Tính thiết kế hệ thống cấp đông bằng chuyền phẳng công suất 750kg h tại khu công nghiệp an phú thành phố tuy hòa tỉnh phú yên

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG
KHOA CƠ KHÍ
----------------0o0--------------

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
TÍNH THIẾT KẾ HỆ THỐNG CẤP ĐÔNG BĂNG CHUYỀN
PHẲNG CÔNG SUẤT 750KG/H TẠI KHU CÔNG NGHIỆP AN PHÚ
THÀNH PHỐ TUY HÒA TỈNH PHÚ YÊN

Sinh viên thực hiện

: NGUYỄN VĂN TỎ

Mã số sinh viên

: 55131982

Nha Trang, 7-2017


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG
KHOA CƠ KHÍ
----------------0o0--------------

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
TÍNH THIẾT KẾ HỆ THỐNG CẤP ĐÔNG BĂNG CHUYỀN
PHẲNG CÔNG SUẤT 750KG/H TẠI KHU CÔNG NGHIỆP AN PHÚ

THÀNH PHỐ TUY HÒA TỈNH PHÚ YÊN

GVHD

: TS. LÊ VĂN KHẨN

SVTH

: NGUYỄN VĂN TỎ

MSSV

: 55131982

Nha Trang, 7-2017


MỤC LỤC
DANH MỤC BẢNG VÀ HÌNH ẢNH ..................................................................... IV
LỜI NÓI ĐẦU ......................................................................................................... VI
CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN ................................................................................... - 1 1.1. TỔNG QUAN VỀ KỸ THUẬT LẠNH ĐÔNG [2] ....................................... - 1 1.2. TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG CẤP ĐÔNG IQF [7] ................................... - 4 1.3. KHẢO SÁT HỆ THỐNG CẤP ĐÔNG (IQF) ............................................... - 8 CHƯƠNG 2 TÍNH THIẾT KẾ HỆ THỐNG CẤP ĐÔNG BĂNG CHUYỀN
PHẲNG CÔNG SUẤT 750KG/H. ...................................................................... - 18 2.1. TÍNH CHỌN BĂNG CHUYỀN .................................................................. - 18 2.2. XÁC ĐỊNH THÔNG SỐ BAN ĐẦU .......................................................... - 19 2.2.1. Nhiệt độ ngưng tụ (tk) [1] ......................................................................... - 19 2.2.2. Nhiệt độ sôi của môi chất (to) ................................................................ - 19 2.2.3. Môi chất lạnh . ...................................................................................... - 19 2.2.4. Độ quá lạnh. .......................................................................................... - 20 2.2.5. Nhiệt độ quá nhiệt (tqn) .......................................................................... - 20 2.3. SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ VÀ THÔNG SỐ TRẠNG THÁI.............................. - 20 2.4. TÍNH TOÁN CHỌN THIẾT BỊ CHO HỆ THỐNG CẤP ĐÔNG IQF. ....... - 21 CHƯƠNG 3 TÍNH TOÁN NHIỆT VÀ CHỌN THIẾT BỊ................................ - 22 3.1. TÍNH NHIỆT TẢI CỦA TỦ ĐÔNG BĂNG CHUYỀN IQF ....................... - 22 3.1.1. Nhiệt lượng cần lấy ra từ sản phẩm để hạ nhiệt độ của sản phẩm từ nhiệt
độ ban đầu xuống nhiệt độ yêu cầu của quá trình làm đông. ............................ - 22 3.1.2.

Nhiệt lượng lấy ra để hạ nhiệt độ của băng chuyền. ........................... - 24 -

3.1.3.

Nhiệt lượng lấy ra để làm lạnh không khí trong tủ ............................. - 25 -

3.1.4.

Nhiệt xâm nhập từ môi trường bên ngoài qua kết cấu bao che của tủ. - 26 -

3.1.5.

Nhiệt lấy ra từ động cơ điện tỏa ra ..................................................... - 30 -

3.1.6.

Tổn thất nhiệt do lọt không khí bên ngoài vào.................................... - 30 -

i


3.2 TÍNH TOÁN NHIỆT CHO TÁI ĐÔNG AF. ................................................ - 31 3.2.1. Nhiệt lượng cần lấy đi từ sản phẩm để làm kết tinh nước bám dính lên sản
phẩm khi đi qua bể nước mạ băng. .................................................................. - 31 3.2.2. Nhiệt lượng cần lấy ra để làm giảm nhiệt độ của nước đã đóng băng đến
nhiệt độ cuối quá trình làm đông. .................................................................... - 32 3.2.3. Nhiệt lượng cần lầy đi để làm giảm nhiệt độ phần chất khô cuối quá trình
làm đông. ........................................................................................................ - 32 3.2.4.

Nhiệt lượng lấy ra để hạ nhiệt độ của băng chuyền ............................ - 33 -

3.2.5.

Nhiệt lượng lấy ra để làm lạnh không khí trong tủ. ............................ - 33 -

3.2.6.

Nhiệt xâm nhập từ môi trường bên ngoài qua kết cấu bao che của tủ . - 34 -

3.2.7.

Nhiệt lấy ra từ động cơ điện tỏa ra. .................................................... - 38 -

3.2.8.

