tủ. Tốc độ của băng tải phụ thuộc vào từng loại hàng mà người ta điều chỉnh bằng nút biến trở của bộ biến tần để hàng sau khi ra tủ đạt chất lượng tốt mà khơng bị cháy lạnh.
Các phương pháp làm giảm chi phí lạnh:
Chi phí lạnh càng thấp thì thời gian làm đơng càng nhanh Ta cĩ nhiệt tải của dàn lạnh:
Q0=Qsp+Qkk+Qbc+Qmt+Qđc
Tất cả các chi phí qua kết cấu bao che Qmt qua nhiệt độ khơng khí trong tủ Qkk, nhiệt lượng lấy ra từ băng chuyền Qbc ;nhiệt lượng lấy ra từ đơng cơ quạt Qđc ;đều tương đối ổn định. Nhìn chung tất cả các chi phí này đều phụ thuộc nhiệt độ bên ngồi tủ. Nếu như nhiệt độ bên ngồi thấp, thì chênh lệch nhiệt bên trong và bên ngồi tủ sẽ nhỏ dẫn đến các chi phí qua kết cấu bao che, qua băng chuyền, qua khơng khí sẽ nhỏ, do đĩ sẽ làm giảm chi phí lạnh. Trên thực tế tủ đơng Thermo-Jack được đặt trong phịng cấp đơng nên nhiệt độ phịng tương đối thấp (200C), ta cĩ thể làm
khác nếu nhiệt độ trong phịng cấp đơng thấp quá sẽ khơng tốt cho sức khỏe cơng nhân. Cơ cấu cách nhiệt, cách ẩm của tủ, khối lượng và chiều dài băng chuyền hợp lý, nên ta khơng thể giảm nĩ được. Muốn giảm chi phí làm đơng, ta tìm cách giảm chi phí làm đơng cho sản phẩm Qsp
Chi phí lạnh cho quá trình làm đơng sản phẩm được tính: Qsp=Q1+Q2+Q3+Q4+Q5
Trong tất cả chi phí lạnh thì ta cĩ thể làm giảm lạnh chi phí Q1 cịn các chi phí khác ta khơng thể giảm được vì nĩ phụ thuộc vào từng loại sản phẩm và yêu cầu cơng nghệ.
Ta cĩ:
Q1=C1G(t1-tđb)
Trong đĩ
G: khối lượng sản phẩm cấp đơng
t1: nhiệt độ sản phẩm trước khi đưa vào tủ đơng
tđb: Nhiệt độ đĩng băng trung bình của nước trong sản phẩm
Theo biểu thức trên ta chỉ cĩ thể giảm được t, vì nếu giảm được t1 sẽ giảm được chi phí lạnh cho quá trình làm đơng sản phẩm, mặc khác cịn đảm bảo được yêu cầu cơng nghệ. Để làm được điều này, thì trong quá trình chế biến ta luơn giữa cho sản phẩm ở nhiệt độ thấp. Ở nhiệt độ thấp sản phẩm giữa được chất lượng tốt vì ở nhiệt độ này sản phẩm ít bị biến đổi và hạn chế được hoạt động của vi sinh vật, mặt khác nhiệt độ sản phẩm thấp sẽ giảm được độ chênh lệch nhiệt độ của sản phẩm và dàn lạnh nên hạn chế khếch tán nước trên bề mặt sản phẩm vào khơng khí và tách ra bám trên dàn lạnh. Nên hạn chế tuyết bám dàn lạnh. Dàn lạnh được trao đổi nhiệt tốt hơn và giảm được hao hụt trọng lượng sản phẩm.
*Sự biến đổi của chi phí lạnh và biện pháp điều chỉnh năng suất lạnh:
Trong suốt quá trình cấp đơng chi phí lạnh biến đổi theo từng thời điểm dẫn đến năng suất lạnh cũng biến đổi theo. Để hệ thống lạnh hoạt động cĩ hiệu quả, giảm được thời gian làm đơng ta đi phân tích sự biến đổi khơng khí lạnh trong quá trình làm đơng, từ đĩ đưa ra phương pháp điều chỉnh năng suất lạnh phù hợp.
Do đặc điểm của tủ là lượng hàn được đưa liên tục vào tủ nên sự biến bổi năng suất lạnh trong suốt quá trình xem như khơng đổi, nhưng xét riêng từng vị trí băng chuyền và từng thời điểm thì cĩ sự thay đổi. Xét dọc theo chiều dài băng chuyền từ lúc nạp nguyên liệu đến lúc ra sản phẩm, ta thấy chi phí lạnh cĩ sự thay đổi và cĩ xu hướng giảm dần. Bởi vì trong giai đoạn đầu, sản phẩm phải mất một lượng nhiệt rất lớn để hạ nhiệt độ nước xuống nhiệt độ đĩng băng và làm kết tinh nước trong sản phẩm chiếm tới 70% chi phí lạnh của quá trình làm đơng sản phẩm, cịn lại
30% để giảm các thành phần khác trong sản phẩm. Thực tế ta thấy 1 Kg nước 00C muốn chuyển thành nước đá cần phải mất một lượng nhiệt là 333 Kj, cịn muốn giảm đi 10C cho 1 kg nước chỉ cần mất 4,186 kj và giảm đi 10C cho 1 kg chất khơ chỉ cần 1,3kj.
