THIẾT kế KHO LẠNH bảo QUẢN KHOAI tây SUẤT 100 tấn
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (416.43 KB, 60 trang )
`
ĐỒ ÁN QUÁ TRÌNH VÀ THIẾT BỊ
GVHD: THẦY TIỀN TIẾN NAM.
LỜI MỞ ĐẦU.
Khoai tây là một loại thực phẩm thiết yếu đối với đời sống của con người. Khoai tây cung
cấp cho con người nhiều chất xơ, khoáng chất, vitamin và giúp con người làm đẹp, chống
lão hóa, giảm stress, nâng cao tinh thần, tốt cho hệ tiêu hóa, tim mạch…. Do đó, trong
chế độ dinh dưỡng của con người khoai tây không thể thiếu và ngày càng trở nên quan
trọng. Đất nước ta có điều kiện sinh thái thuận lợi để có thể trồng được các loại rau quả
có nguồn gốc địa lý khác nhau: nhiệt đới, á nhiệt đới, ôn đới, đem lại hiệu quả kinh thế
cao, tăng thu nhập cho các hộ nông dân. Để khoai tây trở thành lượng hàng hóa có giá trị
bên cạnh yêu cầu về khối lượng và phẩm chất ban đầu, việc sử dụng công nghệ chế biến
và bảo quản đáp ứng thị hiếu người tiêu dùng là yêu cầu cần thiết đối với các ngành sản
xuất nói chung và ngành công nghệ thực phẩm nói riêng Từ xa xưa, nhân dân ta đã biết
bảo quản và chế biến các loại rau quả theo phương pháp quen thuộc như phơi, sấy, muối
Ngày nay với sự phát triển của kỹ thuật lạnh người ta có thể bảo quản khoai tây bằng
cách làm lạnh theo nhiều phương pháp khác nhau Áp dụng phương pháp bảo quản lạnh
sẽ kéo dài thời gian bảo quản, phục vụ điều hoà, dự trữ nguyên liệu, kéo dài thời vụ sản
xuất cho xí nghiệp sản xuất thực phẩm, cho khu công nghiệp và xuất khẩu. Mặt khác so
với các phương pháp xử lý khác thì thực phẩm lạnh vẫn giữ được nhiều hương vị và đặc
biệt là giá trị dinh dưỡng của thực phẩm tươi sống.
Trong khoảng thời gian làm đồ án em đã nhận được sự hướng dẫn tận tình của thầy giáo
Tiền Tiến Nam, thầy luôn truyền cho em những kiến thức và kinh nghiệm quý báu để em
được hoàn thiện bài tốt hơn.
Mặc dù có nhiều nổ lực và cố gắng, tuy nhiên em không thể tránh khỏi những sai sót do
kiến thức còn hạn chế. Em rất mong nhận được ý kiến đóng góp từ các thầy, cô để em
được hoàn thiện bài tốt hơn.
Cuối cùng em xin cảm ơn các thầy, cô đã hướng dẫn tận tình em trong quá trình làm đồ
án. Em xin chân thành cảm ơn.
TPHCM, Ngày 28 tháng 5 năm 2015.
1
THIẾT KẾ KHO LẠNH BẢO QUẢN KHOAI TÂY SUẤT 100 TẤN
`
ĐỒ ÁN QUÁ TRÌNH VÀ THIẾT BỊ
GVHD: THẦY TIỀN TIẾN NAM.
LỜI NHẬN XÉT CỦA GVHD
................................................................................................................................................
................................................................................................................................................
................................................................................................................................................
................................................................................................................................................
................................................................................................................................................
................................................................................................................................................
................................................................................................................................................
................................................................................................................................................
................................................................................................................................................
................................................................................................................................................
................................................................................................................................................
................................................................................................................................................
................................................................................................................................................
................................................................................................................................................
................................................................................................................................................
................................................................................................................................................
................................................................................................................................................
................................................................................................................................................
................................................................................................................................................
................................................................................................................................................
Chữ ký của giáo viên nhận xét
2
THIẾT KẾ KHO LẠNH BẢO QUẢN KHOAI TÂY SUẤT 100 TẤN
`
ĐỒ ÁN QUÁ TRÌNH VÀ THIẾT BỊ
GVHD: THẦY TIỀN TIẾN NAM.
LỜI NHẬN XÉT CỦA HỘI ĐỒNG PHẢN BIỆN
................................................................................................................................................
................................................................................................................................................
................................................................................................................................................
................................................................................................................................................
................................................................................................................................................
................................................................................................................................................
................................................................................................................................................
................................................................................................................................................
................................................................................................................................................
................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................
................................................................................................................................................
................................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
................................................................................................................................................
................................................................................................................................................
................................................................................................................................................
................................................................................................................................................
3
THIẾT KẾ KHO LẠNH BẢO QUẢN KHOAI TÂY SUẤT 100 TẤN
`
ĐỒ ÁN QUÁ TRÌNH VÀ THIẾT BỊ
GVHD: THẦY TIỀN TIẾN NAM.
Chữ ký của giáo viên nhận xét
4
THIẾT KẾ KHO LẠNH BẢO QUẢN KHOAI TÂY SUẤT 100 TẤN
`
ĐỒ ÁN QUÁ TRÌNH VÀ THIẾT BỊ
GVHD: THẦY TIỀN TIẾN NAM.
MỤC LỤC
A. TỔNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆU..........................................................................6
I. Nguồn gốc lịch sử ...................................................................................................6
II. Thành phần hóa học...................................................................................................6
III. Ý nghĩa và mục đích của kho lạnh..........................................................................8
B. QUY HOẠCH MẶT BẰNG KHO LẠNH..............................................................10
I. Thiết kế kho lạnh và mặt bằng kho lạnh..................................................................13
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
1. Dung tích kho lạnh...................................................................................................13
2. Tải trọng của nền và của trần...................................................................................14
3. Xác định diện tích kho lạnh cần xây dựng...............................................................14
II. Tính cách nhiệt và cách ẩm kho lạnh.......................................................................15
1. Kết cấu tường bao....................................................................................................15
2. Kết cấu xác định của trần kho lạnh..........................................................................19
3. Chiều dày cách nhiệt của nền kho lạnh....................................................................23
III.
