›
›

Đồ án Tính toán thiết kế hệ thống lạnh cấp đông

Download
i
MỤC LỤC  
MỤC LỤC ...................................................................................................................i  
DANH MỤC BẢNG ................................................................................................vii  
DANH MỤC HÌNH...................................................................................................ix  
CHƯƠNG I TỔNG QUAN .......................................................................................1  
1.1. TỔNG QUAN VỀ CÔNG TY .........................................................................1  
1.1.1. SỰ HÌNH THÀNH VÀ PHÁT TRIỂN CỦA CÔNG TY.........................1  
1.1.2. CƠ CẤU TỔ CHỨC VÀ QUAN LÝ CỦA CÔNG TY............................3  
1.1.2.1. Sơ đồ bộ máy tổ chức của công ty TNHH Nam Việt .........................3  
1.2. TỔNG QUAN VỀ KỸ THUẬT LẠNH ĐÔNG..............................................4  
1.2.1. ĐỊNH NGHĨA VÀ MỤC ĐÍCH CỦA VIỆC LÀM LẠNH ĐÔNG  
THỦY SẢN.........................................................................................................4  
1.2.1.1. Định nghĩa...........................................................................................4  
1.2.1.2. Mục đích làm lạnh đông thủy sản.......................................................4  
1.2.2. CƠ SỞ KHOA HỌC CỦA KỸ THUẬT LÀM LẠNH ĐÔNG THỦY  
SẢN .....................................................................................................................5  
1.2.2.1. Nước trong thuỷ sản............................................................................5  
1.2.2.2. Cơ chế đóng băng trong việc làm lạnh đông ......................................5  
1.2.2.3. Các yếu tố ảnh hưởng đến sự kết tinh của nước trong thủy sản .........8  
1.2.2.4. Thời gian làm đông.............................................................................9  
1.2.3. CÁC PHƯƠNG PHÁP LÀM LẠNH ĐÔNG THỦY SẢN ....................12  
1.2.3.1. Làm lạnh đông bằng hỗn hợp nước đá và muối................................12  
1.2.3.2. Làm lạnh đông thủy sản bằng nước muối lạnh.................................13  
1.2.3.3. Làm lạnh đông thủy sản bằng không khí lạnh..................................13  
1.2.3.4. Làm lạnh đông thủy sản bằng tủ đông tiếp xúc ................................14  
1.2.3.5. Làm đông thủy sản bằng tủ đông băng chuyền ................................14  
1.2.3.6. Làm đông bằng khí hóa lỏng ............................................................15  
1.2.4. CÁC PHƯƠNG PHÁP LÀM ĐÔNG CHIA THEO DẠNG SẢN  
PHẨM................................................................................................................15  
1.2.4.1. Làm đông dạng khối (Block)............................................................15  
1.2.4.2. Làm đông dạng rời............................................................................15  
1.2.5. NHỮNG BIẾN ĐỔI CỦA SẢN PHẨM THỦY SẢN TRONG QUÁ  
TRÌNH LÀM ĐÔNG ........................................................................................16  
1.2.5.1. Biến đổi về vật lý..............................................................................16  
 
