(kèm bản vẽ và slide) Thiết kế hệ thống lạnh cho nhà máy đông lạnh thủy sản kiên long – nha trang công suất cấp đông 10 tấn ngày

i
LỜI CẢM ƠN
Sau một thời gian học tập và nghiên cứu tại trường Đại học Nha Trang, đến nay tôi
đã hoàn thành chương trình đào tạo đại học và hoàn thành đồ án tốt nghiệp đại học. Tôi
xin chân thành gửi lời cảm ơn đến:
Ban Giám Hiệu trường Đại học Nha Trang, Ban chủ nhiệm khoa Chế biến, cùng các
thầy cô giảng dạy.
Đặc biệt gửi lời cảm ơn đến thầy Ts. Lê Văn Khẩn - người đã trực tiếp hướng dẫn
tận tình để tôi hoàn thành đồ án đúng thời hạn.
Ban Giám Đốc và các anh chị ở công ty TNHH Kiên Long – Nha Trang đã tận tình
giúp đỡ và tạo điều kiện thuận lợi cho tôi trong thời gian thực tập tại công ty.
Cuối cùng, tôi bày tỏ lời cảm ơn đến cha mẹ cùng những người thân và toàn thể bạn
bè đã giúp đỡ, động viên tôi trong suốt thời gian học tập và thực hiện công tác tốt nghiệp.
Tôi xin chúc quý thầy cô, các anh chị và toàn thể bạn bè sức khỏe dồi dào, đạt nhiều
thành công trong công việc, học tập và nghiên cứu.
Nha Trang, tháng 07 năm 2009
Sinh viên thực hiện:
Lê Nhữ Hưng
ii
LỜI NÓI ĐẦU
Đã từ lâu, ngành kỹ thuật lạnh đã giữ vai trò hết sức quan trọng trong đời sống phục
vụ cho con người.
Ngày nay, trong công cuộc đổi mới công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước thì vai
trò của kỹ thuật lạnh càng được khẳng định rõ rệt. Nó hỗ trợ tích cực cho các ngành sinh
hóa, hóa chất, công nghiệp dệt, công nghệ thực phẩm, chế biến, y tế, thể thao…Nước ta
với trên 3000 Km bờ biển trãi dài từ Bắc chí Nam rất thuận lợi cho đánh bắt và nuôi trồng
thủy sản. Với tiềm năng rất lớn này đã tạo điều kiện cho việc phát triển nghành Thủy sản.
Trong giai đoạn hiện nay với xu hướng đẩy mạnh xuất khẩu ngành thủy sản và để đảm
bảo cho chất lượng, số lượng sản phẩm thì rất cần đến sự hỗ trợ của ngành kỹ thuật Lạnh.
Với sự phát triển mạnh ngành Thủy Sản lớn nên ngày càng có nhiều công ty chế
biến xuất khẩu thủy sản ra đời hoạt động có hiệu quả, xuất khẩu sản phẩm có chất lượng

cao sang những thị trường khó tính như Mỹ, Châu Âu, Nhật, Đài Loan,…Đồng thời để
phục vụ cho sự nghiệp quốc gia thì nhu cầu phát triển ngày càng tăng.
Xuất phát từ thực tiễn này, nhằm nâng cao, bổ sung kiến thức đã học, kỹ năng thực hành
và thực tế sản xuất Khoa chế biến, bộ môn Kỹ thuật lạnh đã phân công cho em tiến hành
đồ án với nội dung: “ Thiết kế hệ thống lạnh cho nhà máy đông lạnh thủy sản Kiên
Long – Nha Trang công suất cấp đông 10 tấn/ngày ”. Với các nội dung chính sau:
Chương I: Luận chứng kinh tế.
Chương II: Tổng quan về kỹ thuật lạnh thực phẩm.
Chương III: Tính toán nhiệt tải - chọn máy nén và thiết bị.
Chương IV: Thiết kế mặt bằng nhà máy.
Chương V: Thiết kế hệ thống nước và trang bị điện.
Chương VI: Trang bị tự động hoá và sơ đồ tổng thể hệ thống lạnh liên hoàn.
Chương VII: Lắp đặt, thử nghiệm, vận hành, sửa chữa và bảo dưỡng hệ thống.
Em xin chân thành cảm ơn thầy Ts.Lê Văn Khẩn và các thầy cô trong bộ môn kỹ
thuật lạnh đã giúp em hoàn thành đồ án này.
Nha Trang, tháng 07 năm 2009
Sinh viên thực hiện:
Lê Nhữ Hưng
iii
MỤC LỤC
Trang
III.1. Tính chọn bình chứa cao áp 74
III.3. Tính chọn bình trung gian 77
III.4. Tính chọn bình tách dầu 78
III.6. Bình tách khí không ngưng 80
III.8. Tính chọn bơm dịch cho hệ thống 85
CHƯƠNG VI 98
I. TRANG BỊ TỰ ĐỘNG HÓA 98
iv
DANH MỤC CÁC BẢNG

III.1. Tính chọn bình chứa cao áp 74
III.3. Tính chọn bình trung gian 77
III.4. Tính chọn bình tách dầu 78
III.6. Bình tách khí không ngưng 80
III.8. Tính chọn bơm dịch cho hệ thống 85
III.8.1. Tính chọn đường ống đẩy của bơm 85
CHƯƠNG VI 98
I. TRANG BỊ TỰ ĐỘNG HÓA 98
v
DANH MỤC HÌNH
III.1. Tính chọn bình chứa cao áp 74
III.3. Tính chọn bình trung gian 77
III.4. Tính chọn bình tách dầu 78
III.6. Bình tách khí không ngưng 80
III.8. Tính chọn bơm dịch cho hệ thống 85
III.8.1. Tính chọn đường ống đẩy của bơm 85
CHƯƠNG VI 98
I. TRANG BỊ TỰ ĐỘNG HÓA 98
vi
Một số ký hiệu của mạch điều khiển
MCB -… : Aptomat cung cấp điên cho mạch điêu khiển.
51-… : Các tiếp điểm của rơle bảo vệ dòng điện.

.