Tổn thất nhiệt do lọt không khí bên ngoài vào.................................... - 39 -

3.3 TÍNH TOÁN CHU TRÌNH LẠNH VÀ CHỌN MÁY NÉN. ........................ - 39 3.3.1TÍNH TOÁN PHẦN THẤP ÁP. ............................................................. - 39 3.3.2. TÍNH TOÁN PHẦN CAO ÁP. ............................................................. - 42 3.3.3. CHỌN MÁY NÉN ................................................................................ - 46 3.3.4. TÍNH TOÁN CHỌN THIẾT BỊ CHO HỆ THỐNG LẠNH .................. - 46 3.3.4.1. TÍNH CHỌN DÀN NGƯNG TỤ ....................................................... - 46 CHƯƠNG 4 TRANG BỊ TỰ ĐỘNG HÓA, VẬN HÀNH HỆ THỐNG LẠNH - 63 4.1. MỤC ĐÍCH VÀ Ý NGHĨA CỦA VIỆC TRANG BỊ TỰ ĐỘNG HÓA. ...... - 63 4.2. CÁC KÝ HIỆU DÙNG TRONG MẠCH ĐIỆN. ......................................... - 63 4.3.

CÁC MẠCH ĐIỆN CỦA HỆ THỐNG .................................................... - 64 -

4.4.1. MẠCH KHỞI ĐỘNG BƠM NƯỚC VÀ QUẠT DÀN NGƯNG. .......... - 65 4.4.2. MẠCH ĐIỀU KHIỂN BƠM CẤP DỊCH. ............................................. - 65 4.4.3. KHỞI ĐỘNG MÁY NÉN ..................................................................... - 66 4.4.4. MẠCH GIẢM TẢI ............................................................................... - 67 4.4.5. MẠCH CẤP DỊCH CHO TỦ ĐÔNG ................................................... - 68 4.4.6. MẠCH BÁO ĐỘNG SỰ CỐ ................................................................ - 68 -

ii


4.5. VẬN HÀNH HỆ THỐNG LẠNH. .............................................................. - 69 4.5.1. VẬN HÀNH MÁY NÉN ...................................................................... - 69 4.5.2. VẬN HÀNH THIẾT BỊ LẠNH............................................................. - 70 4.5.3. DỪNG MÁY ........................................................................................ - 70 4.5.4. MỘT SỐ THAO TÁC TRONG QUÁ TRÌNH VẬN HÀNH ................. - 71 4.5.5. BẢO DƯỠNG HỆ THỐNG LẠNH ...................................................... - 74 4.6 MỘT SỐ SỰ CỐ THƯỜNG GẶP VÀ BIỆN PHÁP KHẮC PHỤC. ............ - 79 4.6.1. SỰ CỐ ÁP SUẤT NÉN. ...................................................................... - 79 4.6.2. SỰ CỐ ÁP SUẤT HÚT ....................................................................... - 80 4.6.3 SỰ CỐ NGẬP DỊCH ............................................................................. - 82 CHƯƠNG 5 TỔ CHỨC PHƯƠNG ÁN LẮP ĐẶT, ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG,
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ............................................................................. - 84 5.1. LẮP ĐẶT HỆ THÔNG LẠNH ................................................................... - 84 5.1.1. CÔNG TÁC CHUẨN BỊ ...................................................................... - 84 5.1.2. YÊU CẦU VỀ PHÒNG ĐẶT MÁY VÀ THIẾT BỊ .............................. - 84 5.1.3. TRÌNH TỰ LẮP RÁP HỆ THỐNG LẠNH .......................................... - 85 5.1.4 Thử bền và thử kín hệ thống lạnh ........................................................... - 88 5.2. ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG CÔNG TRÌNH .............................................. - 89 5.3. KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT KIẾN NGHỊ ................................................... - 90 5.3.1. KẾT LUẬN .......................................................................................... - 90 5.3.2. ĐỀ XUẤT KIẾN NGHỊ ........................................................................ - 90 TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................... - 92 -