Tính nhiệt kho lạnh.................................................................................................27
1. Dòng nhiệt do kết cấu bao che Q1............................................................................28
2. Dòng nhiệt do sản phẩm tỏa ra Q2...........................................................................31
2.1. Dòng nhiệt do sản phẩm tỏa ra..........................................................................31
2.2. Dòng nhiệt do bao bì tỏa ra...............................................................................32
3. Dòng nhiệt do thông gió buồng lạnh Q3..................................................................33
4. Các dòng nhiệt do vận hành Q4................................................................................33
5. Dòng nhiệt do hoa quả hô hấp Q5............................................................................34
C. TÍNH CHỌN MÁY NÉN VÀ CÁC THIẾT BỊ PHỤ
I.
Tính chọn máy nén..................................................................................................39
1. Xác định tỉ số chọn máy nén....................................................................................40
2. Xây dựng chu trình ..................................................................................................41
II.
Tính thiết bị ngưng tụ.............................................................................................45
1. Chọn thiết bị.............................................................................................................45
2. Mục đích của thiết bị ngưng tụ................................................................................46
3. Cấu tạo......................................................................................................................46
4. Nguyên lý hoạt động................................................................................................47
5. Tính chọn thiết bị.....................................................................................................47
III.
Tính thiết bị bay hơi................................................................................................49
1. Vai trò.......................................................................................................................49
2. Tính chọn thiết bị.....................................................................................................49
IV.
Tính chọn thiết bị phụ.............................................................................................51
1. Bình tách lỏng...........................................................................................................51
1.1. Nhiệm vụ...........................................................................................................51
1.2. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động........................................................................52
5
THIẾT KẾ KHO LẠNH BẢO QUẢN KHOAI TÂY SUẤT 100 TẤN
`
ĐỒ ÁN QUÁ TRÌNH VÀ THIẾT BỊ
GVHD: THẦY TIỀN TIẾN NAM.
1.3. Tính toán............................................................................................................52
2. Bình chứa cao áp......................................................................................................52
2.1. Nhiệm vụ...........................................................................................................52
2.2. Vị trí và cấu tạo.................................................................................................52
2.3. Tính toán............................................................................................................53
3. Xác định tháp giải nhiệt...........................................................................................54
3.1. Nhiệm vụ...........................................................................................................54
3.2. Cấu tạo...............................................................................................................54
3.3. Tính toán............................................................................................................55
4. Phin sấy lọc...............................................................................................................56
4.1. Nhiệm vụ...........................................................................................................56
4.2. Cấu tạo...............................................................................................................57
4.3. Vị trí lắp đặt.......................................................................................................57
5. Van tiết lưu...............................................................................................................57
5.1. Nhiệm vụ...........................................................................................................57
5.2. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động........................................................................57
5.3. Vị trí lắp đặt.......................................................................................................58
6. Mắt gas.....................................................................................................................58
6.1. Nhiệm vụ...........................................................................................................59
6.2. Cấu tạo...............................................................................................................59
6.3. Vị trí lắp đặt.......................................................................................................59
7. Bơm..........................................................................................................................59
8. Van một chiều...........................................................................................................59
9.. Van an toàn...............................................................................................................60
10. Áp kế.........................................................................................................................60
Tài liệu tham khảo........................................................................................................60
A. TỔNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆU:
I. Nguồn gốc lịch sử:
6
THIẾT KẾ KHO LẠNH BẢO QUẢN KHOAI TÂY SUẤT 100 TẤN
`
ĐỒ ÁN QUÁ TRÌNH VÀ THIẾT BỊ
GVHD: THẦY TIỀN TIẾN NAM.
- Cây khoai tây có tên khoa học là solanum tuberosum. Khoai tây là loại cây nông nghiệp
ngắn ngày, trồng lấy cũ chứa tinh bột.
- Cây khoai tây có nguồn gốc từ núi Andes của Bolivia và Peru cách đây 7000 năm. Mãi
đến 1541, người Tây Ban Nha mới tình cờ phát hiện ra những điều thú vị về cây khoai
tây, theo cách gọi của thổ dân là cây pap pa.
- Năm 1890 người Pháp đem hạt giống trồng ở nước ta, do cây dễ trồng, củ ngon, nên nó
được trồng phổ biến và từ đó nhân dân gọi là khoai tây.
Hiện nay nó được trồng chủ yếu tại đồng bằng sông Hồng và Đà Lạt – Lâm Đồng..
II. Thành phần hóa học:
Thành phần
Nước
Chất khô
Tinh bột
Nitrogen
Chất xơ
Tro
Lipid
Các chất khác
Tỉ lệ (%)
75
25
18,5
2,1
1,1
0,9
0,2
2,2
Cellulose:
•
Thành tế bào khoai tây cấu tạo chủ yếu là cellulose. Hàm lượng 0,92 ÷ 1,77% .
•
Tinh bột khoai tây:
- Có trong hạt, thân và rễ củ. Có 2 hợp phần chính là polymer amylose và amylopectin.
- Hàm lượng tinh bột củ khoai tây lại dao động từ 8 ÷ 30 % tùy thuộc nhiều yếu tố mà
trước hết là thời tiết.
•
Protide:
Chủ yếu thuộc nhóm globulin với tên riêng tuberin và một lượng ít thuộc các nhóm
albumin, proteose và pepton. Tuberin chủ yếu tập trung trong dịch muối và là protide kết
tinh. Thành phần của nó có khoảng 1,25 % sulfur nhưng không có photphoric.
• Đường: Đường được biết dưới dạng saccharose, glucose, fructose.
7
THIẾT KẾ KHO LẠNH BẢO QUẢN KHOAI TÂY SUẤT 100 TẤN
`
ĐỒ ÁN QUÁ TRÌNH VÀ THIẾT BỊ
GVHD: THẦY TIỀN TIẾN NAM.
