CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU 1. Nhiệm vụ đề tài và giới thiệu tủ cấp đông tiếp xúc. Thông số đã cho Tính toán thiết kế tủ cấp đông tiếp xúc công suất 1,2 tấn/mẻ, dùng để cấp đông bạch tuộc. -Sản phẩm cấp đông: Bạch tuộc đã qua sơ chế - Công suất: 1,2 Tấn/mẻ - Môi chất lạnh: R22 - Điều kiện khí hậu tại: Đà Nẵng - Thời gian cấp đông: 2h - Nhiệt độ đầu vào của sản phẩm: 12 0C - Nhiệt độ đầu ra của sản phẩm: -18 0C - Nhiệt độ tâm sản phẩm: -12 0C 1.
Điều kiện khí hậu Thành phố Đà Nẵng, từ bảng 1-1, sách HDTKHTL – Trang 7, ta có các thông số về nhiệt độ và độ ẩm như sau: Bảng 1.1 Thông số về nhiệt độ và độ ẩm đà nẵng Nhiệt độ (0C) Độ ẩm (%) Địa phương TB cả Mùa hè Mùa đông Mùa hè Mùa đông năm Đà Nẵng 25. Khái niệm công nghệ cấp đông sản phẩm. Công nghệ cấp đông thủy sản là hạ nhiệt độ sản phẩm xuống thấp. Làm chậm lại sự ươn hỏng và làm cho sản phẩm được tan gía sau thời gian bảo quản sản phẩm không bị biến đổi tính chất ban đầu của nguyên liệu tươi.
Phương pháp phổ biến được sử dụng để bảo quản các loại sản phẩm như thực phẩm, rau củ quả, thịt hải sản làm đông lạnh trong thời gian ngắn sau đó mới đưa vào kho lạnh để bảo quản. Cấp đông và bảo quản là 2 quá trình có tác dụng bảo vệ sản phẩm sau khi được chế biến và 2 quá trình này thường đi song song nhau. Quá trình cấp đông được gọi là Sinh viên thực hiện: Lê Hữu Phúc-Lê Hiếu Người hướng dẫn: TS. Hồ Trần Anh Ngọc 2 Thiết kế tủ đông tiếp xúc 1,2 tấn/mẻ, dùng để cấp đông bạch tuộc cho xí nghiệp Thọ Quang quá trình lạnh đông sản phẩm.
Quá trình lạnh đông sản phẩm thường được áp dụng đối với sản phẩm là thủy sản xuất khẩu. Thủy sản lạnh đông xuất khẩu thường rất quan trọng đối với các nước phát triển do giá thành sản phẩm cao như cá lạnh đông, mang lại thu nhập cao kinh tế cao hơn so với các sản phẩm thủy sản tiêu thụ tại nội địa. Quá trình kết tinh nước trong thực phẩm của quá trinh làm đông: Khi hạ nhiệt độ của sản phẩm xuống dưới nhiệt độ quá lạnh, nước bắt đầu đóng băng. Do hạ nhiệt độ xuống thấp thì chuyển động nhiệt của các phần tử trong môi trường lỏng giảm và tăng cường chuyển động tương hỗ.
Quá trình này làm tăng khả năng kết hợp giữa các phân tử nước lại với nhau để tạo thành mầm tinh thể. Nếu tốc độ hạ nhiệt độ càng nhanh thì tinh thể được tạo ra càng mịn ít ảnh hưởng đến cấu trúc tế bào. Ngược lại nếu tốc độ hạ nhiệt chậm sẽ làm cho các tinh thể nước đá có kích thước lớn. Làm rách màng tế bào dẫn đến chất lượng sản phẩm giảm khi rã đông.
Cấu tạo Tủ cấp đông tiếp xúc được sử dụng để cấp đông các mặt hàng dạng block. Mỗi block thường có khối lượng 2kg. Vỏ tủ có hai bộ cánh cửa ở 2 phía: bộ 4 cánh và bộ 2 cánh, cách nhiệt polyurethan dày 125÷150 mm, hai mặt bọc inox dày 0,6mm. Khung sườn vỏ tủ được chế tọ từ thép chịu lực và gỗ để tránh cầu nhiệt.
Để tăng tuổi thọ cho gỗ người ta sử dụng loại gỗ satimex có thấm dầu. Vật liệu bên trong tủ làm bằng thép không rỉ, đảm bảo điều kiện vệ sinh thực phẩm. Tủ gồm có nhiều tấm lắc cấp đông (freezer plates) bên trong, khoảng cách giữa các tấm có thể điều chỉnh được bằng ben thủy lực, thường chuyển dịch từ 50 – 105 mm. Kích thước chuẩn của các tấm lắc là 2200L×1250W×22D (mm).