ii  
1.2.5.2. Biến đổi về hóa học ..........................................................................17  
1.2.5.3 Biến đổi về vi sinh vật .......................................................................18  
CHƯƠNG II CHỌN SỐ LIỆU BAN ĐẦU..............................................................19  
2.1. LỰA CHỌN CÁC THÔNG SỐ BAN ĐẦU..................................................19  
2.1.1. LỰA CHỌN PHƯƠNG PHÁP VÀ THIẾT BỊ LÀM ĐÔNG.................19  
2.1.1.1. Chọn phương pháp làm đông............................................................19  
2.1.1.2. Chọn môi chất...................................................................................20  
2.1.2. LỰA CHỌN MẶT HÀNG THỦY SẢN.................................................20  
2.1.2.1. Nguyên liệu cấp đông .......................................................................20  
2.1.2.2. Đặc điểm của sản phẩm cá Phile ......................................................20  
2.1.3. SƠ ĐỒ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ CẤP ĐÔNG CÁ PHILE..............21  
2.1.4. NĂNG SUẤT CẤP ĐÔNG.....................................................................22  
2.1.5. LỰA CHỌN CHU TRÌNH LẠNH VÀ XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG  
SỐ CỦA CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC.........................................................................22  
2.1.5.1. Xác định nhiệt độ ngưng tụ...............................................................22  
2.1.5.2. Xác định nhiệt độ sôi của môi chất...................................................23  
2.1.5.3. Xác đinh nhiệt độ quá nhiệt của môi chất.........................................24  
2.1.5.4. Xác định nhiệt độ quá lạnh lỏng trong thiết bị trao đổi nhiệt chéo  
của bình trung gian ........................................................................................24  
2.1.6. SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ VÀ CÁC THÔNG SỐ TRẠNG THÁI TẠI  
CÁC ĐIỂM MÚT CỦA CHU TRÌNH..............................................................26  
2.1.6.1. Sơ đồ nguyên lý ................................................................................26  
2.1.6.2. Thuyết minh chu trình.......................................................................26  
2.2. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ VÀ CHỌN THIẾT BỊ...........................................29  
2.2.1. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ TỦ ĐÔNG TIẾP XÚC..................................29  
2.2.1.1. Cấu tạo thân tủ ..................................................................................29  
2.2.1.2. Cấu tạo của dàn lạnh tủ đông tiếp xúc..............................................29  
2.2.1.3 Tính toán kích thước tủ đông.............................................................31  
2.2.1.4 Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của hệ thống ben thủy lực ..............32  
2.2.1.5. Hình dạng hoàn chỉnh của tủ đông tiếp xúc......................................33  
2.2.2 TÍNH CHỌN TỦ ĐÔNG BĂNG CHUYỀN IQF....................................34  
2.2.3. TÍNH CHỌN KÍCH THƯỚC KHO LẠNH............................................36  
2.2.3.1. Cấu trúc kho bảo quản ......................................................................36  
2.2.3.2. Tính chọn kích thước kho.................................................................37  
iii  
2.3 TÍNH TOÁN CHỌN SỐ LƯỢNG THIẾT BỊ................................................39  
2.3.1 TÍNH TOÁN CHỌN THIẾT BỊ CHO HỆ THỐNG CẤP ĐÔNG IQF...39  
2.3.2. TÍNH TOÁN CHỌN THIẾT BỊ CHO HỆ THỐNG CẤP ĐÔNG TỦ  
ĐÔNG TIẾP XÚC.............................................................................................40  
2.3.3. TÍNH TOÁN CHỌN THIẾT BỊ CHO HỆ THỐNG KHO BẢO  
QUẢN................................................................................................................40  
CHƯƠNG III TÍNH TOÁN NHIỆT VÀ CHỌN THIẾT BỊ...................................41  
3.1. TÍNH TOÁN NHIỆT CHO HỆ THỐNG LẠNH ..........................................41  
3.1.1. TÍNH TOÁN NHIỆT CHO HỆ THÔNG TỦ ĐÔNG TIẾP XÚC..........41  
3.1.1.1. Nhiệt lượng cần lấy ra từ sản phẩm để hạ nhiệt độ của sản phẩm  
từ nhiệt độ ban đầu xuống nhiệt độ yêu cầu của quá trình làm đông ............41  
3.1.1.2. Nhiệt lượng lấy ra để hạ nhiệt độ của khuôn đựng sản phẩm...........46  
3.1.1.3. Nhiệt lượng lấy ra để làm lạnh không khí trong tủ...........................47  
3.1.1.4. Nhiệt xâm nhập từ môi trường bên ngoài qua kết cấu bao che ........48  
3.1.1.5. Dòng nhiệt xâm nhập vào tủ do mở cửa để kiểm tra sản phẩm........51  
3.1.2. TÍNH NHIỆT TẢI CỦA TỦ ĐÔNG BĂNG CHUYỀN IQF .................52  
3.1.2.1. TÍNH NHIỆT TẢI CỦA IQF ...........................................................52  
3.1.2.2 TÍNH TOÁN NHIỆT CHO TÁI ĐÔNG AF.....................................61  
3.1.3 TÍNH TOÁN NHIỆT TẢI CHO KHO BẢO QUẢN...............................67  
3.1.3.1 Dòng nhiệt xâm nhập qua kết cấu bao che. .......................................68  
3.1.3.2 Dòng nhiệt lấy ra từ sản phẩm bảo quản............................................69  
3.1.3.3. Dòng nhiệt do vận hành....................................................................70  
3.2. TÍNH TOÁN CHU TRÌNH LẠNH VÀ CHỌN MÁY NÉN.........................71  
3.2.1. TÍNH TOÁN PHẦN THẤP ÁP..............................................................71  
3.2.1.1. Năng suất lạnh riêng khối lượng.......................................................71  
3.2.1.2. Lưu lượng gas qua máy nén tầm thấp...............................................72  
3.2.1.3. Thể tích hơi hút thực tế.....................................................................72  
3.2.1.4. Hệ số cấp máy nén............................................................................72  
3.2.1.5. Công nén đoạn nhiệt. ........................................................................72  
3.2.1.6. Hiệu suất chỉ thị. ...............................................................................73  
3.2.1.7. Công suất chỉ thị. ..............................................................................73  
3.2.1.8. Công suất ma sát...............................................................................74  
3.2.1.9. Công suất hiệu dụng. ........................................................................74  
3.2.1.10. Công suất tiếp điện cấp hạ áp. ........................................................74  
iv  
3.2.2. TÍNH TOÁN PHẦN CAO ÁP................................................................75  
3.2.2.1. Lưu lượng ga thực tế đi qua phần nén cao áp...................................75  
3.2.2.2. Thể tích hơi hút thực tế.....................................................................76  
3.2.2.3. Hệ số cấp máy nén............................................................................76  
3.2.2.4. Công suất đoạn nhiệt.........................................................................76  
3.2.2.5. Hiệu suất chỉ thị thể tích. .................................................................77  
3.2.2.6. Công suất chỉ thị. .............................................................................77  
3.2.2.7. Công suất ma sát...............................................................................77  
3.2.2.8. Công suất hiệu dụng. .......................................................................78  
3.2.2.9. Tổng công suất của cả hai tầm nén...................................................78  
3.2.2.10. Chọn công suất lắp đặt động cơ......................................................78  
3.3. CHỌN MÁY NÉN.........................................................................................80  
3.4. TÍNH TOÁN CHỌN THIẾT BỊ CHO HỆ THỐNG LẠNH .........................81  
3.4.1. TÍNH CHỌN DÀN NGƯNG TỤ............................................................81  
3.4.1.1. Nhiệt tải dàn ngưng...........................................................................81  
3.4.1.2. Tính diện tích trao đổi nhiệt..............................................................81  
3.4.2. TÍNH CHỌN BCTA................................................................................84  
3.4.2.1. Vị trí lắp đặt bình chứa thấp áp.........................................................84  
3.4.2.2. Tính chọn bình chứa thấp áp.............................................................84  
3.4.3. TÍNH CHỌN BÌNH CHỨA CAO ÁP. ...................................................87  
3.4.3.1. Vị trí lắp đặt và nhiệm vụ của bình chứa cao áp...............................87  
3.4.3.2. Tính chọn bình chứa cao áp..............................................................87  
3.4.4. BÌNH TẬP TRUNG DẦU. .....................................................................89  
CHƯƠNG IV TRANG BỊ TỰ ĐỘNG HÓA– VẬN HÀNH HỆ THỐNG LẠNH..90  
4.1. MỤC ĐÍCH VÀ Ý NGHĨA CỦA VIỆC TRANG BỊ TỰ ĐỘNG HÓA.......90  
4.2. CÁC KÝ HIỆU DÙNG TRONG MẠCH ĐIỆN. ..........................................91  
4.3. CÁC MẠCH ĐIỆN CỦA HỆ THỐNG .........................................................92  
4.3.1. MẠCH ĐIỆN ĐỘNG LỰC.....................................................................92  
4.3.2 MẠCH ĐIỆN ĐIỀU KHIỂN....................................................................93  
4.4. THUYẾT MINH MẠCH ĐIỆN.....................................................................96  
4.4.1. MẠCH KHỞI ĐỘNG BƠM NƯỚC VÀ QUẬT DÀN NGƯNG...........96  
4.4.2. KHỞI ĐỘNG BƠM DẦU.......................................................................96  
4.4.3. KHỞI ĐỘNG MÁY NÉN.......................................................................96  
4.4.5. CẤP DỊCH VÀ BẢO VỆ MỨC DỊCH BÌNH TUẦN HOÀN...............97  
v
4.4.6. MẠCH ĐIỀU KHIỂN BƠM CẤP DỊCH. .............................................97  
4.4.7. MẠCH CẤP DỊCH CHO TỦ ĐÔNG ....................................................98  
4.4.8. MẠCH BÁO ĐỘNG SỰ CỐ ..................................................................98  
4.5. VẬN HÀNH HỆ THỐNG LẠNH. ................................................................98  
4.5.1. VẬN HÀNH MÁY NÉN ........................................................................98  
4.5.1.1. Công tác chuẩn bị. ............................................................................98  
4.5.1.2. Khởi động máy nén và giám sát .......................................................99  
4.5.2. VẬN HÀNH THIẾT BỊ LẠNH ............................................................100  
4.5.2.1. Vận hành tủ đông tiếp xúc ..............................................................100  
4.5.2.2. Vận hành tủ đông băng chuyền.......................................................101  
4.5.2.3. Vận hành kho bảo quản. .................................................................101  
4.5.3. DỪNG MÁY.........................................................................................101  
4.5.3.1. Dừng máy bị động. .........................................................................102  
4.5.3.2. Dừng máy chủ động........................................................................102  
4.5.4. MỘT SỐ THAO TÁC TRONG QUÁ TRÌNH VẬN HÀNH ...............102  
4.5.4.1. Xả băng dàn lạnh ............................................................................102  
4.5.4.2. Xả khí không ngưng........................................................................105  
4.5.5. BẢO DƯỠNG HỆ THỐNG LẠNH......................................................105  
4.5.5.1. Nạp ga cho hệ thống lạnh ...............................................................105  
4.5.5.2. Rút gas khỏi hệ thống lạnh .............................................................107  
4.5.5.3 Nạp đầu bổ sung ..............................................................................108  
4.5.5.4 Xả dầu..............................................................................................109  
4.6 MỘT SỐ SỰ CỐ THƯỜNG GẶP VÀ BIỆN PHÁP KHẮC PHỤC............111  
4.6.1 SỰ CỐ ÁP SUẤT NÉN. .......................................................................111  
4.6.1.1 Sự cố áp suất nén cao bất thường. ...................................................111  
4.6.1.2 Áp suất nén thấp bất thường. ..........................................................112  
4.6.2. SỰ CỐ ÁP SUẤT HÚT .......................................................................113  
4.6.2.1. Sự cố áp suất hút thấp....................................................................113  
4.6.2.2. Sự cố áp suất hút cao ......................................................................113  
4.6.2.3 Sự cố áp suất dầu thấp ....................................................................114  
4.6.4 SỰ CỐ NGẬP DỊCH..............................................................................114  
4.6.4.1. Định nghĩa, nhận biết, nguyên nhânvà hậu quả của sự cố ngập  
dịch...............................................................................................................114  
4.6.4.2. Xử lý ngập dịch...............................................................................115  
vi  
CHƯƠNG V TỔ CHỨC PHƯƠNG ÁN LẮP ĐẶT, ĐÁNH GIÁ CHẤT  
LƯỢNG, KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT Ý KIẾN.....................................................116  
5.1. LẮP ĐẶT HỆ THÔNG LẠNH....................................................................116  
5.1.1. CÔNG TÁC CHUẨN BỊ.......................................................................116  
5.1.2. YÊU CẦU VỀ PHÒNG ĐẶT MÁY VÀ THIẾT BỊ.............................116  
5.1.3. TRÌNH TỰ LẮP RÁP HỆ THỐNG LẠNH..........................................117  
5.1.3.1. Lắp đặt tổ hợp máy nén ..................................................................117  
5.1.3.2. Lắp đặt thiết bị ngưng tụ................................................................118  
5.1.3.3. Lắp đặt tủ đông ...............................................................................118  
5.1.3.4. Lắp đặt các thiết bị phụ...................................................................118  
5.1.3.5. Lắp đặt đường ống..........................................................................119  
5.2. ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG CÔNG TRÌNH..............................................121  
5.3. KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT Ý KIẾN ..........................................................122  
5.3.1. KẾT LUẬN ...........................................................................................122  
5.3.2. ĐỀ XUẤT Ý KIẾN ...............................................................................123  
vii  
DANH MỤC BẢNG  
Bảng 1.2.1. Quan hệ giữa lượng nước đóng băng và nhiệt độ làm đông....................4  
Bảng 1.2.2 Quan hệ hạ nhiệt độ giữa tỷ lệ muối ăn và nước đá ...............................13  
Bảng 2.1.1. Các thông số trạng thái của hệ thống lạnh cấp đông IQF......................27  
Bảng 2.1.2. Các thông số trạng thái của hệ thống lạnh cấp đông tủ đông tiếp xúc ..28  
Bảng 2.1.3. Các thông số trạng thái của hệ thống lạnh Kho bảo quản .....................28  
Bảng 3.1.1. kết quả tính nhiệt của QI ........................................................................46  
Bảng 3.1.2. Kết quả tính nhiệt của QIV .....................................................................51  
Bảng 3.1.3. Tổng hợp kết quả tính nhiệt của tủ đông tiếp xúc .................................52  
Bảng 3.1.4. Kết quả tính nhiệt của Qsp.....................................................................55  
Bảng 3.1.5. Kết quả tính nhiệt của Qmt ....................................................................59  
Bảng 3.1.6. Kết quả tính nhiệt của tủ đông băng chuyền .........................................61  
Bảng 3.1.7. Kết quả tính nhiệt của Qsp......................................................................63  
Bảng 3.1.8. Kết quả tính nhiệt của Qmt .....................................................................66  
Bảng 3.1.9. Kết quả tính nhiệt kho lạnh nhóm 1 ......................................................68  
Bảng 3.1.10. Kết quả tính nhiệt kho lạnh nhóm 2 ....................................................68  
Bảng 3.1.11. Nhiệt tải của kho lạnh..........................................................................71  
Bảng 3.1.12. Tổng kết nhiệt tải của hệ thống lạnh ...................................................71  
Bảng 3.2.1. Kết quả xác định thể tích hơi hút lý thuyết............................................72  
Bảng 3.2.2. Kết quả xác định hệ só cấp máy nén .....................................................72  
Bảng 3.2.3. Kết quả xác định công nén đoạn nhiệt cấp hạ áp. .................................73  
Bảng 3.2.4. Kết quả xác định hiệu suất chỉ thị. ........................................................73  
Bảng 3.2.5. Kết quả xác định công nén chỉ thị. ........................................................73  
Bảng 3.2.6. Kết quả xác định công suất ma sát. .......................................................74  
Bảng 3.2.7. Kết quả xác định công suất hiệu dụng...................................................74  
Bảng 3.2.8. Kết quả xác định công suất tiếp điện cấp hạ áp.....................................75  
Bảng 3.2.9. Kết quả xác định lưu lượng gas thực tế qua phần nén cao áp ...............75  
Bảng 3.2.10. Kết quả xác định thể tích hơi hút thực tế cấp cao áp...........................76  
Bảng 3.2.11. Kết quả xác định hệ số cấp máy nén cấp cao áp .................................76  
Bảng 3.2.12. Kết quả xác định công suất đoạn nhiệt................................................76  
Bảng 3.2.13. Kết quả xác định hiệu suất chỉ thị thể tích...........................................77  
Bảng 3.2.14. Kết quả xác định công suất chỉ thị.......................................................77  
Bảng 3.2.15. Kết quả xác định công suất ma sát. .....................................................78  
Bảng 3.2.16. Kết quả xác định công suất hiệu dụng.................................................78  
 
