Tính toán thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà máy nước đá

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
...........................................................................................................
...........................................................................................................
...........................................................................................................
...........................................................................................................
...........................................................................................................
...........................................................................................................
...........................................................................................................
...........................................................................................................
...........................................................................................................
...........................................................................................................
...........................................................................................................
...........................................................................................................
...........................................................................................................
...........................................................................................................
...........................................................................................................
...........................................................................................................
Hưng yên, ngày….tháng….năm 2019
Giáo viên hướng dẫn

1


GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN
...........................................................................................................
...........................................................................................................
...........................................................................................................
...........................................................................................................
...........................................................................................................
...........................................................................................................
...........................................................................................................

...........................................................................................................
...........................................................................................................
...........................................................................................................
...........................................................................................................
...........................................................................................................
...........................................................................................................
...........................................................................................................
...........................................................................................................
...........................................................................................................
Hưng yên, ngày….tháng….năm…

2


MỤC LỤ

Danh mục bảng biểu.........................................................................................VI
Danh mục hình ảnh........................................................................................VIII
LỜI CẢM ƠN...................................................................................................IX
LỜI CAM ĐOAN...............................................................................................X
LỜI MỞ ĐẦU...................................................................................................XI
CHƯƠNG I. GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ NHÀ MÁY NƯỚC ĐÁ..........1
1.1. Tầm quan trọng và nhu cầu sử dụng đá....................................................1
1.1.1. Trong công nghiệp............................................................................1
1.1.2. Trong nông nghiệp...........................................................................3
1.2. Công nghệ sản xuất nước đá.....................................................................7
1.3. Giới thiệu về nhà máy đá..........................................................................9
1.3.1. Sơ đồ quy trình và cơng nghệ hệ thống sản xuất nước đá cây dùng
bể nước muối..............................................................................................9
1.3.2. Đặc điểm của hệ thống sản xuất nước đá cây dùng bể nước muối. 10

CHƯƠNG II. CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ CUNG CẤP ĐIỆN VÀ TRANG BỊ
ĐIỆN...................................................................................................................12
2.1. Tổng quan trang bị điện..........................................................................12
2.2. Một số ưu điểm của điện năng...............................................................12
2.3. Phương án cung cấp điện.......................................................................15
2.3.1. Chọn điện áp định mức của mạng điện...........................................16
2.3.2. Chọn nguồn điện............................................................................18
2.4. Các đại lượng đặc trưng của phụ tải điện...............................................18
2.4.1. Hệ số công suất và ý nghĩa của việc nâng cao hệ số công suất.......19
2.4.2. Các giải pháp bù COS tự nhiên......................................................21
2.4.3. Các thiết bị bù COS........................................................................23


2.5. Đặc điểm của các thiết bị điện................................................................24
2.5.1. Các động cơ điện............................................................................24
2.5.1.1. Khái niệm và phân loại động cơ điện......................................24
2.5.1.2. Bơm và cách chọn bơm...........................................................25
2.5.1.3. Máy nén và tháp giải nhiệt......................................................29
2.5.2. Chiếu sáng nhà xưởng....................................................................37
2.5.2.1. Tiêu chuẩn chiếu sáng nhà xưởng, nhà kho.............................37
2.5.2.2. Tính tốn chiếu sáng cho nhà xưởng.......................................41
2.6. Thiết bị bảo vệ dòng điện cho nhà máy..................................................43
2.6.1. Lựa chọn Aptomat..........................................................................43
2.6.2. Lựa chọn dây và cáp.......................................................................44
2.6.2.1. Giới thiệu chung về các phương pháp và phạm vi áp dụng.....44
2.6.2.2. Lựa chọn tiết diện theo Jkt.......................................................45
2.6.2.3. Chọn tiết diện dây dẫn theo ....................................................46
2.6.2.4. Chọn tiết diện theo Icp..............................................................48
2.6.3. Lựa chọn contactor và relay nhiệt..................................................48
2.7. Trạm biến áp...........................................................................................50

2.7.1. Khái quát và phân loại....................................................................50
2.7.2. Chọn vị trí, số lượng và cơng suất của trạm...................................51
CHƯƠNG III. TÍNH TỐN THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỆN CHO PHÂN
XƯỞNG SỬA CHỮA CƠ KHÍ NHÀ MÁY NƯỚC ĐÁ.................................53
3.1. Giới thiệu và chọn bể đá.........................................................................53
3.1.1. Thiết kế bể đá.................................................................................53
3.1.2. Tính diện tích nhà máy đá..............................................................55
3.2. Giới thiệu và chọn thiết bị chính............................................................57
3.2.1. Chọn máy nén................................................................................57


3.2.2. Chọn tháp giải nhiệt.......................................................................59
3.2.3. Tính tốn chọn bơm giải nhiệt........................................................61
3.2.4. Tính tốn chọn máy tời điện...........................................................65
3.3. Tính tốn các thiết bị phụ.......................................................................66
3.3.1. Tính phụ tải chiếu sáng...................................................................66
3.3.2. Tính tốn máy khuấy cho bể đá......................................................67
3.3.3. Tính chọn máy bơm cấp nước cho linh đá......................................68
3.4. Tính tốn phụ tải tồn nhà máy..............................................................70
3.5. Tính tốn chọn dây, cáp..........................................................................75
3.6. Tính chọn thiết bị bảo vệ........................................................................81
3.6.1. Tính chọn aptomat..........................................................................81
3.6.2. Tính chọn Aptomat chống rị điện..................................................85
3.7. Tính chọn contactor và relay nhiệt.........................................................87
3.8. Tính chọn thanh góp...............................................................................90
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ...........................................................................93
TÀI LIỆU THAM KHẢO.................................................................................95


