Tính toán thiết kế kho lạnh bảo quản sản phẩm đông đặt tại Hà Nội, nhiệt độ 25 oC, chia 05 buồng. Kích thước phủ bì: L 27.000 xW 10.000xH 6.000 (có bản cad)

Trường ĐHCN Hà Nội
Khoa điện

1

Đồ án tốt nghiệp

LỜI NÓI ĐẦU
Trong những năm qua, kỹ thuật lạnh đã có những thay đổi trên thế giới và cả ở Việt
Nam ta. Nó thực sự đã đi sâu vào hầu hết các ngành kinh tế đang phát triển và hỗ trợ tích
cực cho các ngành đó. Đặc biệt là ngành công nghệ thực phẩm, cụ thể là chế biến và bảo
quản thịt, cá, rau quả,hải sản…
Ngày nay trình độ khoa học phát triển rất nhanh, những thành tựu về khoa học kỹ
thuật đã được áp dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp cũng như nông nghiệp. Do
đó, năng suất lao động ngày càng tăng mà nhu cầu tiêu dùng còn hạn chế dẫn đến sảm
phẩm dư thừa. Để tiêu thụ hết những sản phẩm dư thừa đó người ta phải chế biến và bảo
quản nó bằng cách bảo quản đông và xuất khẩu.
Trước tình hình đó với những kiến thức đã học trên lớp và sự hướng dẫn tận tình của
thầy giáo Th.s Phạm Thế Vũ và toàn thể các thầy trong bộ môn Kỹ thuật Nhiệt-Trường
ĐHCN Hà Nội em xin làm đồ án tốt nghiệp với đề tài “Tính toán thiết kế kho lạnh bảo
quản sản phẩm đông đặt tại Hà Nội, nhiệt độ -25 oC, chia 05 buồng. Kích thước phủ
bì: L 27.000 xW 10.000xH 6.000”.
Em xin chân thành cảm ơn thầy Th.s :Phạm Thế Vũ và các thầy giáo trong bộ môn Kỹ
Thuật Nhiệt đã giúp em hoàn thành đề tài này trong thời gian sớm nhất.
Tuy nhiên với những kiến thức đã học và kinh nghiệm thực tế cùng với thời gian
còn hạn hẹp, đồ án của em không tránh khỏi những thiếu sót kính mong các thầy cô và
các bạn góp ý và chỉ ra những khuyết điểm để em hoàn thành đồ án một cách tốt nhất.
Em xin chân thành cảm ơn!

Sv: Nguyễn Xuân Toàn

Lớp: ĐHKT Nhiệt -k7


Trường ĐHCN Hà Nội
Khoa điện

2

Đồ án tốt nghiệp

CHƯƠNG 1 : TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI
1.1 TỔNG QUAN VỀ KỸ THUẬT LẠNH TRONG BẢO QUẢN SẢN PHẨM.
Công cuộc công nghiệp hóa và hiện đại hóa nước ta đang được đẩy mạnh, mức sống
của người dân ngày càng được cải thiện đáng kể, do đó kỹ thuật lạnh ngày càng được sự
quan tâm của xã hội. Kỹ thuật lạnh là một ngành không thể thiếu trong đời sống cũng như
trong các ngành sản xuất công nghiệp. Nó góp phần cải thiện điều kiện sống, điều kiện
làm việc của mọi người cũng như đáp ứng các yêu cầu kỹ thuật trong sản xuất công
nghiệp.
Hầu hết các thực phẩm bị hỏng là do các nguyên nhân chính sau:

•

•
Thực phẩm bị hỏng do tác dụng của các enzim có sẵn trong thực phẩm.
•
Thực phẩm bị hỏng do các vi sinh vật xâm nhập từ ngoài vào.
Thực phẩm bị hỏng do độc tố (có thể do sinh vật gây ra hoặc do quá trình oxy hóa các
thành phần thực phẩm tạo ra).
Hầu hết quá trình đều chịu ảnh hưởng của nhiệt độ, nhiệt độ càng thấp thì quá
trình xảy ra càng chậm và ngược lại.

1.1.1. Tác dụng của việc bảo quản lạnh thực phẩm.
a. Phân loại vi sinh vật theo nhiệt độ.
Vi sinh vật phá hỏng thực phẩm rất nhiều và đa dạng. Dựa theo nhiệt độ người ta
có thể chia chúng thành ba nhóm sau:
•

Vi sinh vật ưa nóng: Nhiệt độ phát triển của loại này từ 30 oC ÷ 80oC nhưng nhiệt

•
•

độ thích hợp nhất cho chúng là 50 oC ÷ 60oC.
Vi sinh vật ưa ấm: Nhiệt độ thích hợp cho chúng phát triển là 24 oC ÷ 40oC.
Vi sinh vật ưa lạnh: Nhiệt độ thích hợp nhất cho chúng là -10 oC ÷ 25oC.

Sv: Nguyễn Xuân Toàn

Lớp: ĐHKT Nhiệt -k7


Trường ĐHCN Hà Nội
Khoa điện

3

Đồ án tốt nghiệp

Nhìn chung trong thực phẩm (rau quả và thịt, cá, sữa …) đều có cả ba loại vi sinh
vật trên. Trong lĩnh vực thực phẩm làm lạnh và bảo quản lạnh thì sự phát triển chủ yếu là
vi sinh vật ưa lạnh.

b. Hoạt động của vi sinh vật ở nhiệt độ thấp.
Dưới tác dụng của nhiệt độ thấp một số vi sinh vật bị hạn chế hoạt động hoặc chết
bởi các nguyên nhân sau:
•

Phần protein của vi sinh vật bị biến đổi hay bị phân hủy do hệ thống keo sinh
học (keo protein) cũng bị phá hủy. Sự giảm nhiệt độ kéo theo sự giảm năng
lượng bề mặt của nước, giảm các lực kết hợp với các hệ keo, sự giảm kéo dài
đến mức nào đó thì nước bắt đầu tách khỏi vỏ hydrat làm cho protein cuộn tròn
lại. Mặt khác sự giảm nhiệt độ làm cho lực đẩy giữa các phần tử giảm đi và đến
một lúc nào đó thì bắt đầu đông tụ protein. Sự đông tụ protein do nhiệt độ thấp
thuận nghịch, không biến đổi hoàn toàn tính chất protein, do vậy sau thời gian
làm lạnh và làm đông khi tiến hành làm ấm hoặc tan giá vi sinh vật lại tiếp tục