- Đường trong khoai tây khoảng 0,4 ÷ 1,72%, nếu bảo quản không tốt có thể tăng 5%
hoặc cao hơn. Đường gồm glucose từ 0,55 ÷ 1,18%, fructose từ 0,02 ÷ 0,12%,
saccharose từ 0,06 ÷ 0,62%.
- Phần lớn đường hình thành trong suốt quá trình dự trữ ở nhiệt độ thấp. Vì vậy, nên bảo
quản tốt nhất ở nhiệt độ thường , đường sinh ra làm mềm cấu trúc tế bào, do đó củ dễ bị
tổn thương hơn.
• Nitơ:
Trong khoai tây trung bình khoảng 2,1%. Nó tồn tại ở các dạng thuộc thành phần của
nguyên sinh chất có dạng hòa tan trong dung dịch tế bào và dạng tông tại tinh thể.
• Acid amin:
Chủ yếu là asparagic, ngoài ra còn có histiolin, acdinin, lizin…
• Chất khoáng (% chất khô của tro):
Thành phần
Kali (K)
Natri
Magie
Canxi
Sắt
Acid gốc P
Acid gốc S
Acid gốc Si
Acid gốc Cl
Tỉ lệ (%)
60,37
2,62
4,69
2,57
1,18
17,33
2,13
2,13
3,11
• Hàm lượng chất tro hòa tan:
Chiếm khoảng 73,89% còn lại không hòa tan. Ngoài ra còn có nguyên tố vi lượng
Mn, Cu, Co, Ni, .
• Pectin:
Trong khoai tây chủ yếu ở dạng muối pectat, trong vỏ khoai chứa 4,15% nhưng trong
ruột củ chỉ khoảng 0,58%.
• Vitamin:
8
THIẾT KẾ KHO LẠNH BẢO QUẢN KHOAI TÂY SUẤT 100 TẤN
`
ĐỒ ÁN QUÁ TRÌNH VÀ THIẾT BỊ
GVHD: THẦY TIỀN TIẾN NAM.
Có nhiều vitamin C , lượng vitamin C (30-50%),giúp tăng cường hệ miễn dịch. Ngoài
ra còn có vitamin nhóm B như B1, B2….
• Lipid:
Lượng chất béo xấp xỉ trong khoai tây từ 0,02 – 0,2% được dự trữ trong mô và phần
ruột xốp. Phần lớn chứa trong củ khoai tây.
• Enzym: Lactose có khả năng lên men lactic và rượu,
• Đặc tính sinh học:
Đời sống của khoai tây chia làm 4 thời kỳ: ngủ, nảy mầm, hình thành thân củ và thân
củ phát triển.
Rể khoai tây phân bố chủ yếu ở tầng đất sâu 30cm.
• Bảo quản:
Có nhiều cách bảo quản, có thể bảo quản trong kho lạnh. Ở nhiệt độ 3-100C, độ ẩm 85 –
90%, thời gian bảo quản từ 6 – 9 tháng.
• Công dụng:
− Thảo dược tự nhiên cho da, giúp da tươi sáng, giảm vết nhăn, giảm mun trứng cá,
….
− Giảm cân tốt.
− Giảm stress, nâng cao tinh thần, cải thiện trí nhớ tốt, giảm lão hóa.
− Tốt cho huyết áp, tim mạch, hệ tiêu hóa.
III. Ý NGHĨA VÀ MỤC ĐÍCH CỦA KHO LẠNH:
Từ xa xưa con người đã biết sử dụng lạnh cho đời sống, bằng cách cho vật cần
làm lạnh tiếp xúc với những vật lạnh hơn. Sau này kỹ thuật lạnh ra đời đã thâm
-
nhập vào các ngành kinh tế quan trọng và hỗ trợ tích cực cho các ngành đó như:
Ngành công nghệ chế biến và bảo quản thực phẩm
Trong công nghiệp nặng: làm nguội khuôn đúc
Trong y tế: chế biến và bảo quản máu, thuốc
Trong công nghệ hóa chất
Trong lĩnh vực sinh hoạt đời sống: điều hòa không khí
Đóng vai trò quan trọng nhất là ngành công nghiệp chế biến và bảo quản thực
phẩm. Tuy nhiên để có thể giữ cho thực phẩm được lâu dài để cung cấp, phân
phối cho nền kinh tế quốc dân, thì phải bảo quản đông nhằm giữ cho các vi sinh
9
THIẾT KẾ KHO LẠNH BẢO QUẢN KHOAI TÂY SUẤT 100 TẤN
`
ĐỒ ÁN QUÁ TRÌNH VÀ THIẾT BỊ
GVHD: THẦY TIỀN TIẾN NAM.
vật làm ôi thiu thực phẩm càng bị ức chế, các quá trình phân giải diễn ra rất
−
−
−
−
chậm. Vì vậy mà có thể giữ cho thực phẩm không bị hỏng trong thời gian dài.
Việc thiết kế kho lạnh phải đảm bảo các yêu cầu sau:
Cần phải tiêu chuẩn hóa các dạng kho lạnh;
Cần đáp ứng các yêu cấu khắt khe của sản phẩm xuất khẩu;
Cần có khả năng cơ giới hóa cao trong các khâu bốc dỡ, sắp xếp hàng;
Cần phải kinh tế, vốn đầu tư nhỏ, có thể sử dụng máy và thiết bị trong nước…
Với những yêu cầu trên ta có những phương án thiết kế phù hợp.
PHÂN LOẠI KHO LẠNH:
1. Kho lạnh chế biến:
Là một bộ phận của các cơ sở chế biến thực phẩm như thịt, cá,,,..Các sản phẩm là
thực phẩm lạnh, lạnh đông, ..để chuyển đến các kho lạnh phân phối, kho lạnh trung
chuyển, .Đặc điểm là năng suất lạnh của các thiết bị lớn, chúng làm mắt xích đầu tiên của
dây chuyền lạnh.