Cuộn dây rơle phụ
Các cuộn dây contactor
Rơle phao
Rơle thời gian

Rơle hiệu áp suất dầu
Rơle bảo vệ áp suất nước
Rơle bảo vệ áp suất thấp
Rơle bảo vệ áp suất cao
Chuông báo động
sự cố
Van điện từ
Đèn báo sự cố
Tiếp điểm thường mở
Tiếp điểm thường đóng
Tiếp điểm thường đóng mở trễ
Tiếp điểm thường mở đóng trễ
1
CHƯƠNG I
LẬP LUẬN CHỨNG KINH TẾ - KỸ THUẬT
I. SỰ CẦN THIẾT VIỆC LẮP ĐẶT NHÀ MÁY
Trong những năm gần đây, cùng với sự phát triển mạnh mẽ của nền kinh tế đất nước.
Ngành kinh tế thủy sản là một trong những ngành mũi nhọn góp phần thúc đẩy mạnh nền
kinh tế quốc dân nước nhà. Nước ta nằm ở phía Tây biển Đông trong khu vực Châu Á
Thái Bình Dương, có bờ biển dài trên 3200 km. Phía Bắc giáp với vịnh Bắc Bộ, phía Nam
giáp với vịnh Thái Lan và có hơn 3000 đảo lớn nhỏ, 112 cửa sông và 1 triệu km
2
vùng đặc
quyền kinh tế trên biển. Mặt khác, nước ta nằm ở xứ nhiệt đới rất thuận lợi cho việc sinh
trưởng và phát triển của các loài động vật nói chung và sinh vật nói riêng, tài nguyên
phong phú đa dạng về chủng loại lẫn số lượng. Có thể nói Việt Nam có vị trí địa lý rất
thuận lợi cho việc khai thác và nuôi trồng thủy sản, đây là nguồn nguyên liệu thủy sản dồi
dào tạo điều kiện tốt để phát triển ngành chế biến thủy sản đông lạnh.
Bên cạnh đó, trong những năm gần đây với chính sách mở cửa và hợp tác quốc tế
mạnh mẽ, tạo điều kiện thu hút vốn và khoa học kỹ thuật hiện đại từ các nước tiên tiến

vào nước ta ngày càng nhiều. Do đó, ngành thủy sản Việt Nam không những phát triển
mạnh ở trong nước mà hiện nay đã chiếm lĩnh được thị trường thế giới hết sức mạnh mẽ
đặc biệt là các thị trường khó tính như Nhật Bản, Mỹ, Châu Âu… đây là những thị trường
đòi hỏi sản phẩm xuất khẩu có độ vệ sinh an toàn thực phẩm và chất lượng rất cao.
Đứng trước thuận lợi như vậy thì việc xây dựng một nhà máy chế biến thủy sản là rất
cần thiết và khả thi, vừa đáp ứng nhu cầu xã hội, giải quyết công ăn việc làm, vừa mang
lại hiệu quả kinh doanh sản xuất cao.
II. ĐỊA ĐIỂM XÂY DỰNG NHÀ MÁY
Địa điểm xây dựng được chọn để đặt nhà máy đông lạnh thủy sản là tại công ty TNHH
Kiên Long tại thành phố Nha Trang tỉnh Khánh Hòa. Nha Trang là một thành phố du lịch
đã phát triển mạnh về kinh tế, mật đố dân cư đông, mức sinh hoạt của người dân cao nên
nhu cầu về hải sản là rất nhiều (các địa điểm nhà hàng, khách sạn đông…). Mặt khác, Nha
Trang là một thành phố biển nên nguồn nguyên liệu cung cấp cho nhà máy là rất phong
phú, chủ yếu từ hai nguồn chính là khai thác và nuôi trồng thủy sản. Nguyên liệu được
vận chuyển tới nhà máy từ nhiều nơi trong tỉnh như cảng cá Vĩnh Nguyên, Ninh Hòa,
Cam Ranh, Phú Yên, Ninh Thuận,…
Vì vậy địa điểm này rất thích hợp cho việc xây dựng một nhà máy đông lạnh thủy sản.
2
III. NHỮNG YÊU CẦU CHUNG VÀ KHẢ NĂNG ĐÁP ỨNG
Sự ra đời của nhà máy chế biến thủy sản luôn kèm theo những yêu cầu có tính bắt
buộc, có liên quan đến khả năng hoạt động và phát triển của nhà máy, các yêu cầu đó
như: giao thông, điện, nước, nhân công, nguồn nhiên liệu, thông tin liên lạc,…Khi tiến
hành xây dựng nhà máy phải khảo sát những yêu cầu đó và xem xét đến khả năng đáp
ứng của chúng được đến đâu.
- Yêu cầu về giao thông: nhà máy nằm gần quốc lộ 1A, nên thuận tiện cho việc thu
mua nguyên liệu và vận chuyển thành phẩm bằng đường bộ như ôtô, xe lửa. Ngoài ra,
nhà máy còn nằm gần cảng Nha Trang nên rất thuận lợi cho việc vận chuyển hàng hóa
bằng đường thủy.
- Yêu cầu về điện, nước: đối với nhà máy chế biến thủy sản thì điện và nước là hai yếu
tố quan trọng nhất và không thể thiếu, do nhà máy nằm trong khu vực thành phố Nha

Trang nên có thể sử dụng điện lưới quốc gia và nguồn nước thành phố nên về khả năng
đáp ứng thì hai yếu tố này đều thuận lợi. Ngoài ra nhà máy còn củng cố thêm bằng cách
xây dựng trạm biến áp để cung cấp điện cho sản xuất đề phòng mất điện và khoan thêm
giếng ngầm để cung cấp nước cho xí nghiệp và phòng khi thành phố mất nước.
- Yêu cầu về nhân công: nhà máy thu hút được lượng nhân công lao động dồi dào
trong tỉnh và khắp các vùng trong cả nước. Mặt khác, thu hút nguồn nhân lực có trình độ
cao từ các trường đại học trong cả nước như Đại học Nha Trang, Đại học Nông Lâm,
- Yêu cầu về nhiên liệu: việc cung cấp nhiên liệu cho nhà máy như xăng, dâu, là rất dễ
dàng và thuận tiện vì xung quanh nhà máy có rất nhiều đại lý. Mặt khác Khánh Hòa có
nhiều cảng là nơi trung chuyển của các mặt hàng hóa nên không sợ thiếu nguồn cung cấp
nhiên liệu.
- Khí hậu: nhà máy nằm trong khu vực nhiệt đới gió mùa, một năm chỉ có 2 mùa: mùa
nắng và mùa mưa. Mua mưa ngắn, lượng mưa tập trung chủ yếu vào tháng 9
- Yêu cầu về thông tin liên lạc: nhà máy được xây dựng trong khu vực thành phố du
lịch Nha Trang nên về thông tin liên lạc là rất dễ dàng và thuận tiện.
Mặt khác, trên địa thành phố có rất nhiều công ty, doanh nghiệp kinh doanh các sản
phẩm liên quan đến thủy sản như công ty bao bì, công ty xử lý phế liệu, công ty điện lực,
cấp thoát nước…tạo điều kiện cho việc phối hợp sản xuất, giảm bớt thời gian xây dựng,
vốn đầu tư, và hạ giá thành sản phẩm.
3
CHƯƠNG II
TỔNG QUAN VỀ KỸ THUẬT LẠNH THỰC PHẨM
I. QUÁ TRÌNH KẾT ĐÔNG THỰC PHẨM
I.1. Mục đích của quá trình kết đông
Quá trình kết đông là làm giảm nhiệt độ sản phẩm xuống dưới điểm băng của sản
phẩm kết đông nhằm mục đích làm giảm khả năng hoạt động của enzym và vi sinh vật vì
chính vi sinh vật và enzym là nhân tố gây lên hư hỏng trong quá trình bảo quản, nó là tác
nhân gây ra các phản ứng hóa sinh làm biến đổi chất trong thực phẩm do đó khi ta muốn
vận chuyển (xuất nhập khẩu) thì ta phải kết đông sản phẩm không làm hư hỏng và mất
trọng lượng sản phẩm. Thường nhiệt độ bề mặt cấp đông khoảng -18

