Tính lạnh Tính lạnh.

D 11 = Q1 1/ [(ih h– in n) x∝ ∝]

B. Tính lạnh Tính lạnh.

B. Tính lạnh.

Công nghệ lạnh là rất quan trọng trong nhà máy thực phẩm, đđặc biệt là trong nhà máy chế biến sữa thì lạnh không thể thiếu, do sữa là sản phẩm dạng lỏng có chứa nhiều chất dinh dưưỡng là môi trưường tốt cho vsv sinh trưưởng và phát triển do đđó sử dụng lạnh đđể bảo quản hạn chế sự hưư hỏng sản phẩm.Hơơn nữa trong qúa trình sản xuất, chế biến các sản phẩm thì mỗi loại sản phẩm cần có chế đđộ lạnh phù hợp đđể đđảm bảo các yêu cầu về công nghệ. Lạnh còn đưđược sử dụng đđể hạ nhiệt đđộ cho các sản phẩm trong các quá trình gia nhiệt..

1. Chi phí lạnh cho các thiết bị. 1. Chi phí lạnh cho các thiết bị.

1.1. Chi phí lạnh cho qúa trình hạ nhiệt sau thanh trùng sữa cô đặc.

1.1. Chi phí lạnh cho qúa trình hạ nhiệt sau thanh trùng sữa cô đặc.

Dịch sữa sau thanh trùng ở 9200C , sẽ trao đđổi nhiệt với dịch sữa mới vào ở 6000C và nhiệt đđộ hạ xuống là :

( 92 + 60 )/2 = 7600C

Sau đó dịch sữa sẽ trao ó dịch sữa sẽ trao đổi nhiệt với nổi nhiệt với nước lạnh ớc lạnh để hạ nhiệt ể hạ nhiệt độ xuống 48ộ xuống 480C C đểể đưa vào nồi cô a vào nồi cô đặc.ặc.

Vậy chi phí lạnh cho quá trình làm lạnh từ 76

Vậy chi phí lạnh cho quá trình làm lạnh từ 760C xuống 48C xuống 480C là:C là: Q = G

Q = Gs x C x Cs x ( t x ( t1 – t – t2 ) ) Trong

Trong đó: tó: t1, t t2 : Nhiệt : Nhiệt độ ộ đầu và nhiệt ầu và nhiệt độ cuối của qúa trình làm lạnhộ cuối của qúa trình làm lạnh G

Gs: Khối l: Khối lượng sữa cần làm lạnh, ( Gợng sữa cần làm lạnh, ( Gs = 35.070 kg/ca) = 35.070 kg/ca) C

Cs: Nhiệt dung riêng của dịch sữa.( C: Nhiệt dung riêng của dịch sữa.( Cs = 0,96 kcal/kg . = 0,96 kcal/kg . 0C)C)

Q =

1.2.Chi phí lạnh cho thiết bị thanh trùng sữa tiệt trùng và thanh trùng lần I

1.2.Chi phí lạnh cho thiết bị thanh trùng sữa tiệt trùng và thanh trùng lần I

sữa chua .

sữa chua .

Dịch sau khi thanh trùng ở 7500C, Sau đđó trao đđổi nhiệt với dịch sữa chưưa thanh trùng có nhiệt đđộ 6000C ở ngăăn hoàn nhiệt của thiết bị thanh trùng, do vậy dịch sữa sẽ hạ xuống nhiệt đđộ 6800C, tiếp đđó trao đđổi nhiệt với nưước lạnh và hạ xuống 400C.