viii  
Bảng 3.2.17. Kết quả xác định công suất của cả hai tầm nén...................................78  
Bảng 3.2.18. Công suất động cơ tính toán................................................................79  
Bảng 3.2.19. Tổng công suất lắp đặt của đông cơ ....................................................79  
Bảng 3.4.1. Các thông số kỹ thuật của BCCA..........................................................87  
Bảng 4.6.1. Nguyên nhân và cách khắc phục sự cố áp suât nén cao bất thường....112  
Bảng 4.6.2. Nguyên nhân và cách khắc phục sự cố áp suất nén thấp bất thường...112  
Bảng 4.6.3. Nguyên nhân và cách khắc phục sự cố áp suất hút thấp......................113  
Bảng 4.6.4. Nguyên nhân và cách khắc phục sự cố áp suất hút cao.......................114  
Bảng 4.6.5. Nguyên nhân cà cách khắc phục sự cố áp suất dầu thấp.....................114  
ix  
DANH MỤC HÌNH  
Hình 1.2.1. Quá trình hình thành điểm đóng băng......................................................6  
Hình 1.2.2 Mô phỏng sự kết tinh của nước trong sản phẩm thuỷ sản ........................9  
Hình 1.2.3. Làm lạnh đông thuỷ sản bằng tủ đông tiếp xúc ....................................14  
Hình 2.1.1. Đồ thị i-d của không khí ẩm ..................................................................22  
Hình 2.1.2 Sơ đồ nguyên lý ......................................................................................26  
Hình 2.1.3. Chu trình làm việc..................................................................................26  
Hình 2.2.1. Cấu tạo thân tủ .......................................................................................29  
Hình 2.2.2. Cấu tạo tấm truyền nhiệt........................................................................29  
Hình 2.2.3 Cách ghép các tấm truyền nhiệt..............................................................30  
Hình 2.2.4. Cấu tạo hệ thống ben thủy lực ...............................................................32  
Hình 2.2.5. Cấu tạo tấm panel cách nhiệt vách.........................................................34  
Hình 2.2.6 Dàn lạnh hệ thống cấp đông IQF ............................................................36  
Hình 2.2.7. Cách sắp xếp hàng trong kho.................................................................39  
Hình 3.1.1. Cấu trúc tấm cách...................................................................................48  
Hình 3.1.2. Cấu trúc của sàn tủ đông tiếp xúc ..........................................................49  
Hình 3.1.3. Cấu trúc của cửa tủ đông tiếp xúc..........................................................50  
Hình 3.4.1. Cấu tạo của dàn ngưng...........................................................................83  
Hình 3.4.2. Hình dạng của dàn ngưng bay hơi .........................................................84  
Hình 3.4.3. Hình dạng BCTA ...................................................................................86  
Hình 3.4.5. Hình dạng của BCCA ............................................................................88  
Hình 3.4.6. Cấu tạo bình tập trung dầu.....................................................................89  
Hình 3.4.7. Hình dạng của bình tập trung dầu..........................................................89  
Hình 4.5.1. Quy trình nạp gas.................................................................................106  
Hình 4.5.2. Tiến hành rút gas..................................................................................108  
Hình 4.5.3. Xả dầu từ BTTD ..................................................................................110  
 
