Bài giảng công nghệ lạnh thực phẩm chương mở đầu giới thiệu chung

ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
VIỆN CÔNG NGHỆ SINH HỌC – CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

Người thực hiện: TS. NGUYỄN VĂN HƯNG
Email:
1


ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
VIỆN CÔNG NGHỆ SINH HỌC – CƠNG NGHỆ THỰC PHẨM

MỤC TIÊU MƠN HỌC
Mơn học này nhằm cung cấp những khái niệm cơ bản trong công nghệ lạnh và các
phương pháp làm lạnh nhân tạo. Cơ sở lý thuyết, các quá trình và thiết bị của hệ thống lạnh.
Thiết bị và chọn thiết bị cho hệ thống lạnh trong thực phẩm. Cơ sở thiết kế kho lạnh. Cơ sở lý

thuyết của kỹ thuật lạnh và lạnh đông thực phẩm. Kỹ thuật chế biến lạnh và lạnh đông thực
phẩm. Ứng dụng lạnh trong cô đặc và sấy thăng hoa thực phẩm.
Ngồi ra cịn trang bị cho người học kỹ năng làm thuyết trình và làm việc nhóm khi giải
bài tập lớn và thiết kế kho lạnh, tính và chọn các thiết bị cho hệ thống lạnh ứng dụng trong các
kho lạnh thực phẩm.

2


YÊU CẦU KHI KẾT THÚC MÔN HỌC

- Nắm được lịch sử phát triển và vai trị của lạnh trong cơng nghệ thực
phẩm. Hiểu và nắm rõ một số khái niệm cơ bản trong công nghệ lạnh thực phẩm;

-Hiểu rõ sơ đồ nguyên lý hoạt động và các thiết bị chính trong hệ thống lạnh.

Nắm được cơ sở thiết kế kho lạnh. Hiểu được vai trò và tác dụng của nhiệt độ thấp
trong bảo quản và chế biến thực phẩm;

-Biết tính tốn thiết kế kho lạnh thực phẩm. Tính và chọn được các thiết bị
chính (máy nén, dàn ngưng, dàn bay hơi, van tiết lưu....) trong hệ thống lạnh cho
kho lạnh. Nắm được kỹ thuật làm lạnh và làm lạnh đông trong quy trình cơng nghệ
chế biến và bảo quản một số sản phẩm phổ biến trong thực phẩm. Biết ứng dụng
lạnh trong cô đặc bằng kết tinh dung môi và sấy thăng hoa thực phẩm;
3


YÊU CẦU KHI KẾT THÚC MÔN HỌC
.-Hiểu

và sử dụng được đồ thị khơng khí ẩm, đồ thị tác nhân lạnh.
Sử dụng được phần mềm Coolpack để xác định các điểm làm việc của hệ
thống lạnh;
-Có khả năng tính tốn và chọn thiết bị cho hệ thống lạnh trong
kho lạnh thực phẩm thông qua bài tập lớn về thiết kế kho lạnh;
-Hiểu và ứng dụng được các thông số kỹ thuật cơ bản trong kỹ
thuật làm lạnh và lạnh đông thực phẩm;
-Chủ động tìm hiểu các xu hướng mới của cơng nghệ lạnh ứng
dụng trong thực phẩm
4


NỘI DUNG
MỞ ĐẦU. LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN VÀ Ý NGHĨA KINH TẾ CỦA CÔNG NGHỆ LẠNH
CHƯƠNG I. NHỮNG KHÁI NIỆM CƠ BẢN VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP LÀM LẠNH
NHÂN TẠO (3T)

CHƯƠNG II. CƠ SỞ LÝ THUYẾT VÀ CÁC QUÁ TRÌNH VÀ THIẾT BỊ CỦA HỆ
THỐNG LẠNH (12T)
CHƯƠNG III. THIẾT BỊ VÀ CHỌN THIẾT BỊ CHO HỆ THỐNG LẠNH (6T)
CHƯƠNG IV. THIẾT KẾ KHO LẠNH (5T)