0
C còn nhiệt độ tâm
sản phẩm khoảng -25
0
C.
I.2. Các phương pháp kết đông thực phẩm
Kết đông chậm: Đây là phương pháp kết đông cổ điển thời gian kết đông kéo dài
khoảng 15÷20 giờ, nhiệt độ không khí khoảng -25
0
C [3]. Phương pháp này có ưu điểm
đơn giản dễ thực hiện. Nhược điểm là thời gian kết đông kéo dài nên các tinh thể nước đá
lớn do đông chậm nên khi một tinh thể nước đá kết đông các tinh thể bên cạnh bị khuếch
tán và kết đông lại do đó tinh thể nước đá lớn làm chèn ép tế bào gây vỡ tế bào làm mất
nước, mất chất dinh dưỡng làm giảm trọng lượng và chất lượng sản phẩm. Chính vì vậy
phương pháp này hiện nay rất ít được sử dụng.
Kết đông nhanh: Là phương pháp kết đông với thời gian nhanh hơn, thời gian kết
đông phụ thuộc từng loại sản phẩm, có thể thực hiện trong môi trường không khí hoặc
trong chất tải lạnh lỏng, phương pháp kết đông trong không khí là phương pháp cho thực
phẩm cần kết đông tiếp xúc trực tiếp lên bề mặt lạnh gọi là phương pháp dẫn nhiệt,
phương pháp này có ưu điểm là khả năng trao đổi nhiệt lớn, tốc độ kết đông nhanh, năng
suất lạnh yêu cầu giảm, tiêu tốn cho một đơn vị sản phẩm giảm. Ngành thủy sản chủ yếu
cấp đông các dạng khối (đông tiếp xúc), đông gió, đông rời (IQF).
Phương pháp kết đông nhanh có ưu điểm hơn so với phương pháp đông chậm là tinh
thể nước đá mịn hơn nhỏ hơn khi tan rã, sự vỡ tế bào giảm hơn ít làm giảm trọng lượng
và mất chất dinh dưỡng, ít làm giảm chất lượng của sản phẩm.
Kết đông cực nhanh: Đặc điểm của phương pháp này là kết đông cực nhanh thời gian
kết đông chỉ còn từ 5 – 10 phút, tốc độ kết đông có thể đạt tới 300 – 500cm/h. Thực hiện
bằng cách nhúng thực phẩm vào trong khí hóa lỏng, thường thực hiện với nitơ lỏng có
4
nhiệt độ sôi -196

0
C. Phương pháp này so với hai phương pháp kia thì phương pháp kết
đông cực nhanh có độ chênh lệch nhiệt độ quá lớn giữa thực phẩm với nhiệt độ sôi của
chất tải lạnh, do đó làm đông thực phẩm gần như tức thời, nó có thể giữ nguyên vẹn tế
bào và chất lượng thực phẩm, phương pháp này bảo quản rất tốt sản phẩm nhưng chi phí
quá đắt và thực hiện rất khó.
I 3. Điều kiện để có sản phẩm kết đông tốt
Chất lượng kết đông phụ thuộc vào các điều kiện sau:
- Chất lượng ban đầu của thực phẩm khi đưa vào kết đông.
- Điều kiện vệ sinh khi ra công chế biến.
- Phụ thuộc vào chín tới của sản phẩm.
- Phụ thuộc vào bao bì bảo quản.
- Phụ thuộc vào quá trình kết đông.
- Phụ thuộc vào quá trình làm ấm sản phẩm.
- Phụ thuộc vào quy trình vận hành và chất lượng máy…
Qua phân tích các phương pháp cấp đông, ưu nhược điểm và khả năng ứng dụng của
các phương pháp thì hệ thống cấp đông nhanh là phù hợp nhất, phương pháp kết đông
nhanh trong luồng không khí lạnh, hay trong kết đông tiếp xúc, tủ đông gió.
I.4. Các yêu cầu trong quá trình cấp đông
Trong quá trình cấp đông thì yếu tố được quan tâm đó là nhiệt độ cấp đông và thời
gian cấp đông. Nhiệt độ cấp đông phải đảm bảo yêu cầu về công nghệ, nhiệt độ tối thiểu
của bề mặt phải đạt -18
0
C, còn tâm sản phẩm phải đạt -12
0
C. Với phương pháp kết đông
nhanh thời gian kết đông phải đạt yêu cầu, tránh sản phẩm cấp đông bị giảm trọng lượng
và chất lượng sản phẩm. Đối với tôm, mực thời gian kết đông khoảng từ 1,5 ÷ 2 giờ.
II. QUÁ TRÌNH BẢO QUẢN THỰC PHẨM
II.1. Mục đích của quá trình bảo quản đông

Sau quá trình kết đông sản phẩm phải được đưa vào bảo quản đông để hạn chế quá
trình biến đổi về mặt hóa học, hóa sinh, vật lý, sinh vật, biến đổi chất trong thực phẩm,
nhằm mục đích giữ nguyên chất lượng, trạng thái của thực phẩm đến người tiêu dùng.
Nhiệt độ kho bảo quản đông phụ thuộc vào yêu cầu quy định, tùy thuộc vào vị trí địa lý
cũng như yêu cầu của đối tác đòi hỏi.
II.2.Các biến đổi của sản phẩm trong quá trình bảo quản đông
Biến đổi vật lý: Biến đổi vật lý là biến đổi về màu sắc, hình dạng cũng như sự mất
nước gây khô hao ngót sản phẩm, có hiện tượng này là vì sản phẩm bị đè nén, làm biến
5
dạng, còn hiện tượng co ngót là do hơi nước của sản phẩm bị bốc hơi vào dàn lạnh, điều
này phụ thuộc vào diện tích trao đổi nhiệt của dàn lạnh và tốc độ gió của quạt dàn lạnh,
do sự tan rã và tái kết tinh, bao gói…
Ngoài ra sự kết tinh nước trong cấu trúc thực phẩm cũng có thể làm hư hỏng thực
phẩm, sự thăng hoa của nước đá sẽ tạo ra cấu trúc rỗng, xốp trong sản phẩm làm không
khí dễ xâm nhập vào gây ôxy hóa sản phẩm, khi làm tan băng do nước tự do trong sản
phẩm lớn làm hao hụt trọng lượng cũng như chất lượng của sản phẩm, giảm mùi vị, màu
sắc đặc trưng của sản phẩm…
Biến đổi về mặt hóa học: Trong quá trình bảo quản đông thực phẩm ở nhiệt độ thấp
nên sự biến đổi về mặt hóa học diễn ra chậm và chỉ xảy ra ở một số thành phần hóa học
và chúng chỉ xảy ra khi nhiệt độ kho bảo quản không ổn định, không đồng đều như chất
béo, protein, đường, vitamin… các thành phần cơ bản của cấu trục như xenlulo, protit,
muối khoáng không bị biến đổi.
Biến đối về mặt sinh lý, sinh hóa: Biến đổi sinh lý chỉ chủ yếu xảy ra ở những sản
phẩm có hô hấp như rau, củ, quả… Những loại này sau khi tách khỏi cây tế bào của
chúng vẫn còn hô hấp do đó chúng trao đổi chất cho nhau.
Sự biến đổi hóa sinh của thực phẩm làm cho thực phẩm bị hư hỏng, phân hủy, thối
rữa…nó làm giảm giá trị sử dụng hoặc không còn giá trị sử dụng.
Biến đổi về mặt vi sinh vật: Biến đổi về mặt vi sinh vật sẽ giảm nếu trong quá trình
chế biến đảm bảo đúng quy trình, quy trình vận hành hệ thống sao cho nhiệt độ kho lạnh
phải ổn định và đồng đều, nếu nhiệt độ không ổn định sẽ là nguyên nhân gây ra sự biến