2. Kho lạnh phân phối:
- Thường dùng cho thành phố và các trung tâm công nghiệp để bảo quản các sản phẩm
thực phẩm trong một mùa thu hoạch, phân phối điều hòa cho cả năm.
- Phần lớn các sản phẩm được gia lạnh kết đông ở xí nghiệp chế biến nơi khác đưa đến
đây để bảo quản. Một phần nhỏ có thể được gia lạnh và kết đông tại kho lạnh từ 3 đến 6
tháng, dung tích kho lớn, tới 10 đến 15 ngàn tấn.
- Kho lạnh chuyên dùng để bảo quản một loại mặt hàng và vạn năng để bảo quản nhiều
loại mặt hàng như thịt, sữa, rau quả…
3. Kho lạnh trung chuyển:
Thường đặt ở hải cảng, những điểm nút đường sắt, ..dùng để bảo quản ngắn hạn
những sản phẩm tại những nơi trung chuyển. Kho lạnh này có thể kết hợp với kho lạnh
phân phối và kho lạnh thương nghiệp.
10
THIẾT KẾ KHO LẠNH BẢO QUẢN KHOAI TÂY SUẤT 100 TẤN
`
ĐỒ ÁN QUÁ TRÌNH VÀ THIẾT BỊ
GVHD: THẦY TIỀN TIẾN NAM.
4. Kho lạnh thương nghiệp:
Dùng để bảo quản ngắn hạn thực phẩm sắp đưa ra thị trường tiêu thụ. Nguồn hàng
chủ yếu là từ kho lạnh phân phối. Kho lạnh có thời gian bảo quản là 20 ngày. Kiểu này
bao gồm tủ lạnh, tủ kính lạnh thương nghiệp.
5. Kho lạnh vận tải:
Thực tế là các ô tô lạnh, tàu hỏa,..dùng để vận tải các sản phẩm bảo quản lạnh. Các
khoang lạnh có thể chiếm toàn bộ hoặc một phần khoang hàng của phương tiện vận tải.
6. Kho lạnh sinh hoạt:
Thực chất là các tủ lạnh, tủ đông, 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.
Dung tích từ 50l đến vài mét khối.
B. QUY HOẠCH MẶT BẰNG KHO LẠNH:
Yêu cầu chung đối với mặt bằng kho lạnh:
- Qui hoạch mặt bằng kho lạnh là bố trí những nơi sản xuất ,xử lí lạnh,bảo quản và những
nơi phụ trợ phù hợp với dây chuyền công nghệ .Để đạt được mục đích đó cần tuân thủ
các yêu cầu sau:
+ Phải bố trí các buồng lạnh phù hợp với dây chuyền công nghệ, sản phẩm đi theo dây
chuyền không gặp nhau, không đan chéo nhau, các cửa ra vào cửa buồng phải quay ra
hành lang.Cũng có thể không dùng hành lang nhưng sản phẩm theo dây chuyền không
được gặp nhau.
+ Quy hoạch cần phải đạt chi phí đầu tư nhỏ nhất. Cần sử dụng rộng rãi các điều kiện tiêu
chuẩn giảm đến mức thấp nhất các diện tích phụ nhưng phải đảm bảo tiện nghi.Giảm
công suất thiết bị đến mức thấp nhất. Giảm công suất thiết bị đến mức thấp nhất.
+ Quy hoach mặt bằng cần phải đảm bảo sự vận hành tiện lợi và rẻ tiền.
11
THIẾT KẾ KHO LẠNH BẢO QUẢN KHOAI TÂY SUẤT 100 TẤN
`
ĐỒ ÁN QUÁ TRÌNH VÀ THIẾT BỊ
GVHD: THẦY TIỀN TIẾN NAM.
+ Quy hoạch phải đảm bảo lối đi lại và đường vận chuyển thuận tiện cho việc bốc xếp
thủ công hay cơ giới đã thiết kế.
+ Chiều rộng kho lạnh nhiều tầng không quá 40(m)
+Chiều rộng kho lạnh một tầng phù hợp với khoảng vượt lớn nhất là 12 (m).
+Chiều dài của kho lạnh có đường sắt nên chọn có thể chứa được 5 toa tầu lạnh bốc xếp
được cùng một lúc.
+ Chiều rộng sân bốc dỡ đường sắt 6-7,5m;sân bốc dỡ ôtô cũng vậy.
+ Trong một vài trường hợp , kho lạnh có sân bốc dỡ nối liền rộng 3,5 m, nhưng thông
thường các kho lạnh có hành lang nối cả 2 phía, chiều rộng 6m.
+ Kho lạnh có dung tích đến 600t không bố trí đường sắt ,chỉ cần một sân bốc dỡ ô tô
dọc theo chiều dài kho đảm bảo mọi phương thức bốc dỡ.
- Để giảm tổn thất nhiệt qua kết cấu bao che, các buồng lạnh cùng nhiệt độ nhóm vào một
khối.
- Mặt bằng của kho lạnh phải phù hợp với hệ thống đã chọn. Điều này rất quan trọng với
kho lạnh một tầng vì không phải luôn luôn đảm bảo đưa được môi chất lạnh từ các thiết
bị lạnh về ,do đó phải chuyển sang sơ đồ lớn hơn với việc cấp lỏng từ dưới lên.
- Mặt bằng kho lạnh phải đảm bảo kỹ thuật an toàn phòng cháy chữa cháy.
- Khi thiết kế phải tính thêm khả năng mở rộng kho lạnh.Phải để lại một mặt mút
tường để có thể mở rộng kho lạnh.
Yêu cầu đối với buồng máy và thiết bị:
Bố trí máy và thiết bị nhằm mục đích:
•
•
•
Vận hành máy thuận tiện.
Rút ngắn chiều dài đường ống.
Sử dụng thể tích buồng máy hiệu quả nhất, buồng máy gọn nhất.