•

phát triển.
Sự phá hủy cơ học ở tế bào vi sinh vật trong quá trình đóng băng tinh thể nước
đá. Các tinh thể nước đá có góc cạnh nên nó có thể chèn ép làm rách màng tế bào

•

của vi sinh vật.
Sự chuyển nước thành nước đá: Khi nhiệt độ sản phẩm đạt -18 oC thì bên trong
thực phẩm 80 % nước đóng băng ( đối với thịt gà), còn đối với rau quả ở -8 oC đã
đóng băng 72 % và ở -15 oC đóng băng 79 % . Do đó môi trường hoạt động của
các enzim và các vi sinh vật hầu như không còn vì thiếu nước tự do. Riêng nấm
mốc có thể sống ở nơi khan nước nhưng lượng nước tối thiểu cũng phải đạt 15 %,
chính vì vậy người ta mới quy định làm lạnh đông ở nhiệt độ bề mặt sản phẩm

•

phải đạt -18 oC.
Sự thay đổi áp suất, pH, nồng độ chất tan và áp suất thẩm thấu. Do nước bị đóng
băng và tách ra ở dạng nguyên chất (dung môi kết tinh nước) nên nồng độ của

Sv: Nguyễn Xuân Toàn

Lớp: ĐHKT Nhiệt -k7


Trường ĐHCN Hà Nội
Khoa điện

4

Đồ án tốt nghiệp

dịch bão hòa tăng lên, áp suất thẩm thấu tăng lên và pH giảm do đó vi sinh vật rất
•

khó phát triển.
Nhìn chung nhóm vi sinh vật ưa nhiệt độ dễ dàng bị chết ở nhiệt độ thấp. Tuy
nhiên có một số vi sinh vật ưa nóng (loại vi sinh vật ưa nóng điển hình) có thể
chuyển sang dạng ưa lạnh. Do vậy người ta phải làm lạnh đông nhanh để chúng

•

không kịp chuyển từ dạng này sang dạng khác.
Nhóm vi sinh vật ưa ấm có nhiều loại như: Salulonella, trực khuẩn đường ruột

Staphilocosccus, Botulinus…Đặc biệt là Staphilococusphát triển ở nhiệt độ 7 oC
có khả năng chịu được nhiệt độ thấp, chúng thường gây ra ngộ độc sữa, pho mát,

kem sữa …
•
Nhóm sinh vật ưa lạnh thường gặp là:
+ Pseudomonas làm cho thực phẩm có màu xanh hoặc màu sẫm tối.
+ Achromobacter.
+ Nấm mốc có nhiều loại phát triển được ở nhiệt độ thấp như: Penecillium,
Mucor … hoạt động được ở nhiệt độ -15 oC. Nấm mốc phát triển chủ yếu ở sản
phẩm có pH thấp như các loại quả, nước quả, sữa chua …còn ở thịt, cá chúng ít
phát triển hơn. Nấm mốc thuộc loại vi sinh vật hiếu khí nên chủ yếu nó phát
triển trên bề mặt thực phẩm, một số loại có thể ăn sâu vào trong nhưng vẫn đòi
hỏi phải có không khí. Nấm mốc không chịu được nhiệt độ cao 70 oC ÷ 80oC.
+ Nấm ưa men lạnh: Loại này phát triển được ở nhiệt độ -2 oC ÷ -3oC, môi trường
thích hợp nhất của nó là sản phẩm chua. Nhìn chung có thể phát triển được
trong tất cả các sản phẩm bảo quản lạnh.
Như vậy chúng ta muốn diệt trừ vi sinh vật bằng cách làm lạnh là rất khó khăn, đòi
hỏi phải hạ nhiệt độ thật nhanh đột ngột và nhiệt độ rất thấp. Nhưng chỉ diệt được một
phần và hạn chế sự hoạt động và phát triển của chúng. Bắt đầu từ nhiệt độ-6 oC ÷ -8oC thì
hệ thống mem bị tiêu diệt phần lớn nhưng một số nấm mốc vẫn còn hoạt động. Đối với
các loại độc tố thì nhiệt độ thấp không có tác dụng làm biến đổi. Để hạn chế sự biến đổi
của thực phẩm người ta cần kết hợp bảo quản ở nhiệt độ thấp với bảo quản bằng hóa chất
hoặc kết hợp với diệt trùng bằng tia tử ngoại, tia phóng xạ …

Sv: Nguyễn Xuân Toàn

Lớp: ĐHKT Nhiệt -k7

Trường ĐHCN Hà Nội
Khoa điện

5

Đồ án tốt nghiệp

c. Tác dụng của nhiệt độ thấp đối với tế bào sống của cơ thể và thực phẩm.
Ảnh hưởng của nhiệt độ thấp đối với tế bào của cơ thể sống và thực phẩm là vấn đề
phức tạp vì nó chịu ảnh hưởng của nhiều yếu tố khác nhau từ bên ngoài và bên trong cơ
thể sống và thực phẩm. Nhưng nhìn chung lại nhiệt độ thấp có ảnh hưởng cơ bản đến quá
trình biến đổi sinh lý sinh hóa như sau: Hầu hết các chức năng sống của cơ thể đều có sự
tham gia trực tiếp của nước và phụ thuộc vào hàm lượng của nó. Trong cơ thể sống các
quá trình trao đổi chất như tiêu hóa, bài tiết, hô hấp đều chỉ thực hiện được khi có nước
tham gia. Trong quá trình bảo quản và chế biến nước cũng đóng vai trò rất lớn vì nó là
môi trường truyền nhiệt, nó tham gia vào các quá trình hoạt động của enzim và vi sinh
vật, khi mất nước protein sẽ đông tụ …
Tác dụng của nhiệt độ thấp đối với cơ thể sống có tính chất quan trọng vì nó là một
trong những yếu tố bên ngoài tác động lên trạng thái của nước cũng từ đó tác động đến tổ
hợp thành phần hóa học của sản phẩm hay cơ thể sống.
1.1.2. Sự khác nhau cơ bản giữa làm lạnh thường và lạnh đông thực phẩm.
Sự khác nhau cơ bản giữa làm lạnh thường và lạnh đông thực phẩm là làm lạnh hạ
nhiệt độ sản phẩm xuống gần nhiệt độ đóng băng của dịch bào, như vậy quá trình làm
lạnh thường không có sự tạo thành tinh thể nước đá trong sản phẩm. Còn làm lạnh đông
là hạ nhiệt độ xuống dưới nhiệt độ đóng băng của dịch bào, như vậy trong quá trình làm
lạnh đông có sự tạo thành nước đá trong sản phẩm. Tùy theo mức độ làm lạnh đông mà
lượng nước trong sản phẩm chuyển thành đá từ 80% trở lên.
Về quá trình bảo quản tiếp theo ta thấy làm lạnh và bảo quản lạnh tuy có kìm hãm
được sự hoạt động của các enzim và vi sinh vật nhưng chúng vẫn hoạt động mạnh vì môi
trường hoạt động cho chúng vẫn còn. Do vậy làm lạnh và bảo quản lạnh chỉ kéo dài được