Đối với tủ cấp đông lớn từ 2000 kg/mẻ trở lên, người ta sử dụng các tấm lắc lớn, có kích thước là 2400L×1250W×22D (mm). Sản phẩm cấp đông được đặt trong các khay cấp đông sau đó đặt trực tiếp lên các tấm lắc hoặc lên các mâm cấp đông, mỗi mâm có 4 khay. Đặt trực tiếp khay lên các tấm lắc tốt hơn khi có khay vì hạn chế được nhiệt trở dẫn nhiệt. Ben thủy lực nâng hạ các tấm lắc trên tủ cấp đông.
Pitong và cần dẫn ben thủy lực làm bằng thép không rỉ đảm bảo yêu cầu vệ sinh. Hệ thống có bộ phân phối dầu cho truyền động bơm thủy lực. Khi cấp đông ben thủy lực ép các tấm lắc để cho các khay tiếp xúc 2 mặt với tấm lắc. Quá trình trao đổi nhiệt là nhờ dẫn nhiệt Sinh viên thực hiện: Lê Hữu Phúc-Lê Hiếu Người hướng dẫn: TS.
Hồ Trần Anh Ngọc 3 Thiết kế tủ đông tiếp xúc 1,2 tấn/mẻ, dùng để cấp đông bạch tuộc cho xí nghiệp Thọ Quang Hình 1.1 Tủ cấp đông tiếp xúc 1. Ứng dụng, ưu điểm và hạn chế của tủ cấp đông tiếp xúc Sinh viên thực hiện: Lê Hữu Phúc-Lê Hiếu Người hướng dẫn: TS. Hồ Trần Anh Ngọc 4 Thiết kế tủ đông tiếp xúc 1,2 tấn/mẻ, dùng để cấp đông bạch tuộc cho xí nghiệp Thọ Quang 1. Ứng dụng - Tủ cấp đông tiếp xúc bao gồm nhiều tấm lắc cấp đông bên trong.
Khoảng cách giữa các tấm này có thể điều chỉnh được bằng ben thuỷ lực, dịch chuyển được từ 50 - 150mm. Bằng sự lấy nhiệt từ bề mặt trên và mặt dưới của khay, sau quá trình đông, nhiệt độ tâm sản phẩm phạt đạt tối thiểu là -180C. Ưu điểm của tủ cấp đông tiếp xúc - Cấp đông nhanh, hiệu quả và đảm bảo chất lượng sản phẩm - Thời gian cấp đông nhanh, tiết kiệm điện - Các tấm lắc được làm bằng hợp kim nhôm. Các chi tiết bên trong bên ngoài tủ bằng inox SUS 304 và các loại vật liệu chống sét rỉ khác - Cách nhiệt tốt bằng Polyurethane foam tỷ trọng 40-43kg/m2 - Sản phẩm cấp đông phù hợp với tiêu chuẩn - Dễ dàng cấp đông phù hợp với tiêu chuẩn HACC/FDA - Lắp ráp vận hành, vệ sinh cũng như bão trì bảo dưỡng rất dể dàng, đơn giản 1.
Hạn chế của tủ cấp đông tiếp xúc - Trong quá trình làm việc, khu vực nền và không gian xung quanh thường ẩm ướt do đó phải lắp đặt ở vị trí riêng biệt tách hẳn các công trình. - Do thiết bị đặt ngoài trời nên nếu không sử dụng bơm loại đặc biệt chống nước mưa thì động cơ sẽ nhanh hỏng và gấy sự cố. Các phương pháp làm lạnh 1. Lạnh đông bằng không khí Ở đây không khí làm lạnh được thổi liên tục qua sản phẩm.
- Ưu điểm lớn của phương pháp này là tính linh hoạt của không khí. Có thể thích ứng với hình dạng bất thường của sản phẩm. Nếu sản phẩm có hình dạng kích thước thay đổi trong phạm vi rộng thì lạnh đông bằng không khí là phương pháp lựa chọn tốt nhất. - Tốc độ dòng khí thổi 5m/s thường được áp dụng cho tất cả các hệ thống lạnh đông dạng không khí thổi.