đổi vi sinh vật. Nếu bị nhiễm vi sinh vật chúng sẽ là tác nhân gây ra các phản ứng có hại
cho sản phẩm và gây thối rữa sản phẩm, chật lượng sản phẩm sẽ giảm từ loại I xuống loại
II hoặc III thậm chí còn là phế phẩm.
II.3. Các yêu cầu trong bảo quản đông thực phẩm
Trong bảo quản đông thực phẩm có các yêu cầu về mặt nhiệt độ, yêu cầu về không khí
tuần hoàn trong kho, nhiệt độ ổn định trong kho. Nhiệt độ trong kho phải đảm bảo yêu
cầu về nhiệt độ bảo quản, nhiệt độ phải giao động trong mức cho phép, không được quá
cao, không khí tuần hoàn trong kho phải đều, tốc độ của không khí tuần hoàn không được
quá lớn sẽ gây ra hao ngót sản phẩm.
II.4. Các nguyên tắc xếp hàng trong kho
Sản phẩm trong kho không được xếp vào và lấy ra cùng một lúc vì thời gian sản phẩm
lưu kho là khác nhau, vì vậy sản phẩm nhập kho trước phải được lấy ra trước do đó khi
6
xếp hàng phải theo một quy luật nào đó trong kho như từ trong ra ngoài hay từ trái sang
phải sao cho thuận tiện trong việc xếp hàng điều này nhằm mục đích hàng cũ không bị tồn
đọng quá lâu trong kho sẽ bị hư hỏng. Trong quá trình bảo quản đông sản phẩm luôn bị
bốc hơi, tốc độ bốc hơi phụ thuộc vào diện tích tiếp xúc của sản phẩm, do đó ta phải duy
chì lượng hàng trong kho vừa phải không được quá ít và phải xếp lại thành khối.
III. TÍNH CÂN BẰNG NGUYÊN VẬT LIỆU
III.1. Lượng sản phẩm sản xuất trong một ngày
Do nguồn nguyên liệu chính của nhà máy là tôm nên chọn cơ cấu sản phẩm của nhà
máy như sau:
- Tôm: 80%.
- Cá: 20%.
Chiếm 80% tổng sản phẩm của nhà máy nên lượng thành phẩm tôm nhà máy sản xuất
trong 1 ngày là:
M
T
= 10 x
100

80
= 8 tấn
Chiếm 20% tổng sản phẩm của nhà máy nên lượng thành phẩm cá nhà máy sản xuất
trong 1 ngày là:
M
C
= 10 x
100
20
= 2 tấn
III.2. Lượng nguyên liệu cần thiết
a/ Đối với tôm
NL
T
= ĐM
T
x M
T
ĐM
T
: là định mức nguyên liệu tôm (nguyên liệu/thành phẩm);
Theo thực nghiệm ta lấy: ĐM
T
= 2,08.
Lượng nguyên liệu tôm cần cho 1 ngày sản xuất là:
NL
T
= ĐM
T
x M

T
= 2,08 x 8 = 16,64 tấn
b/ Đối với cá
NL
C
= ĐM
C
x M
C
ĐM
C
: là định mức nguyên liệu cá (nguyên liệu/thành phẩm);
Theo thực nghiệm ta lấy: ĐM
C
= 1,92.
Lượng nguyên liệu cá cần cho 1 ngày sản xuất là:
NL
C
= ĐM
C
x M
C
= 1,92 x 2 = 3,84 tấn
Tổng lượng nguyên liệu cần cho 1 ngày sản xuất:
NL = NL
T
+ NL
C
= 16,64 + 3,84 = 20,48 tấn
7

III.3. Năng suất các công đoạn
Năng suất các công đoạn là khối lượng bán thành phẩm được tạo ra ở các công đoạn
trong thời gian nhất định. Đây là căn cứ để tính toán, bố trí lực lượng lao động,máy móc
thiết bị, dụng cụ sản xuất đảm bảo việc sản xuất được tiến hành bình thường, tránh xảy ra
tình trạng quá thừa hoặc quá thiếu nhân lực lao động, máy móc gây lãng phí hoặc làm
giảm năng suất chế biến của nhà máy.
Theo kết quả thực nghiệm về định mức tiêu hao nguyên liệu, bán thành phẩm và kết
quả tính toán ở các công đoạn ta lập được bảng sau:
Công đoạn
Khối lượng, kg Định mức tiêu hao Lượng hao hụt, kg
Tôm Cá Tôm Cá Tôm Cá
Tiếp nhận nguyên liệu 16640 3840 1,000 1,000 0,000 0,000
Xử lý 8712,04 2109,89 1,91 1,82 7927,96 1730,11
Phân cỡ, loại 8625,78 2068,52 1,01 1,02 86,26 41,37
Cân, xếp khuôn 8557,32 2056,18 1,008 1,006 68,45 12,34
Cấp đông, bao gói 8196,67 2009,95 1,044 1,023 360,66 46,229
Bảo quản 7957,93 1980,25 1,03 1,015 238,74 29,7
8
CHƯƠNG III
TÍNH TOÁN NHIỆT TẢI - CHỌN MÁY NÉN VÀ THIẾT BỊ
I. TÍNH TOÁN NHIỆT TẢI
I.1. Tính nhiệt tải thiết bị cấp đông
Với yêu cầu năng suất cấp đông 10 tấn/ngày, nguyên liệu là tôm và cá, do đó ta phải
tính toán để chọn các loại tủ cấp đông sao cho phù hợp với yêu cầu. Do đó, ta chọn các
thiết bị cấp đông là tủ đông tiếp xúc, tủ đông gió và tủ đông băng truyền IQF.
I.1.1. Tủ đông tiếp xúc
Tủ đông tiếp xúc là thiết bị đang được sử dụng rộng rãi, dùng đông nhanh các loại mặt
hàng thủy sản. Sản phẩm gần như được tiếp xúc với dàn lạnh cho nên rút ngắn được thời
gian đông lạnh. Là thiết bị không thể thiếu được của các nhà máy chế biến thủy sản và
thực phẩm xuất khẩu.