Danh mục bảng bi

Bảng 2. 1. Một số ký hiệu thường dùng...................................................................14
Bảng 2. 2. So sánh đặc tính kinh tế - kỹ thuật của máy bù và tụ bù.........................23
Bảng 2. 3. Những đặc điểm của tháp giải nhiệt đối lưu cơ học................................36
Bảng 2. 4. Nhiệt độ màu..........................................................................................39
Bảng 2. 5. Chỉ tiêu kỹ thuật của một số loại nhà xưởng công nghiệp......................40
Bảng 2. 6. Khoảng cách giữa 2 đèn theo tỉ lệ L/H...................................................43
Bảng 2. 7. Aptomat thường dùng.............................................................................44
Bảng 2. 8. Phạm vi áp dụng các phương pháp lựa chọn tiết diện dây dẫn và cáp....45
Bảng 2. 9. Trị số Jkt (A/mm2) theo Tmax và loại dây...............................................46Y
Bảng 3. 1. Thông số kỹ thuật của máy làm đá cây MB250......................................58
Bảng 3. 2. Bảng chuyển đổi đơn vị..........................................................................59
Bảng 3. 3. Thông số kỹ thuật máy bơm công nghiệp Pentax CM65-250B..............64
Bảng 3. 4. Đặc điểm kỹ thuật của máy bơm công nghiệp Pentax CM65-250B.......64
Bảng 3. 5. Thông số kỹ thuật máy tời tiện HUGO PA1000.....................................66
Bảng 3. 6. Thơng số kỹ thuật máy khuấy chìm EVAK EM-5.20.............................68
Bảng 3. 7. Thông số kỹ thuật máy bơm nước ly tâm Ebara CMA...........................69
Bảng 3. 8. Các thiết bị sử dụng trong nhà máy đá 100 tấn/ngày..............................72
Bảng 3. 9. Bảng quy đổi..........................................................................................73
Bảng 3. 10. Mật độ dòng điện kinh tế (A/mm2).......................................................76
Bảng 3. 11. Bảng tính tiết diện dây các thiết bị trong nhà máy đá 100 tấn/ngày......78
Bảng 3. 12. Công suất cho phép của dây điện Cadivi..............................................79
Bảng 3. 13. Bảng dây dẫn của các thiết bị trong nhà máy đá...................................80


Bảng 3. 14. Các loại và chức năng của aptomat thường dùng.................................81
Bảng 3. 15. Bảng thông số 2 loại aptomat của Mitsubishi.......................................83
Bảng 3. 16. Thông số của MCCB và MCB được dùng cho các phụ tải trong nhà
máy đá..................................................................................................................... 84
Bảng 3. 17. Bảng thông số RCCB sử dụng cho các thiết bị trong nhà máy đá của
hãng Mitsubisshi......................................................................................................86

Bảng 3. 18. Bảng thông số contactor của Mitsubishi...............................................87
Bảng 3. 19. Bảng thông số relay nhiệt của Mitsubishi.............................................88
Bảng 3. 20. Bảng thông số contactor và relay nhiệt của các phụ tải trong nhà máy 89
Bảng 3. 21. Thông số các loại thanh cái trong tủ điện.............................................91
Bảng 3. 22. Cường độ dòng điện cho phép của thanh cái........................................91


Danh mục hình ả
Hình 1. 1. Đá CO2 dùng để ướp lạnh hải sản.............................................................1
Hình 1. 2. Bề mặt trước và sau khi vệ sinh bằng phương pháp bắn đá CO 2...............2
Hình 1. 3. Sân khấu có sử dụng đá khơ CO2...........................................................3Y
Hình 2. 1. Tam giác cơng suất.................................................................................19
Hình 2. 2. Trị số Q tương ứng với trị số góc............................................................20
Hình 2. 3. Sơ đồ đổi nối tam giác - sao....................................................................22
Hình 2. 4. Phân loại động cơ điện............................................................................25
Hình 2. 5. Máy nén lạnh piston................................................................................29
Hình 2. 6. Máy nén xoắn ốc.....................................................................................31
Hình 2. 7. Máy nén ly tâm.......................................................................................33
Hình 2. 8. Tiêu chuẩn chiếu sáng nhà xưởng...........................................................38
Hình 2. 9. Nhiệt độ màu trong tiêu chuẩn chiếu sáng nhà xưởng

3

Hình 3. 1. Linh đá gồm 10 khn đá.......................................................................54
Hình 3. 2. Máy làm đá cây của Cơng ty TNHH sản xuất thương mại Trí Phát........58
Hình 3. 3. Tháp giải nhiệt TASHIN TSC 150RT.....................................................60
Hình 3. 4. Máy bơm cơng nghiệp Pentax CM65-250B............................................63
Hình 3. 5. Máy tời tiện HUGO PA1000...................................................................65
Hình 3. 6. Máy khuấy chìm EVAK EM-5.20...........................................................67
Hình 3. 7. Máy bơm nước ly tâm Ebara CMA.........................................................69

LỜI CẢM ƠN
Trong thời gian làm đồ án tốt nghiệp, em đã nhận được nhiều sự giúp đỡ,
đóng góp ý kiến và chỉ bảo nhiệt tình của thầy cơ. Em xin gửi lời cảm ơn chân
thành đến Th.S Nguyễn Hải Hà, giảng viên Bộ môn Cơ điện lạnh và Điều hịa
khơng khí thầy đã tận tình hướng dẫn, chỉ bảo em trong suốt quá trình làm đồ án.
Em cũng xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo trong trường Đại học Sư
phạm kỹ thuật Hưng Yên nói chung, các thầy cơ trong Bộ mơn Cơ Điện Lạnh và
Điều Hịa Khơng Khí riêng đã dạy dỗ cho em kiến thức về các môn đại cương cũng
như các môn chuyên ngành, giúp em có được cơ sở lý thuyết vững vàng và tạo điều
kiện cho em trong suốt quá trình học tập.
Cuối cùng, em xin chân thành cảm ơn thầy cô, gia đình và bạn bè đã ln
quan tâm, giúp đỡ, động viên em trong suốt quá trình học tập và hoàn thành đồ án
tốt nghiệp.
Sinh viên thực hiện


