MỤC LỤC
LỜI NÓI ĐẦU 1
CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ KỸ THUẬT LẠNH 2
1.1. TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ LẠNH ĐÔNG VÀ BẢO QUẢN SẢN PHẨM LẠNH ĐÔNG 2
1.1.1. MỤC ĐÍCH 2
1.1.2. Ý NGHĨA 2
1.1.3. BẢO QUẢN SẢN PHẨM ĐÔNG LẠNH 2
1.1.3.1. Những biến đổi về vật lý 2
1.1.3.2. Những biến đổi về hóa học 3
1.1.3.3. Những biến đổi về vi sinh vật 4
1.1.3.4. Các điều kiện trong quá trình bảo quản sản phẩm đông lạnh 4
1.2. TỔNG QUAN VỀ KHO LẠNH BẢO QUẢN THỰC PHẨM 5
1.2.1. KHÁI NIỆM KHO LẠNH BẢO QUẢN 5
1.2.2. PHÂN LOẠI 6
1.2.2.1.Theo công dụng 6
1.2.2.2.Theo nhiệt độ 6
1.2.2.3. Theo dung tích chứa 7
1.2.2.4. Theo đặc điểm cách nhiệt 7
CHƯƠNG II 8
TÍNH TOÁN KHO LẠNH 8
2.1. MẶT BẰNG KHO VÀ CÁC THÔNG SỐ THIẾT KẾ 8
2.1.1. QUY HOẠCH MẶT BẰNG KHO LẠNH 8
2.1.1.2. Chọn mặt bằng xây dựng 8
2.1.1.3. Kho lạnh một tầng 9
2.1.2. CHỌN ĐỊA ĐIỂM XÂY DỰNG 9
2.1.3. CÁC THÔNG SỐ KHÍ HẬU 9
2.1.4. CÁC CHẾ ĐỘ BẢO QUẢN SẢN PHẨM TRONG KHO 10
2.1.4.1. Chọn nhiệt độ bảo quản 10
2.1.4.2. Chế độ xử lý lạnh đông sản phẩm 10
2.1.5. TÍNH TOÁN KÍCH THƯỚC KHO LẠNH ĐÔNG 10
2.1.5.1. Chọn phương án xây dựng 10
2.1.5.2. Xác định số lượng và kích thước các buồng lạnh 11
2.2. THIẾT KẾ CẤU TRÚC KHO LẠNH 14
2.2.1. CẤU TRÚC XÂY DỰNG, PHƯƠNG PHÁP LẮP ĐẶT KHO LẠNH 14
2.2.1.1. Cấu trúc móng và cột 14
2.2.1.2. Tường bao và tường ngăn 14
2.2.1.3. Cấu trúc nền kho lạnh 14
2.2.1.4. Cấu trúc vách và trần kho lạnh 15
2.2.1.5. Cấu trúc mái che kho lạnh 15
2.2.1.6. Kỹ thuật lắp ghép kho 16
2.2.2. LẮP RÁP KHO LẠNH 17
2.2.2.1. Gia cố và xây dựng nền móng 17
2.2.2.2. Đúc khung kho bằng bê tông cốt thép 18
2.2.2.3. Dựng khung đỡ mái và lợp mái 18
2.2.3. LẮP ĐẶT KHO LẠNH 18
2.2.3.1. Công tác chuẩn bị 18
2.2.3.2. Thi công lắp đặt 18
2.2.4. LẮP RÁP HỆ THỐNG LẠNH 22
2.2.4.1. Các bước chuẩn bị 22
2.2.4.2. Tiến hành lắp ráp hệ thống 22
a. Lắp đặt máy nén 22
2.3. TÍNH CÁCH NHIỆT VÀ CÁCH ẨM KHO LẠNH 23
2.3.1. Tính cách nhiệt của vật liệu 23
2.3.1.1. Vật liệu cách nhiệt 23
2.3.1.2. Xác định chiều dày cách nhiệt 23
2.3.1.3. Kiểm tra tính đọng sương: 25
2.3.2. Tính cách ẩm của vật liệu 26
2.4. TÍNH TOÁN NHIỆT KHO LẠNH 26
2.4.1. ĐẠI CƯƠNG 26
2.4.2. DÒNG NHIỆT QUA KẾT CẤU BAO CHE, Q1 27
2.4.3. DÒNG NHIỆT DO SẢN PHẨM TỎA RA, Q2 28
Dòng nhiệt do sản phẩm toả ra gồm có: 28
2.4.3.1. Tính dòng nhiệt do sản phẩm toả ra 28
2.4.3.2. Tính dòng nhiệt do bao bì toả ra 29
2.4.3.3. Kết quả 29