CHƯƠNG V. CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA KỸ THUẬT LẠNH VÀ LẠNH ĐÔNG THỰC
PHẨM (6T)
CHƯƠNG VI. KỸ THUẬT CHẾ BIẾN LẠNH VÀ LẠNH ĐÔNG THỰC PHẨM (6T)
CHƯƠNG VII: ỨNG DỤNG LẠNH TRONG CÔ ĐẶC VÀ SẤY THĂNG HOA THỰC
PHẨM (5T)
5


Tài liệu học tập
1. Nguyễn Xuân Phương. Kỹ thuật lạnh thực phẩm, NXB Khoa học kỹ thuật,
2006.
2. Nguyễn Đức Lợi, Phạm Văn Tùy. Kỹ Thuật Lạnh Cơ Sở. NXB Giáo dục 2006.
3. Nguyễn Đức Lợi, Phạm Văn Tùy. Kỹ thuật lạnh ứng dụng. NXB Giáo dục 2007.

6


Tài liệu tham khảo
1. Nguyễn Đức Lợi. Bài tập tính toán kỹ thuật lạnh. NXB Giáo dục 2011.
2. Nguyễn Đức Lợi, Phạm Văn Tùy. Máy và thiết bị lạnh. NXB Giáo dục Việt nam 2009.
3. Trần Đức Ba và cộng sự. Công nghệ lạnh thủy sản. – Đại học quốc gia tp. Hồ Chí Minh –
2006.
4. Trần Đức Ba và cộng sự. Lạnh đông rau quả xuất khẩu –– NXB nơng nghiệp tp. Hồ Chí Minh
2000.
5. Nguyễn Đức Lợi, Phạm Văn Tùy. Môi chất lạnh. –NXB Giáo dục 2003.

6. Чуранов О. А., Крысин А. Г. Холодильная техника и технология. – СПБ. Лидер – 2004.
7. Чумак И.Г., Чепурненко В. П. и др. Холодильные установки. -М.: Агропромиздат. 1991.
8. Ibrahim Dincer. Refrigeration systems and applications. John Wiley and Son, Ltd. 2010.
7


Mở đầu
Nhiệt : Khái niệm thuộc cảm giác của con người khi ở trước
nguồn nhiệt độ cao như lò nung, bóng đèn nóng sáng...
Lạnh: Cảm giác khi bị suy giảm, mất một phần hay toàn bộ nhiệt.
Nhiệt và Lạnh: Cùng bản chất khoa học chỉ khác nhau về phạm vi
nhiệt độ.
Kỹ thuật Lạnh: là kỹ thuật lấy nhiệt từ đối tượng cần làm lạnh để
hạ nhiệt độ của nó xuống thấp hơn nhiệt độ của môi trường.
Công nghệ lạnh: Ứng dụng kỹ thuật lạnh trong từng trường hợp
cụ thể.
8


Lịch sử phát triển của kỹ thuật lạnh
 Con người đã biết sử dụng lạnh từ thời tiền sử cách đây 5000 năm bằng cách bảo quản thực
phẩm trong các hang động có mạch nước ngầm nhiệt độ thấp chảy qua hay vùi thực phẩm
trong tuyết.
 Sự phát triển của kỹ thuật lạnh thực sự bắt đầu khi giáo sư Black tìm ra ẩn nhiệt hóa hơi và ẩn
nhiệt ngưng tụ vào năm 1761-1764.
 1824 Carnot khám phá định luật nhiệt động II.
 Năm 1834 J. Perkins đã đăng ký bằng phát minh đầu tiên về máy lạnh nén hơi với đầy đủ các
thiết bị như một máy lạnh nén hơi hiện đại gồm máy nén, dàn ngưng tụ, dàn bay hơi và van
tiết lưu.