Cần chi phí lạnh để hạ nhiệt ể hạ nhiệt độ sữa từ 68ộ sữa từ 680C xuống 4C xuống 40C:C:

Trong đđó:

Gs: Khối l: Khối lượng sữa cần làm lạnh, ( Gợng sữa cần làm lạnh, ( Gs = 33.746,09 kg/ca) = 33.746,09 kg/ca) C

Cs: Nhiệt dung riêng của dịch sữa.( C: Nhiệt dung riêng của dịch sữa.( Cs = 0,99 kcal/kg . = 0,99 kcal/kg . 0C)C)

Q =

1.3.Chi phí lạnh cho làm nguội sữa sau tiệt trùng:

1.3.Chi phí lạnh cho làm nguội sữa sau tiệt trùng:

Dịch sữa sau tiệt trùng ở 14000C đưđược trao đđổi nhiệt với dịch sữa mới vào ở 500C hạ nhiệt đđộ xuống 7300C, sau đđó trao đđổi nhiệt với nưước lạnh đđể hạ xuống nhiệt đđộ rót 2500C.

Chi phí lạnh để hạ nhiệt ể hạ nhiệt độ dịch sữa từ 73ộ dịch sữa từ 730C xuống 25C xuống 250C là:C là: Q = G

Q = Gs x C x Cs x ( t x ( t1 – t – t2 ) )

Trong đđó:

Gs: Khối l: Khối lượng sữa cần làm lạnh, ( Gợng sữa cần làm lạnh, ( Gs = 27041,63 kg/ca) = 27041,63 kg/ca) C

Q =

1.4.Chi phí lạnh để hạ nhiệt độ dịch sữa sau thanh trùng lần II xuống nhiệt độ

1.4.Chi phí lạnh để hạ nhiệt độ dịch sữa sau thanh trùng lần II xuống nhiệt độ

lên men.

lên men.

Sau thanh trùng lần II ở 9200C, Dịch sữa trao đđổi nhiệt với dịch sữa mới đđi vào thiết bị thanh trùng ở 500C hạ nhiệt đđộ xuống 4900C, tiếp đđó trao đđổi nhiệt với nưước lạnh đđể hạ xuống nhiệt đđộ lên men là: 4200C:

Chi phí lạnh là:

Q = Gs x C x Cs x ( t x ( t1 – t – t2 ) )

Trong đđó:

Gss: Khối lưượng sữa cần làm lạnh, ( Gss = 6704,46 kg/ca) Cs: Nhiệt dung riêng của dịch sữa.( C: Nhiệt dung riêng của dịch sữa.( Cs = 0,99 kcal/kg . = 0,99 kcal/kg . 0C)C)

Q =

1.5. Chi phí lạnh để làm lạnh nhanh sữa chua sau lên men xuống nhiệt độ

1.5. Chi phí lạnh để làm lạnh nhanh sữa chua sau lên men xuống nhiệt độ

20

2000C.C.

Q = Gss x Css x ( t11 – t22 )

Trong đđó:

Gs: Khối l: Khối lượng sữa cần làm lạnh, ( Gợng sữa cần làm lạnh, ( Gs = 6704,46 kg/ca) = 6704,46 kg/ca)

Css: Nhiệt dung riêng của dịch sữa.( Css = 0,99 kcal/kg . 00C)

Q =

Bảng chi phí lạnh cho các thiết bị.

STT Tên thiết bị Chi phí lạnh Q (kcal/ca)

1 Thiết bị thanh trùng sữa đđặc 942.681,6 2 Thiết bị thanh trùng sữa tiệt trùng

và sữa chua lần I

2.138.152

3 Thiết bị tiệt trùng 1.285.018

4 Thiết bị thanh trùng sữa chua lần II 4.646.191 5 Thiết bị làm lạnh nhanh sữa chua 146.023,1 6 Tổng chi phí lạnh cho các thiết bị 9.158.066

2. Tính chi phí lạnh cho kho lạnh. 2. Tính chi phí lạnh cho kho lạnh.

Kho lạnh đưđược cho qúa trình ủ chin và bảo quản sản phẩm trong sản xuất sữa chua.

2.1.Tính diện tích kho lạnh.

2.1.Tính diện tích kho lạnh.

Thời gian lưưu kho là 5 ngày.