thời gian ngắn. Quá trình làm lạnh đông ngoài tác dụng của nhiệt độ thấp kìm hãm còn
làm mất môi trường hoạt động của đa số enzim và vi sinh vật, do vậy kìm hãm gần như
tối đa sự hoạt động của chúng. Nhờ vậy quá trình làm lạnh đông và bảo quản đông sản
Sv: Nguyễn Xuân Toàn

Lớp: ĐHKT Nhiệt -k7


Trường ĐHCN Hà Nội
Khoa điện

6

Đồ án tốt nghiệp

phẩm thời gian bảo quản được lâu hơn. Sự làm lạnh đông hiện nay rất đa dạng và phong
phú và được giới thiệu trong nhiều tài liệu nên ở đây không đi sâu vào công nghệ làm
lạnh thường và làm lạnh đông.
1.2. VAI TRÒ VÀ Ý NGHĨA KINH TẾ CỦA KHO LẠNH
1.2.1. Vai trò của kho lạnh
Kho lạnh bảo quản là kho được trang bị hệ thống lạnh để bảo quản các loại thực
phẩm, nông sản, các loại sản phẩm của công nghiệp hóa chất, công nghiệp thực phẩm ,
công nghiệp nhẹ...
Trong quá trình sản xuất và lưu trữ hàng hóa, thực phẩm không thể để quá lâu trong
môi trường nóng vì dễ bị hư hỏng thối rữa và một điều ở nước ta có khí hậu nóng, thực
phẩm muốn giữ được tươi ngon phải được giữ trong môi trường lạnh vì thế cần một kho
lạnh bảo quản đảm bảo chất lượng tốt để giữ cho sản phẩm này luôn được tươi lâu mà
không ảnh hưởng đến kinh tế doanh nghiệp.
Vì thế mà kho lạnh hiện nay rất được ưa chuộng và dùng khá phổ biến trong hoạt
động sản xuất lưu trữ của doanh nghiệp. Nó đóng vai trò quan trọng trong nền phát triển

của quốc gia. Các dạng mặt hàng bao gồm:
1.2.2

-

Kho bảo quản thực phẩm chế biến như: Thịt, hải sản, đồ hộp...
Kho bảo quản nông sản thực phẩm, rau quả.
Kho bảo quản các sản phẩm y tế, dược liệu.
Kho bảo quản sữa.
Kho bảo quản và lên men bia.
Kho bảo quản các sản phẩm khác.
Phân loại kho lạnh.
Theo công dụng người ta có thể phân loại như sau:
Kho lạnh chế biến (Xí nghiệp chế biến lạnh): Là một bộ phận của cơ sở chế biến
thực phẩm như thịt, cá, sữa, rau, quả... Các sản phẩm là thực phẩm lạnh, lạnh
đông, đồ hộp… để chuyển đến các kho lạnh phân phối, kho lạnh trung chuyển
hoặc kho lạnh thương nghiệp. Đặc điểm là năng suất lạnh của các thiết bị lớn.
Chúng đều là mắt xích đâu tiên của dây chuyền lạnh.

Sv: Nguyễn Xuân Toàn

Lớp: ĐHKT Nhiệt -k7


Trường ĐHCN Hà Nội
Khoa điện
-

7

Đồ án tốt nghiệp

Kho lạnh phân phối: Thường dùng cho các thành phố và các trung tâm công
nghiệp để bảo quản các sản phẩm trong một mùa thu hoạch, phân phối điều hòa
cho cả năm. Phần lớn các sản phẩm được gia lạnh hoặc kết đông ở xí nghiệp chế
biến nơi khác đưa đến đây để bảo quản. Dung tích của kho lạnh rất lớn, tới 15000

-

tấn, đặc biệt 30000 tấn đến 35000 tấn.
Kho lạnh trung chuyển: Thường đặt ở các hải cảng, những điểm nút giao thông.
Dùng để bảo quản ngắn hạn các sản phẩm tại nơi trung chuyển. Kho lạnh trung

-

chuyển có thể kết hợp với kho lạnh phân phối và kho lạnh thương nghiệp.
Kho lạnh thương nghiệp: Dùng để bảo quản ngắn hạn những thực phẩm sắp đưa ra

-

thị trường tiêu thụ.
Kho lạnh vận tải: Thực tế là các xe lạnh, tầu hỏa, tàu thủy, máy bay lạnh dùng để
vận tải các sản phẩm bảo quản lạnh. Các khoang lạnh có thể chiếm một phần hoặc

-

toàn bộ một phần khoang hàng của phương tiện vận tải.
Kho lạnh sinh hoạt: Thực chất là các loại tủ lạnh, tủ đông các cỡ khác nhau sử
dụng trong gia đình. Chúng được coi là mắt xích cuối cùng của dây chuyền lạnh,
dùng để bảo quản các thực phẩm tiêu dùng trong gia đình hoặc tập thể, để làm đá

lập phương, đá thỏi thực phẩm. Dung tích từ 50lít đến một vài mét khối.