LỜI CAM ĐOAN
Em xin cam đoan bản đồ án này do em tự nghiên cứu dưới sự hướng dẫn của
Th.S Nguyễn Hải Hà.
Để hoàn thành bản đồ án này, em chỉ sử dụng những tài liệu đã ghi trong
mục tài liệu tham khảo, ngồi ra khơng sử dụng thêm bất kì tài liệu nào khác. Tất cả
các tài liệu được tham khảo đều được sự cho phép của tác giả và khơng vi phạm
quyền sở hữu trí tuệ.
Nếu sai em xin chịu mọi hình thức kỷ luật theo quy định.
Hưng yên, ngày 29 tháng 05 năm 2019
Sinh viên thực hiện

10

LỜI MỞ ĐẦU
Đất nước ta đang trong công cuộc công nhiệp hoá, hiện đại hoá. Khai thác xa
bờ là một trong những định hướng quan trọng trong phát triển của ngành thủy sản
Việt Nam. Tuy sản lượng khai thác cao, nhưng tỷ lệ thất thốt sau thu hoạch cịn rất
lớn, theo Tổng cục Thủy sản, tổn thất sau khai thác thủy sản ở Việt Nam chiếm
khoảng 20 - 30% sản lượng khai thác. Ngun nhân chính của tình trạng tổn thất
cao là do phần lớn tàu khai thác thủy sản có cơng suất nhỏ, thiếu trang thiết bị bảo
quản sản phẩm. Công nghệ bảo quản hải sản khi khai thác xa bờ ở nước ta cịn có
nhiều điểm yếu, chưa đáp ứng được yêu cầu phát triển và các thách thức đặt ra. Vì
thế, giảm tổn thất sau khai thác thủy sản, tuy là bài tốn khó nhưng được xác định là
ưu tiên hàng đầu của ngành thủy sản. Một trong các hướng giải quyết được đề xuất
là ứng dụng công nghệ đá vẩy vào công tác bảo quản hải sản trong quá trình đánh
bắt cá xa bờ. Máy làm đá vảy được sử dụng rộng rãi trong ngành chế biến thủy hải
sản. Hạt nước đá rất quan trọng trong quá trình chế bến, vận chuyển và trưng bày
hải sản. Ngay cả các điều kiện lạnh tốt nhất cũng không thể thay thế cho đá hạt vì
đặc điểm độc đáo đặc biệt của nó. Hạt nước đá có thể giữ cá tươi ở nhiệt độ và độ
ẩm thích hợp mà không cần các công cụ tốn kém. Trong khi các hệ thống lạnh khác
chỉ cung cấp nhiệt độ thấp, làm cá bị mất nước do đóng băng thì đá vảy cung cấp
môi trường làm mát ở 0oC trong khi giữ độ ẩm và nước từ các hạt đá trên bề mặt cá
sẽ làm sạch vi khuẩn mà nếu khơng nó sẽ rất nặng mùi. Ngoài ra đá cây cũng là một
lựa chọn hữu ích bởi ưu điểm của phương pháp sản xuất đá cây là đơn giản, dễ thực
hiện, đá có khối lượng lớn nên vận chuyển bảo quản được lâu ngày, đặc biệt dùng
cho việc bảo quản cá, thực phẩm khi vận chuyển đi xa. Ngoài ra đá cây cũng được
sử dụng làm đá sinh hoạt và bảo quản nơng sản của nhân dân.
Đứng trước vấn đề đó, tiêu chí đặt ra sẽ là phải tìm dây chuyền sản xuất đá
sạch có cơng suất lớn, bảo đảm chất lượng cũng như vệ sinh sạch sẽ. Như vậy ta sẽ
có một nhà máy sản xuất các loại đá để phục vụ những yêu cầu trên của nhân dân.
Đây là một Nhà máy sản xuất đá sạch đạt tiêu chuẩn Việt Nam nên các máy móc

trang thiết bị của nhà máy đều mang tính cơng nghệ cao và hiện đại. Do đó việc
11


trang bị điện cho Nhà máy là vấn đề cần được quan tâm và chú trọng. Với kiến thức
còn nhiều hạn chế, và sự hướng dẫn của Th.S Nguyễn Hải Hà. Em đã ứng dụng các
kiến thức của mình vào đề tài đồ án: “Tính tốn thiết kế hệ thống cung cấp điện
cho nhà máy nước đá”. Sự thiếu hụt về kiến thức khiến em nên không thể tránh
được những sai sót, em rất mong nhận được sự góp ý của thầy cơ nhận xét để ngày
càng hồn thiện hơn. Một lần nữa em xin trân thành cảm ơn sự chỉ bảo tận tình và
sự quan tâm của các thầy cơ bộ mơn đã giúp em trong q trình thực hiện đồ án, các
thầy cô đã cung cấp cho em nhiều tài liệu quan trọng để em dễ dàng tiếp cận với đề
tài, giúp em có thể hồn thành đồ án này.
Em xin trân thành cảm ơn!