12
THIẾT KẾ KHO LẠNH BẢO QUẢN KHOAI TÂY SUẤT 100 TẤN
`
ĐỒ ÁN QUÁ TRÌNH VÀ THIẾT BỊ
•
•
GVHD: THẦY TIỀN TIẾN NAM.
Đảm bảo phòng cháy chữa cháy,vệ sinh công nghiệp.
Đảm bảo cho việc bảo dưỡng máy.
- Buồng máy và thiết bị thường được bố trí sát tường kho lạnh để đường ống giữa máy
và thiết bị dàn lanh là ngắn nhất, chiếm từ 5 đến 10% diện tích kho lạnh.
- Buồng máy và thiết bị có thể nằm chung trong kho lạnh hay tách rời. Đối với hệ thống
lớn có buồng máy và thiết bị riêng, đối với kho nhiều tầng, buồng máy nằm ở tầng trệt,
còn thiết bị nằm ở tầng hầm. Nếu kho lạnh có máy lạnh độc lập thì có thể không có
buồng máy và thiết bị.
- Trong buồng máy thường bố trí: Máy nén, trạm tiết lưu, bình ngưng…..Chiều rộng
chính của lối đi trong buồng máy là >=1,5m, các máy và thiết bị lớn đến 2,5m. Khoảng
cách này để đi lại và sửa chữa máy dễ dàng. Khoảng cách máy và thiết bị ít nhất là 1m,
giữa thiết bị và tường là 0,8m nếu đây không phải là lối đi vận hành chính. Trạm tiết lưu
và bảng điều khiển phải bố trí sao có thể quan sát được đễ dàng từ mọi vị trí, trạm tiết lưu
đặt cách máy ít nhất là 1,5m.
- Chiều cao buồng máy amoniac ít nhất đạt 4,2m, Freon là 3,5m và 2,6m đối với thiết bị
nhỏ hơn. Buồng máy phải có quạt thông gió thổi ra ngoài, mỗi giờ có thể thay đổi không
khí trong buồng 3 – 4 lần.
Chiều cao buồng thiết bị không nhỏ hơn 3,6m. Khi bố trí bình bay hơi và bình
ngưng tụ phảu chú ý vệ sinh, làm sạch định kì.
I. Thiết kế kho lạnh và mặt bằng kho lạnh.
1. Dung tích kho lạnh.
Dung tích kho lạnh được xác định theo biểu thức:
E = V.
(công thức 2-1),[1]
Trong đó:
•
E: dung tích kho lạnh,( tấn) .
13
THIẾT KẾ KHO LẠNH BẢO QUẢN KHOAI TÂY SUẤT 100 TẤN
`
ĐỒ ÁN QUÁ TRÌNH VÀ THIẾT BỊ
GVHD: THẦY TIỀN TIẾN NAM.
E = 100 tấn (theo đề tài cho).
V: thể tích kho lạnh ().
: định mức chất tải thể tích t/.
Định mức chất tải tra theo bảng 2- 4. Ta có (t).
•
•
•
Từ dung tích kho lạnh (2-1), ta xác định được biểu thức tính thể tích kho lạnh:
(.
Diện tích chất tải của buồng lạnh F.
Diện tích chất tải được xác định qua thể tích chất tải và chiều cao chất tải.
(công thức 2-2),[1]
•
Trong đó:
F: diện tích chất tải hoặc diện tích hàng chiếm trực tiếp, m2.
h: chiều cao chất tải, m.
Chiều cao chất tải là chiều cao lô hàng chất trong kho. Chiều cao này phụ thuộc vào
phương pháp bốc dỡ, bao bì đựng hàng nó có thể được xác định bằng chiều cao buồng
lạnh trừ đi phần lắp đặt dàn lạnh và không gian cần thiết để nâng và dỡ hàng. Với kho
lạnh một tầng có chiều cao 5 m khi đó chọn chiều cao chất tải là 4,3(m).
Vậy
77,52 (m2).
2. Tải trọng của nền và của trần.
Được tính toán theo định mức chất tải và chiều cao chất tải của nền và giá treo hoặc
móc treo vào trần.
.h
(2-3)[1]
: Định mức chất tải theo diện tích, (t/m2).
(t/m2).
Phù hợp với tải trọng cho phép.
3. Xác định diện tích lạnh cần xây dựng:
(công thức2-4)[1].
14
THIẾT KẾ KHO LẠNH BẢO QUẢN KHOAI TÂY SUẤT 100 TẤN
`
ĐỒ ÁN QUÁ TRÌNH VÀ THIẾT BỊ
GVHD: THẦY TIỀN TIẾN NAM.
Trong đó:
: Diện tích lạnh cần xây dựng (m2)
: Hệ số sử dụng diện tích các buồng, được tính cho cả đường đi và diện tích giữa
các lô hàng, giữa lô hàng và cột, tường, các diện tích lắp đặt thiết bị như dàn bay
hơi, quạt. phụ thuộc diện tích buồng và lấy theo bảng 2-5.
Bảng 2-5: hệ số sử dụng diện tích theo buồng.
Diện tích buồng lạnh m2
Đến 20
Từ 20 đến 100
Từ 100 đến 400
Hơn 400
Theo bảng 2-5 chọn hệ số =0,75. ta có :
0,50,6
0,7 0,75
0,750,8
0,8 0,85
== 103,36 (m2).
Chọn kích thước kho lạnh là 12 9. chiều dài kho lạnh là 12 m, chiều rộng kho lạnh là 9 m,
chiều cao kho lạnh là 5 m.
Số lượng buồng lạnh cần xây dựng là:
1,43 (công thức 2-5),30 [1]
f: diện tích buồng lạnh quy chuẩn đã chọn xác định qua các hàng cột kho.
chọn =2.
Dung tích thật của buồng lạnh:
= 100.
= 139,86 (công thức 2-6,31)[1].