1
CHƯƠNG I. TỔNG QUAN  
1.1. TỔNG QUAN VỀ CÔNG TY  
1.1.1. SỰ HÌNH THÀNH VÀ PHÁT TRIỂN CỦA CÔNG TY  
Trước đây công ty Nam Việt trực thuộc của tỉnh đội An Giang. Hoạt động  
sản xuất kinh doanh bao gồm rất nhiều ngành nghề khác nhau như: xây dựng dân  
dụng, công nghiệp giao thông, cầu đường thủy lợi, sản xuất và kinh doanh vật liệu  
xây dựng, trang trí nội thất, khai thác chăn nuôi thủy sản, chế biến thức ăn gia súc,  
kinh doanh nông sản và kinh doanh lương thực.  
Trong quá trình hoạt động kinh doanh nhiều ngành nghề như thế đã có sự  
phát triển không ngừng và không bao lâu Công Ty TNHH Nam Việt ra đời, căn cứ  
vào giấy phép số 363 GPUB ngày 2 tháng 1 năm 1993 của UBND Tỉnh An Giang  
quyết định chính thức thành lập.  
Tên được viết tắt là: NAVICO  
Địa chỉ trụ sở chính: Đường Lê Văn Nhung, Phường Mỹ Bình. Thành Phố  
Long Xuyên.  
Sau khi thành lập thì công ty vẫn dựa trên nền tảng sản xuất kinh doanh  
trước đây. Doanh số hàng năm của công ty thu được khoảng 5 triệu USD, chủ yếu  
bán cho các công ty chế biến xuất khẩu thủy sản trong tỉnh.  
Với sự phát triển của ngành nghề chế biến xuất khẩu thủy sản ngày càng tăng  
thì nhu cầu về nguồn nguyên liệu ngày càng nhiều. Chính do lợi thế của nguồn  
nguyên liệu này mà bà con ngư dân, các đại lý nguyên liệu, các công ty khác bắt  
đầu đầu tư vào việc nuôi cá Tra, cá Basa, đã làm cho giá cá bắt đầu giảm đáng kể  
gây ảnh hưởng không nhỏ đến doanh thu của công ty.  
Tổng số vốn điều lệ là: 54 tỷ ĐVN  
Để phát huy thế lực nguồn cá Tra, cá Basa, công ty không bỏ lỡ cơ hội tiếp  
theo. Ngày 1 tháng 11 năm 2000, được sự đồng ý của sở kế hoạch đầu tư Tỉnh An  
Giang của UBND Tỉnh An Giang. Chi nhánh của công ty TNHH Nam Việt được ra  
đời.  
Tên địa chỉ: Nhà Máy Đông Lạnh Chế Biến Thủy Hải Sản Nam Việt.  
     