12


CHƯƠNG I. GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ NHÀ MÁY NƯỚC ĐÁ
1.1. Tầm quan trọng và nhu cầu sử dụng đá
1.1.1. Trong công nghiệp
Đá khô được sử dụng như một chất làm lạnh và mát. Ưu điểm vượt trội là
nhiệt độ của nó thấp hơn so với nước đóng băng thơng thường và không để lại bất
kỳ dư lượng nào khi sử dụng.
Làm lạnh thực phẩm, kem…và các mặt hàng mau hỏng khác như ướp lạnh
thủy hải sản phục vụ cho việc xuất khẩu. Đây là ứng dụng phổ biến nhất của đá khô
và thường dùng ướp lạnh kem, rau củ quả hay thủy hải sản phục vụ xuất khẩu. Khi
đá khơ “thăng hoa” sẽ trở thành khí CO2 để bao bọc lấy thực phẩm, tránh vi khuẩn,
nấm mốc xâm nhập và làm hỏng thực phẩm, giữ cho thực phẩm giữ được độ tươi
ngon và bảo quản lâu.

Hình 1. 1. Đá CO2 dùng để ướp lạnh hải sản

Sử dụng bảo quản vacxin, máu, mẫu sinh học, lưu trữ mô, tế bào sống…
trong y tế. Đá khô được dùng nhiều trong các cơ sở y tế, bệnh viện để bảo quản
vacxin, mẫu sinh học, máu, lưu trữ mô (nội tạng, bộ phận cơ thể) vì đá khơ có tính
lạnh và ngăn chặn vi khuẩn phát triển. Đá khô cũng được dùng để bảo quản các thi
thể, xác ướp.

1


Phục vụ trong công nghiệp làm sạch hệ thống, vệ sinh cơng nghiệp. Đá khơ
có cơng dụng làm sạch bụi bẩn, vết dầu mỡ, sơn trên bề mặt máy móc nhanh chóng,
tiện dụng, hiệu quả, tiết kiệm chi phí. Đá khô cho tác dụng làm sạch kỹ lưỡng,
không cần tháo rời máy móc, khơng làm mài mịn bề mặt và rất thân thiện với mơi
trường.

Hình 1. 2. Bề mặt trước và sau khi vệ sinh bằng phương pháp bắn đá CO2

– Thu nhỏ các ống lót trục bằng kim loại, làm cho chúng khớp với kích thước
trong của lỗ trục. Một ứng dụng khác của đá khơ đó là có thể phục hồi bề
mặt kim loại bị móp, méo. Người ta dùng cách này để phục hồi những vết
lõm do va chạm nhỏ của các xe ô tô rất hiệu quả lại có chi phí thấp và an
tồn cho người sử dụng.
– Kéo dài tuổi thọ của băng ướt (nước đá thông thường).
– Sử dụng làm hiệu ứng sương mù trong ngành cơng nghiệp giải trí, tiệc cưới.
Đá khơ khi gặp nước sẽ bị hóa hơi nhanh chóng và tạo ra những làn sương
mù màu trắng bay là là mặt đất. Sử dụng đá khơ để tạo khói cho sân khấu

2


nhỏ ở các nhà hàng, vũ trường sẽ tiết kiệm chi phí và nhanh gọn hơn nhiều
so với dùng máy tạo khói.

Hình 1. 3. Sân khấu có sử dụng đá khơ CO2

– Sử dụng để bảo quản hàng hóa có đặc tính nóng ẩm do nội tỳ hàng hóa gây
ra và loại bỏ các loại cơn trùng có hại trong khi vận chuyển trong các
Container.
1.1.2. Trong nông nghiệp
– Đánh bắt, nuôi trồng và bảo quản thủy hải sản
Cá và các loài hải sản khác là loại thực phẩm rất dễ bị hư hỏng, ngay cả khi
được bảo quản dưới điều kiện lạnh, chất lượng cũng nhanh chóng bị biến đổi. Nhìn
chung, để có được chất lượng tốt theo mong muốn, cá và các loài hải sản khác phải
được đem đi tiêu thụ càng sớm càng tốt sau khi đánh bắt để tránh những biến đổi
tạo thành mùi vị không mong muốn và giảm chất lượng do hoạt động của vi sinh
vật. Vì vậy cá thơng thường chỉ nên bảo quản một thời gian ngắn để tránh giảm sự
biến đổi chất lượng không mong muốn.

3


Sự giảm chất lượng của cá thấy đầu tiên là sự biến màu theo bởi sự hoạt
động của các enzym có trong nội tạng và trong thịt cá. Vi sinh vật đầu tiên phát triển
trên bề mặt cá, sau đó xâm nhập vào bên trong thịt cá, phân hủy mô cơ và làm biến
màu sản phẩm thực phẩm.
Sử dụng nước đá để làm lạnh vì các nguyên nhân sau:
– Giúp giảm nhiệt độ: Bằng cách giảm nhiệt độ xuống gần 0 oC, sự sinh trưởng

của các vi sinh vật gây ươn hỏng và gây bệnh giảm, do vậy sẽ giảm được tốc độ
ươn hỏng và làm giảm hoặc loại bỏ được một số nguy cơ về an toàn thực phẩm.
– Nước đá đang tan có tác dụng giữ ẩm cho cá
– Một số tính chất vật lý có lợi của nước đá: Nước đá có một số ưu điểm khi so
sánh với các phương pháp làm lạnh khác kể cả làm lạnh bằng khơng khí.
Nước đá có khả năng làm lạnh lớn: Lượng nhiệt yêu cầu để chuyển từ trạng
thái rắn sang trạng thái lỏng gọi là ẩn nhiệt: 1 kg nước đá cần 80 kcal nhiệt để làm
tan chảy. Cách biểu diễn 80 kcal/kg được gọi là ẩn nhiệt nóng chảy. Dựa vào tính
chất này cho thấy cần một lượng nhiệt lớn để tan chảy nước đá. Vì vậy có thể ứng
dụng nước đá để làm lạnh nhanh sản phẩm thực phẩm.
1 kcal là lượng nhiệt yêu cầu để tăng nhiệt độ của 1 kg nước lên 1 oC. Nhiệt
yêu cầu để làm ấm nước nhiều hơn so với hầu hết các chất lỏng khác. Khả năng giữ
nhiệt của chất lỏng so với nước được gọi là nhiệt dung riêng. Nhiệt dung riêng của
nước là 1, các chất lỏng khác < 1.
–
–
–
–
–