II. Tính cách nhiệt và cách ẩm kho lạnh:
1. Kết cấu tường bao:
Chọn kết cấu vách kho lạnh như sau:
STT
Vật liệu
Bề dày δ
Hệ số dẫn nhiệt λ
Hệ số khuyếch tán
(m)
(W/mk)
ẩm g/mh MPa
1
Vữa trát xi măng
0,01
0,92
90
2
Gạch đỏ
0,2
0,82
105
15
THIẾT KẾ KHO LẠNH BẢO QUẢN KHOAI TÂY SUẤT 100 TẤN
`
ĐỒ ÁN QUÁ TRÌNH VÀ THIẾT BỊ
GVHD: THẦY TIỀN TIẾN NAM.
3
Vữa trát xi măng
0,01
0,92
90
4
Cách ẩm bitum
0,005
0,18
0,86
5
Cách nhiệt polystirol
0,047
7,5
6
Vữa trát xi măng lưới thép
0,92
90
δcn
0,01
Chiều dày lớp cách nhiệt:
1
n
1
α1
+∑
i =1
δ i δ CN
1
+
+
λi λCN α 2
K=
công thức (3-1)[1].
suy ra: δCN =
n
1 1
δ
1
λ C N −
+∑ i +
K
α
λ
α
i
=
1
1
i
2
; (m) (3-2),[1]
Với:
δCN: Chiều dày lớp cách nhiệt polystirol(m)
λCN : hệ số dẫn nhiệt của polystirol, W/mK (bảng 3-1)[1].
K: hệ số truyền nhiệt , ứng với kho nhiệt độ 40C ta có:
K = 0,35 W/m2K (tra bảng 3-3 đến 3-6),[1].
α1: Hệ số toả nhiệt bề mặt ngoài tường: α1 = 23,3 W/m2 K (bảng 3-7),[1].
α2: Hệ số toả nhiệt bên trong tường ,đối với kho lạnh đối lưu cưỡng bức
α2 = 9 ω/m2 K (bảng 3-7),[1].
δi: Bề dày của lớp vật liệu thứ i,(m)
λi: hệ số dẫn nhiệt của lớp vật liệu thứ i, W/m 2K (bảng 3-1)[1]
Chọn xác định hệ số K theo thực tế là:
16
THIẾT KẾ KHO LẠNH BẢO QUẢN KHOAI TÂY SUẤT 100 TẤN
`
ĐỒ ÁN QUÁ TRÌNH VÀ THIẾT BỊ
GVHD: THẦY TIỀN TIẾN NAM.
0,27 (W/m2.K).
nên chọn = 0,15(m) là hợp lí.
Kiểm tra đọng sương:
Theo bảng 1-1,[1]: Ta có nhiệt độ tháng nóng nhất tại TP.HCM là t1=37,30C, nhiệt
độ theo đề bài cho là t2=40C.
Tra đồ thị h-x , hình 1-1,[1]. Suy ra ts=320C.
ks= 0,095. = 0,095.23,3. = 3,5.
kt < ks tường không bị đọng sương.
Kiểm tra đọng ẩm trong kết cấu bao che:
Điều kiện để ẩm không đọng lại trong cơ cấu cách nhiệt là áp suất riêng hơi nước
thực tế luôn phải nhỏ hơn áp suất bão hoà hơi nước ở mọi điểm trong cơ cấu cách
nhiệt Px < Phmax
- Ta xác định Px:
Mật độ dòng qua mọi điểm trong vách là như nhau và bằng mật độ dòng nhiệt qua
tường bao vây ta có:
+ Mật độ dòng nhiệt qua tường bao là:
q = K.∆t = 0,27.( 37,3-4 ) = 8,991 (W/m2)
+ Mật độ dòng nhiệt qua vách thứ nhất là:
Ta có: q = q1 = α1(tf1 – t1)
α1=23,3 W/m2K
t1 = tf1 = 37,3 =36,910C.
Vậy t2 = t1 – = 36,91 = 36,810C.
t3 = t2 = 36,81 8,991 =34,620C.
17
THIẾT KẾ KHO LẠNH BẢO QUẢN KHOAI TÂY SUẤT 100 TẤN
`
ĐỒ ÁN QUÁ TRÌNH VÀ THIẾT BỊ
GVHD: THẦY TIỀN TIẾN NAM.
t4 = t3 = 34,62 8,991 = 34,520C.
t 5 = t4
= 34,52 8,991 = 34,270C.
t 6 = t5
= 34,27 8,991 × = 5,580C.
t7 = t6 − = 5,58 − 8,991 × = 5,480C.
Bảng áp suất hơi. Tra theo bảng 7-10 tính chất vật lý của không khí ẩm.
vách
Nhiệt độ t,oC
áp suất Phmax
1
36,91
6253,4
2
36,81
6215,2
3
34,62
5551,4
4
34,52
5521,9
5
34,27
5448,3
6
5,58
2216,3
7
5,48
2207,5
Tính phân áp suất thực của hơi nước :
Dòng hơi thẩm thấu qua kết cấu bao che :
Ph1 và Ph2 là phân áp suất hơi của không khí bên ngoài và bên trong phòng.
Ph1 = Px” ( t = 37,30C ).(=74%) = 6361,1.74% = 4707,2 Pa = 4707,2.10-6 MPa.
Ph2 = Px” ( t = 40C ).(=74%) = 2077,6.74% =1537,4 Pa= 1537,4.10-6 MPa.
+ H – trở kháng thẩm thấu kết cấu bao che .
n
δi
∑µ
i =1
H=
i
Vậy với kết cấu bao che của tường ta có :
H = 3. = 0,0281 m2hMPa/g.
= 0,1128.
+ Phân áp suất thực của hơi nước trên bề mặt :
18
THIẾT KẾ KHO LẠNH BẢO QUẢN KHOAI TÂY SUẤT 100 TẤN
`
ĐỒ ÁN QUÁ TRÌNH VÀ THIẾT BỊ
GVHD: THẦY TIỀN TIẾN NAM.
ω
Pi = Ph1 -
δi
µi
Px2 = Ph1 = 4707,2 − .106 = 4694,67 Pa.
Px3 = Px2 − = 4694,67 − 0,1128. .106 = 4479,8 Pa.