2
Địa chỉ chi nhánh: 19D Trần Hưng Đạo, Phường Mỹ Quý, TP Long Xuyên  
Tỉnh An Giang.  
Ngành nghề kinh doanh chủ yếu của chi nhánh là: chế biến, kinh doanh thủy  
hải sản xuất khẩu.  
Trong quá trình hoạt động, công ty không ngừng phát triển đi lên, doanh thu  
của công ty ngày càng lớn: Nhà Máy Đông Lạnh Chế Biến Thủy Sản là nguồn  
doanh thu chủ lực của công ty hiện nay.  
Năm 2001 doanh số 11,7 triệu USD  
Năm 2002 doanh số 25,2 triệu USD  
Năm 2003 doanh số 36 triệu USD  
Năm 2004 doanh số 63 triệu USD  
Sản phẩm xuất khẩu chính của công ty vẫn là cá Tra, Basa đông lạnh.  
Thị trường chính của công ty là Châu Mỹ, Âu, Á, Úc.  
Hiện nay công ty đang hoạt động theo dây truyền khép kín:  
Trại giống  
cá bố mẹ  
Nuôi cá tra  
bằng bè, ao  
Nhà Máy Chế Biến  
Xuất Khẩu  
Cá Tra, Basa  
Phụ  
phẩm  
Nhà Máy Chế Biến  
Nhà Máy Chế Biến  
Thức ăn cho cá  
Phụ Phẩm  
3
1.1.2. CƠ CẤU TỔ CHỨC VÀ QUAN LÝ CỦA CÔNG TY  
1.1.2.1. Sơ đồ bộ máy tổ chức của công ty TNHH Nam Việt  
TỔNG GIÁM ĐỐC  
PHÓ TỔNG GIÁM ĐỐC  
PHÒNG  
QUẢN LÝ  
NHÂN SỰ  
GIÁM ĐỐC  
ĐIỀU  
HÀNH SẢN  
XUẤT  
GIÁM ĐỐC  
QUẢN LÝ  
CHẤT  
GIÁM ĐỐC  
XUẤT  
NHẬP  
KHẨU  
GIÁM ĐỐC  
GIÁM ĐỐC CƠ  
KHÍ, CƠ ĐIỆN  
TCKT  
LƯỢNG  
GIÁM ĐỐC NHÀ MÁY  
GIÁM ĐỐC NHÀ MÁY  
BAO BÌ  
PHỤ PHẨM  
+ SƠ ĐỒ MẶT BẰNG CỦA PHÂN XƯỞNG ẤN ĐỘ DƯƠNG  
   