Ví dụ: Nước đá: 0,5
Khơng khí: 0,25
Các loại kim loại: 0,1
Cá ướt: 0,96 (thường lấy gần = 1)
Cá lạnh đơng: 0,4
Nhiệt dung riêng có thể dùng để xác định lượng nhiệt cần để di chuyển là

bao nhiêu để làm lạnh một loại chất lỏng.
Ở đây:
Nhiệt cần để di chuyển = khối lượng mẫu * sự thay đổi nhiệt độ * nhiệt dung riêng.

4


VD: Để làm lạnh 60 kg nước đá từ - 5 oC đến -10oC cần di chuyển một lượng nhiệt
là: 60 * [(- 5 - (-10)]oC * 0,5 (nhiệt dung riêng của nước đá) = 150kcal.
Chúng ta cũng có thể tính lượng nước đá cần là bao nhiêu để làm lạnh 1 khối
lượng cá đã cho.
Nếu chúng ta muốn làm lạnh 10 kg cá từ 25 oC xuống đến 0oC, chúng ta cần
phải di chuyển một lượng nhiệt là 10 * (25 – 0) * 1 = 250kcal
Tuy nhiên, khi nước đá tan chảy nó hấp thu 1 lượng nhiệt là 80 kcal/kg
Vì vậy khối lượng nước đá cần là: 250/80 = 3,12kg
Nước đá tan là một hệ tự điều chỉnh nhiệt độ: Nước đá tan là sự thay đổi
trạng thái vật lý của nước đá (từ rắn sang lỏng) và ở điều kiện bình thường nó xảy ra
ở một nhiệt độ không đổi (0oC).
Sự tiện lợi khi sử dụng nước đá:
+
+
+
+
+

Ướp đá là phương pháp làm lạnh lưu động
Luôn sẵn có nguyên liệu để sản xuất nước đá.
Nước đá có thể là một phương pháp bảo quản cá tương đối rẻ tiền
Nước đá là một chất an toàn về mặt thực phẩm.
Thời gian bảo quản kéo dài
Nước đá có thể được sản xuất theo các dạng khác nhau; các dạng thường

được sử dụng nhiều nhất để ướp cá là đá vảy, đá đĩa, đá ống và đá cây. Đá cây phải

được xay ra trước khi dùng để ướp cá.
Đá vảy cho phép phân bố nước đá dễ dàng hơn, đồng đều hơn và nhẹ nhàng
hơn xung quanh cá, trong các hộp và thùng chứa, do vậy sẽ ít hoặc không gây hư
hỏng cơ học đối với cá và làm lạnh cá nhanh hơn các loại đá khác. Mặt khác, đá vảy
có xu hướng chiếm nhiều thể tích hơn trong các hộp và thùng chứa với cùng một
khả năng làm lạnh và nếu đá ướt thì khả năng làm lạnh sẽ giảm nhiều hơn so với
các loại nước đá khác (vì diện tích của một đơn vị khối lượng lớn hơn).
Với đá cây xay ra, có một rủi ro là các mảnh đá to và cứng có thể làm cho cá
hư hỏng về mặt vật lý. Tuy nhiên, nước đá xay luôn chứa những mảnh rất nhỏ mà

5


những mảnh này tan rất nhanh trên bề mặt cá và những mảnh đá to hơn sẽ tồn tại
lâu hơn và bù lại các tổn thất nhiệt. Đá cây thì cần ít khơng gian bảo quản khi vận
chuyển, tan chậm và tại thời điểm nghiền thì lại chứa ít nước hơn so với đá vảy và
đá đĩa. Vì những lý do này, rất nhiều ngư dân của nghề cá thủ cơng vẫn sử dụng đá
cây.
Ngồi ra, nước đá cây cịn được dùng để giảm nhiệt độ của các bể nuôi thủy
sản sao cho nhiệt độ nước phù hợp với môi trường sống tự nhiên của chúng.Ví dụ:
Trong các bể ni tơm sú tại Mĩ Đình (Nam Từ Liêm, Hà Nội) nhiệt độ của các bể
nuôi tôm luôn đạt từ 19 - 19,5oC.
– Bảo quản và vận chuyển nông sản
Nước đá có thể sử dụng như một kho hay hầm cấp lạnh: Được sử dụng bằng
cách đưa khơng khí đi qua khối đá và sau đó đi qua khối sản phẩm. Đá có thể làm
mát hàng hóa khi nó tan ra, vì thế thơng gió tốt là điều cần thiết để làm mát hiệu
quả. Đá được sử dụng để ướp trực tiếp cho sản phẩm bằng cách dùng đá nghiền
hoặc đá mảnh trộn trực tiếp với sản phẩm trong bao bì hoặc dùng để bổ sung vào
nước. Việc sử dụng đá để làm mát sản phẩm sẽ tạo ra môi trường có độ ẩm tương
đối cao xung quanh sản phẩm. Ướp đá bao gói chỉ có thể sử dụng với những sản

