Tiểu Luận - Công Nghệ Lạnh Thực Phẩm - Đề Tài - Tiết Kiệm Năng Lượng Trong Hệ Thống Lạnh

ĐỀ TÀI: TIẾT KIỆM NĂNG LƯỢNG TRONG HỆ THỐNG LẠNH

Công nghệ lạnh thực phẩm


NỘI DUNG
01

Chương 1:
Giới thiệu hệ thống máy lạnh

02

Chương 2:
Các thông số đánh giá hệ thống máy lạnh

03

Chương 3:
Giải pháp và VD trong tiết kiệm năng lượng


CHƯƠNG I
GIỚI THIỆU HỆ THỐNG
MÁY LẠNH


CHƯƠNG I:GIỚI THIỆU HỆ THỐNG MÁY LẠNH
1. Tổng quan về kỹ thuật lạnh
1.1 Lịch sử phát triển ngành lạnh
.

-Từ trước cơng ngun con
người đã biết dùng mạch nước
ngầm có nhiệt độ thấp chảy
qua để chứa thực phẩm,giữ
cho thực phẩm được lâu hơn
-Người ai cập cổ đại đã biết
dùng quạt cho nước bay hơi ở
các hộp xốp đế làm mát khơng
khí cách đây 2500 năm.
Người ấn độ và người trung
quốc cách đây 2000 năm đã
biết trộn muối với nước hoặc
với nước đá để tạo nhiệt độ
thấp hơn.

- Kỹ thuật lạnh hiện đại phát triển
khi giáo sư Black tìm ra ẩn nhiệt
hố hơi và ẩn nhiệt nóng chẩy
vào(1761-1764)
-Sự hố lỏng khí CO2 (1780) do
Clouet và Monge tiến hành.
- Thế kỷ thứ 19,Faraday đã hố
lỏng được hàng loạt các chất khí
như: H2S ; CO2 ; C2H2 ; NH3 ;
O2 ; N2 ; HCL.
- Tacob Perkins phát minh ra máy
lạnh nén hơi đầu tiên với đầy đủ
các thiết bị hiện đại gồm có máy
nén, dàn ngưng, dàn bay hơi, và
van tiết lưu.

-Sản xuất và ứng dụng Freon ở
Mỹ vào năm 1930

- kỹ thuật lạnh ngày càng được
mở rộng. Người ta đang tiến
dần nhiệt độ không tuyệt đối
- Công suất lạnh của máy cũng
được mở rộng
- Hiệu suất máy tăng lên đáng
kể, chi phí vật tư và chi phí
cho một đơn vị lạnh giam
- xuống. Tuổi thọ và độ tin cậy
tăng lên. Mức độ tự đơng hóa
của các hệ thống lạnh và các
máy lạnh tăng lên rõ rệt.
Những thiết bị tự động hóa hồn
bằng điện tử và vi điện tử thay
thế
cho các thiết bị thao tác bằng
tay.


CHƯƠNG I:GIỚI THIỆU HỆ THỐNG MÁY LẠNH
1.2 Ứng dụng của kỹ thuật lạnh
Công nghệ thực phẩm, chế biến thủy sản
rau quả, rượu bia và nước giải khát

Đóng vai trị quan trọng
trong nền kinh tế quốc
dân cũng như trong khoa

học kỹ thuật quan trọng
như :

Công nghệ sinh học, Y tế

Điện tử, cơ khí chính xác

Trong nhiều ngành cơng nghiệp khác để hóa
lỏng tách chất khí, điều hịa khơng khí


CHƯƠNG I:GIỚI THIỆU HỆ THỐNG MÁY LẠNH

2. Tổng quan về công nghệ lạnh đông và bảo quản
sản phẩm đông lạnh
2.1. Tác dụng của việc bảo quản lạnh
Bảo quản thực phẩm là quá trình bảo vệ và hạn chế những biến đổi về chất lượng và hình thức của thực
phẩm trong khi chờ đợi đưa đi sử dụng

Thực phẩm sau khi thu hoạch về chế biến được bảo quản ở nhiệt độ thấp cùng với chế độ thơng gió và
độ ẩm thích hợp trong kho lạnh, sẽ giữ tươi lâu thêm một thời gian nữa do:

Ở nhiệt độ thấp các phản ứng sinh hoá trong nguyên
liệu giảm xuống.làm ức chế các hoạt động về sinh lý
của vi khuẩn cũng như nấm men và các enzyme trong
thực phẩm

Nhiệt độ thấp, nước trong động vật thuỷ sản bị
đóng băng làm cơ thể động vật bị mất nước,
vi khuẩn thiếu nước nên giảm phát triển và có

khi cịn bị tiêu diệt. nhiệt độ hạ xuống thấp thì
chỉ có tác dụng kiềm chế vi khuẩn hơn là giết
chết chúng


CHƯƠNG I:GIỚI THIỆU HỆ THỐNG MÁY LẠNH
2.2 Tác dụng của nhiệt độ thấp đối với thực phẩm
Biến đổi của thực phẩm tăng nhanh ở
nhiệt độ 40đến50oC vì ở nhiệt độ này rất
thích hợp cho hoạt hố của men phân
giải (enzim) của bản thân thực phẩm và
vi sinh vật.

Cấu trúc tế bào bị co rút

Độ nhớt dịch tế bào tăng

Những quá trình sống và thối rửa diễn ra
nhanh hơn do nhiệt độ cao và kìm hãm
chậm lại do nhiệt độ thấp.

Ở nhiệt độ thấp các phản ứng hoá sinh
trong thực phẩm bị ức chế. Trong phạm
vi nhiệt độ bình
thường cứ giảm 10oC thì tốc độ phản
ứng giảm
xuống 1/2 đến 1/3 lần.

Sự khuyếch tán nước và các
chất tan của tế bào giảm.

Hoạt tính của enzim có trong
tế bào giảm


CHƯƠNG I:GIỚI THIỆU HỆ THỐNG MÁY LẠNH
2.2 Tác dụng của nhiệt độ thấp đối với thực phẩm

* Ảnh hưởng của lạnh đối với vi sinh vật.

Ở nhiệt độ -10oC hầu hết ngừng
hoạt động ngoài trừ các loài Mucor, Rhizopus, Penicellium. Để
ngăn ngừa mốc
phải duy trì nhiệt độ dưới -15oC

Vì vậy để bảo quản thực phẩm lâu dài cần
duy trì nhiệt độ kho lạnh ít nhất -18oC.


CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU HỆ THỐNG MÁY L
ẠNH
2.2 Tác dụng của nhiệt độ thấp đối với thực phẩm

01

Ưu điểm
của phương
pháp bảo
quản lạnh

02

03

Hầu hết thực phẩm, nơng sản đều thích hợp đối với
phương pháp này

Bảo quản nhanh chóng và rất hữu hiệu phù hợp với
tính
chất mùa vụ của nhiều loại thực phẩm nơng sản

Bảo tồn tối đa các thuộc tính tự nhiên của thực
phẩm, giữ gìn được hương vị, màu sắc, các vi lượng
và dinh dưỡng trong thực phẩm.


CHƯƠNG I:GIỚI THIỆU HỆ THỐNG MÁY LẠ
NH
3. Tổng quan về kho lạnh bảo quản.
3.1. Kho lạnh bảo quản

Các dạng
mặt hàng
bảo quản

1

Kho bảo quản thực phẩm chế biến như: thịt,
hải
sản, đồ hộp,...

2

Kho bảo quản nông sản thực phẩm hoa
quả.

3
4

Bảo quản các sản phẩm y tế, dược liệu.

Kho bảo quản sữa.

5

Kho bảo quản và lên men bia.

6

Bảo quản các sản phẩm khác.


CHƯƠNG I:GIỚI THIỆU HỆ THỐNG MÁY LẠNH
3.1. Kho lạnh bảo quản
Một số yêu cầu cơ bản khi thiết kế kho lạnh

Cần phải tiêu
chuẩn hoá các
kho lạnh.

Cần phải đáp ứng
các yêu cầu khắt
khe của sản
phẩm
xuất khẩu.

Cần có khả năng
cơ giới hố cao
trong
các khâu bốc dỡ
sắp xếp hàng

Có giá trị kinh
tế:
vốn đầu tư nhỏ,
có
thể sử dụng máy
và thiết bị trong
nước,...