2.4.4. DÒNG NHIỆT DO THÔNG GIÓ BUỒNG LẠNH, Q3 29
2.4.5. DÒNG NHIỆT DO VẬN HÀNH, Q4 29
2.4.5.1. Tính dòng nhiệt do đèn chiếu sáng toả ra 29
2.4.5.2. Dòng nhiệt do người toả ra 30
2.4.5.3. Dòng nhiệt do các động cơ điện toả ra 30
2.4.5.4. Dòng nhiệt do mở cửa 30
2.4.5.5. Kết quả 31
2.4.6. DÒNG NHIỆT TỎA RA TỪ SẢN PHẨM KHI SẢN PHẨM HÔ HẤP: Q5. 31
2.4.7. KẾT QUẢ TÍNH TỔNG DÒNG NHIỆT XÂM NHẬP VÀO KHO 31
2.4.8. XÁC ĐỊNH TẢI NHIỆT CHO MÁY NÉN VÀ THIẾT BỊ 31
CHƯƠNG III: TÍNH TOÁN HỆ THỐNG LẠNH VÀ MÁY NÉN 33
3.1. TÍNH CHỌN HỆ THỐNG LẠNH 33
3.1.1. Chọn phương pháp làm lạnh 33
3.1.2. Chọn môi chất lạnh 33
3.2. CHỌN CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC CHO HỆ THỐNG 33
3.2.1. Nhiệt độ sôi của môi chất lạnh 34
3.2.2. Nhiệt độ ngưng tụ tk 34
3.2.3. Nhiệt độ quá nhiệt tqn (nhiệt độ hơi hút) 35
3.2.4. Nhiệt độ quá lạnh, tql 35
3.2.5. Các thông số ban đầu 36
3.3. CHU TRÌNH LẠNH 36
3.3.1. Chọn chu trình lạnh 36
3.3.2. Chu trình nguyên lý 36
3.3.2.1. Sơ đồ và chu trình biểu diễn trên đồ thị 36
3.3.2.2. Xác định chu trình 38
3.3.3. Tính toán chu trình lạnh 38
3.3.3.1. Năng suất lạnh riêng qo, 38
3.3.3.2. Năng suất lạnh riêng thể tích qv 38
3.3.3.3. Công nén riêng, l 38
3.3.3.4. Năng suất nhiệt riêng, qk 39
3.3.3.5. Hệ số lạnh của chu trình ε 39
3.3.3.6. Hiệu suất exergi của chu trình, v 39
3.3.3.7. Lưu lượng thực tế mà máy nén nén qua máy, mtt 39
3.3.3.8. Năng suất thể tích thực tế qua máy nén, Vtt 39
3.3.3.9. Nhiệt thải bình ngưng, Qk 39
3.3.3.10. Hệ số cấp của máy nén, λ 39
3.3.3.11. Thể tích hút lý thuyết của máy nén Vlt 40
3.3.3.12 Công nén đoạn nhiệt Ns 40
3.3.3.13. Công nén chỉ thị 40
3.3.3.14. Công nén hiệu dụng, Ne 41
3.3.3.15. Công suất tiếp điện 41
3.3.3.16. Công suất động cơ lắp đặt 41
3.3.3.17. Bảng tổng hợp kết quả tính toán chu trình lạnh 42
3.4. TÍNH CHỌN MÁY NÉN 42
KẾT LUẬN 43
TÀI LIỆU THAM KHẢO 44


CHƯƠNG I
TỔNG QUAN VỀ KỸ THUẬT LẠNH
1.1. TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ LẠNH ĐÔNG VÀ BẢO QUẢN SẢN PHẨM LẠNH ĐÔNG
Làm đông thực phẩm: là phương pháp làm lạnh đông, tức là hạ nhiệt độ của nguyên liệu xuống t < -80C, ở nhiệt độ này phần lớn nước trong nguyên liệu sẽ kết tinh làm ngừng đến mức tối đa hoặc hoàn toàn hoạt động của enzyme nội tại và vi sinh vật xâm nhập vào gây thối rữa. Tuy nhiên tuỳ vào thời gian bảo quản dài hay ngắn mà người ta bảo quản nguyên liệu ở các nhiệt độ khác nhau từ -18¬0C ÷ -200C.