Sv: Nguyễn Xuân Toàn

Lớp: ĐHKT Nhiệt -k7


Trường ĐHCN Hà Nội
Khoa điện

8

Đồ án tốt nghiệp

 Theo nhiệt độ người ta chia ra:
- Kho bảo quản lạnh: Là kho có nhiệt độ bảo quản thường nằm trong khoảng -2 oC÷
5 oC. Đối với một số rau quả nhiệt đới cần bảo quản ở nhiệt độ cao hơn (chuối >
10 oC, chanh > 4 oC). Nói chung các mặt hàng chủ yếu là rau quả và các mặt hàng
-

nông sản.
Kho bảo quản đông: Kho được sử dụng để bảo quản các mặt hàng đã qua cấp
đông. Đó là các loại thực phẩm có nguồn gốc từ động vật. Nhiệt độ bảo quản tùy
thuộc vào thời gian, loại thực phẩm bảo quản. Tuy nhiên nhiệt độ bảo quản tối
thiểu cũng phải đạt -8 oC để cho các vi sinh vật không thể phát triển làm hư hại

-

thực phẩm trong quá trình bảo quản.
Kho đa năng: Nhiệt độ bảo quản là -12 oC.

Kho gia lạnh: Nhiệt độ kho là 0 oC, dùng để gia lạnh các sản phẩm trước khi

chuyển sang các khâu chế biến khác.
- Kho bảo quản nước đá: Nhiệt độ tối thiểu của kho là -4 oC.
 Theo dung tích chứa:
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 là khác nhau nên thường quy dung tích
ra tấn thịt (MT - Meet Tons). Ví dụ kho 50 MT, kho 100 MT... Là những kho có khả năng
chứa 50, 100... tấn thịt.
 Theo đặc điểm cách nhiệt người ta chia ra:
- Kho xây: Là kho mà kết cấu là kiến trúc xây dựng và bên trong người ta tiến hành
bọc các lớp các nhiệt. Kho xây chiếm diện tích lớn, lắp đặt khó, giá thành tương
đối cao, không đẹp, khó tháo dỡ và di chuyển. Mặt khác về mặt thẩm mỹ và vệ
sinh kho lạnh xây không đảm bảo tốt. Vì vậy hiện nay người ta ít sử dụng kho lạnh
-

xây để bảo quản thực phẩm.
Kho panel: Được lắp ghép từ các tấm panel tiền chế polyurethan và được ghép với
nhau bằng các móc khóa camlocking. Kho lạnh panel có hình thức đẹp, gọn và giá
thành tương đối rẻ, rất tiện lợi khi lắp đặt, tháo dỡ và bảo quản các mặt hàng thực
phẩm, nông sản, thuốc men, dược liệu v.v.v. Hiện nay ở nước ta nhiều doanh

Sv: Nguyễn Xuân Toàn

Lớp: ĐHKT Nhiệt -k7


Trường ĐHCN Hà Nội
Khoa điện

9

Đồ án tốt nghiệp

nghiệp đã sản xuất các tấm panel cách nhiệt đạt tiêu chuẩn cao. Vì thế hầu hết các
xí nghiệp công nghiệp thực phẩm đều sử dụng kho panel để bảo quản hàng hóa.
1.2.3. Tìm hiểu một số sản phẩm đông lạnh chủ yếu.
a. Thịt đông lạnh
Các sản phẩm thịt đông lạnh rất đa dạng, có nguồn gốc từ động vật, bao gồm các
loại gia súc, gia cầm như: trâu, bò, lợn, gà, ngan, vịt…
Thịt làm lạnh đông và bảo quản lạnh đông rất đa dạng và được tiến hành làm lạnh
đông ở các thiết bị như hầm kết đông, tủ đông nhanh... Đối với các loại gia súc lớn
thường được làm lạnh đông trong buồng lạnh hay hầm lạnh dạng tunel dưới dạng một
con hay nửa con. Thịt được treo trên móc đẩy hay các đường ray chuyển động. Vì vậy mà
việc bốc xếp và vận chuyển được nhẹ nhàng và dễ tự động hóa. Để tăng cường quá trình
làm lạnh đông ta có thể sử dụng không khí đối lưu cưỡng bức với vận tốc không khí từ (3
5) m/s. Thịt được coi là làm lạnh đông xong khi 86 % nước trong thịt đóng băng và

nhiệt độ của tâm bắp đùi thịt đạt -12 oC. Tổn hao khối lượng thịt trong quá trình làm lạnh
đông cho phép từ 0,6 % 2,6 % tùy theo.

Theo tổng cục thống kê, tại thời điểm 01/10/2013, đàn lợn cả nước có 27,1 triệu
con, tăng 1,2 % so với cùng thời điểm năm 2010; đàn trâu 2712 nghìn con, tăng 5,7 %;
đàn bò 5436,6 nghìn con, tăng 6,4 %.
Như vậy sản lượng thịt từ ngành chăn nuôi của chúng ta không ngừng tăng và kéo
theo đó là dịch vụ kho lạnh phục vụ cho xuất khẩu thịt gia súc, gia cầm cũng phải tăng
theo.

Sv: Nguyễn Xuân Toàn

Lớp: ĐHKT Nhiệt -k7


Trường ĐHCN Hà Nội
Khoa điện

10

Đồ án tốt nghiệp

Hình 1-1: Thịt lợn đông lạnh
b. Rau quả đông lạnh.
Nước ta nằm ở vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa rất phong phú các loại hoa quả
nhiệt đới có giá trị dinh dưỡng và giá trị sinh học cao. Để có thể kéo dài thời gian sử dụng
hay để xuất khẩu người ta thường phải bảo quản lạnh hay bảo quản đông. Nhưng để nâng
cao giá trị sản phẩm xuất khẩu, giảm chi phí vận chuyển chúng ta phải xuất khẩu dạng
sản phẩm đã qua chế biến. Rau củ trải qua quãng đường vận chuyển từ nơi trồng tới nơi
bán sẽ tốn khá nhiều thời gian nên những người bán thường hái khi chúng còn non. Hay
nói cách khác, khi ấy chúng chưa đủ thời gian tiếp thu lượng vitamin và khoáng chất để
phát triển hoàn toàn. Các loại rau quả khác nhau đều có quy trình chế biến lạnh đông
khác nhau. Nhưng nhìn tổng thể chúng ta đều qua các công đoạn giống nhau như: Chọn
(phân loại), rửa, gia công cơ học. Theo nghiên cứu của các nhà khoa học, rau quả đông
lạnh còn tốt hơn cả đồ tươi. Lượng vitamin trong nấm, ớt ngọt, đậu, ngô và cà rốt đông
lạnh nhiều hơn so với khi chúng còn tươi.