3.2. Phân loại kho lạnh bảo quản
Kho lạnh sơ bộ
Kho chế biến

Theo
công
dụng

Kho thương nghiệp

Kho vận tải
Kho sinh hoạt
Modern PowerPoint Presentation de-

Kho phân phối,
signedtrung
chuyển


3.2. Phân loại kho lạnh bảo quản
Kho bảo quản lạnh
Kho bảo quản đông

Theo
nhiệt độ

Kho đa năng

Kho gia lạnh
Kho bảo quản nước đá
Modern PowerPoint Presentation designed


CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU HỆ THỐNG MÁY LẠN

3.2. Phân loại kho lạnh bảo quản
Theo
kích
thước

Theo đặc
điểm
cách
nhiệt

Kích thước kho lạnh phụ thuộc chủ yếu vào dung tích
chứa hàng của nó. Do đặc điểm về khả năng chất tải cho
mỗi loại thực phẩm khác nhau nên thường quy dung tích
ra tấn thịt (MT – Meat Tons).

Kho xây

Kho panel


CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU HỆ THỐNG MÁY LẠNH

3.3. Các chế độ xử lý lạnh thực phẩm

chế độ xử
lý lạnh
sản phẩm

Xử lý lạnh: làm lạnh các
sản phẩm xuống đến
nhiệt
độ bảo quản lạnh yêu
cầu

Xử lý lạnh đông:đông là
kết đông (làm lạnh
đông)
các sản phẩm

Kết đông 1 pha Thực
phẩm cịn nóng được
đưa ngay
vào thiết bị kết đông để
hạ
nhiệt độ tâm khối thực
phẩm xuống đạt dưới 80C.
Kết đơng 2 phaThực
phẩm nóng đầu tiên
được làm
lạnh từ 370C xuống
khoảng 40C sau đó đưa
vào thiết bị kết đơng để
nhiệt độ tâm
khối thực phẩm đạt 80C.


CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU HỆ THỐNG MÁY LẠ

4.1 Sơ đồ nguyên lý hệ thống máy đá
cây
Trên hình là sơ đồ nguyên lý của Hử thống lạnh máy đá
cây được sử dụng phổ biến nhất hiện nay. Hệ thống có các
thiết Bị chínhsau:
1.

Máy nén: Máy nén 1 cấp, sử dụng mơi chất NH 3 hoặc R22.
2. Bình chứa cao áp.

3. Dàn ngưng: Có thể sử dụng dàn ngưng tụ bay hơi,
bình ngưng, dàn ngưng tụ kiểu tưới và có thể sử dụng dàn
ngưng khơng khí.
4. Bình tách dầu.
5. Bình tách khí khơng ngưng.
6. Bình thu hồi dầu (sử dụng trong hệ thống NH3).
7. Bình tách lỏng.
8. Bình giữ mức- tách lỏng.
9. Bể nước muối làm đá, cùng bộ cánh khuấy và dàn
lạnh kiểu xương cá.


CHƯƠNG I:GIỚI THIỆU HỆ THỐNG MÁY LẠ

4.1 Sơ đồ nguyên lý hệ thống máy đá
cây
Ưu điểm:
- Vì có dạng khối lớn nên có khả năng tích
trữ lâu, rất tiện lớn cho việc vận chuyển đi
xa và dùng bảo quản thực phẩm lâu ngày.
- Dễ dàng chế tạo, các thiết bị của hệ thống
có
thể chế tạo trong nước, khơng địi
hỏi phải có thiết bị đặc biệt.

Nhược điểm:

- Chi phí vận hành lớn: Chi phí nhân cơng
vận
hành, vào nước, ra đá, vận chuyển
đá, xay đá, chi phí điện năng (mơ tơ khuấy,
cẩu đá, máy xay đá)
- Chi phí đầu tư lớn: Bể đá, cẩu đá, bể
nhúng
nước, bàn lật, hệ thống cấp vào nước khuôn
đá, kho bảo quản đá, máy xay đá vv...
- Thời gian làm đá lâu nên không chủ động
sản
xuất và chế biến.
- Khi xuất đá thì đá ra hàng loạt nên cần kho
bảo quản.
- Không bảo đảm vệ sinh: Bể muối và khâu
xay đá.
- Tổn thất nhiệt lớn


CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU HỆ THỐNG MÁY
LẠNH
4.2 Sơ đồ nguyên lý hệ thống máy đá
vảy