Lượng sữa chua cần chứa trong kho là:ợng sữa chua cần chứa trong kho là: 20.000 x 5 = 100.000 kg

20.000 x 5 = 100.000 kg

Rót hộp thành phẩm là 110 ml/hộp. Rót hộp thành phẩm là 110 ml/hộp. Số hộ

Số hộp thành phẩm lành phẩm lưu trong kho là:u trong kho là:

100.000/ (0,11 x 1,084) = 838644,8 hộp 100.000/ (0,11 x 1,084) = 838644,8 hộp Xếp thùng cattong 48 hộp/thùng, Kích th

838644,8 /48 = 17471,77thùng 838644,8 /48 = 17471,77thùng Chiều cao xếp kho là 1,5 m

Chiều cao xếp kho là 1,5 m

Số thùng chồng lên nhau là: 1,5 / 0,11 = 14 thùng. Số thùng chồng lên nhau là: 1,5 / 0,11 = 14 thùng. Diện tích hữu ích của kho lạnh là:

Diện tích hữu ích của kho lạnh là: F

Fhữu ích = = (17471,77/14) x 0,42 x 0,28 = 146,7648 m(17471,77/14) x 0,42 x 0,28 = 146,7648 m2.. Kiểm tra sức tải của nền kho:

Kiểm tra sức tải của nền kho: 60/146,7648 = 0,4 tấn/m

60/146,7648 = 0,4 tấn/m2 < F < Fcp = 4 tấn/m = 4 tấn/m2 . . β

βF Hệ số sử dụng hữu ích diện tích kho lạnh ( hệ số có tính Hệ số sử dụng hữu ích diện tích kho lạnh ( hệ số có tính đến ến đường giaoờng giao thông),

thông), β

βF = 0,6 0,6

Diện tích thực tế của kho lạnh: F = F

Diện tích thực tế của kho lạnh: F = Fhữu ích /β/βF = 146,7648/0,6 = 244m = 146,7648/0,6 = 244m2

Lấy diện tích là 250 m

Lấy diện tích là 250 m2 , chọn kích th , chọn kích thước kho là 25 x 10 x 4 mớc kho là 25 x 10 x 4 m

2.2. Cấu trúc kho lạnh.

2.2. Cấu trúc kho lạnh.

- ĐĐể đđảm bảo cách nhiệt tốt giữa kho lạnh và môi trưường bên ngoài, ta dùng lớp vật liệu cách nhiệt, vừa có khả năăng chịu nhiệt tốt, đđồng thời có khả năăng chịu lực tốt.

- Lớp cách nhiệt phải bao phủ kín toàn bộ kho lạnh.

-

-

+ Có hệ số dẫn nhiệt nhỏ: α = 0,12 ÷ 0,63 w/m.độ.ộ. + Khối l

+ Khối lượng riêng nhỏ: 75 ÷ 300 N/mợng riêng nhỏ: 75 ÷ 300 N/m3.. + Không hút ẩm, bền c

+ Không hút ẩm, bền cơ học, không cháy nổ… học, không cháy nổ… + Không

+ Không độc hại với cộc hại với cơ thể ng thể người, thực phẩm, làm biến chất bảo quản.ời, thực phẩm, làm biến chất bảo quản. Ta chọn kho lạnh với thong số kĩ thuật sau:

Ta chọn kho lạnh với thong số kĩ thuật sau:

a.

a.

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

b. Kết cấu trần kho lạnh. b. Kết cấu trần kho lạnh.