phẩm chịu được nước không nhạy cảm với tổn thương lạnh (như cà rốt, ngô rau,
dưa đỏ, rau diếp, củ cải, bơng cải xanh, hành,..) và vật liệu gói bao cũng chịu được
nước (tấm sơ ép được bôi sáp, nhựa, gỗ, thùng xốp,…)
Ưu điểm của phương pháp này là làm giảm sự phát triển của vi sinh vật và
nhược điểm là chỉ giữ được thực phẩm tươi trong một thời gian ngắn.
Ví dụ: Vải thiều Thanh Hà có thể giữ được màu sắc và chất lượng trong
khoảng 3-5 ngày ở nhiệt độ phòng. Nếu được ướp đá sẽ tăng thời gian bảo quản lên
7-10 ngày. Để dự trữ và chế biến, vải phải được bảo quản kĩ lưỡng. Bảo quản tốt
nhất ở nhiệt độ 1-2oC kéo dài trong khoảng 23-26 ngày. Nếu ta bảo quản ở 5 oC thì
chỉ được 3-4 tuần.
– Nhu cầu sử dụng nước đá vào mùa hè

6


Một trong những biện pháp phổ biến giúp giải nhiệt vào ngày hè không thể
không nhắc đến đá viên. Sự xuất hiện của đá viên đã trở lên vô cùng phổ biến và
được dụng rộng rãi trong các nhà hàng, các cửa hàng giải khát, các quán bia hơi, các
hộ gia đình,…nhu cầu sử dụng đá viên tăng cao nhất vào mùa hè. Vào thời điểm
nắng nóng cao độ, lượng đá viên ln ở trong tình trạng khan hiếm do các cơ sở sản
xuất nhỏ không đủ khả năng cung ứng để giải nhiệt thị trường. Đó là nguyên nhân
khiến ngành sản xuất đá viên trở thành một mảnh đất màu mỡ không thể bỏ qua cho
những nhà đầu tư thông minh.
Theo khảo sát một số cơ sở kinh doanh nước đá cho biết, vào những ngày
nóng nực, họ phải hoạt động hết cơng suất, có khi phải giao đá cho khách từ 4h
sáng và duy trì liên tục cho tới tận 7h tối, tổng sản lượng đá bán ra cao gấp 3-4 lần
so với thời điểm sau tết từ vài tấn đến vài chục tấn mỗi ngày.
1.2. Công nghệ sản xuất nước đá
Tính chất của nước đá. Nước đóng băng lại thành đá ở nhiệt độ 0 oC, áp suất
1at, thu một nhiệt lượng là 80 kcal/1kg. Khi nước đóng băng thể tích của nó tăng

lên 9% nên nước đá nhẹ và nổi trên mặt nước. Nước đá có các loại:
– Nước đá muối làm từ nước biển;
– Nước đá từ nước sát trùng, kháng sinh;
– Nước đá làm từ nước ngọt.
Đó là các loại nước đá dùng trong kĩ thuật và công nghiệp đánh bắt hải sản.
Riêng nước đá thực phẩm phải đảm bảo đầy đủ các tiêu chuẩn vệ sinh và tạp chất,
ví dụ: số lượng vi khuẩn không quá 100 con/l, vi khuẩn bệnh đường ruột không quá
3 con/l, các hạt lơ lửng không quá 1,5 mg/l, hàm lượng sắt không quá 0,3 mg/l,…
Nước đá thực phẩm phải được cơ quan y tế kiểm nghiệm nếu khơng đạt u cầu
phải được xử lí qua các khâu thanh trùng và tinh lọc. Nước đá đục là loại nước đá
ngậm các loại bọt khí nhỏ li ti.
Nước đá hịa tan 30% khơng khí và các tạp chất lơ lửng. Khi kết tinh thành
đá, các tinh thể đá có xu hướng tách khơng khí và các tạp chất, khơng khí và các tạp
chất tích tụ dần dần lại tâm cây đá và bị các lớp tinh thể bao bọc. Nước đá do vậy
7


càng đục khi tốc độ kết tinh càng nhanh. Khi tan ra nước chúng để lại một lớp cặn
lơ lửng, và tốc độ tan đá nhanh.
Nước đá trong suốt trước hết phải được sản xuất từ loại nước ít tạp chất.
Trong quá trình hình thành tinh thể bề mặt kết tinh ln được khuấy để các bọt khí
và tạp chất bị tách ra. Tốc độ kết tinh cũng phải chậm. Nước đá trong suốt tan
không để lại cặn bẩn và tốc độ tan cũng chậm hơn.
Nước đá được sản xuất trong các máy làm đá hay bể đá. Các sản phẩm nước đá
cũng có đặc trưng của phương pháp và thiết bị sản xuất.
1. Bể làm nước đá khối. Nước để làm đá được rót vào các khn bố trí trong
các bể nước muối tuần hồn có nhiệt độ khoảng -10 oC. Thời gian đơng đá
phụ thuộc vào kích thước của khuôn đá và nhiệt độ của nước muối thường
kéo dài từ 10 – 24h. Các loại khuôn đá để sản xuất đá khối được tiêu chuẩn
hóa có các loại: 50, 25, 12, 5kg.