1- Máy nén;
2- Bình chứa CA;
3- dàn ngưng;
4- Bình tách dầu;
5- Cối đá vảy;
6- Bình giữ mức- tách

lỏng;
7- Bơm nước tuần hoàn;
8- Kho đá vảy


CHƯƠNG I:GIỚI THIỆU HỆ THỐNG MÁY LẠN

4.2 Sơ đồ nguyên lý hệ thống máy đá
vảy
Ưu điểm:
- Chi phí đầu tư khá nhỏ. giá thành khá thấp
so với máy đá cây.
- Chi phí vận hành nhỏ: Chi phí vận hành
bao gồm chi phí nhân cơng, điện và nước.
Do hệ thống máy đá vảy rất đơn giản, ít
trang thiết bị hơn máy đá cây rất nhiều nên
chi phí vận hành cũng thấp.
- Thời gian làm đá ngắn, thường sau khoảng
chưa đầy 1 giờ đã có thể có đá sử dụng.
- Đảm bảo vệ sinh và chủ động trong sản
xuất. Các khâu sản xuất và bảo quản đá
điều được tiến hành rất đảm bảo yêu cầu vệ
sinh, nên chất lượng đá rất tốt.
- Tổn thất năng lượng nhỏ.

Nhược điểm:
- Vì có dạng vảy, kích cỡ nhỏ nên chỉ được sử
dụng tại chổ là chủ yếu, khó vận chuyển
đi xa và bảo quản lâu ngày.
- Cối tạo đá vảy là thiết bị khó chế tạo, giá

tương đối cao.
- Phạm vi sử dụng: chủ yếu dùng bảo quản
thực phẩm trong dây chuyền công nghệ tại
các xí
nghiệp chế biến thực phẩm.


CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU HỆ THỐNG MÁY LẠNH

4.3 Các phương pháp và thiết bị kết đông thực phẩm
Làm đông
thực phẩm
trong khơng
khí lạnh

Làm đơng
tiếp xúc

Làm đơng cực
nhanh

-Ưu điểm
+ giảm nhiệt độ
nhanh
+giữ ngun hình
dáng kích thước
thực phẩm, đảm
bảo thẩm mỹ và
khả năng tự bảo vệ
cao của nó

+Hoạt động liên
tục,dễ tự động hố
sản xuất.
- Nhược điểm
Thực phẩm dễ bị
khô do bay hơi
nước bề mặt và dễ
bị ơxi hố do tiếp
xúc nhiều với khí O2

- Sản phẩm được đặt
trên các khay,kẹp
giữa các tấm lắc cấp
đông.Các tấm lắc
kim loại bên trong
rỗng để cho môi
chất lạnh chảy
qua, to = -40đến 45oC
- Phương pháp làm
đông tiếp xúc
thường được áp
dụng cho các loại
sản phẩm dạng khối
(block).
.

Thực phẩm được
di chuyển trên
các
băng chuyền và

được phun làm
lạnh bằng nitơ
lỏng có nhiệt độ
bay hơi rất thấp 196oC =>thời
gian làm lạnh
đông cực nhanh
từ 5đến 10 phút.
Hiện nay các
nước phát triển
ứng dụng rộng rãi
phương pháp này.

Làm đông
bằng hổn hợp
đá và muối

-Khi cho muối vào
nước đá thì tạo
nên hỗn hợp có
khả năng làm lạnh.
Tuỳ thuộc vào tỷ
lệ muối pha mà
đạt được các hổn
hợp nhiệt độ khác
nhau.
- Ưu điểm đơn
giản dễ thực
hiện
- Nhược điểm
nhiệt độ hỗn hợp

tạo ra
không
cao cỡ -12oC

Làm đông
bằng nước
muối lạnh

- Ngâm trong nước muối
Cá được xếp vào giỏ lưới rồi
nhúng vào bể nước muối
được làm lạnh bởi giàn bốc
hơi amôniăc. Nước muối
được lưu động bằng bơm,
nhiệt độ -18oC, thời gian làm
đông 3 giờ.
- Phun nước muối lạnh
Cá vận chuyển trên băng
chuyền và được phun nước
muối lạnh -25oC. Khi đã
đông lạnh cá được phun
nước sạch 20oC để rửa
muối bám lên cá, cuối cùng
cá được phun nước 0oC để
mạ băng trước khi chuyển
về kho bảo quản.