4
1.2. TỔNG QUAN VỀ KỸ THUẬT LẠNH ĐÔNG  
1.2.1. ĐỊNH NGHĨA VÀ MỤC ĐÍCH CỦA VIỆC LÀM LẠNH ĐÔNG THỦY  
SẢN  
1.2.1.1. Định nghĩa  
Làm lạnh đông thủy sản là quá trình làm lạnh thủy sản do sự thu nhiệt của  
hơi môi chất lạnh hay chất tải lạnh để đưa nhiệt độ ban đầu của thủy sản xuống dưới  
điểm đóng băng t <-80C.  
Để cho toàn bộ nước trong thủy sản đóng băng thì nhiệt độ phải là  
t = (–55  
-65)0C, đây gọi là điểm Eutectic (đóng băng tuyệt đối). Tuy nhiên trong  
công nghiệp chế biến thủy sản hiện nay người ta không dùng đến mức nhiệt độ này  
vì chi phí rất cao hơn nữa về phương diện kỹ thuật sản phẩm thủy sản ở điểm  
Eutectic sẽ không đạt giá trị thẩm mỹ và độ bền mà chỉ cần đến -400C là đã đảm bảo  
chất lượng sản phẩm.  
Bảng 1.2.1. Quan hệ giữa lượng nước đóng băng và nhiệt độ làm đông.  
Nhiệt độ  
-1  
0
-1.5  
8
-2  
52,4  
-20  
89  
-3  
66,5  
-26  
90  
-4  
73  
-5  
-10  
84,3  
-40  
t0C  
Độ ẩm  
W%  
76,7  
-36  
Nhiệt độ  
t0C  
-14  
86,9  
-18  
88,4  
-30  
90,3  
Độ ẩm  
W%  
90,5  
90,5  
1.2.1.2. Mục đích làm lạnh đông thủy sản  
Như chúng ta đã biết cứ giảm nhiệt độ đi 100C thì tốc độ các phản ứng sinh  
hóa giảm đi từ 2 4 lần. Do vậy làm lạnh đông thủy sản là hạ thấp nhiệt độ thủy sản  
xuống thấp thì có tác dụng làm chậm sự ươn thối của thủy sản, giữ được những  
phẩm chất gần giống như ban đầu của thủy sản trong một khoảng thời gian khá dài.  
         
5
Nếu như đánh bắt xa cảng cá và việc vận chuyển kéo dài ngày và khoảng  
cách từ cảng cá đến nơi tiêu thụ, chế biến là quá xa thì người ta sử dụng kỹ thuật  
lạnh đông ngay trên tàu để bảo quản nguyên liệu được tươi.  
Vì sản phẩm đánh bắt không đồng đều, quan hệ cung cầu luôn biến động cho  
nên phải làm lạnh đông và trữ đông thủy sản lúc rộ mùa để kịp thời điều hòa và  
phân phối mọi lúc mọi nơi các loại thủy sản chất lượng cao và giá cả ổn định.  
Nếu để xuất khẩu thủy sản thường được bảo quản lạnh đông và trữ đông.  
Việc xuất khẩu thủy sản đông lạnh ngày càng được chú trọng vì nó đem lại lợi  
nhuận cao hơn tiêu thụ nội địa nên việc làm lạnh đông thủy sản rất có ý nghĩa vì  
không gian và thời gian vận chuyển thủy sản ngày càng xa rộng hơn.  
1.2.2. CƠ SỞ KHOA HỌC CỦA KỸ THUẬT LÀM LẠNH ĐÔNG THỦY SẢN  
1.2.2.1. Nước trong thuỷ sản  
Nước chiếm đa phần trong cơ thể thủy sản đến khoảng 80%. Tùy mức độ  
liên kết của nước trong thủy sản, người ta phân chia làm hai loại:  
+ Nước tự do  
+ Nước liên kết  
Nước tự do: là các phân tử nước có ở trong cấu trúc của các mô thủy sản và  
có các tính chất cấu trúc giống như nước thường. Loại nước này rất linh động, dễ  
dịch chuyển đến các vùng khác nhau, điểm đóng băng của nó từ t = (–1  
-1,5)0C.  
Nước liên kết: là nước được duy trì trong tổ chức các mô và các tế bào bằng  
lực liên kết vững chắc với các chất tan vô cơ và hữu cơ. Năng lượng để hình thành  
liên kết rất lớn nó khó tách ra khỏi các mô và tế bào, nó bền vững cho nên điểm  
đóng băng rất thấp.  
1.2.2.2. Cơ chế đóng băng trong việc làm lạnh đông  
Ta biết rằng nước nguyên chất đóng băng ở 00C. Nước tự do trong tế bào  
thủy sản không giống như nước nguyên chất cho nên điểm đóng băng của nó phải  
dưới 00C. Tùy theo nồng độ chất tan trong nước mà có các điểm đóng băng khác  
nhau.  
a. Điểm quá lạnh  
     