Sv: Nguyễn Xuân Toàn

Lớp: ĐHKT Nhiệt -k7

Trường ĐHCN Hà Nội
Khoa điện

11

Đồ án tốt nghiệp

Hình 1-2: Rau quả đông lạnh
c. Cá đông lạnh
Chúng ta đang có hơn 3000 km bờ biển với vô vàn tài nguyên biển phong phú. Biển
Việt Nam được công nhận là một trong 10 trung tâm đa dạng sinh học biển, 20 vùng biển
giàu hải sản trên thế giới. Các nhà sinh vật học phát hiện tại vùng biển Việt Nam có tới
11000 loài sinh vật cư trú trong hơn 20 kiểu hệ sinh thái điển hình thuộc 6 vùng đa dạng
sinh học biển khác nhau. Theo Tổng cục Thủy sản, tổng sản lượng thủy sản năm 2012
ước đạt 5,8 triệu tấn, tăng 8,5 % so với năm 2011, trong đó, sản lượng khai thác đạt 2,6
triệu tấn, sản lượng nuôi trồng đạt 3,2 triệu tấn.
Cụ thể, về nuôi trồng, diện tích thả nuôi tôm nước lợ 658 nghìn ha, sản lượng đạt
500 nghìn tấn (tăng 0,9 %). Diện tích bị bệnh là 104 nghìn ha, tăng 3,2 % so với năm
2011. Diện tích nuôi cá tra từ đầu năm đến nay đạt 5,6 nghìn ha (tăng 1,8 %). Diện tích
đã thu hoạch là 4,3 nghìn ha. Sản lượng cá ước đạt 1,19 triệu tấn (tăng 3,4 %), năng suất
bình quân 274 tấn/ha. Năm 2012, cả nước có 1529 cơ sở sản xuất giống tôm sú, tăng 319
Sv: Nguyễn Xuân Toàn

Lớp: ĐHKT Nhiệt -k7


Trường ĐHCN Hà Nội
Khoa điện

12

Đồ án tốt nghiệp

cơ sở, có 185 cơ sở giống tôm chân trắng, tăng 71 cơ sở; sản xuất được hơn 37 tỷ con
tôm sú và gần 30 tỷ con tôm thẻ giống.

Hình 1-3: Cá đông lạnh nguyên con
d. Mực, tôm, cua… đông lạnh.
Mực là một trong những hải sản được thị trường châu Âu, Nhật Bản và Hồng Công
rất ưa chuộng. Từ những năm 1980 đến nay nước ta không ngừng phát triển sản lượng và
chủng loại sản phẩm mực đông lạnh xuất sang các thị trường này. Các sản phẩm mực
đông lạnh chủ yếu của nước ta là: Mực nang phile, mực ống nguyên con, mực nguyên
con lột da, đầu mực, diềm mực, dẻo mực v.v.
Ngày nay trên thế giới có khoảng 80 loài mực. Kích thước của mực từ (0,15

1,2)

m, thậm chí còn lớn hơn. Mực có râu công dụng như tay và chân. Mực ở nước ta phần
lớn thuộc họ Ommastrephidas. Thân mực có hình như một cái túi gọi là mực nang hoặc
mực ống. Trên lưng mực có một thanh cứng cấu tạo bằng chất sừng. Bên trong thân mực
có một chất nước màu đen ta thường gọi là mực.

Sv: Nguyễn Xuân Toàn

Lớp: ĐHKT Nhiệt -k7


Trường ĐHCN Hà Nội
Khoa điện

13

Đồ án tốt nghiệp

Hình 1-4: Mực đông lạnh.
Tôm phân bố cả ở biển và sông hồ, tuy vậy tôm biển vẫn nhiều hơn cả. Ở Việt Nam,
tôm là đối tượng rất quan trọng của ngành thủy sản hiện nay, vì nó chiếm tỉ lệ 55 % tổng
kim ngạch suất khẩu của ngành. Xuất khẩu tôm tươi và tôm đông lạnh toàn thế giới năm
1999 vượt quá 6 tỷ USD, năm 1990 Việt Nam đứng thứ 9 trên thế giới về xuất khẩu tôm
đông lạnh. Được sự quan tâm của Nhà nước, ngành nuôi trồng và chế biến tôm đông lạnh
ở nước ta ngày càng phát triển. Theo thống kê của các địa phương, tính đến ngày
30/10/2012 diện tích nuôi trồng thủy sản cả nước là 1,109,600 ha, sản lượng đạt
2,980,000 tấn.
Việt Nam có khoảng 225 loài tôm được phân bố ở các vùng biển xa bờ, vùng biển
ven bờ và các thủy vực trong nội địa. Tôm là loại nguyên liệu có nhiều hệ enzim và vi
sinh vật tập trung ở đầu và phân bố dọc toàn thân, do vậy tôm bị phân hủy rất nhanh sau
khi chết.

Sv: Nguyễn Xuân Toàn

Lớp: ĐHKT Nhiệt -k7


Trường ĐHCN Hà Nội
Khoa điện

14

Đồ án tốt nghiệp

Hình 1-5: Tôm đông lạnh.
Để thuật tiện trong việc tính toán của đề tài, thì ta chọn sảm phẩm đông lạnh là thịt
đông lạnh.
1.4 Ý NGHĨA KINH TẾ CỦA ĐỀ TÀI
Hà Nội là thủ đô, đồng thời cũng là một trung tâm chính trị, văn hóa và du lịch quan
trọng của Việt Nam. Nó có quá trình lịch sử lâu dài, nhiều công trình văn hóa kiến trúc, di
tích lịch sử nổi tiếng. Hà Nội là một trong những điểm đến thu hút du khách trong và
ngoài nước nhất ở Việt Nam bởi dáng vẻ cổ kính, trầm mặc, thanh lịch và vẻ đẹp tiềm ẩn
ở thành phố ngàn năm văn hiến này…
Hà Nội là thành phố đứng thứ hai Việt Nam về diện tích đô thị sau thành phố Hồ
Chí Minh, nó cũng đứng thứ hai về dân số với 6,699,600 người (2011). Hà Nội nằm ở
đồng bằng Bắc Bộ, tiếp giáp với các tỉnh: Thái Nguyên, Vĩnh Phúc ở phía bắc; phía nam
giáp Hà Nam và Hoà Bình; phía đông giáp các tỉnh Bắc Giang, Bắc Ninh và Hưng Yên;
phía tây giáp tỉnh Hoà Bình và Phú Thọ.