iii


DANH MỤC BẢNG VÀ HÌNH ẢNH
Bảng 1. 1. Thông số bình chứa cao áp tại công ty .............................................. - 13 Bảng 1. 2.Thông số bình chứa tuần hoàn tại công ty. .......................................... - 1 Bảng 2. 1. Thông số buồng đông IQF - 18 Bảng 2. 2. Thông số trạng thái của hệ thống lạnh cấp đông IQF ...................... - 20 Bảng 3. 1. Kết quả tính nhiệt của Qsp ................................................................ - 24 Bảng 3. 2. Kích thước bên ngoài tủ ..................................................................... - 26 Bảng 3. 3. Kích thước bên trong tủ ..................................................................... - 26 Bảng 3. 4Thông số tấm cách nhiệt vách và trần tủ đông ................................... - 27 Bảng 3. 5. Kích thước cửa tủ: ............................................................................. - 27 Bảng 3. 6. Thông số của sàn băng chuyền IQF ................................................. - 28 Bảng 3. 7. Thông số của panel ............................................................................. - 29 Bảng 3. 8. Kết quả tính nhiệt của Qmt ............................................................... - 30 Bảng 3. 9.Kết quả tính nhiệt của tủ đông băng chuyền ..................................... - 31 Bảng 3. 10. Kết quả tính nhiệt của Qsp .............................................................. - 33 Bảng 3. 11. Kích thước bên ngoài tủ ................................................................... - 34 Bảng 3. 12. Kích thước bên trong tủ .................................................................. - 34 Bảng 3. 13. thông số tấm cách nhiệt vách và trần tủ đông ................................ - 35 Bảng 3. 14 . Kích thước cửa tủ: .................................................................... - 36 Bảng 3. 15. Thông số tấm cách nhiệt sàn ............................................................ - 36 Bảng 3. 16. thông số tấm cách nhiệt cửa ............................................................. - 38 Bảng 3. 17. Kết quả tính nhiệt của Qmt ............................................................. - 38 Bảng 3. 18. Kết quả tính toán hệ số cấp máy nén............................................... - 40 Bảng 3. 19. Kết quả xác định công nén đoạn nhiệt cấp hạ áp. .......................... - 40 Bảng 3. 20. Kết quả xác định hiệu suất chỉ thị. .................................................. - 40 Bảng 3. 21. Kết quả xác định công nén chỉ thị. .................................................. - 41 Bảng 3. 22. Kết quả xác định công suất ma sát. ................................................. - 41 Bảng 3. 23 . Kết quả xác định công suất hiệu dụng............................................ - 41 Bảng 3. 24 . Kết quả xác định công suất tiếp điện cấp hạ áp ............................. - 42 Bảng 3. 25. Kết quả xác định lưu lượng gas thực tế qua phần nén cao áp ....... - 42 Bảng 3. 26. Kết quả xác định thể tích hơi hút thực tế cấp cao áp. .................... - 43 Bảng 3. 27. Kết quả xác định hệ số cấp máy nén cấp cao áp ............................. - 43 Bảng 3. 28. Kết quả xác định công suất đoạn nhiệt ........................................... - 43 iv


Bảng 3. 29. Kết quả xác định hiệu suất chỉ thị thể tích. .................................... - 44 Bảng 3. 30. Kết quả xác định công suất chỉ thị................................................... - 44 Bảng 3. 31. Kết quả xác định công suất ma sát. ................................................. - 44 Bảng 3. 32. Kết quả xác định công suất hiệu dụng............................................. - 45 Bảng 3. 33. Kết quả xác định công suất của cả hai tầm nén .............................. - 45 Bảng 3. 34. Công suất động cơ tính toán ............................................................ - 45 Bảng 3. 35. Tổng công suất lắp đặt của đông cơ ................................................ - 46 Bảng 3. 36. thông số nhiệt độ nước vào và nước ra ............................................ - 47 Bảng 3. 37. Thông số dàn ngưng ống chùm vỏ bộc nằm ngang ......................... - 48 Bảng 3. 38. Bảng kết quả tính toán đường ống chọn ......................................... - 50 Bảng 3. 39. Bảng tính trở lực ma sát đường ống ................................................ - 56 Bảng 3. 40. Bảng tính trở lực cục bộ đường ống ................................................ - 57 Bảng 3. 41. Bảng tính trở lực cục bộ đường ống ................................................ - 60 Bảng 3. 42. BẢNG VẬT TƯ ................................................................................ - 62 Bảng 4. 1. Nguyên nhân và cách khắc phục sự cố áp suât nén cao bất thường - 80 Bảng 4. 2.Nguyên nhân và cách khắc phục sự cố áp suất nén thấp bất thường . - 80
Bảng 4. 3. Nguyên nhân và cách khắc phục sự cố áp suất hút thấp .................. - 81 Bảng 4. 4. Nguyên nhân và cách khắc phục sự cố áp suất hút cao .................... - 81 Bảng 4. 5.Nguyên nhân cà cách khắc phục sự cố áp suất dầu thấp .................. - 82 Hình 1. 1. Tủ đông gió ........................................................................................... - 2 Hình 1. 2. Tủ đông tiếp xúc và yếu tố ảnh hưởng đến mức độ tiếp xúc, truyền
nhiệt trong tủ đông tiếp xúc .................................................................................. - 3 Hình 1. 3. Tủ đông băng chuyền xoắn .................................................................. - 3 Hình 1. 4. Tủ đông băng chuyền thẳng ................................................................. - 4 Hình 1. 5. Tủ đông băng chuyển phẳng ................................................................ - 5 Hình 1. 6. Công nhân đang nhập nguyên liệu đầu vào ........................................ - 6 Hình 1. 7. Chu trình Gap ...................................................................................... - 7 Hình 1. 8. Thiết bị ngưng tụ ................................................................................ - 11 Hình 1. 10. Dàn bay hơi ....................................................................................... - 12 Hình 1. 11. Bình chứa cao áp tại công ty ............................................................ - 13 Hình 1. 12. Bình chứa thấp áp tại công ty ............................................................ - 1 -

v


Hình 1. 13. Phin lọc.............................................................................................. - 15 Hình 1. 14. Van tiết lưu màng ............................................................................. - 16 Hình 1. 15. Van chặn ........................................................................................... - 16 Hình 1. 16. Van một chiều ................................................................................... - 17 Hình 1. 17. Van an toàn ....................................................................................... - 17 Hình 2. 1. sơ đồ nguyên lý và đồ thị ................................................................... - 20 Hình 3. 1. Cấu trúc tấm cách nhiệt vách và trần tủ đông .................................. - 26 Hình 3. 2. Cấu trúc của sàn băng chuyền IQF ................................................... - 28 Hình 3. 3. Cấu trúc tấm cách nhiệt vách và trần tủ đông .................................. - 35 Hình 3. 4. Cấu trúc của sàn tủ đông IQF ........................................................... - 36 Hình 3. 5. Bình trung gian ông xoắn ................................................................... - 42 Hình 3. 6. Đồ thị ................................................................................................... - 47 Hình 3. 7.Nguyên tắc cấu tạo tháp giải nhiệt...................................................... - 52 Hình 3. 8.Sơ đồ hệ thống bơm nước giải nhiệt máy nén. ................................... - 53 Hình 4. 1. Quy trình nạp gas ............................................................................... - 75 Hình 4. 2. Tiến hành rút gas................................................................................ - 76 Hình 4. 3. Xả dầu từ BTTD ................................................................................. - 78 -