2. Máy sản xuất đá vẩy. Nước được phun lên các thùng quay bằng kim loại có
nhiệt độ thấp. Lớp đá hình thành trên bề mặt thùng quay sẽ được nạo ra bằng
một lưỡi dao đứng im, bề dày của lớp đá khoảng vài ba milimet. Đá vẩy rơi
ngay vào kho chứa.
3. Máy làm đá tuyết. Đá hình thành trên bề mặt thùng quay được dao cắt ra ở
dạng đá và tuyết sau đó được đưa đi tách nước và đóng viên.
4. Máy làm đá ống. Máy làm việc theo chu kì, nước được làm thành đá trong
các ống hình trụ sau đó được làm nóng bề mặt ngồi để viên đá dạng trụ rơi
xuống đáy khn. Ở đó các ống đá được một dao cắt ra từng thỏi hình trụ
rỗng.
5. Máy làm khối đá dạng màng. Đá khối có ưu điểm vận chuyển, bảo quản sử
dụng trong công nghiệp dễ dàng nhưng thiết bị bể đá cồng kềnh thời gian
xuất lâu vì càng kết tinh sâu vào tâm đá thời gian càng lâu do độ dẫn nhiệt
của nước đá kém. Để khắc phục nhược điểm đó người ta chế tạo loại máy đá
khối dạng màng. Do màng kết tinh ln ln được bố trí trên bề mặt lạnh
nên tốc độ kết tinh đá rất nhanh và tổn thất lạnh giảm.
1.3. Giới thiệu về nhà máy đá
8


1.3.1. Sơ đồ quy trình và cơng nghệ hệ thống sản xuất nước đá cây dùng bể
nước muối
– Sơ đồ hệ thống sản xuất nước đá cây dùng bể nước muối
Nước thủy cục
Xử lý nước

Cho nước vào khuôn

Đặt linh đá vào bể đá

Đông đá

Xả đá

Đá cây

Đưa đákhuôn
ra khỏi
Nhúng
xả bể
đá
9


– Nguyên tắc hoạt động của hệ thống sản xuất nước đá dùng bể nước muối
Amoniac là một chất lạnh được máy nén hút về và nến từ áp suất thấp đến áp
suất cao (áp suất ngưng tụ), qua bình tách dầu rồi vào dàn ngưng tụ kiểu xối tưới. Ở
đây, mỗi chất lạnh tỏa nhiệt ra bên ngồi mơi trường là nước. Nước giải nhiệt khi
xối tưới qua dàn ngưng được chứa và nguội dần ở bể nước và được tuần hồn trở lại
nhờ bơm. Mơi chất lạnh qua dàn ngưng tụ chuyển pha thành lỏng. Lỏng sau ngưng
tụ được chứa ở bình chứa cao áp, sau đó được dẫn qua phìn lọc và qua van tiết lưu
để giảm áp suất xuống áp suất bóc hơi, một phần được dùng cho thiết bị tách khí
khơng ngưng tụ động, phần cịn lại đi vào bình chứa thấp áp. Dịng lỏng mơi chất
lạnh được đưa qua bình chứa thấp áp tiếp tục được đưa vào dàn lạnh xương cá. Ở
đây, lỏng môi chất lạnh thu nhiệt từ chất tải lạnh là nước muối để bốc hơi ở áp xuất
thấp, nhiệt độ thấp. Nước muối trong bể được làm lạnh xuống nhiệt độ thấp và làm
đông đá trong các khuôn. Hơi amoniac từ dàn lạnh được đưa qua bình tách lịng phụ
để tách lỏng hoàn toàn rồi được hút về máy nén, tiếp tục thực hiện chu trình lạnh.
Các khn đá sau khi đã hình thành đá cây được đem qua bể nhúng đá để tự nổi lên
và được đưa ra ngoài, sau đó đưa đi phân phối để sử dụng.

1.3.2. Đặc điểm của hệ thống sản xuất nước đá cây dùng bể nước muối
 Ưu điểm:
Công nghệ đơn giản, công xuất lớn, sản xuất dễ thu hồi vốn.
 Nhược điểm:
Chi phí vận hành lớn, chi tiêu vệ sinh không cao, hệ thống chiếm nhiều diện
tích.
 Chọn mơi chất lạnh:
Mơi chất lạnh được chọn là amoniac (NH3, R717) vì thích hợp với hệ thống
lạnh có cơng suất lớn, lượng mơi chất lạnh nhỏ, lượng tuần hoàn nhỏ, máy nén và
các thiết bị khác nhỏ gọn. Amoniac có tính lưu động cao, tổn thấp áp xuất nhỏ, trao
đổi nhiệt tốt không cần cách tản nhiệt, có năng xuất lạnh riêng lơn. Tuy nhiên, môi
10


chất lạnh này khơng hịa tan dầu dẫn đến khó bơi trơn máy nén piston; là chất có
khả năng cháy nổ trong khơng khí và gây độc.
 Chọn chất tải lạnh:
Chất tải lạnh được chọn là muối NaCl nồng độ 23,1%. Dung dịch muối ăn rẻ
tiền, dễ kiếm, hội tụ nhiều ưu điểm cần có của một chất tải lạnh là không cháy nổ,
không độc hại với cơ thể sống, hệ số dẫn nhiệt và nhiệt dung riêng lớn, độ nhớt nhỏ
làm tổn thấp áp xuất trên đường ống giảm, khối lượng riêng nhỏ làm giảm công
bơm và làm tăng hệ số trao đổi nhiệt. Tuy nhiên, nước muối dễ gây ăn mịn thiết bị.
Đặc biệt, nhiệt độ đơng đặc thấp nhất có thể đạt được là -21,2℃ nên độ chênh lệch
với nhiệt độ sôi môi chất lạnh thấp.
 Chọn nguồn nước để sản xuất đá:
Để bảo đảm an toàn vệ sinh thực phẩm, chọn nguồn nước để sản xuất đá cây
là nguồn nước thủy cục có qua xử lý. Nước ở bể nhúng đá và nước giải nhiệt lấy
nguồn từ nước giếng khoan.
Vậy trong chương I này, em đã giới thiệu sơ bộ về các loại đá trên thị trường
nói chung và nước đá nói riêng. Giới thiệu được một số quy trình sản xuất nước đá.