-

- Bê tông cốt thép: 80 mmBê tông cốt thép: 80 mm

-

-

-

- 3 lớp giấy dầu có quét bitum cách ẩm: 3 mm3 lớp giấy dầu có quét bitum cách ẩm: 3 mm

-

- Styropo: 200mmStyropo: 200mm

-

- 3 lớp giấy dầu có quét bitum cách ẩm: 3 mm3 lớp giấy dầu có quét bitum cách ẩm: 3 mm

-

-

-

-

-

-

- 3 lớp giấy dầu có quét bitum cách ẩm: 3 mm3 lớp giấy dầu có quét bitum cách ẩm: 3 mm

-

- Styropo: 200mmStyropo: 200mm

-

- 3 lớp giấy dầu có quét bitum cách ẩm: 3 mm3 lớp giấy dầu có quét bitum cách ẩm: 3 mm

-

-

- BTCT chịu lực: 70 mm

-

-

2.3. Chi phí lạnh của kho lạnh.

2.3. Chi phí lạnh của kho lạnh.

-

-

-

-

-

-

-

-

STT Vật liệuVật liệu Độ dầy δộ dầy δi (m) (m) ^{Hệ số dẫn nhiệt λHệ số dẫn nhiệt λ}i

(w/m. (w/m.độ)ộ)

1 Vữa ximăăng 0,02 0,818

2 tưường gạch 0,22 0,28

5 Bitum 0,003 2,723

6 Styropo 0,2 0,155

7 Hợp kim kẽm thép 0,002 54,4

2.3.1. Chi phí lạnh đđể làm lạnh sữa chua.

Q = Gss x Css x ( t11 – t22 )

Trong đđó:

GGs: Khối l: Khối lượng sữa chua ợng sữa chua đưa vào kho a vào kho để làm lạnh ủ chin và bảoể làm lạnh ủ chin và bảo quản ( Gquản ( Gs =100.000 kg/ngày) =100.000 kg/ngày)

Css: Nhiệt dung riêng của dịch sữa.( Css = 0,99 kcal/kg . 00C)

Q =

2.3.2. Tổn thất lạnh qua trần.

Q22 = k x F x Δt

Trong đđó: F = Diện tích trần, F = 250m22.

Δt : Chênh lệch nhiệt đđộ trong và ngoài kho lạnh. Δt = 250C – 4C – 40C = 21C = 210C C

k = 1/(1/α1 +∑δ +∑δi/λ/λi + 1/α + 1/α2 ) ) α

α1: Hệ số cấp nhiệt của không khí ngoài trần: Hệ số cấp nhiệt của không khí ngoài trần α

α1 = 83,88 kj/m = 83,88 kj/m2..độ = 23,3 w/mộ = 23,3 w/m2..độ.Vì không khí ộ.Vì không khí đối lối lưu tự nhiênu tự nhiên α

α2 : Hệ số cấp nhiệt của không khí trong trần : Hệ số cấp nhiệt của không khí trong trần α

α2 = 21 kj/m = 21 kj/m2..độ = 5,833 w/mộ = 5,833 w/m2..độ, vì không khí trong phòng lạnh ộ, vì không khí trong phòng lạnh đối lối lưuu c

cưỡng bứcỡng bức δ

δi: Chiều : Chiều dầy các lớp vật liệu.ầy các lớp vật liệu. λ

λi: Hệ số dẫn nhiệt t: Hệ số dẫn nhiệt tương ứng.ng ứng. k= 1/[(1/23,3) k= 1/[(1/23,3) +(2 x 0,02/0,818) +(2 x 0,003/2,723) +( 0,08/0,922) + (0,2/0,155)+ (1/5,833)] k= 0,609 (w/m2..0C) = 0,524 (kcal/mC) = 0,524 (kcal/m2.h..h.0C)C) Q Q2 = 0,524 x 250 x 21 = 2751 (kcal/h) = 0,524 x 250 x 21 = 2751 (kcal/h) 2.3.3.Tổn thất lạnh qua tưường. Q33 = k x F x Δt

Trong đđó: F = Diện tích tưường, F = 280 m22

Δt : Chênh lệch nhiệt đđộ trong và ngoài kho lạnh. Δt = 250C – 4C – 40C = 21C = 210C C

α

α1: Hệ số cấp nhiệt của không khí ngoài t: Hệ số cấp nhiệt của không khí ngoài tườngờng α