vi


LỜI NÓI ĐẦU
Trong công cuộc đổi mới đất nước hiện nay thì vấn đề xuất khẩu hàng hóa để thu
về ngoại tệ cho đất nước là một vấn đề cực kì quan trọng đòi hỏi các ngành phải nỗ lực
hết mình để thực hiện được điều ấy. Trong đó ngành chế biến thủy sản cũng đóng góp
một phần quan trọng .
Việt Nam có vị trí địa lý thuận lợi cho việc đánh bắt và nuôi trồng thủy sản phát
triển, do đó yêu cầu phải phát triển các nhà máy đáp ứng đầy đủ các yêu cầu cho công
việc chế biến, bảo quản thủy sản một cách liên tục nhằm đem lại hiệu quả cao nhất.
Trong tất cả các khâu của quá trình chế biến thủy sản thì vấn đề bảo quản sản
phẩm cũng là một vấn đề quan trong nhằm đem lại hiệu quả cao nhất đó là góp phần tạo
ra một sản phẩm tốt nhất. Nhằm góp phần tạo ra được một sản phẩm tốt, em đã chọn đề
tài của mình là: TÍNH THIẾT KẾ HỆ THỐNG CẤP ĐÔNG BĂNG CHUYỀN
PHẲNG CÔNG SUẤT 750KG/h. Tại công ty chế biến thủy sản Tôm Vàng, khu công
nghiệp an phú,phường 9, thành phố Tuy Hòa, Tỉnh Phú yên
Em xin chân thành cảm ơn thầy Ts.Lê Văn Khẩn và chú Huỳnh Trọng Hòe đã giúp
đở em hoàn thành xong đồ án này. Tuy nhiên với kiến thức còn hạn chế nhất là còn
thiếu kiến thức thực tế nên đồ án còn có nhiều thiếu sót rất mong nhận được những đóng
góp ý kiến của quý thầy cô.
Nha Trang, ngày....... tháng 06 năm 2017.
Sinh viên thực hiện

vii


Chương 1
TỔNG QUAN
1.1. TỔNG QUAN VỀ KỸ THUẬT LẠNH ĐÔNG [2]
Làm lạnh đông thủy sản là quá trình làm lạnh thủy sản do sự hút nhiệt của
chất làm lạnh để đưa nhiệt độ ban đầu của cơ thể thủy sản xuống dưới nhiệt độ đóng
băng và tới -8oC ÷ -10oC và có thể xuống thấp hơn nữa
Mục đích của quá trình lạnh đông thủy sản là hạ nhiệt độ xuống thấp. Vì vậy
làm chậm lại sự ươn hỏng và sản phẩm được tan giá sau thời gian bảo quản lạnh đông
hầu như không bị thay đổi tính chất ban đầu của nguyên liệu tươi.
Bảo quản lạnh và lạnh đông thường được áp dụng khi thủy sản xuất khẩu. Thủy
sản lạnh đông xuất khẩu thường rất quan trọng với nước đang phát triển do giá thành
sản phẩm cao như tôm lạnh đông, mang lại thu nhập có giá trị cao so với loại sản
phẩm thực phẩm khác tiêu thụ nội địa.
Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình làm đông sản phẩm:
 Loại máy làm đông
 Nhiệt độ vận hành máy làm đông
 Hệ thống lạnh và điều kiện vận hành
 Tốc độ gió
 Nhiệt độ sản phẩm
 Bề dày sản phẩm
 Hình dạng sản phẩm
 Diện tích tiếp xúc và mật độ sản phẩm
 Bao gói sản phẩm
 Loại sản phẩm
Điểm đóng băng
Điểm đóng băng của một thực phẩm là nhiệt độ ở đó thể lỏng cân bằng với thể
rắn. Phần nước trong thực phẩm đống băng, chủ yếu là phần nước tự do. Khi đến

điểm đóng băng phần lớn nước trong thực phẩm chưa đóng băng, sẽ tiếp tục đóng
băng cho tới khi nước trong thực phẩm được đống băng hoàn toàn.
Phương pháp và thiết bị cấp đông thực phẩm
 Lạnh đông dạng khí thổi (đông gió)
Lạnh đông dạng khí thổi (đông gió) hiện nay rất được ưa chuộng vì có tính linh
hoạt khá cao, dạng cấp đông này có thể thích ứng với sự thay đổi về kích thước và