Tuy nhiên con số này có thể thay đổi vượt định mức từ 10 -15m/s và mạng lại hiệu quả kinh tế cao - Nhược điểm: phương pháp này có tốc độ dòng không khí thổi không đều trên bề mặt sản phẩm. Lạnh đông tiếp xúc Sinh viên thực hiện: Lê Hữu Phúc-Lê Hiếu Người hướng dẫn: TS. Hồ Trần Anh Ngọc 5 Thiết kế tủ đông tiếp xúc 1,2 tấn/mẻ, dùng để cấp đông bạch tuộc cho xí nghiệp Thọ Quang Các sản phẩm được đặt trên các khay và được kẹp giữa các tấm lắc đông. Nhờ tiếp xúc với các tấm lắc có nhiệt độ rất thấp, quá trình trao đổi nhiệt tương đối hiệu quả và thời gian làm đông được rút ngắn đáng kể so với làm đông dạng khối trong các kho cấp đông gió.
Mức độ tiếp xúc và khả năng truyền nhiệt từ thực phẩm vào dàn lạnh giảm do - Nhiệt truyền qua lớp kim loại. - Các bề mặt tiếp xúc không phẳng. - Kích thước, hình dạng các khuôn đựng thực phẩm không đúng tiêu chuẩn. - Chiều cao khuôn và bề dày sản phẩm khác nhau.
- Sự ép nén không đạt yêu cầu. Tăng khả năng truyền nhiệt của thực phẩm trong tủ đông tiếp xúc có các biện pháp sau: - Thay khay đựng khuôn bằng khung ghép khuôn. - Dùng thép không rỉ làm khuôn. - Dùng nắp đậy khuôn phù hợp.
- Đảm bảo lực ép nên đều và đủ cho dàn lạnh. Lạnh đông dạng phun và ngâm thẩm thấu. Dạng thiết bị lạnh đông này ít được sử dụng rộng rãi trong công nghệ chế biến mà chỉ thường được sử dụng để lạnh đông các sản phẩm đặt biệt hoặc sản phẩm có giá trị cao. - Cấp động dạng ngâm thẩm thấu.
Sử dụng phương pháp cấp đông dạng ngâm phải đảm bảo sự tiếp xúc tốt giữa các bề mặt và môi trường làm lạnh đông để đảm bảo quá trình truyền nhiệt xảy ra được tốt. - Lạnh đông dạng phun. Lạnh đông dạng phun là phương pháp mà hơi lạnh được phun và sản phẩm và nhiệt tách ra làm thay đổi trạng thái môi trường lạnh. Với phương pháp này lạnh đông này CO2 lỏng được phun trên sản phẩm ngang qua các ống trên băng tải, phía dưới có các vòi phun.
CO2 sẽ thổi trạng thái khi ngang qua các vòi phun và hấp thụ một lượng nhiệt lớn. Kết quả làm cho sản phẩm lạnh xuống nhanh. Phương pháp làm đông tiếp xúc thường được áp dụng cho các sản phẩm dạng khối * Ảnh hưởng của mức độ tiếp xúc các bề mặt truyền nhiệt trong tủ đông tiếp xúc. - Mức độ tiếp xúc và khả năng truyền nhiệt từ thực phẩm vào dàn lạnh giảm do: Sinh viên thực hiện: Lê Hữu Phúc-Lê Hiếu Người hướng dẫn: TS.
Hồ Trần Anh Ngọc 6 Thiết kế tủ đông tiếp xúc 1,2 tấn/mẻ, dùng để cấp đông bạch tuộc cho xí nghiệp Thọ Quang + Nhiệt truyền qua nhiều lớp kim loại. + Các bề mặt tiếp xúc không phẳng. + Kích thước, hình dạng các khuôn đựng thực phẩm không đúng tiêu chuẩn. + Chiều cao khuôn và bề dày sản phẩm khác nhau.
+ Sự ép nén không đạt yêu cầu. - Biện pháp khắc phục: Để tăng khả năng truyền nhiệt của thực phẩm trong tủ đông tiếp xúc có thể áp dụng các biện pháp: + Thay khay đựng khuôn bằng khung ghép khuôn. + Dùng thép không rỉ làm khuôn. + Sử dụng các khuôn có kích thước phù hợp với sản phẩm trong khuôn, không để dư thể tích khuôn khi sản phẩm đã đóng băng.
+ Dùng nắp đậy khuôn phù hợp. + Đảm bảo lực ép nên đều và đủ cho dàn lạnh. + Lạnh đông dạng phun và ngâm thẩm thấu. Dạng thiết bị lạnh đông này ít được sử dụng rộng rãi trong công nghệ chế biến cá lạnh đông mà chỉ thường được sử dụng để lạnh đông các sản phẩm đặc biệt hoặc sản phẩm có giá trị kinh tế cao.