Sv: Nguyễn Xuân Toàn

Lớp: ĐHKT Nhiệt -k7


Trường ĐHCN Hà Nội
Khoa điện

15

Đồ án tốt nghiệp

Từ thủ đô Hà Nội, có thể đi khắp mọi miền đất nước bằng các loại phương tiện giao
thông đều thuận tiện.
Đường không: Sân bay quốc tế Nội Bài (nằm ở địa phận huyện Sóc Sơn, cách trung tâm

Hà Nội chừng 35 km).
Đường bộ: Xe ôtô khách liên tỉnh xuất phát từ các bến xe Phía Nam, Gia Lâm, Lương
Yên, Nước Ngầm, Mỹ Đình tỏa đi khắp mọi miền trên toàn quốc theo các quốc lộ 1A
xuyên Bắc – Nam; quốc lộ 2 đi Vĩnh Phúc, Phú Thọ, Tuyên Quang, Hà Giang; quốc lộ 3
đi Thái Nguyên, Cao Bằng, quốc lộ 5 đi Hải Phòng, Quảng Ninh; quốc lộ 6 đi Hòa Bình,
Sơn La, Lai Châu…
Đường sắt: Hà Nội là đầu mối giao thông của 5 tuyến đường sắt trong nước. Có đường
sắt liên vận sang Bắc Kinh (Trung Quốc), đi nhiều nước châu Âu.
Đường thủy: Hà Nội là đầu mối giao thông quan trọng với bến phà Đen đi Hưng Yên,
Nam Định, Thái Bình, Việt Trì; bến Hàm Tử Quan đi Phả Lại.
Hà Nội đang có tốc độ đô thị hóa rất nhanh. Thành phố còn rất nhiều khu công
nghiệp lớn như: khu CN Bắc Thăng Long, khu CN Nam Thăng Long, khu CN Sài Đồng
B, khu công nghiệp Nội Bài . . ., do vậy nhu cầu tiêu thụ thực phẩm cho sản suất và tiêu
dùng là rất lớn. Không những thế Hà Nội còn là một trong những thành phố có mật độ
dân cư đông đúc nhất cả nước vì vậy nhu cầu về thực phẩm là không thể thiếu trong các
nhà hàng siêu thị hay trung tâm thương mại. Vậy việc xây dựng kho lạnh thương nghiệp
dùng để bảo quản xúc xích tại Hà Nội là rất có triển vọng.
Trước tình hình đó, cùng với kiến thức đã học cũng như sự hướng dẫn tận tình chu
đáo của thầy Phạm Thế Vũ em xin lựa chọn đề tài về Tính toán thiết kế kho lạnh bảo
quản sản phẩm đông, đặt tại Hà Nội.

Với đề tài này thì kho lạnh là kho lạnh dùng để bảo quản sản phẩm đông,
và sản phẩm ta chọn là bảo quản thịt lợn đông lạnh.
Sv: Nguyễn Xuân Toàn

Lớp: ĐHKT Nhiệt -k7


Trường ĐHCN Hà Nội
Khoa điện

16

Đồ án tốt nghiệp

Dự kiến nếu kho lạnh đi vào hoạt động tốt trong tương lai công ty sẽ có dự án nâng
cấp và mở rộng quy mô của kho nhằm đáp ứng đủ nhu cầu tiêu dùng của thị trường.

Sv: Nguyễn Xuân Toàn

Lớp: ĐHKT Nhiệt -k7


Trường ĐHCN Hà Nội
Khoa điện

17

Đồ án tốt nghiệp

CHƯƠNG 2: TÍNH NHIỆT, CHỌN MÁY VÀ CÁC THIẾT BỊ
KHÁC TRONG KHO LẠNH.
2.1 YÊU CẦU KHI THIẾT KẾ MẶT BẰNG KHO LẠNH.
2.1.1 Yêu cầu chung đối với mặt bằng kho lạnh bảo quản.
Quy hoạch mặt bằng kho lạnh là bố trí những nơi sản xuất, xử lý lạnh, bảo quản và
nơi phụ trợ phù hợp với dây truyền công nghệ. Đặc biệt là phải giảm thấp tổn thất nhiệt
ra môi trường xung quanh. Để đạt được mục đích đó cần đạt được những yêu cầu sau:
-

Khi chọn mặt bằng xây dựng cần phải chú ý đến nền móng kho lạnh phải vững chắc.

Bởi vậy cần phải khảo sát nền móng, mức nước … của vị trí đặt kho lạnh. Nếu mức
nước quá lớn, các nền móng và công trình phải được gia cố chống thấm.

-

Để giảm tổn thất nhiệt qua kết cấu bao che, các buồng lạnh được nhóm lại từng khối
với một chế độ nhiệt độ. Có các biện pháp giảm tổn thất nhiệt khi mở cửa kho ví dụ
như: dùng màng che chắn, xây dựng hành lang đệm, làm màng gió để chắn, … lưu ý
đối với các kho bảo quản âm, do nền kho tiếp xúc với nền đất hiện tượng chuyển pha
từ thể lỏng sang thể rắn sẽ diễn ra do đó nó sẽ phá vỡ kết cấu của kho. Vì vậy không
nên bố trí kho có nhiệt độ thấp sát mặt đất, khi có điều kiện thì phải đưa lên cao. Nếu
bố trí sát mặt đất ta phải làm các con lươn phía dưới. Mục đích để không khí tuần
hoàn làm nhiệt độ của nền không thay đổi.