-1-


hình dạng của sản phẩm cần cấp đông. Nếu thay đổi kích cở và hình dạng của sản
trong cùng một mẻ cấp đông thì lựa chọn tốt nhất có thể là cấp đông dạng thổi. Nhưng
cũng chính vì tính linh hoạt này mà cũng gay ra sự khó khan cho người sử dụng vì
không biết được ứng dụng cụ thể của nó. Thiết bị cấp đông dạng khí thổi tương đối
dể sử dụng nhưng độ chính xác và hiệu quả mang lại không cao. Trong quá trình cấp
đông yêu cầu dòng không khí lạnh phải giống nhau trên bề mặt của mỗi sản phẩm.
Tốc độ không khí thổi 5 m/s thường được áp dụng cho hầu hết dạng lạnh đông
bằng khí thổi.
 Lạnh đông dạng tiếp xúc
Phương pháp cấp đông tiếp xúc được
sử dụng cấp đông sản phẩm dạng khối
(block) nhưng về tính linh hoạt thì lại
kém hơn dạng khí thổi.
* Ảnh hưởng của mức độ tiếp xúc bề mặt
truyền nhiệt trong tủ đông tiếp xúc
Mức độ tiếp xúc và khả năng truyền
nhiệt từ thực phẩm vào dàn lạnh giảm
do:

Nhiệt truyền qua nhiều lớp kim loại


bề mặt tiếp xúc không phẳng
Kích thước, hình dạng khuôn đựng
thực phẩm không đúng tiêu chuẩn

Chiều cao khuôn và bề dày sản
phẩm khác nhau

Sự ép nén không đạt yêu cầu


Hình 1. 1. Tủ đông gió

-2-


Biện pháp khắc phục:
Để tăng khả năng truyền nhiệt
của thực phẩm trong tủ đông tiếp
xúc có thể áp dụng biện pháp:
- Thay khay đựng khuôn bằng
khung ghép khuôn
- Dùng thép không rỉ làm khuôn
Hình 1. 2. Tủ đông tiếp xúc và yếu tố ảnh
hưởng đến mức độ tiếp xúc, truyền nhiệt trong
tủ đông tiếp xúc

- Sử dụng khuôn có kích thước
phù hợp với sản phẩm trong
khuôn, không để dư thể tích

khuôn khi sản phẩm đã đóng
băng

- Dùng nắp đậy khuôn phù hợp
- Đảm bảo lực ép nén đều và đủ cho dàn lạnh
 Cấp đông băng chuyền
Đây là loại phương pháp cấp đông được ứng dụng để cấp đông dạng IQF
- Lạnh đông băng chuyền xoắn
Dạng thiết bị băng chuyền xoắn được biểu diễn ở hình 1.3

Hình 1. 3. Tủ đông băng chuyền xoắn

-3-


Băng chuyền gồm nhiều thanh ghép đặt nằm ngang không song song với nhau.
Phía ngoài có khoảng h lớn hơn phía trong. Nhờ đó nó chuyển động xoắn dọc trên
khung đỡ hình trụ. Băng chuyền vận chuyển sản phẩm chuyển động từ dưới lên trên,
không khí lạnh chuyển động từ trên xuống dưới, trao đổi nhiệt với sản phẩm để thực
hiện quá trình lạnh đông.
- Lạnh đông dạng thẳng

Hình 1. 4. Tủ đông băng chuyền thẳng
Tủ đông được ghép từ những tấm h nhiệt và được đặt trực tiếp trên nền nhà.
Bên trong có băng chuyền thẳng chạy xuyên dọc tủ để vận chuyển sản phẩm. Dàn
lạnh với quạt gió phía trên tạo ra dòng không khí lạnh thổi xuống bề mặt băng chuyền.
Không khí lấy nhiệt của thực phẩm và đưa vào dàn lạnh. Băng chuyền vừa nâng đỡ
thực phẩm vừa nhận nhiệt của thực phẩm để truyền vào không khí. Tấm băng chuyền
được tạo nên từ những móc liên kết, nhờ đó nó có thể chuyển động mềm dẻo, uốn
lượn trên những con lăn, đồng thời cho không khí xuyên qua để tăng sự trao đổi nhiệt.

Xử lý sản phẩm thủy sản sau lạnh đông. Để kéo dài thời gian bảo quản, mạ
băng và bao gói sản phẩm thủy sản lạnh đông rất cần thiết.
1.2. TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG CẤP ĐÔNG IQF [7]
Hệ thống lạnh IQF là một hệ thống cấp đông sản phẩm rời một cách nhanh chống.
Ký hiệu IQF là viết tắt tiếng Anh của Individual Quickly Freezer. Hệ thống này sử
dụng băng chuyền để cấp đông sản phẩm ở dạng rời và chuyển động với vận tốc
chậm. Tốc độ của băng chuyền có thể thay đổi được thông qua bộ biến tần, tốc độ
của băng chuyền phụ thuộc vào yêu cầu thành phẩm cần để cấp đông. Trong quá trình
di chuyển, sản phẩm cần đông sẽ được tiếp xúc với không khí lạnh ở nhiệt độ thấp,
nhiệt độ có thể từ -35 đến -43oC

-4-


Hệ thống lạnh IQF có ba dạng chính như sau:
– Buồng cấp đông băng chuyền kiểu xoắn, hay còn gọi là Spiral IQF
– Buồng cấp đông băng chuyền kiểu thẳng: Straight IQF
– Buồng cấp đông băng chuyền siêu tốc: Impingement IQF