Nếu như năng suất lạnh của dàn lạnh khơng đổi từ đầu đến cuối băng tải thì ở giai đoạn đầu chi phí lạnh lớn dễ dẫn đến thiếu năng suất lạnh, các tinh thể nước đá hình thành với tốc độ chậm và kích thước lớn gây ảnh hưởng xấu đến cấu trúc tế bào và làm biến tính protein dẫn đến chất lượng sản phẩm khơng tốt. Ở giai đoạn sau gần cuối băng chuyền thì chi phí lạnh nhỏ hơn năng suất lạnh của dàn lạnh dẫn đến sản phẩm dễ bị cháy lạnh hay máy nén cĩ thể bị ngập dich. Do vậy yêu cầu đặt ra là: chúng ta điều chỉnh năng suất lạnh giảm dần theo chiều dài tủ. Lúc đĩ vừa giảm được chi phí lạnh vừa làm cho sản phẩm cĩ chất lượng tốt hơn mà khơng kéo dài thời gian làm đơng.
Trong thực tế ta thấy tủ đơng Thermo-Jack gồm cĩ hai dàn lạnh được đặt đối xứng qua 3 quạt được đặt ở giữa tủ và băng chuyền nằm bên dưới. Với cách bố trí như vậy, ta thấy khơng khí tuần hồn rất tốt làm cho sản phẩm cấp đơng đồng đều và cĩ chất lượng tốt. Để cải thiện hơn nữa ta điều chỉnh cho năng suất lạnh giảm dần từ đầu đến cuối băng chuyền bằng cách cho mơi chất cấp vào dàn lạnh ở phía đầu băng chuyền và ra ở cuối băng chuyền và tốc độ quạt giảm dần theo chiều dài tủ. Vì nĩ tiết kiệm được năng suất lạnh, mặc khác đảm bảo được yêu cầu cơng nghệ mà khơng kéo dài thời gian cấp đơng.
*Mốt số giải pháp làm giảm thời gian làm đơng:
Năng suất lạnh phụ thuộc vào nhiều yếu tố, nhưng với nhiệt độ mơi trường là lớn nhất.Vì nhiệt độ mơi trường càng cao thì áp suất ngưng tụ càng cao làm năng suất lạnh giảm, do đĩ ta chọn thời điểm chạy máy cho phù hợp. Chúng ta cĩ thể cấp đơng vào buổi sáng, chiều hoặc đêm, vì lúc này nhiệt độ mơi trường là thấp nhất, năng suất lạnh lớn, hàng chạy mau đạt, tiết kiệm được điện năng.
Chạy máy, ta tránh chạy vào giờ cao điểm, tránh được chi phí điện năng cao, máy làm việc đủ cơng suất.
Phải điều chỉnh tốc độ băng tải phù hợp vì nếu tốc độ băng tải nhanh quá, thì hàng chạy khơng đạt, cịn nếu tốc độ chậm quá thì sản phẩm dễ bị oxy hĩa làm hư hỏng sản phẩm mà cịn kéo dài thời gian làm đơng.
Hàng cấp đơng phải đồng đều, sản phẩm đưa vào tủ đều đặng, lúc đĩ chi phí lạnh sẽ ổn định, tránh được các tổn thất.
Hình 6.1. Sơ đồ biểu diễn mối quan hệ các thơng số nhiệt độ.
Nhiệt độ sôi môi chất Nhiệt độ môi trường Nhiệt độ ngưng tụï
KẾT LUẬN & ĐỀ XUẤT Ý KIẾN I. Kết luận:
Qua thời gian thực tập ở cơng trường Cơng Ty TNHH cơ điện M&E tại Cơng TY TNHH Chế Biến Hàng Xuất Khẩu Bình Minh, khu cơng nghiệp sơng Hâu, Đồng Tháp em đã hồn thành cơ bản nội dung đồ án tốt nghiệp được giao và cĩ điều kiện xâm nhập thực tế học hỏi được nhiều kinh nghiệm. Tai cơng trình Cơng Ty M&E đang lắp thêm tủ đơng băng chuyền IQF cho hệ thống trung tâm NH3 và em đi thiết kế lại hệ thống lạnh băng chuyền theo kiểu mới nhất gần đây băng chuyền Thermo- Jack với cùng cơng suất 500Kg/h.Băng chuyền Thermo-Jack cĩ những ưư điểm vượt trội như sau:
+ Thời gian đơng ngắn hơn, rất cĩ lợi cho sản phẩm làm ra và cho nhà sản xuất.
+ Khơng gian chiếm chổ của băng chuyền Thermo-Jack nhỏ hơn so với băng chuyền IQF, nên rất tiết kiệm được diện tích sản xuất.
+Tiêu tốn điện năng ít hơn, làm giảm giá thành sản xuất, đẩy mạnh sức cạnh tranh.
Cĩ thể nĩi đây là những yêu cầu mà các nhà đầu tư đã đồi hỏi trước đây về cơng nghệ cấp đơng, cho nên xu hướng sử dụng loại băng chuyền Thermo-Jack hiện nay là rất nhiều. Vì nĩ đáp ứng được yêu cầu của thị trường hiện nay.
II. Đề xuất ý kiến:
Sau một thời gian thực tập, em cĩ một số ý kiến nhằm nâng cao hiệu quả sản xuất, giảm chi phí lắp đặt và vận hành hệ thống máy lạnh:
+Quy trình thiết kế và lắp đặt phải đúng theo yêu cầu kỹ thuật
+Lắp đặt hệ thống cấp đơng phù hợp với khả năng sản xuất của nhà máy để tránh những chi phí khơng cần thiết.
+Trong phịng máy cần phải niêm yết các sơ đồ hệ thống máy, sơ đồ điều khiển, các nội quy vận hành, cũng như các trang thiết bị cấp cứu cần thiết.
+Cần phải kiểm tra và bảo dưỡng hệ thống thường xuyên để kiệp thời phát