Hình 1. Máy lạnh đầu tiên của J. Perkins

9


Năm 1874, Karl Von Linde đăng ký phát minh đầu tiên máy lạnh thương nghiệp
sử dụng môi chất NH3, cho phép sản xuất đá quanh năm.
 Năm 1930 sản xuất và ứng dụng các môi chất lạnh Freon

 Năm 1973, giáo sư James Lovelock đã có những báo cáo đầu tiên về việc phát
hiện các môi chất lạnh trong bầu khí quyển.

 Năm 1974, Sherwood Rowland và Mario Molina đã dự đốn rằng các mơi chất
lạnh sẽ tấn cơng vào tầng bình lưu và có khả năng phá hủy tằng ozon

 Năm 1985, "lỗ ozon" trên Nam Cực đã được phát hiện.
 Năm 1990 Rowland và dự đoán của Molina đã được chứng minh đúng.
 Hội nghị tại Vienna năm 1985 về bảo vệ tầng ozone; Hiệp ước Kyoto chống sự
nóng lên tồn cầu năm 1998 và Hội nghị tại Montreal năm 1987 về hạn chế
phát thải khí nhà kính định hướng cho ngành kỹ thuật lạnh
10


Các mốc phát triển của ngành kỹ thuật lạnh

11


Các giai đoạn phát triển của ngành kỹ thuật lạnh

12


 Tại Việt Nam năm 1890 có nhà máy nước đá tại Hà Nội và Sài Gòn.
 Năm 1896 thành lập nhà máy bia Hà nội và Sài Gòn.
 Năm 1986 nhà máy cơ khí Long Biên (Hà nội) và nhà máy Duyên Hải (Hải
Phòng) sản xuất máy nén đến 8 xi lanh, công suất lạnh 130.000kcal/h.

Hiện nay xuất hiện nhiều liên doanh lắp rắp máy lạnh và điều hịa
khơng khí trong nước: LG Electronics, Hịa Phát, Reetech, Sam Sung,

Daikin, Misushta, Nagakawa, Gree, Funiki, Panosonic…

13


Xu hướng phát triển hiện nay của ngành kỹ thuật lạnh
- Nâng cao hiệu suất năng lượng, giảm thiểu ô nhiễm mơi trường;
- Giảm chi phí vật tư chế tạo máy lạnh trên một đơn vị lạnh;
- Tăng tuổi thọ và độ tin cậy;
- Sử dụng các môi chất tự nhiên (NH3, CO2, SO2…) và các môi chất thân thiện với môi trường
hơn.
- Sử dụng các hệ thống hỗn hợp có tái hồi nhiệt gồm: máy lạnh+bơm nhiệt;
- Nghiên cứu hồn thiện, ứng dụng các cơng nghệ làm lạnh mới: sử dụng năng lượng mặt trời,
gió; địa nhiệt, sinh học, hydro… ;
- Sử dụng công nghệ nano trong kỹ thuật lạnh;

14

ỨNG DỤNG CỦA KỸ THUẬT LẠNH
- Trong bảo quản thực phẩm
Ứng dụng trong thực phẩm
- Trong sản xuất thực phẩm

- Điều hịa khơng khí
Ứng dụng trong đời sống

- Tủ lạnh gia đình, thương nghiệp
- Cơng nghiệp hóa chất
Ứng dụng trong công nghiệp
- Dệt may

15


Chữa và điều trị bệnh;

Ứng dụng trong y tế
Bảo quản gen và tế bào gốc

Ứng dụng trong sinh học
Ứng dụng trong quân sự
Ứng dụng trong xây dựng
Ứng dụng trong nghiên cứu vũ trụ

16


NHẮC LẠI CƠ SỞ KỸ THUẬT NHIỆT

Nhiệt độ

Những thông số
trạng thái cơ bản:

Trạng thái

Áp suất, nhiệt lượng, nhiệt dung
riêng, ẩn nhiệt nóng chảy, hóa hơi….

17


18