Hình 1. 5. Tủ đông băng chuyển phẳng
Nguyên lý chung của hệ thống lạnh IQF
Buồng cấp đông hệ thống lạnh IQF dạng xoắn
Buồng có cấu tạo khối hộp, tấm vách hai mặt inox sử dụng vật liệu panel. Bên
trong băng tải đi theo dạng xoắn lò xo từ dưới lên. Dàn lạnh không khí đối lưu cưỡng
bức với tốc độ cao và nhiệt thấp, khoảng -40 đến -30 độ C.
Cấu tạo buồng nhỏ gọn, tổn thất nhiệt ít, hiệu quả cao, tuy nhiên sửa chữa bảo
dưỡng lại phức tạp do h bố trí băng tải. Băng tải hàng làm bằng inox hoặc nhựa chịu
nhiệt, chuyển động nhanh chậm nhờ biến tần điện tử. Có hệ thống tháo rửa vệ sinh
bằng nước và khí nén, có cả búa làm rung ở buồng cấp đông để chống dính sản
phẩm.

Dàn lạnh có quạt hướng trục, mô tơ chịu nước, môi chất NH3, ống trao đổi nhiệt
inox, tômnh nhôm, xả băng bằng nước. Tất cả chi tiết của hệ thống lạnh IQF (khung
đỡ dàn lạnh và băng chuyền, vỏ che dàn lạnh) đều làm bằng vật liệu không gỉ.

-5-


Hình 1. 6. Công nhân đang nhập nguyên liệu đầu vào
 Buồng cấp đông hệ thống lạnh IQF dạng thẳng
Dàn bố trí trên băng chuyền, thổi gió lạnh lên bề mặt băng chuyền khi có sản
phẩm. Vỏ bao che bằng Panel. Nhờ dạng băng chuyền thẳng nên kiểu này khá dễ chế
tạo, sản phẩm đưa vào và ra ở hai đầu. Tuy nhiên chiều dài băng chuyền lớn nên tốn
diện tích. Để hạn chế tổn thất nhiệt ở cửa ra vào hàng, hệ thống này dùng cửa là khe
hở nhỏ, tùy loại sản phẩm.
 Buồng cấp đông hệ thống lạnh IQF siêu tốc
Cấu tạo tương đối giống với dạng buồng cấp thẳng ở trên. Tuy nhiên, bên trong
bố trí 1 đến 2 băng tải có thể điều chỉnh tốc độ tùy sản phẩm và nhu cầu. dàn lạnh
xếp thành hai dãy hai bên băng tải. Ống hướng gió giúp nhiệt lạnh từ khí tập trung
hơn vào sản phẩm.
Buồng cấp có bao che h nhiệt Panel. Buồng cấp đông có cửa ra vào kiểu kho lạnh
với hệ thống điện trở nhiệt sưởi cửa, đồng thời bên trong cũng có đèn chiếu sáng.
Hệ thống băng tải và thiết bị được làm bằng inox. Dàn lạnh thép không gỉ cùng
tômnh tản nhiệt bằng nhôm thích hợp với bơm cấp dịch tuần hoàn R22 và NH3, bước
tômnh thiết kế đặc biệt để tăng hiệu quả truyền nhiệt và vệ sinh dễ dàng. Tất cả bề
mặt và sàn đều kín nước, bên trong có máy cấp đông có độ dốc nghiêng giúp tháo
nước dễ dàng.

-6-

Ưu điểm:
– Cùng thời gian cấp đông nhanh như máy cấp đông sử dụng nitơ lỏng
– Hạn chế mất nước tối thiểu, cùng với chi phí vận hành bằng một nửa so với h
dung
nitơ lỏng.
– Chất lượng tuyệt vời, không cháy lạnh, sản phẩm không dịch chuyển trong máy
– Sản phẩm giữ nguyên được hình dạng ban đầu
– Đáp ứng được tiêu chuẩn vệ sinh công nghiệp
– Lắp đặt nhanh, theo khối hoàn chỉnh, có thể mở rộng để tăng công suất, dùng
được cho cả hệ thống lạnh NH3 và Freon.
– Thích hợp với sản phẩm mỏng dẹt như tôm phi lê, tôm, bánh khoai, bánh nướng
và sản phẩm trứng.
Hiệu ứng GAP
Luồng không khí lạnh sau khi qua khe gió vận tốc sẽ tăng cao lam tăng đáng
kể cường độ trao đổi nhiệt cả hai mặt trên và dưới của sản phẩm

Hình 1. 7. Chu trình Gap

-7-


1.3. KHẢO SÁT HỆ THỐNG CẤP ĐÔNG (IQF)
Sơ lược về hệ thống cấp đông (IQF) băng chuyền phẳng:
Thiết bị cấp đông IQF tại công ty được sử dụng để cấp đông liên tục cho tôm
Máy nén:
Máy nén là thiết bị chính trong hệ thống. Máy nén chạy cho hệ thống cấp
đông IQF cho côngty được sử dụng là máy nén trục vít ký hiệu F2016LSC-51
COMPOUND TWO STAGE SCREW COMPRESSOR :

2016.ver1

DATE :
MODEL :
ROTOR & PORT 2ND :
ROTOR & PORT 1ST :
REFRIGERANT :
RECOMMENDED PORT :
CAPACITY :
CAPACITY :
ABSORBED POWER :
ABSORBED POWER 2ND :
ABSORBED POWER 1ST :

[kW]
[TR]
[kW]
[kW]
[kW]