Px4 = Px3 − = 4479,8 − 0,1128. .106 = 4467,28 Pa.
Px5 = Px4 − = 4467,28 − 0,1128. .106 = 3811,47 Pa.
Px6 = Px5 − = 3811,47 − 0,1128. .106 = 1555,47 Pa.
Px7 = Px6 − = 1555,47 − 0,1128. .106 = 1542,93 Pa.
Phương án này đạt yêu cầu vì Px < Phmax.
2. Kết cấu xây dựng của trần kho lạnh.
Hệ số dẫn
Hệ số khuếch
nhiệt
tán ẩm
λ (W/mK)
µ(g/mh MPa)
0,005
0,18
0,86
Chiều dày
STT
Tên vật liệu
δ(m)
1
Lớp phủ mái đồng thời là
lớp cách ẩm
2
Lớp cách nhiệt polystirol
0,05
0,047
7,5
3
Lưới thép xi măng
0,01
0,92
90
4
Vữa trát xi măng
0,01
0,92
90
δCN
0,2
7,5
5
Lớp cách nhiệt điền
đầy(sỏi,đất sét)
Chiều dày lớp cách nhiệt:
19
THIẾT KẾ KHO LẠNH BẢO QUẢN KHOAI TÂY SUẤT 100 TẤN
`
ĐỒ ÁN QUÁ TRÌNH VÀ THIẾT BỊ
GVHD: THẦY TIỀN TIẾN NAM.
1
δ
δ
1
1
+ ∑ i + CN +
α1 i =1 λi λCN α 2
n
K=
suy ra: δCN =
n
1 1
δ
1
λ C N −
+∑ i +
K
α
λ
α
i
=
1
1
i
2
công thức (3-1)[1].
; (m) (3-2),[1]
Với:
δCN: Chiều dày lớp cách nhiệt của lớp đất điền đầy ( sỏi, đất sét).(m)
λCN : hệ số dẫn nhiệt của lớp điền đầy sỏi, đất sét, W/mK (bảng 3-1)[1].
K: hệ số truyền nhiệt , ứng với kho nhiệt độ 40C ta có:
K = 0,33 W/m2K (tra bảng 3-3 đến 3-6),[1].
α1: Hệ số toả nhiệt bề mặt ngoài tường: α1 = 23,3 W/m2 K (bảng 3-7),[1].
α2: Hệ số toả nhiệt bên trong tường ,đối với kho lạnh đối lưu cưỡng bức
α2 = 9 ω/m2 K (bảng 3-7),[1].
δi: Bề dày của lớp vật liệu thứ i,(m)
λi: hệ số dẫn nhiệt của lớp vật liệu thứ i, W/m 2K (bảng 3-1)[1].
= 0,2. = 0,35(m).
Với = 0,35 (m). Ta tính hệ số truyền nhiệt thực.
Kt = = 0,33(W/m2K).
Kiểm tra đọng sương qua kết cấu bao che của trần:
Tương tự như phần kiểm tra đọng sương đối với tường, đối với trần ta có:
Theo bảng 1-1,[1]: Ta có nhiệt độ tháng nóng nhất tại TP.HCM là t1=37,30C, nhiệt độ
theo đề bài cho là t2=40C.
Tra đồ thị h-x , hình 1-1,[1]. Suy ra ts=320C.
ks= 0,095. = 0,095.23,3. = 3,5.
kt < ks trần không bị đọng sương.
Kiểm tra đọng ẩm:
Mật độ dòng nhiệt qua kết cấu cách nhiệt:
q = k.∆t = 0,33.(37,3 − 4) = 10,989 W/m2.
20
THIẾT KẾ KHO LẠNH BẢO QUẢN KHOAI TÂY SUẤT 100 TẤN
`
ĐỒ ÁN QUÁ TRÌNH VÀ THIẾT BỊ
GVHD: THẦY TIỀN TIẾN NAM.
Mật độ dòng nhiệt qua vách thứ nhất là:
Ta có: q = q1 = α1(tf1 – t1)
α1=23,3 W/m2K
t1 = tf1 = 37,3 = 36,830C.
Vậy t2 = t1 – = 36,83 = 36,520C.
t3 = t2 = 36,52 10,989 = 24,830C.
t 4 = t5
= 24,83 10,989 = 24,710C.
t 5 = t4
= 24,71 10,989 = 24,590C.
t 6 = t5
= 24,59 10,989 = 5,360C.
Từ đồ thị tính toán tra bảng 7.10 "Tính chất vật lý của không khí ẩm" ta được phân áp
suất bão hoà theo nhiệt độ sau:
Vách
1
2
3
4
5
Nhiệt độ t0C
36,83
36,52
24,83
24,71
24,59
5,36
Px’’, Pa
6197,2
6113,4
3906,1
3895,5
3885,01
2196,9
Tính phân áp suất thực của hơi nước :
Dòng hơi thẩm thấu qua kết cấu bao che :
Ph1 và Ph2 là phân áp suất hơi của không khí bên ngoài và bên trong phòng.
Ph1 = Px” ( t = 37,30C ).(=74%) = 6361,1.74% = 4707,2 Pa = 4707,2.10-6 MPa.
Ph2 = Px” ( t = 40C ).(=74%) = 2077,6.74% =1537,4 Pa= 1537,4.10-6 MPa.
21
THIẾT KẾ KHO LẠNH BẢO QUẢN KHOAI TÂY SUẤT 100 TẤN
`
ĐỒ ÁN QUÁ TRÌNH VÀ THIẾT BỊ
GVHD: THẦY TIỀN TIẾN NAM.
+ H – trở kháng thẩm thấu kết cấu bao che .
n
δi
∑µ
i =1
H=
i
+ Vậy với kết cấu bao che của trần ta có :
H = =0,0594 (m2h MPa/g).
=0,053 (g/m2h).
+ Phân áp suất thực của hơi nước trên bề mặt :
ω
Pi = Ph1 -
δi
µi
Px2 = Ph1 = 4707,2 − .106 = 4399,06 Pa.