1.1.1. MỤC ĐÍCH
Khi hạ thấp nhiệt độ thì enzyme và vi sinh vật trong nguyên liệu bị giảm hoạt động và có thể đình chỉ sự sống của chúng, như vậy nguyên liệu có thể giữ tươi trong một giới hạn thời gian dài và hạn chế tối đa sự biến đổi về chất lượng thủy sản.
Khi nhiệt độ t < 100C thì vi khuẩn gây thối rữa và vi khuẩn gây bệnh bị kiềm chế phần nào. Khi ở 00C thì tỷ lệ phát triển của chúng rất thấp. Ở nhiệt độ t = -50C ÷ -100C thì hầu như không phát triển được. Nhưng có một số loại vi khuẩn cá biệt khi hạ nhiệt độ xuống dưới -150C chúng vẫn phát triển được như: các loại nấm mốc Mucor, Phzopus, Penicilium,… ở t = -100C chúng vẫn tồn tại. Do đó muốn giữ tươi thực phẩm trong thời gian dài thì phải hạ nhiệt độ xuống dưới -150C. Vì vậy trong bảo quản nguyên liệu người ta thường sử dụng các phạm vi nhiệt độ sau:
- Bảo quản sơ bộ t < 30C.
- Bảo quản trên dưới một tháng t < - 150C.
- Bảo quản từ 6 tháng đến một năm t < -180C.
1.1.2. Ý NGHĨA
Làm lạnh đông có ý nghĩa rất lớn trong ngành bảo quản và chế biến thực phẩm: tạo chất lượng sản phẩm cao, thời gian bảo quản kéo dài đáp ứng được nhu cầu ngày càng cao của xã hội. Phương pháp này cho phép xuất khẩu sản phẩm ra nước ngoài và phân phối sản phẩm đến mọi thị trường trên thế giới.
1.1.3. BẢO QUẢN SẢN PHẨM ĐÔNG LẠNH
Bảo quản sản phẩm là quá trình làm hạn chế mức thấp nhất những biến đổi có hại cho sản phẩm trong thời gian chờ sử dụng.
1.1.3.1. Những biến đổi về vật lý
 Sự kết tinh lại của nước
Đối với các sản phẩm đông lạnh trong quá trình bảo quản nếu chúng ta không duy trì được nhiệt độ bảo quản ổn định sẽ dẫn đến sự kết tinh lại của nước đá. Đó là hiện tượng gây nên những ảnh hưởng xấu cho sản phẩm bảo quản. Kết tinh lại nước đá xảy ra khi có sự dao động của nhiệt độ trong quá trình bảo quản. Do nồng độ chất tan trong các tinh thể nước đá khác nhau nên nhiệt độ kết tinh và nhiệt độ nóng chảy của chúng cũng khác nhau.