a/ Cấu tạo của tủ đông tiếp xúc
Tủ cấp đông tiếp xúc được sử dụng để cấp đông các mặt hàng dạng block. Mỗi block
thường có khối lượng 2 kg. Trên hình 3-1 là cấu tạo của một tủ cấp đông tiếp xúc. Tủ
gồm có nhiều tấm lắc cấp đông (freezer plates) bên trong, khoảng cách giữa các tấm có
thể điều chỉnh được bằng ben thuỷ lực, thờng chuyển dịch từ 50÷105mm. Kích thước
chuẩn của các tấm lắc là 2200L x 1250W x 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 x 1250W x 22D
(mm). Sản phẩm cấp đông được đặt trong các khay cấp đông sau đó đặt trực tiếp lên các
tấp 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 thuỷ lực nâng hạ các tấm lắc đặt trên tủ cấp đông. Pittông và cần dẫn ben thuỷ lực
làm bằng thép không rỉ đảm bảo yêu cầu vệ sinh. Hệ thống có bộ phân phối dầu cho
truyền động bơm thuỷ lực.
Khi cấp đông ben thuỷ 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. Trong các tấm lắc chứa ngập dịch lỏng ở nhiệt
độ âm sâu: -40 ÷ -45
o
C .
Theo nguyên lý cấp dịch, hệ thống lạnh tủ đông tiếp xúc có thể chia ra làm các dạng:
- Cấp dịch từ bình trống tràn: (có chức năng giống bình giữ mức - tách lỏng) Với tủ
cấp dịch dạng này, dịch lỏng chuyển dịch dần vo các tấm lắc nhờ chênh lệch cột áp thuỷ
tĩnh, nên tốc độ chuyển động chậm và thời gian cấp đông lâu 4÷6 giờ /mẻ.
9
- Cấp dịch nhờ bơm dịch: Môi chất chuyển động vào các tấm lắc dưới dạng cưỡng bức
do bơm tạo ra nên tốc độ chuyển động lớn, thời gian cấp đông giảm còn 1h30 đến 2h30
phút/mẻ. Hiện nay người ta thường sử dụng cấp dịch dạng này.
Phía trên bên trong tủ là cùm ben vừa là giá nâng các tấm lắc và là tấm ép khi ben ép
các tấm lắc xuống. Để các tấm lắc không di chuyển qua lại khi chuyển động, trên mỗi tấm
lắc có gắn các tấm định hướng, các tấm này luôn tựa lên thanh định hướng trong quá trình
chuyển động. Bên trong tủ còn có ống góp cấp lỏng và hơi ra.

Trên tủ cấp đông người ta đặt bình trống tràn, hệ thống máy nén thuỷ lực của ben và
nhiều thiết bị phụ khác.
Vật liệu bên trong tủ làm bằng thép không rỉ, đảm bảo vệ sinh thực phẩm.
Hình 3-1: Tủ đông tiếp xúc
Tấm lắc trao đổi nhiệt làm từ nhôm đúc có độ bền cơ học và chống ăn mòn cao, tiếp
xúc 2 mặt. Tủ có trang bị nhiệt kế để theo dỏi nhiệt độ trong tủ trong quá trình vận hành.
b/ Chọn tủ đông tiếp xúc
Thời gian vận hành một mẻ cấp đông:
+ Thời gian đưa khuôn vào là: 30 phút.
+ Thời gian làm đông là: 2giờ 30 phút.
+ Thời gian lấy khuôn ra là: 30 phút.
+ Thời gian xả tuyết là: 30 phút.
+ Thời gian hao phí khác là: 30 phút.
Vậy thời gian vận hành 1 mẻ đông là: 4,5h.
Thời gian làm việc của tủ trong 1 ngày là: 16h.
Vậy mỗi tủ vận hành được: 16 / 4,5 = 3,5 mẻ/ngày
10
Ta chọn 50% tổng sản lượng cấp đông là cấp đông tiếp xúc, do đó lượng bán thành
phẩm cấp đông mỗi ngày là:
50% x (8196,67 + 2009,95 ) = 5103,31 kg/ngày
Căn cứ vào các loại tủ đông hiện nay ta chọn tủ cấp đông có công suất 1000 Kg/mẻ.
Số lượng tủ cần thiết là:
n =
3500
5103,31
= 1,458 tủ
Vậy để làm đông lượng bán thành phẩm trên ta chọn 2 tủ đông tiếp xúc có năng suất:
1000 kg/mẻ và 500 kg/mẻ của hãng Searefico với các thông số sau:
Bảng 3-1: Bảng thông số kỹ thuật của tủ đông tiếp xúc
Năng suất (kg/mẻ) 500 1000

Kích thước phủ bì Dài L, mm
Rộng W, mm
Cao H, mm
3300 3300
1660 1660
1375 1900
Kích thước tấm lắc Dài L, mm
Rộng W, mm
Cao H, mm
2020
1220
22
2020
1220
22
Số lượng tấm lắc (chiếc) 6 11
Công suất môtơ ben thủy lực (kW) 0,75 0,75
c/ Tính nhiệt tổn thất cho tủ đông tiếp xúc
Q
01
= Q
KC
+ Q
SP
+ Q
K
+ Q
N
+ Q
TL

Trong đó:
Q
KC
: tổn thất nhiệt do truyền nhiệt qua kết cấu bao che, W;
Q
SP
: tổn thất nhiệt làm đông sản phẩm, W;
Q
K
: tổn thất nhiệt từ khuôn khay, W;
Q
N
: tổn thất nhiệt làm đông nước châm khuôn, W;
Q
TL
: tổn thất nhiệt làm lạnh tấm lắc, W.
 Tổn thất nhiệt do truyền qua kết cấu bao che:
Kết cấu bao che của tủ gồm có vách tủ và cửa tủ. Do chiều dày cách nhiệt vách tủ và
cửa tủ khác nhau nên cần phải phân biệt tổn thất Q
kc
ra thành 2 phần: vách tủ và vỏ tủ.
Trong trường hợp tổng quát:
Q
KC
= ( k
V
.F
V
+ k
C

.F
C
) x ( t
KK
N

– t
KK
T
)
k
V
, k
C
: hệ số truyền nhiệt qua vách và cửa tủ, W/m
2
.K;
F
V
,F
C
: diện tích của vách tủ, m
2
;
11
t
KK
N
: nhiệt độ của không khí bên ngoài tủ, t
KK