Nêu được ưu điểm, lý do chọn nhà máy nước đá cây làm nhà máy để thiết kế hệ
thống điện.

11


CHƯƠNG II. CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ CUNG CẤP ĐIỆN VÀ TRANG
BỊ ĐIỆN
2.1. Tổng quan trang bị điện
Điện năng đang ngày càng đóng vai trị hết sức quan trọng trong đời sống
con người chúng ta. Chính vì những ưu điểm vượt trội của nó so với các nguồn
năng lượng khác (như dễ chuyển thành các dạng năng lượng khác, dễ truyền tải đi
xa, hiệu suất cao…) mà ngày nay điện năng được sử dụng hết sức rộng rãi trong
mọi lĩnh vực, từ công nghiệp, dịch vụ,…Cho đến phục vụ đời sống sinh hoạt hàng
ngày của mỗi gia đình. Có thể nói rằng ngày nay khơng một quốc gia nào trên thế
giới không sản xuất và tiêu thụ điện năng, và trong tương lai thì nhu cầu của con
người về nguồn năng lượng đặc biệt này sẽ vẫn tiếp tục tăng cao. Trong những năm
gần đây, nước ta đã đạt được những thành tựu to lớn trong phát triển kinh tế, xã hội.
Số lượng các nhà máy công nghiệp, các hoạt động thương mại, dịch vụ,…gia tăng
nhanh chóng, dẫn đến sản lượng điện sản xuất và tiêu dùng ở nước ta tăng lên đáng
kể và dự báo sẽ tiếp tục tăng nhanh trong những năm tới. Do vậy mà vấn đề đặt ra
là chúng ta cần phải thiết kế các hệ thống cung cấp điện một cách có bài bản và
đúng quy cách, phù hợp với các tiêu chuẫn kỹ thuật hiện hành. Có như thế thì chúng
ta mới có thể theo kịp với trình độ của các nước khác.
2.2. Một số ưu điểm của điện năng
+ Dễ chuyển hoá thành các dạng năng lượng khác thông qua các thiết bị có
hiệu suất cao (quang năng, nhiệt năng, hố năng, cơ năng…).
+ Dễ dàng truyền tải và truyền tải với hiệu suất khá cao.
+ Khơng có sẵn trong tự nhiên, các dạng năng lượng khác đều được khai thác
rồi chuyển hoá thành điện năng. Ở nơi sử dụng điện năng lại dễ dàng chuyển

thành các dạng năng lượng khác.
Ngày nay phần lớn năng lượng tự nhiên khác được khai thác ngay tại chỗ rồi
được đổi thành điện năng (ví dụ: nhà máy nhiệt điện thường được xây dựng tại nơi
gần nguồn nhiên liệu hóa thạch như than, dầu mỏ, khí đốt; nhà máy thuỷ điện gần

12


nguồn thế năng của dịng nước…). Đó cũng chính là lý do xuất hiện hệ thống truyền
tải, phân phối và cung cấp điện năng mà thường gọi là hệ thống điện.
– Vài nét đặc trưng của năng lượng điện:
+ Các quá trình về điện xảy ra rất nhanh, chẳng hạn sóng điện từ lan tuyền
trong dây dẫn với tốc độ xấp xỉ tốc độ ánh sáng 300.000.000 km/s (quá trình
ngắn mạch, sóng sét lan truyền lan truyền trên đường dây và thiết bị). Tốc độ
đóng cắt của các thiết bị bảo vệ… đều phải xảy ra trong vòng nhỏ hơn
1/10giây, điều này rất quan trọng trong thiết để thiết kế, hiệu chỉnh các thiết
bị bảo vệ.
+ Công nghiệp điện lực có quan hệ chặt chẽ đến nhiều ngành kinh tế quốc dân
(luyện kim, hố chất, khai thác mỏ, cơ khí, công nghiệp dệt…) và là một
trong những động lực tăng năng suất lao động tạo nên sự phát triển nhịp
nhàng trong cấu trúc kinh tế. Với những đặc điểm kể trên, có những quyết
định hợp lý trong mức độ điện khí hố đối với các ngành kinh tế, các vùng
lãnh thổ khác nhau đóng vai trị hết sức quan trọng. Bên cạnh đó, mức độ xây
dựng nguồn điện, mạng lưới truyền tải, phân phối cũng phải được tính tốn
hợp lý nhằm đáp ứng sự phát triển cân đối, tránh được những thiệt hại kinh tế
quốc dân do phải hạn chế nhu cầu của các hộ dùng điện.
– Các chỉ tiêu kỹ thuật trong cung cấp điện xí nghiệp
+ Tính liên tục cung cấp điện: hệ thống cung cấp điện phải đảm bảo được việc
cấp điện liên tục theo yêu cầu của phụ tải (yêu cầu của các hộ loại I, II và
III). Chỉ tiêu này thường được cụ thể hoá bằng xác suất làm việc tin cậy của

hệ thống cung cấp điện. Trên cơ sở tiêu chí này người ta phân các hộ tiêu thụ
thành 3 loại hộ và trong thiết kế cần phải quán triệt để có được phương án
cung cấp điện hợp lý.
+ Tần số: độ lệch tần số cho phép được qui định là ± 0,5Hz. Để đảm bảo tần số
của hệ thống điện được ổn định công suất tiêu thụ phải nhỏ hơn công suất
của hệ thống.
+ Điện áp: Độ lệch điện áp cho phép so với điện áp định mức được qui định (ở
chế độ làm việc bình thường) như sau:
Mạng động lực: ∆U% = ± 5%Uđm

13