Khi nhiệt độ tăng thì các tinh thể nước đá có kích thước nhỏ, có nhiệt độ nóng chảy thấp sẽ bị tan ra trước tinh thể có kích thước lớn nhiệt độ nóng chảy cao. Khi nhiệt độ hạ xuống trở lại thì quá trình kết tinh lại xảy ra, nhưng chúng lại kết tinh tinh thể nước đá lớn do đó làm cho kích thước tinh thể nước đá lớn ngày càng to lên. Sự tăng về kích thước của các tinh thể nước đá sẽ ảnh hưởng xấu đến thực phẩm, cụ thể là các cấu trúc tế bào bị phá vỡ, khi sử dụng sản phẩm sẽ mềm hơn hao phí chất dinh dưỡng lớn do sự mất nước tự do tăng làm cho mùi vị sản phẩm giảm.
Để tránh hiện tượng kết tinh lại của nước đá thì trong quá trình bảo quản nhiệt độ phải ổn định, mức dao động của nhiệt độ cho phép là  20C.
 Sự thăng hoa của nước đá
Trong quá trình bảo quản sản phẩm đông do hiện tượng hơi nước trong không khí ngưng tụ thành tuyết trên giàn lạnh làm cho lượng ẩm trong không khí giảm. Điều đó dẫn đến sự chênh lệch áp suất bay hơi của nước đá ở bề mặt sản phẩm với môi trường xung quanh. Kết quả là nước đá bị thăng hoa hơi nước đi vào môi trường không khí. Nước đá trên bề mặt bị thăng hoa, sau đó lớp bên trong của thực phẩm thăng hoa.
Sự thăng hoa nước đá của thực phẩm làm cho thực phẩm có cấu trúc xốp, rỗng. Oxy không khí dễ xâm nhập và oxy hoá sản phẩm. Sự oxy hoá xảy ra làm cho sản phẩm hao hụt về trọng lượng chất tan, mùi vị đặc biệt là quá trình ôi hoá lipit.
Để tránh hiện tượng thăng hoa nước đá của sản phẩm thì sản phẩm đông khi đem đi bảo quản phải được bao gói kín và đuổi hết không khí ra ngoài, nếu có không khí bên trong sẽ xảy ra hiện tượng hoá tuyết trên bề mặt bao gói và quá trình thăng hoa vẫn xảy ra.
1.1.3.2. Những biến đổi về hóa học
Trong bảo quản đông, các biến đổi về sinh hoá, hoá học diễn ra chậm. Các thành phần dễ bị biến đổi là: protein hoà tan, lipid, vitamin, chất màu…
 Sự biến đổi của Protein
Trong các loại protein thì protein hoà tan trong nước dễ bị phân giải nhất, sự phân giải chủ yếu dưới tác dụng của enzyme có sẵn trong sản phẩm.
Sự khuếch tán nước do kết tinh lại và thăng hoa nước đá gây nên sự biến tính của protein hoà tan.
Biến đổi của protein làm giảm chất lượng sản phẩm khi sử dụng.
 Sự biến đổi của chất béo
Dưới tác dụng của enzyme nội tại làm cho chất béo bị phân giải cộng với quá trình thăng hoa nước đá làm cho oxy xâm nhập vào. Đó là điều kiện thuận lợi cho quá trình oxy hoá chất béo xảy ra. Quá trình oxy hoá chất béo sinh ra các chất có mùi vị xấu làm giảm giá trị sử dụng của sản phẩm. Nhiều trường hợp đây là nguyên nhân chính làm hết thời hạn bảo quản của sản phẩm.
Các chất màu bị oxy hoá cũng làm thay đổi màu sắc của sản phẩm.
1.1.3.3. Những biến đổi về vi sinh vật
Đối với sản phẩm bảo quản đông có nhiệt độ thấp hơn -180C và được bảo quản ổn định thì số lượng vi sinh vật giảm theo thời gian bảo quản. Ngược lại nếu sản phẩm làm đông không đều, vệ sinh không đúng tiêu chuẩn, nhiệt độ bảo quản không ổn định sẽ làm cho các sản phẩm đã bị lây nhiễm vi sinh vật hoạt động gây thối rữa sản phẩm và làm giảm chất lượng sản phẩm