-

Phải bố trí kho lạnh phù hợp với dây chuyền công nghệ. Sản phẩm đi theo dây
chuyền không gặp nhau, không đan chéo nhau.

-

Quy hoạch mặt bằng phải đảm bảo sự tiện lợi và chi phí thấp, phải đảm bảo lối đi và
đường vận chuyển thuận lợi cho việc bốc xếp thủ công hoặc cơ giới đã thiết kế.
Giảm công suất thiết bị đến mức thấp nhất.

-

Mặt bằng kho lạnh phải đảm bảo kỹ thuật, an toàn phòng cháy chữa cháy. Khi quy
hoạch cũng phải tính toán đến khả năng mở rộng kho lạnh.

Sv: Nguyễn Xuân Toàn

Lớp: ĐHKT Nhiệt -k7


Trường ĐHCN Hà Nội
Khoa điện

18

Đồ án tốt nghiệp

2.1.2 Yêu cầu buồng máy và thiết bị.
Bố trí máy và thiết bị hợp lý trong buồng máy là rất quan trọng nhằm mục đích sau:
-

Sử dụng thể tích buồng máy hiệu quả nhất, buồng máy gọn nhất. Đảm bảo thuận
tiện cho việc sửa chữa, bảo dưỡng, thay thế máy với thiết bị.

-

Vận hành thuận tiện.

-

Rút ngắn chiều dài đường ống, giảm chi phí đầu tư và giảm tổn thất áp suất trên
đường ống.

-

Đảm bảo an toàn phòng cháy chữa cháy, phòng nổ và vệ sinh công nghiệp.

-

Phòng máy và các thiết bị phải có hệ thống thông gió, đảm bảo cho máy và các thiết
bị hoạt động hiệu quả nhất.

-

Buồng máy và các thiết bị có thể nằm chung trong một khối nhà của kho lạnh hoặc
tách rời. Chiều rộng chính của lối đi trong buồng máy là 1,5 m trở lên, các máy và
các thiết bị lớn đến 2,5 m. Khoảng cách này để đi lại, tháo lắp sửa chữa máy dễ
dàng.

-

Van tiết lưu và bảng điều khiển với các dụng cụ đo kiểm tra và báo hiệu phải bố trí
sao cho có thể quan sát được dễ dàng từ bất kì vị trí nào trong buồng máy.

2.1.3 Yêu cầu đối với mặt bằng kho lạnh thương nghiệp.
Các buồng lạnh nên bố trí vào các buồng thoáng không ẩm ướt, không gần các
nguồn nhiệt như bếp, nồi hơi, không gần các nơi mất vệ sinh như cống rãnh, gần các nơi
chứa xăng dầu, hóa chất…
Diện tích buồng lạnh nhỏ nhất không dưới 5 m 2, rộng 2 m và cao 2,4 m. Tỉ lệ giữa
chiều dài và chiều rộng không được vượt quá 1:2:5, chiều rộng hành lang đệm không
được nhỏ hơn 1,4 m. Trong các buồng diện tích nhỏ hơn 20 m 2 không được phép có cột
gây khó khăn cho việc sử dụng.

Sv: Nguyễn Xuân Toàn

Lớp: ĐHKT Nhiệt -k7


Trường ĐHCN Hà Nội
Khoa điện

19

Đồ án tốt nghiệp

Các buồng lạnh thương nghiệp thường được trang bị máy lạnh freon, làm việc có
thể hoàn toàn tự động (tự động điều chỉnh nhiệt độ trong buồng, tự động phá băng theo
chương trình (role thời gian, tự động đóng ngắt máy và tự động bảo vệ).
Buồng máy nên để phía sau hoặc bên cạnh buồng lạnh. Trường hợp này chỉ cần có
mái và lưới che chung quanh. Nếu phải đặt phía trước cạnh buồng đệm thì phải có tường
kín, tránh hơi nóng của dàn ngưng không khí có ảnh hưởng đến buồng lạnh qua cửa ra
vào. Nếu là dàn lạnh ngưng không khí phải bố trí sao cho không khí nóng được thải ra
ngoài và không bị quẩn lại trong buồng máy.
2.2 CHỌN PHƯƠNG ÁN XÂY DỰNG KHO LẠNH.
Có 2 phương pháp thiết kế kho lạnh: Kho xây và kho lắp ghép.
Và phương án thiết kế ở đây ta chọn là kho lạnh lắp ghép bằng các tấm panel.
Vì nó có những ưu điểm vượt trội như sau:
-

Tất cả các chi tiết của kho lạnh lắp ghép là pannel tiêu chuẩn chế tạo sẵn nên có thể
vận chuyển và tháo lắp dễ dàng.

-

Không cần đến vật liệu xây dựng như kho xây trừ nền có các con lươn đặt kho nên

công việc xây dựng đơn giản hơn nhiều.

-

Cách nhiệt polyurethane có hệ số dẫn nhiệt thấp.

-

Lớp bề mặt ngoài của panel đa dạng từ chất dẻo đến nhôm tấm hoặc thép không gỉ.

Sv: Nguyễn Xuân Toàn

Lớp: ĐHKT Nhiệt -k7


Trường ĐHCN Hà Nội
Khoa điện

20

Đồ án tốt nghiệp

Hình 2-1 : Mô hình kho lạnh lắp ghép
+ Tuy nhiên việc thiết kế kho lạnh cũng phải đảm bảo một số yêu cầu cơ bản như
sau:
Cần phải tiêu chuẩn hóa các kho lạnh:
-

Cần phải đáp ứng các yêu cầu khắt khe của sản phẩm xuất khẩu.
Cần có khả năng cơ giới hóa cao trong các khâu bốc dỡ, sắp xếp hàng.

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

2.3 Khối lượng sản phẩm.
Bảng 2.1: tiêu chuẩn của tấm panel chọn làm vật liệu cách nhiệt.
Thông số kỹ thuật cơ bản của tấm panel
Độ dày của tấm panel
42 mm
75 mm
100 mm
125 mm
150 mm
Chiều rộng của tấm panel 900 mm
1200 mm
Sv: Nguyễn Xuân Toàn

Lớp: ĐHKT Nhiệt -k7


Trường ĐHCN Hà Nội
Khoa điện
Lõi

21

Đồ án tốt nghiệp

Xốp polyurethane loại cứng.