Px3 = Px2 − = 4399,06 − 0,053. .106 = 4045,73 Pa.
Px4 = Px3 − = 4045,73 − 0,053. .106 = 4039,84Pa.
Px5 = Px4 − = 4039,84 − 0,053. .106 = 4033,95 Pa.
Px6 = Px5 − = 4033,95− 0,053. .106 = 1560,62 Pa.
Phương án này đạt yêu cầu cách ẩm tốt vì Px < Phmax.
3. Chiều dày cách nhiệt của nền kho lạnh:
Kết cấu cách nhiệt của nền kho lạnh:
STT
Tên vật liệu XD
Hệ dày vật liệu
Hệ số dẫn nhiệt λ
Hệ số khuếch tán
W/mk
ẩm µ (g/mh MPa)
22
THIẾT KẾ KHO LẠNH BẢO QUẢN KHOAI TÂY SUẤT 100 TẤN
`
ĐỒ ÁN QUÁ TRÌNH VÀ THIẾT BỊ
GVHD: THẦY TIỀN TIẾN NAM.
δ (m)
1
Lớp bê tông đệm
2
Lớp cách ẩm bitum
3
Lớp cách nhiệt bằng
bê tông bọt
0,1
1,6
30
0,005
0,18
0,86
δCN
0,15
244
4
Lớp bê tông giằng
0,04
1,4
30
5
Lớp bê tông cứng
0,02
1,4
30
6
Nền xi măng nhẵn
0,01
0,92
90
Xác định chiều dày của lớp cách nhiệt nền kho.
1
δ
δ
1
1
+ ∑ i + CN +
α 1 i =1 λ i λ C N α 2
n
k=
⇒ δCN = λCN
n
1 1
δ
1
+∑ i +
−
k α 1 i =1 λ i α 2
(m) (3-2),[1]
δCN: Chiều dày lớp cách nhiệt của lớp bê tông bọt ( sỏi, đất sét).(m)
λCN : hệ số dẫn nhiệt của lớp bê tông bọt, W/mK (bảng 3-1)[1].
K: hệ số truyền nhiệt , ứng với kho nhiệt độ 40C ta có:
K = 0,41 W/m2K (tra bảng 3-3 đến 3-6),[1].
α1: Hệ số toả nhiệt bề mặt ngoài tường: α1 = 23,3 W/m2 K (bảng 3-7),[1].
α2: Hệ số toả nhiệt bên trong tường ,đối với kho lạnh đối lưu cưỡng bức
αi: Hệ số toả nhiệt phía trong kho α2 = 9 W/m2K
δi: Chiều dày lớp vật liệu thứ i
λi: hệ số dẫn nhiệt của vật liệu thứ i.
δCN =0,15. =0,32(m).
23
THIẾT KẾ KHO LẠNH BẢO QUẢN KHOAI TÂY SUẤT 100 TẤN
`
ĐỒ ÁN QUÁ TRÌNH VÀ THIẾT BỊ
GVHD: THẦY TIỀN TIẾN NAM.
δCN = 0,32(m). Ta có hệ số truyền nhiệt thực là:
Kt = = 0,41 W/m2K.
Với nhiệt độ trong nền kho ta chọn t = 300C. Tra đồ thị h-x , hình 1-1,[1]. Suy ra
ts=200C.
ks= 0,095. = 0,095.23,3. = 1,1.
kt < ks trần không bị đọng sương.
Kiểm tra đọng ẩm:
Mật độ dòng nhiệt qua kết cấu cách nhiệt:
q = k.∆t = 0,41.(37,3 − 30) = 13,653 W/m2.
Mật độ dòng nhiệt qua vách thứ nhất là:
Ta có: q = q1 = α1(tf1 – t1)
α1=23,3 W/m2K
t1 = tf1 = 37,3 = 36,710C.
Vậy t2 = t1 – = 36,71 = 35,860C.
t3 = t2 – = 35,86 = 35,480C.
t4 = t3 – = 35,48 = 35,090C.
t5 = t4 – = 35,09 = 34,890C.
t6 = t5 – = 34,89 = 34,740C.
t7 = t6 – = 34,74 = 5,620C.
Từ nhiệt độ đã tính ở trên tra bảng 7-10 "Tính chất lý của không khí ẩm" (TL7) ta được
phân áp suất bão hoà theo nhiệt độ.
Vách
1
2
3
4
5
6
7
24
THIẾT KẾ KHO LẠNH BẢO QUẢN KHOAI TÂY SUẤT 100 TẤN
`
ĐỒ ÁN QUÁ TRÌNH VÀ THIẾT BỊ
GVHD: THẦY TIỀN TIẾN NAM.
Nhiệt
độ t0c
36,71
35,86
35,48
35,09
34,89
34,74
5,62
Phmax
6177
5916,34
5804,49
5689,69
5630,83
5586,68
2219,82
Tính phân áp suất thực của hơi nước :
Dòng hơi thẩm thấu qua kết cấu bao che :
Ph1 và Ph2 là phân áp suất hơi của không khí bên ngoài và bên trong phòng.
Ph1 = Px” ( t = 37,30C ).(=74%) = 6361,1.74% = 4707,2 Pa = 4707,2.10-6 MPa.
Ph2 = Px” ( t = 40C ).(=74%) = 2077,6.74% =1537,4 Pa= 1537,4.10-6 MPa.
+ H – trở kháng thẩm thấu kết cấu bao che .
n
δi
∑µ
i =1
H=
i
+ Vậy với kết cấu bao che của nền ta có :
H = = 0,0126 (m2h MPa/g).
= 0,252 (g/m2h).
+ Phân áp suất thực của hơi nước trên bề mặt :
ω
Pi = Ph1 -
δi
µi
Px2 = Ph1 = 4707,2 − .106 = 3867,2 Pa.
Px3 = Px2 − = 3867,2 − 0,252. .106 = 2402,1 Pa.
25
THIẾT KẾ KHO LẠNH BẢO QUẢN KHOAI TÂY SUẤT 100 TẤN