N
= 25
0
C;
t
KK
T
: nhiệt độ không khí trong tủ cuối quá trình cấp đông, t
KK
T
= -35
0
C.
Tủ 500 kg/mẻ: F
V
= 2 x 3,3 x 1,66 + 2 x 1,66 x 1,375 = 15,5m
2
.
F
C
= 2 x 3,3 x 1,375 = 9 m
2
.
Tủ 1000 kg/mẻ: F
V
= 2 x 3,3 x 1,66 + 2 x 1,66 x 1,9 = 17,3 m
2
.
F
C

= 2 x 3,3 x 1,9 = 12,54 m
2
.
Hệ số truyền nhiệt được tính theo công thức sau:
∑
++
=
21
1
1
11
1
αλ
δ
α
k
α
1
: hệ số toả nhiệt bên ngoài tường, α
1
= 23,3W/m
2
K;
α
2
: hệ số toả nhiệt đối lưu tự nhiên trong tủ , α
2
= 9 W/m
2
K;

δ
1
: bề dầy lớp cánh nhiệt, cách ẩm, mm;
λ
1
: hệ số dẫn nhiệt của các lớp cách nhiệt, cách ẩm, W/m.K.
Vậy:
194,0
9
1
22
0012,0
03,0
15,0
3,23
1
1
=
+++
=
v
k
W/m
2
K.
24,0
9
1
22
0012,0

03,0
12,0
3,23
1
1
=
+++
=
c
k
W/m
2
K.
Ta có bảng tính sau:
Tủ cấp đông k
V
(W/m
2
K) k
C
(W/m
2
K) F
V
(m
2
) F
C
(m
2

) Q
KC
(W)
Tủ 500 kg/mẻ 0,194 0,24 15,5 9 310,02
Tủ 1000 kg/mẻ 0,194 0,24 17,3 12,54 381,95
 Nhiệt tổn thất làm đông sản phẩm:
τ
)(
21
ii
GQ
SP
−
×=
,W
G: khối lượng sản phẩm của một mẻ cấp đông, kg;
i
1
: entany của sản phẩm ở nhiệt độ bắt đầu đưa vào cấp đông, kJ/kg;
i
2
: entany của sản phẩm ở nhiệt độ sau khi cấp đông, kJ/kg;
τ: thời gian cấp đông một mẻ sản phẩm, s.
Do sản phẩm đã được bảo quản trước khi đưa vào làm đông nên nhiệt độ sản phẩm
trước khi cấp đông, ta chọn là t
1
= 15
0
C.
12

Nhiệt độ trung bình của sản phẩm lấy ra là t
2
= -18
0
C, với cấp đông cưỡng bức bằng
bơm dịch do đó thời gian cấp đông 2,5 giờ.
Với : t
1
= 15
0
C  i
1
= 314,4 kJ/kg.
t
2
= -18
0
C  i
2
= 5 kJ/kg.
Ta có bảng tính toán sau:
Tủ cấp đông Q
SP
( W )
Tủ 500 kg/mẻ 17184
Tủ 1000 kg/mẻ 34377,8
 Tổn thất nhiệt do khuôn, khay:
τ
kk
kkk

tt
MCQ
21
−
××=
M
k
: khối lượng khuôn khay, kg/mẻ
C
k
: nhiệt dung riêng của vật liệu làm khay, với vật liệu làm khay bằng kẽm theo tài
liệu [5], C
k
=0,094kcal/kg = 0,39 kJ/kg;
t
1k
: nhiệt độ khay trước khi đưa vào cấp đông, lấy t
1k
= 25
0
C;
t
2k
: nhiệt độ của khay sau quá trình cấp đông, lấy t
2k
= -35
0
C;
τ: thời gian của một mẻ cấp đông, τ = 2,5 giờ.
Ta có bảng tính Q

k
như sau:
Tủ cấp đông Số tấm đựng sp
Mỗi tấm có
36 khay
Mỗi khay nặng
2 kg
Q
k
( W )
Tủ 500 kg/mẻ 6 1123,2
Tủ 1000 kg/mẻ 11 2059,2
 Nhiệt tổn thất làm đông nước châm khuôn:
Để hạ nhiệt độ nước châm khuôn từ nhiệt độ đầu đến nhiệt độ cuối quá trình cấp đông
cần qua ba giai đoạn:
Q
N
= Q
1
+ Q
2
+ Q
3
Q
1
: nhiệt lượng để làm hạ nước châm khuôn từ nhiệt độ ban đầu đến nhiệt độ điểm
băng của nước, W;
Q
2
: nhiệt tổn thất để làm đóng băng nước châm khuôn, W;

Q
3
: nhiệt tổn thất để hạ nhiệt độ nước châm khuôn từ nhiệt độ điểm băng đến nhiệt độ
cuối của sản phẩm, W.
Tính Q
1
:
Q
1
= M
nck
x C x (t
N1
– t
N2
)
Trong đó:
13
M
nck
: khối lượng nước châm khuôn chiếm khoảng 5% khối lượng hàng cấp đông;
C: nhiệt dung riêng của nước, C = 4,186 kJ/kg.K;
t
N1
: nhiệt độ của nước châm khuôn 5
0
C;
t
N2
: nhiệt độ điểm băng của nước 0

0
C;
Thời gian cấp đông mỗi mẻ là 2,5 giờ.
Ta có bảng tính sau:
Tủ cấp đông Q
1
(W )
Tủ 500 kg/mẻ 58,13
Tủ 1000 kg/mẻ 116,28
Tính Q
2
:
Q
2
= M
nck
x L
L là nhiệt lượng đóng băng của nước, L = 335 kJ/kg.
Ta có bảng tính sau:
Tủ cấp đông Q
2
(W )
Tủ 500 kg/mẻ 986,1
Tủ 1000 kg/mẻ 1861,1
Tính Q
3
:
Q
3
= C

3
x M
nck
x (t
N2
– t
N2’
)
Trong đó:
C
3
: nhiệt dung riêng của nước đá, C
3
= 2,18 kJ/kg.k;
t
N2
: nhiệt độ điểm băng của nước, t
N2
= 0
0
C;
t
N2
: nhiệt độ của nước cuối quá trình cấp đông, t
N2’
= -18
0
C.
Ta có bảng tính sau:
Tủ cấp đông Q

3
( W )
Tủ 500 kg/mẻ 109
Tủ 1000 kg/mẻ 218
Vậy nhiệt tổn thất làm đông nước châm khuôn:
Tủ cấp đông Q
1
(W) Q
2
(W) Q
3
(W) Q
N
(W)
Tủ 500 kg/mẻ 58,13 986,1 109 1153,23
Tủ 1000 kg/mẻ 116,28 1861,1 218 2195,38
 Tổn thất nhiệt làm lạnh tấm lắc:
14
Tủ đông tiếp xúc làm việc từng mẻ sau khi làm đông xong sẽ dừng máy và ra hàng,
khối lượng và diện tích của tấm lắc rất lớn do đó nhiệt để làm lạnh các tấm lắc là rất lớn
vì vậy ta phải tính lượng nhiệt này.