MYCOMW
2016.ver1ep
6/19/2017
F2016LSC-MBM-*1
160S M
200L MB
R22
MBL
268.6
76.4
172.6

91.3
81.4

DRIVE SHAFT SPEED :
COMPRESSOR SPEED :
INDICATOR POSITION 2ND :
INDICATOR POSITION 1ST :
SWEPT VOLUME RATIO (2ND/1ST) :
CONDENSING TEMP. :
EVAPORATIVE TEMP. :
SUCTION SUPERHEAT :
INTERMED. SUPERHEAT :
LIQUID APPROACH TEMP. :
LIQUID SUBCOOLING :
SUCTION TEMP. 1ST :
OIL SUPPLY TEMP. :
SUCTION PRESS. :
DISCHARGE PRESS. :
OIL SUPPLY PRESS. :
SUCTION PRES. DROP :
DISCHARGE PRES. DROP :
SWEPT VOLUME 2ND :
SWEPT VOLUME 1ST :
LOAD(VOL. FLOW RATE) 2ND :
LOAD(VOL. FLOW RATE) 1ST :

[min-1]
[min-1]
[%]
[%]

[-]
[degC]
[degC]
[degC]
[degC]
[degC]
[degC]
[degC]
[degC]
[MPaA]
[MPaA]
[MPaA]
[MPa]
[MPa]
[m3/h]
[m3/h]
[%]
[%]

2950
2950
100
100
2.92
40
-40
0
0
5
5

-40
50
0.105
1.53
1.73
0
0
415
1210
100
100

-8-


INTERMED. TEMP. :
SUCTION TEMP. 2ND :
DISCHARGE TEMP. 2ND :
DISCHARGE TEMP. 1ST :
INTERMED. PRESS. :
REFRIG. FLOW RATE 2ND :
REFRIG. FLOW RATE INT. :
REFRIG. FLOW RATE 1ST :
REFRIG. FLOW RATE 2ND :
REFRIG. FLOW RATE INT. :
REFRIG. FLOW RATE 1ST :
INJECT. OIL FLOW RATE 1ST :
LUB. OIL FLOW RATE 2ND :
LUB. OIL FLOW RATE 1ST :
TOTAL OIL FLOW RATE 2ND :

TOTAL OIL FLOW RATE 1ST :
*TOTAL* OIL FLOW RATE :
OIL HEAT REJECTION :
OIL SPEC HT :
OIL DENSITY :

[degC]
[degC]
[degC]
[degC]
[MPaA]
[m3/h]
[m3/h]
[m3/h]
[kg/h]
[kg/h]
[kg/h]
[L/min]
[L/min]
[L/min]
[L/min]
[L/min]
[L/min]
[kW]
[J/kgK]
[kg/m3]

1.52
49.2
77

53
0.525
123
65.1
1100
6464
1164
5340
34
61.8
34
61.8
95.8
73
1930
880

COP :
--- SUPER HEAT is NOT counted in refrigeration capacity ---

[-]

1.56

--- WITH WATER COOLED OIL COOLER ----- WITH LIQUID SUBCOOLER --REFRIG. FLOW RATE :
[m3/h]
65.1
REFRIG. FLOW RATE :
[kg/h]
1164

HEAT REJECTION :
[kW]
52.6
--- No booster oil injection --! All data herein is for reference only.
! Content is subject to change without notice.
*** MYCOMW2016.ver1 compressor performance table is valid until the end of December, 2016.
***

* Nguyên lý làm việc:
+ Giảm tải: máy nén được giảm tải bằng piston giảm tải, piston giảm tải được nối
với thanh trượt để điều chỉnh sự hồi lưu hơi từ đầu nén tầm thấp về lại đường hút tầm
thấp (giảm tải tầm thấp). Máy nén giảm tải vô cấp nhờ vào 4 van điện từ a, b, c, d. Ở
đầu máy nén có bộ phận đo chế độ tăng, giảm tải được hiển thị trên đồng hồ. Máynén

-9-


hoạt động tự động hóa nhờ vào bộ phận CPIII. Bộ phận này điều chỉnh riêng sự hoạt
động của máy nén, tất cả rơle đều được điều chỉnh bởi bộ CPIII.
- Chế độ giảm tải : khi đó 2 van điện từ a, d mở và b,c đóng dầu sẽ đi qua van
điện từ a và đẩy piston giảm tải từ trái sang phải còn phần dầu khác sẽ đi qua van điện
từ d về phia đầu hút của máy nén, piston giảm tải đi từ trái sang phải để cho một phần
gas nóng đi về đường ống hút .
- Chế độ tăng tải: khi đó 2 van điện từ a, d đóng , b, c mở, lúc này sẽ ngược
với chế độ giảm tải .
+ Bôi trơn và giải nhiệt máy nén: dầu sau khi được làm mát sẽ phun vào
khoang làm việc để chèn kín khe hở giữa bộ phận làm việc của máy nén, để giải
nhiệt cho máy nén và chi tiết nóng của máy nén, để bôi trơn và giảm tiếng ồn cho
máy nén. Dầu sau khi giải nhiệt cho máy nén sẽ được làm mát bởi lỏng môi chất từ
bình Thermosyphun. Khi chạy máy thì bơm dầu sẽ chạy trước, sau đó máy nén chạy