6
Ở nhiệt độ dưới 00C mà nước chưa kết tinh thành đá gọi là hiện tượng quá  
lạnh. Hiện tượng quá lạnh phụ thuộc vào nộng độ chất tan, cấu tạo mạng tế bào và  
độ hạ nhiệt độ của môi trường xung quanh.  
Môi trường lỏng luôn luôn chuyển động nhiệt (chuyển động Brao) và chuyển  
động tương hỗ. Ở nhiệt độ thấp chuyển động nhiệt giảm mà tăng cường chuyển  
động tương hỗ nhằm tăng cường khả năng kết hợp các phân tử với nhau để kết tinh  
thành đá. Nước nguyên chất ở 00C chuyển động nhiệt đã bé và lực tương tác đủ để  
tạo thành cơ cấu tinh thể. Đối với nước trong tế bào khi hạ nhiệt độ xuống 00C vẫn  
chưa đóng băng vì các chất tan ở nhiệt độ >00C, cho nên phải hạ nhiệt độ xuống đến  
độ quá lạnh để dung chất đạt 00C hay thấp hơn thì mới sinh mầm tinh thể.  
Điểm quá lạnh là nhiệt độ quá lạnh thấp nhất để có kết tinh đá. Ở thủy sản  
điểm quá lạnh bình quân là –50C.  
Các tinh thể đá xuất hiện ở điểm quá lạnh tỏa ra nhiệt ẩn đóng băng làm tăng  
nhiệt độ sản phẩm (do tốc độ thải nhiệt không kịp với tốc độ sinh nhiệt do tạo mầm  
tinh thể đá). Ở điểm này chủ yếu nước tự do cấu trúc bị tách ra và kết tinh, nhiệt độ  
sản phẩm tăng nên đến một mức cao nhất và dừng ở đó một lúc để hoàn thành quá  
trình đóng băng (đây là điểm đóng băng) sau đó tiếp tục giảm nhiệt độ. Quá trình  
này được biểu diễn bởi hình vẽ sau.  
t ( 0C)  
T ( phút)  
0
Điểm đóng băng  
-1,45  
-5,2  
Điểm quá lạnh  
Hình 1.2.1. Quá trình hình thành điểm đóng băng  
 
7
b. Cơ chế đóng băng của thủy sản  
Khi hạ nhiệt độ dưới 00C các dạng nước trong thủy sản đóng băng dần dần  
tùy mức độ liên kết của chúng trong tế bào, liên kết yếu thì nhiệt độ lạnh đông càng  
cao, liên kết mạnh thì nhiệt độ lạnh đông thấp hơn. Tổng quát:  
Nước tự do _cấu trúc: tql = (-1 ÷ -1,5)0C  
Nước bất động:  
tql = (-1,5 ÷ -20)0C  
tql = (-20 ÷ -65)0C  
Nước liên kết:  
Trước tiên điểm quá lạnh làm xuất hiện mầm tinh thể đá gian bào (khoảng  
trống giữa các tế bào) mà không xuất hiện trong tế bào vì nồng độ chất tan trong  
nước tự do ở gian bào rất thấp so với trong tế bào. Khi đến điểm đóng băng, đa  
phần nước tự do ở gian bào kết tinh và làm tăng nồng độ chất tan lên, cao hơn nồng  
độ chất tan trong tế bào. Do áp suất thẩm thấu tăng lên làm cho nước trong tế bào ra  
ngoài gian bào qua màng bán thấm của tế bào. Nếu tốc độ thoát nhiệt kết tinh thấp  
hơn mức độ vận chuyển của nước ra (tức độ hạ nhiệt chậm) thì có sự sinh dưỡng,  
nghĩa là không có sự tạo thành tinh thể mới mà nước từ trong tế bào ra gian bào làm  
các tinh thể hiện diện lớn lên. Ứng với từng mức hạ nhiệt ngày càng thấp, hiện  
tượng đóng băng nước tự do trong gian bào vẫn tiếp tục và các tinh thể đá ngày  
càng lớn thêm, vì nồng độ chất tan trong gian bào vẫn thấp hơn trong tế bào và điểm  
đóng băng ở gian bào hầu như luôn luôn cao hơn trong tế bào vì nhiệt độ lạnh khó  
xâm nhập vào trong tế bào.  
Nếu tốc độ thoát nhiệt lớn (độ hạ nhiệt nhanh) tinh thể đá tạo thành cả ở  
trong tế bào và gian bào thì tinh thể đá sẽ nhuyễn và đều khắp. Vì vậy hạ nhiệt độ  
sản phẩm với tốc độ chậm sẽ làm tế bào mất nước, tinh thể đá to ở gian bào chèn ép  
làm rách màng tế bào, cấu tạo mô cơ bị biến dạng, giảm sút phẩm chất sản phẩm.  
Khi nước tự do đã đóng băng hết thì tới nước liên kết đóng băng, bắt dầu từ  
nước có mối liên kết yếu nhất dần dần tới nước liên kết mạnh.  
8
1.2.2.3. Các yếu tố ảnh hưởng đến sự kết tinh của nước trong thủy sản  
a. Nồng độ chất tan  
Trong thủy sản, nước hòa tan các chất vô cơ, hữu cơ và các hợp chất đạm,  
đường, chất béo... tạo thành một dung dịch dạng keo. Khi nước muối kết tinh nó  
phải thoát ra khỏi sự liên kết với các thành phần chất tan. Vì vậy nhiệt độ kết tinh  
phụ thuộc vào nồng độ các chất tan. Độ giảm nhiệt độ của nước được tính theo công  
thức:  
Δt = -1,84n  
(1.1)  
n: nồng độ phân tử gam các chất tan.  
Khi nhiệt độ kết tinh càng giảm thì tốc độ kết tinh tăng sẽ làm tăng số các  
tinh thể. Nhờ đó giảm tác động xấu đến cấu trúc tế bào thực phẩm.  
Người ta phân chia kích thước tinh thể đá ra làm các mức sau:  
+ Tinh thể lớn: d = (0,2  
0,6)mm  
0,2)mm  
+ Tinh thể trung bình: d = (0,1  
+ Tinh thể nhỏ: d < 0,1mm  
Kích thước các tinh thể đá phụ thuộc vào nhiệt độ.  
+ Ở khoảng t = (>-2)0C các tinh thể nước đá tạo thành có kích thước lớn.  
+ Ở khoảng nhiệt độ t = (-10 ÷-20)0C các tinh thể nước đá tạo thành có kích  
thước nhỏ đều, số lượng lớn.  
b. Tốc độ làm đông  
Tốc độ làm đông được xác định dựa vào kết tinh của nước v(cm/giờ). Nó tỷ  
lệ với tốc độ trao đổi nhiệt của thủy sản với môi trường lạnh. Nước bắt đầu kết tinh  
ở bề mặt sản phẩm sau đó sẽ được chuyển dần vào trung tâm sản phẩm.  
Nếu v < 3 cm/h thì gọi là quá trình làm đông chậm, tinh thể đá lớn không  
đều.  
Nếu v > 3 cm/h gọi là quá trình làm đông nhanh, tinh thể đá đều.  
Nếu v >100 cm/h gọi là quá trình làm đông cực nhanh, tinh thể đá rất nhỏ  
và chất lượng sản phẩm thủy sản hầu như không thay đổi.  
Mặt khác tốc độ làm đông còn phụ thuộc các yếu tố sau:  
Loại máy và thiết bị làm đông.  
 