( )
21
tt
CM
Q
TLTL
TL
−×

×
=
τ
M
TL
: khối lượng các tấm lắc, kg;
C
TL
: nhiệt dung riêng của các tấm lắc (nhôm) nên có C
TL
= 0,92KJ/kg.K;
τ: thời gian cấp đông, τ = 2,5 giờ;
t
1
, t
2
: nhiệt độ trước và sau khi cấp đông, t
1
= 25
0
C, t
2
= -35
0
C.
Vật liệu tấm lắc làm bằng nhôm đúc ρ = 2670 kg/m
3
, do đó có thể tích là:
V = 2,2 x 1,25 x 0,022 = 0,06 m
3

Khối lượng một tấm lắc:
M = 0,06 x 2670 = 161 kg
Tủ 500 kg/mẻ gồm 6 tấm lắc có:
M
TL
= 6 x 161 = 966 kg
Tủ 1000 tấn/mẻ gồm 11 tấm lắc có:
M
TL
= 11 x 161 = 1771 kg
Bảng tính tổn thất nhiệt làm lạnh tấm lắc như sau:
Tủ cấp đông M
TL
(kg) C
TL
(KJ/kg.K) Q
TL
(W)
Tủ 500 kg/mẻ 966 0,92 5924,8
Tủ 1000 kg/mẻ 1771 0,92 10862,1
Nhiệt tổn thất của tủ đông tiếp xúc được tính ở bảng sau:
Bảng 3-2: Nhiệt tổn thất của tủ đông tiếp xúc
Tủ cấp đông Q
KC
(W) Q
SP
( W ) Q
K
(W) Q
N

(W) Q
TL
(W) Q
0
(W)
Tủ 500 kg/mẻ 310,02 17181 1123,2 1153,23 5924,8 25692,25
Tủ 1000 kg/mẻ 381,95 34377,8 2059,2 2195,38 10862,1 49876,43
Vậy để tủ hoạt động an toàn ở mọi điều kiện nhân thêm với hệ số an toàn k = 1,1 do
đó, năng suất lạnh của tủ đông tiếp xúc là:
 Tủ 500 kg/mẻ: Q
0
= 25,69 x 1,1 = 28,3 kW
 Tủ 1000 kg/mẻ: Q
0
= 49,88 x 1,1 = 54,87 kW
I.1.2. Tủ đông gió
15
Tủ cấp đông gió được sử dụng để cấp đông các sản phẩm đông rời với khối lượng nhỏ,
được trang bị cho các xí nghiệp nhỏ và trung bình, vì chi phí đầu tư thấp, vận hành tiện
lợi, có thể chạy với số lượng hàng nhỏ và rất nhỏ. Năng suất chủ yếu từ 200 ÷ 500 kg/h.
Trong trường hợp với khối lượng nhiều, ta chuyển sang dạng cấp đông băng truyền
IQF. Thiết bị chính của hệ thống là tủ làm lạnh nhờ gió cưỡng bức. Bên trong tủ có các
cụm dàn lạnh, quạt gió, hệ thống các giá đặt các khay hàng cấp đông. Các sản phẩm dạng
rời như tôm, cá phile…được đặt trên khay với một lớp mỏng, được làm lạnh nhờ gió tuần
hoàn với tốc độ lớn, nhiệt độ rất thấp, khoảng -35
0
C, do đó thời gian làm lạnh ngắn.
a/ Cấu tạo của tủ đông gió
Tủ đông gió có cấu tạo dạng tủ chắc chắn, có thể dễ dàng vận chuyển đi nơi khác khi
cần. Trên hình 3-2, là cấu tạo của một tủ đông gió, tủ gồm có:

- Vỏ tủ: Cách nhiệt vỏ tủ bằng polyurethan dày 150mm, có mật độ khoảng 40 ÷ 42
kg/m
3
, hệ số dẫn nhiệt λ = 0,018 ÷ 0,020 W/m.K.
- Dàn lạnh: Có 1 hoặc 2 dàn lạnh hoạt động độc lập. Dàn lạnh có ống, cánh tản nhiệt
và vỏ là thép nhúng kẽm nóng hoặc bằng inox. Dàn lạnh được thiết kế để sử dụng cho
môi chất NH3. Dàn lạnh đặt trên sàn tủ, xả băng bằng nước. Hệ thống đường ống xả
băng, máng hứng nước là thép mạ kẽm- Giá đỡ khay cấp đông: Mỗi ngăn có 1 giá đỡ
khay cấp đông, giá có nhiều tầng để đặt khay cấp đông, khoảng cách giữa các tầng hợp lý
để đưa khay cấp đông vào ra và lưu thông gió trong quá trình chạy máy.
Hình 3-2: Cấu tạo bên trong tủ đông gió
b/ Chọn tủ đông gió
Thời gian vận hành một mẻ cấp đông:
+ Thời gian đưa khuôn vào là: 30 phút.
+ Thời gian làm đông là: 2 giờ 30 phút.
+ Thời gian lấy khuôn ra là: 30 phút.
+ Thời gian xả tuyết là: 30 phút.
16
+ Thời gian hao phí khác là: 30 phút.
Vậy thời gian vận hành 1 mẻ đông là: 4,5h.
Thời gian làm việc của tủ trong 1 ngày là: 16h.
Vậy mỗi tủ vận hành được: 16 / 4,5 = 3,5 mẻ/ngày.
Ta chọn 30% tổng sản lượng cấp đông là cấp đông gió, do đó lượng bán thành phẩm
cấp đông gió là: 30% x (8196,67 + 2009,95 ) = 3061,986 kg/ngày
Căn cứ vào các loại tủ cấp đông hiện nay chọn tủ cấp đông có công suất: 400 kg/mẻ.
Số lượng tủ cần thiết là:
2,2
5,3400
986,3061
=

×
tủ
Vậy để làm đông lượng bán thành phẩm trên ta chọn 3 tủ cấp đông gió với năng suất
là 400 kg/mẻ của Searefico Bộ Thủy Sản với các thông số như sau:
Bảng 3-3: Bảng thông số kỹ thuật của tủ đông gió
Năng suất cấp đông, kg/mẻ 400
Nhiệt độ sản phẩm vào/ra +10 / -18
o
C
Kích thước, mm
Dài L 10865
Rộng W 1975
Cao H 2300
Chiều dày cách nhiệt vỏ Polyurethan dày 150mm
Cửa
Kích thước 800W x 1900H x 125T
Vỏ bọc Inox dày 0,6mm
Số bản lề Inox
Số lượng 8
Giá sản phẩm
Kích thước 730L x 510W x 1900H
Số lượng 8
Số tầng 100
Bước giá 70
Khay sản phẩm
Kích thước 750L x 500W x 60H
Số khay 50
Vật liệu Nhôm
c/ Tính toán nhiệt tổn thất của tủ đông gió
Q