α1 = 83,88 kj/m = 83,88 kj/m2..độ = 23,3 w/mộ = 23,3 w/m2..độ.Vì không khí ộ.Vì không khí đối lối lưu tự nhiênu tự nhiên α

α

α2 = 21 kj/m = 21 kj/m ..độ = 5,833 w/mộ = 5,833 w/m ..độ, vì không khí trong phòng lạnh ộ, vì không khí trong phòng lạnh đối lối lưuu c

cưỡng bứcỡng bức δ

δi: Chiều : Chiều dầy các lớp vật liệu.ầy các lớp vật liệu. λ

λi: Hệ số dẫn nhiệt t: Hệ số dẫn nhiệt tương ứng.ng ứng.

k= 1/[(1/23,3) +( 0,02/0,818) + (0,002/54,4) +(2 x 0,003/2,723) +( 0,22/0,28) k= 1/[(1/23,3) +( 0,02/0,818) + (0,002/54,4) +(2 x 0,003/2,723) +( 0,22/0,28) + (0,2/0,155)+ (1/5,833)] + (0,2/0,155)+ (1/5,833)] k= 0,432 (w/m k= 0,432 (w/m2..0C) = 0,371 (kcal/mC) = 0,371 (kcal/m2.h..h.0C)C) Q Q2 =0,371 x 280 x 21 = 2.181,48 (kcal/h) =0,371 x 280 x 21 = 2.181,48 (kcal/h) 2.3.4.Tổn thất lạnh qua nền. Q22 = k x F x Δt Trong đđó: F = Diện tích nền, F = 250m22.

Δt : Chênh lệch nhiệt đđộ trong và ngoài kho lạnh. Δt = 150C – 4C – 40C = 11C = 110C C

α

α1: Hệ số cấp nhiệt của không khí ngoài nền (coi gần : Hệ số cấp nhiệt của không khí ngoài nền (coi gần đúng nhúng như là không khí ở là không khí ở bên ngoài)

bên ngoài) α

α1 = 83,88 kj/m = 83,88 kj/m2..độ = 23,3 w/mộ = 23,3 w/m2..độ.ộ. α

α2 : Hệ số cấp nhiệt của không khí trong nền : Hệ số cấp nhiệt của không khí trong nền α

α2 = 21 kj/m = 21 kj/m2..độ = 5,833 w/mộ = 5,833 w/m2..độ, vì không khí trong phòng lạnh ộ, vì không khí trong phòng lạnh đối lối lưuu c

cưỡng bứcỡng bức δ

δi: Chiều : Chiều dầy các lớp vật liệu.ầy các lớp vật liệu. λ

λi: Hệ số dẫn nhiệt t: Hệ số dẫn nhiệt tương ứng.ng ứng.

k= 1/[(1/23,3) + (0,02/0,28) +( 0,02/0,818) +(2 x 0,003/2,723) + k= 1/[(1/23,3) + (0,02/0,28) +( 0,02/0,818) +(2 x 0,003/2,723) + ( 0,011/0,922) + (0,2/0,155)+ (1/5,833)] ( 0,011/0,922) + (0,2/0,155)+ (1/5,833)] k= 0,581 (w/m k= 0,581 (w/m2..0C) = 0,5 (kcal/mC) = 0,5 (kcal/m2.h..h.0C)C) Q Q2 = 0,5 x 250 x 11 = 1.375 (kcal/h) = 0,5 x 250 x 11 = 1.375 (kcal/h) 2.3.5.Tổn thất lạnh do thông gió. 2.3.5.Tổn thất lạnh do thông gió. Q55 = a.v.d.(in n -itrtr)/24 Trong đó:ó:

a: số lần thông gió trong 1 ngày a: số lần thông gió trong 1 ngày đêm.êm.

v: Thể tích phòng, v = 25 x 10 x 4 = 1000 m v: Thể tích phòng, v = 25 x 10 x 4 = 1000 m3