9
Nhiệt độ vận hành máy.  
Tốc độ gió ở máy đông dùng không khí lạnh.  
Diện tích tiếp xúc giữa sản phẩm với môi trường lạnh.  
Bao gói sản phẩm.  
Loại sản phẩm.  
Nhiệt độ ban đầu của sản phẩm và nhiệt độ yêu cầu của sản phẩm ở cuối  
quá trình làm đông.  
1.2.2.4. Thời gian làm đông  
Xác định thời gian làm đông là cơ sở cho việc tính toán nhiệt, tổ chức quá  
trình sản xuất đồng thời cho biết những yếu tố có thể tác động để làm giảm thời  
gian làm đông một cách hợp lý nhất.  
Trong quá trình làm đông luôn luôn có hiện tượng kết tinh của nước vì vậy  
có thể xác định thời gian làm đông dựa vào việc xác định thời gian kết tinh của  
nước trong thực phẩm.  
Giả sử thực phẩm thủy sản có dạng hình hộp. Sau một khoảng thời gian ở lớp  
gần bề mặt đã có sự kết tinh của nước, lớp tiếp theo nước đang kết tinh.  
F
Q
tñb  
dX  
X
Hình 1.2.2. Mô phỏng sự kết tinh của nước trong sản phẩm thuỷ sản  
Lượng nhiệt sinh ra từ sự kết tinh của nước trong lớp bề dày dX được xác  
định:  
   
10  
dQ = L × ρn × F × dX × φ × W (1.2)  
Trong đó:  
L: nhiệt đông đặc của nước  
F: diện tích bề mặt truyền nhiệt  
ρn khối lượng riêng của nước  
( kcal/kg)  
( m2)  
( kg/m3)  
W: tỷ lệ nước đóng băng trong thực phẩm ( %)  
φ: hàm lượng nước trong thực phẩm trước khi có sự đóng băng của nước(%)  
dX: bề dày lớp thực phẩm đang đóng băng, (m)  
Nhiệt sinh ra từ sự đóng băng của nước được truyền ra ngoài theo phương  
trình:  
(tdb to ).F.d  
dQ =  
(1.3)  
1
X
Trong đó:  
τ: thời gian truyền nhiệt  
( phút)  
α: hệ số cấp nhiệt của thực phẩm  
λ: hệ số dẫn nhiệt của thực phẩm  
( W/m2.K)  
( W/m.K)  
tdb: nhiệt độ đóng băng của nước trong thực phẩm ( 0C)  
t0: nhiệt độ của môi trường lạnh( 0C )  
Từ (1.2) và (1.3) suy ra:  
L.n .dX..W  
tdb to  
1
X
d  
(   
)
L.n ..W.X  
(tdb to )  
L.n .dX..W.X  
d  
   
(tdb to )  
11  
L.n ..W.X L.n ..W.X 2  
=>  
C  
(1.4)  
(tdb to )  
2(tdb to )  
Trong đó C: là hằng số tích phân được xác định với điều kiện ở thời điểm  
ban đầu nước đắt đầu kết tinh ở bề mặt thực phẩm.  
0, x 0 C 0  
L.n ..W.X  
(tdb to )  
1
X
Vậy   
.(   
)
(1.5)  
2  
Trong quá trình làm đông sự kết tinh của nước diễn ra liên tục. Ngoài sự  
đóng băng của nước sản phẩm còn giảm nhiệt độ. Vì vậy ta có thể tìm công thức  
tính thời gian làm đông từ công thức tính thời gian kết tinh của nước. Ngoài lượng  
nhiệt lấy ra để nước đóng băng còn có lượng nhiệt lấy ra để giảm nhiệt độ của nước  
đá và các thành phần khác của thực phẩm. Vì vậy có thể thay L  i là độ biến đổi  
hàm nhiệt của thực phẩm. Khi đó:  
tdb : được thay bằng  
t là nhiệt độ trung bình của thực phẩm.  
n : được thay bằng là khối lượng riêng trung bình của thực phẩm.  
X: được thay bằng R là kích thước tương đương của thực phẩm.  
,: được tính với những giá trị trung bình của chúng khi đó .W 1  
i..R 1  
(   
R
=>  
)
(1.6)  
t to  
2  
Đối với thực phẩm ở dạng hình trụ hoặc hình cầu với cách làm tương tự sẽ  
thu được công thức tính thời gian làm đông tương tự như với hình hộp. Nhưng thời  
gian làm đông của thực phẩm hình trụ và hình cầu nhỏ hơn của hình hộp và công  
thức chung cho các thực phẩm có hình dạng khác nhau được viết như sau:  
A.i..R 1  
(   
R
  
)
(1.8)  
t to  
2  
A = 1: hình hộp  
1
A : hình trụ  
2
1
A : hình cầu  
3
Tải về để xem bản đầy đủ
doc 129 trang yennguyen 28/03/2022 4140
Download
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Đồ án Tính toán thiết kế hệ thống lạnh cấp đông", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên

File đính kèm:

  • docdo_an_tinh_toan_thiet_ke_he_thong_lanh_cap_dong.doc