Chọn chiều dày cách nhiệt, do kho lạnh có nhiệt độ bảo quản là -25 oC, nên ta chọn:
δ = 125 mm tiêu chuẩn của tấm panel, để đảm bảo cho nhiệt độ của kho.

Thể tích phủ bì kho lạnh:
27 x 10 x 6 = 1620 m3.
Vậy chiều cao thực tế là:
Ht = H - 2δ = 6 – 2.0,125 = 5.75 m.
Chiều dài thực thế:
Lt = L -2δ = 27 – 2.0,125 = 26,75 m.
Chiều rộng thực tế:
Rt = R - 2δ = 10 – 2.0,125 = 9,75 m.
Diên tích thực tế:
26,75 x 9.75 = 260,81 m2.
Diện tích chất tải hữu ích:
Fef = Ft.βF
Trong đó:
Ft – Diện tích thực tế của kho lạnh

βF – Hệ số sử dụng diện tích, bảng 2.5

Sv: Nguyễn Xuân Toàn

[ 1]

. Chọn βF = 0,75.

Lớp: ĐHKT Nhiệt -k7


Trường ĐHCN Hà Nội
Khoa điện

22

Đồ án tốt nghiệp

Vậy:
Fef = 260,81.0,75 =195,61 m2.
Thể tích chất tải hữu ích:
V = Fef.Ht = 195,61.5.75 = 1124,76 m3.
Dung tích của kho lạnh:
E = mv.V
Trong đó:

mv – đinh mức chất tải, t/m

3

[ 1]

.

Do sản phẩm ta chọn để bảo quản cho kho là thịt lợn đông lạnh nên mv = 0,45 t/m3.
Vậy:
E = mv.V = 0,45.1124,76 = 843,57 tấn.

Sv: Nguyễn Xuân Toàn

Lớp: ĐHKT Nhiệt -k7


Trường ĐHCN Hà Nội
Khoa điện

23

Đồ án tốt nghiệp

2.4 MẶT BẰNG KHO LẠNH.

Hình 2-2: Sơ đồ mặt bằng kho lạnh
2.5 CHỌN THÔNG SỐ THIẾT KẾ BAN ĐẦU
2.5.1 Thông số địa lý khí tượng ở Hà Nội
Bảng 2-2: Thông số khí hậu ở Hà Nội (Trích dẫn bảng 1 - 1 [1])
Nhiệt độ, o C
TB cả năm

Độ ẩm tương đối, %
Mùa hè

Sv: Nguyễn Xuân Toàn

Mùa đông

Mùa hè

Mùa đông
Lớp: ĐHKT Nhiệt -k7


Trường ĐHCN Hà Nội
Khoa điện
23,4

37,2

24
8,4

Đồ án tốt nghiệp
83

80

Các thông số này đã được thống kê qua nhiều năm, khi tính toán thiết kế để đảm bảo độ
an toàn cao ta thường lấy giá trị nhiệt độ trung bình tháng nóng nhất với chế độ khí hậu
khắc nghiệt nhất. Từ đó sẽ đảm bảo cho kho vận hành an toàn trong mọi điều kiện khí
hậu.
Từ bảng trên ta sẽ chọn thông số thiết kế bên ngoài có nhiệt độ là t n = 37,2 oC và độ ẩm là
φn = 83 %RH
2.5.2 Sản phẩm bảo quản.
Kho lạnh dùng để bảo quản sản phẩm đông, và sản phẩm chọn để thuận tiện cho việc tính
toán đó là thịt lơn đông:

Hình 2-3: Thịt lợn đông lạnh.
2.5.3 Nhiệt độ bảo quản
Sv: Nguyễn Xuân Toàn

Lớp: ĐHKT Nhiệt -k7


Trường ĐHCN Hà Nội
Khoa điện

25

Đồ án tốt nghiệp

Theo đề bài thì nhiệt độ bảo quản kho là: t1+ -25 oC.
2.5.4 Độ ẩm tương đối của không khí trong kho bảo quản.
Độ ẩm không khí trong kho ảnh hưởng lớn đến chất lượng, cảnh quan về bề mặt của sản
phẩm sau khi bảo quản. Bởi vì có liên quan đến hiện tượng thăng hoa của nước đá trong
sản phẩm. Do đó tùy từng loại sản phẩm mà độ ẩm không khí trong kho là khác nhau.
Theo kinh nghiệm thì ta chọn độ ẩm không khí trong kho là φ1 = 85 %RH.
Vậy điều kiện bảo quản trong kho là: t1– 25 oC và độ ẩm φ1 = 85 %RH.
2.6 NGUYÊN TẮC XẾP DỠ HÀNG TRONG KHO
2.6.1 Nguyên tắc hàng vào trước ra trước
Mỗi sản phẩm vào kho đều có tuổi thọ của nó, nghĩa là khoảng thời gian tối đa mà
sản phẩm được lưu kho, nếu quá thời gian ấy sản phẩm bắt đầu chuyển qua trạng thái
biến đổi cho đến hư hỏng. Do đó các kiện hàng nhập trước phải được ưu tiên xuất trước
tránh trường hợp tồn tại và đọng hàng cũ trong kho, quá tuổi thọ.
2.6.2 Nguyên tắc gom hàng
Trong quá trình bảo quản đông lạnh luôn có sự bốc hơi nước ít hay nhiều từ bề mặt sản
phẩm, dần dần theo thời gian làm tổn hao lượng sản phẩm. Có thể giảm bớt hiện tượng
này bằng cách giảm diện tích kiện hàng hoặc bọc sản phẩm bằng nilông. Nguyên tắc gom
hàng là làm cho diện tích bề mặt sản phẩm giảm, khả năng bốc hơi chậm lại và tạo thành
khối ổn định vững chắc. Kho lạnh phải đảm bảo thường xuyên đầy hàng vừa phải, không
nên bảo quản quá ít hàng vì sẽ tăng sự hao tổn trọng lượng và chi phí vận hành.

Sv: Nguyễn Xuân Toàn

Lớp: ĐHKT Nhiệt -k7