01
= Q
KC
+ Q
SP
+ Q
XB
+ Q
K
+ + Q
ĐC
Q
KC
: tổn thất nhiệt do truyền nhiệt qua kết cấu bao che, W;
Q
SP
: tổn thất nhiệt làm đông sản phẩm, W;
Q
XB
: tổn thất nhiệt do xả băng, W;
Q
K
: tổn thất nhiệt từ khuôn khay, W;
17
Q
ĐC
: tổn thất nhiệt do động cơ quạt, W.
 Tổn thất nhiệt do truyền qua kết cấu bao che:
Kết cấu bao che của tủ gồm có vách tủ và cửa tủ. Do chiều dày cách nhiệt vách tủ và
cửa tủ khác nhau nên cần phải phân biệt tổn thất Q

kc
ra thành 2 phần: vách tủ và vỏ tủ.
Trong trường hợp tổng quát:
Q
kc
= ( k
v
.F
v
+ k
c
.F
c
) x ( t
KK
N

– t
KK
T
)
k
v
, k
C
: hệ số truyền nhiệt qua vách và cửa tủ, W/m
2
. K;
F
v

, F
c
: diện tích của vách tủ, m
2
;
t
KK
N
: nhiệt độ của không khí bên ngoài tủ, t
KK
N
= 25
0
C;
t
KK
T
: nhiệt độ không khí trong tủ cuối quá trình cấp đông, t
KK
T
= -35
0
C.
Ta có:
F
v
= 2 x 10,865 x 1,975 + 2 x 1,975 x 2,3 = 52m
2
F
c

= 8 x 0,8 x 1,9 = 12,16m
2
Hệ số truyền nhiệt được tính theo công thức sau:

∑
++
=
21
1
1
11
1
αλ
δ
α
k
α
1
: hệ số toả nhiệt bên ngoài tường, α
1
= 23,3W/m
2
K;
α
2
: hệ số toả nhiệt đối lưu tự nhiên trong tủ , α
2
= 9 W/m
2
K;

δ
1
: bề dầy lớp cánh nhiệt, cách ẩm, mm;
λ
1
: hệ số dẫn nhiệt của các lớp cách nhiệt, cách ẩm, W/m.K.

194,0
9
1
22
0012,0
03,0
15,0
3,23
1
1
=
+++
=
v
k
W/m
2
K

24,0
9
1
22

0012,0
03,0
12,0
3,23
1
1
=
+++
=
c
k
W/m
2
K
18
Ta có bảng tính sau:
Tủ cấp đông k
v
(W/m
2
K) k
c
(W/m
2
K) F
v
(m
2
) F
c

(m
2
) Q
kc
(W)
Tủ 400 kg/mẻ 0,194 0,24 52 12,16 780,4
 Nhiệt tổn thất làm đông sản phẩm:

τ
)(
21
ii
GQ
SP
−
×=
,W
G: khối lượng sản phẩm của một mẻ cấp đông, kg;
i: entanpy của sản phẩm ở nhiệt độ bắt đầu đưa vào cấp đông, kJ/kg
i
2
: entanpy của sản phẩm ở nhiệt độ sau khi cấp đông, kJ/kg;
τ: thời gian cấp đông một mẻ sản phẩm, s.
Do sản phẩm đã được bảo quản trước khi đưa vào làm đông nên nhiệt độ sản phẩm
trước khi cấp đông, ta chọn là t
1
= 15
0
C.
Nhiệt độ trung bình của sản phẩm lấy ra là t

2
= -18
0
C, với cấp đông cưỡng bức bằng
bơm dịch do đó thời gian cấp đông 2,5 giờ.
Với: t
1
= 15
0
C  i
1
= 314,4 kJ/kg.
t
2
= -18
0
C  i
2
= 5 kJ/kg.
75,13
36005,2
)54,314(
400 =
×
−
×=
SP
Q
kW = 13750 W
 Nhiệt tổn thất làm đông nước châm khuôn:

Q
XB
=
τ
Q
Q: nhiệt lượng do xả băng truyền không khí trong phòng, W;
Tính Q:
Q = ρ
kk
x V x C
PK
x Δt
ρ
kk
: khối lượng riêng của không khí, ρ
kk
= 1,2 kg/cm
3
;
C
PK
: nhiệt dung riêng của không khí, kJ/kg.K;
Δt: độ tăng nhiệt độ không khí trong tủ sau xả băng,
0
C;.
V: dung tích tủ đông gió, m
3
;
τ: thời gian cấp đông, s.
Ta có bảng nhiệt tổn thất làm đông nước châm khuôn:

Tủ cấp đông Q
XB
(W)
Tủ 400 kg/mẻ 33,23
19
 Tổn thất nhiệt do khuôn khay:

τ
kk
kkk
tt
MCQ
21
−
××=
Trong đó:
M
k
: khối lượng khuôn khay, kg/mẻ;
τ: thời gian của một mẻ cấp đông, τ = 2,5 giờ;
C
k
: nhiệt dung riêng của vật liệu làm khay, với vật liệu làm khay bằng kẽm theo tài
liệu [5], C
k
=0,094kcal/kg = 0,39 kJ/kg;
t
1k
: nhiệt độ khay trước khi đưa vào cấp đông, lấy t
1k

= 25
0
C;
t
2k
: nhiệt độ của khay sau quá trình cấp đông, lấy t
2k
= -35
0
C.
Đối với tủ đông gió thường sử dụng khay cấp đông loại 5 kg và tủ có 100 khay nên:

WkWQ
k
13003,1
36005,2
)35(25
100539,0 ==
×
−−
×××=
 Tổn thất nhiệt do động cơ quạt:
Q
ĐC
= 1000.n.N
Trong đó:
N: công suất động cơ điện, kW;
n: số quạt của tủ đông gió;
Thường các dàn lạnh của tủ đông gió mỗi ngăn có 2 quạt. Quạt có 2 buồng, có tất cả 8
quạt. Công suất mỗi quạt nằm trong khoảng 0,75 ÷ 1,5 kW.

Q
ĐC
= 1000 x 1 x 8 = 8000 W.
Nhiệt tổn thất của hệ thống tủ đông gió được tính như bảng sau:
Bảng 3-4: Nhiệt tổn thất của tủ đông gió
Tủ cấp đông Q
kc
(W ) Q
SP
(W) Q
XB
(W) Q
k
(W) Q
ĐC
(W) Q
0
(W)
Tủ 400 kg/mẻ 780,4 13750 33,23 1300 8000 26364,9
Để tủ hoạt động an toàn ở mọi điều kiện ta nên nhân thêm hệ số an toàn k = 1,1do đó:
Q
0
= 26,4 x 1,1 = 29 kW.
I.1.3. Tủ đông băng chuyền IQF