sau, ở phần cao áp thì dầu bôi trơn sẽ được bơm dầu đảm nhiệm bơm dầu lên boi trơn
và làm kín khe hở giữ bộ phận chuyển động, còn ở phần thấp áp thì nhờ sự chênh
lệch áp suất, dầu sẽ tự động đưa về bôi trơn và làm kín khe hở giữ cac bộ phận chuyển
động, vì áp suất dầu ở đây bằng áp suất nén.
+ Môi chất lạnh sau khi ra khỏi dàn lạnh sẽ chuyển từ trạng thái lỏng sang
trạng thái hơi quá nhiệt và được cập vít tầm thấp của máy nén hút về và nén lên bình
làm mát trung gian, tại đây môi chất được làm mát từ trạng thái hơi quá nhiệt về trạng
thái hơi bảo hòa khô và được cập vít hút về tầm cao và đẩylên dàn ngưng tụ, thực
hiện quá trình ngưng tụ và sau đó thực hiện quá trình khác.
+ Điều chỉnh năng suất lạnh máy nén: Năng suất lạnh có thể điều chỉnh được
vô cấp từ 100% đến 10%. Hình dưới đây giới thiệu cơ chế điều chỉnh năng suất lạnh
của máy nén trục vít bằng h điều chỉnh con trượt. Khi con trượt dịch chuyển sang
phải một phần hơi quay lại cửa hút đồng thời cửa xả khí khép bớt lại, nên năng suất
hút giảm và năng suất lạnh giảm tương ứng. Ở chế độ tăng tải, con trượt được điều
chỉnh về phía bên trái, cửa xả mở to nhất và hơi khe hút chảy ngược bị khép kín hoàn
toàn, năng suất hút máy nén đạt cao nhất và năng suất lạnh đạt 100%.
Thiết bị ngưng tụ:
Bình ngưng có thân hình trụ nằm ngang làm từ vật liệu thép, bên trong là ống
trao đổi nhiệt bằng thép áp lực. ống trao đổi nhiệt được hàn kín hai mặt sàng hai đầu.
Để có thể hàn ống trao đổi nhiệt vào mặt sàng, nó phải có độ dày khá lớn. Hai đầu
thân bình là nắp bình. nắp bình tạo thành vách phân dòng nước để nước tuần hoàn

- 10 -


nhiều lần trong bình ngưng. Mục đích tuần hoàn nhiều lần là để tăng thời gian tiếp
túc của nước và môi chất; tắc tốc độ chuyển động của nước trong ống trao đổi nhiệt
nhằm nâng cao hệ số tỏa nhiệt. Cứ một lần nước chuyển động từ đầu này đến đầu kia
của bình gọi là một pass. Trang thiết bị đi kèm bình ngưng gồm: van an toàn, đồng
hồ áp suất với khoảng làm việc từ 0 đến 30 Kg/cm2 là hợp lý nhất, đường ống gas

vào, đường cân bằng, đường xả khí không ngưng, đường lỏng về bình chứa cao áp,
đường ống nước vào và ra

Hình 1. 8. Thiết bị ngưng tụ
Thiết bị bay hơi:
Dàn lạnh được sử dụng ở đây là dàn lạnh quạt trao đổi nhiệt đối lưu cưởng
bức. Đối với dàn lạnh tủ đông băng chuyền gồm dàn lạnh được lắp đặt quạt ly tâm
trên băng chuyền.
Hệ thống cấp đông IQF tại công ty 8 dàn lạnh mỗi dàn có diện tích trao đổi
nhiệt là 140m 2 , quạt lồng sốc có nhiệm vụ hút không khí lạnh thổi trực tiếp lên bề
mặt sản phẩm, dòng khí lạnh sau khi được quạt hút sẽ được thổi lên tấm chia gió
(rãnh dẫn gió)

- 11 -


Tạo thành tia khí thổi trực tiếp lên bề mặt sản phẩm, tắm chia khí được đặt so
le với nhau nên khi tia khí lạnh đi từ trên xuống sẽ được hướng và đi lên bề mặt dưới
của sản phẩm.

Hình 1. 9. Dàn bay hơi
Thiết bị phụ:
 Bình chứa cao áp:
Bình chứa cao áp được bố trí về phía cao áp nằm sau dàn ngưng, nó giải phóng bề
mặt truyền nhiệt của dàn ngưng khỏi lớp chất lỏng , đồng thời cung cấp lỏng cho van
tiết lưu. Ngoài ra bình chứa cao áp còn là nơi tập trung khí không ngưng và dầu, là
bình dự trữ môi chất lỏng để đảm bảo sự làm việc cho cả hệ thống lạnh.
Theo quy định về độ an toàn thì bình chứa cao áp phải chứa được 30% thể tích
toàn bộ lượng dịch của hệ thống lạnh có bơm cấp lỏng từ trên xuống và 60% lượng
dịch của hệ thống lạnh cấp từ dưới lên. Khi vận hành mức lỏng bình chứa cao áp chỉ

chứa 50% thể tích bình.

- 12 -


Bảng 1. 1. Thông số bình chứa cao áp tại công ty
Thể tích (m3)
1,00

kích thước (mm)
D

L

650

3000

Hình 1. 10. Bình chứa cao áp tại công ty

- 13 -


1. Kính xem gas
5. ống cân bằng
2. ống lắp van an toàn
6. ống cấp dịch
3. ống lắp áp kế
7. ống xả đấy
4. ống lỏng về

 Bình tuần hoàn:
Bình tuần hoàn là bình hình trụ thẳng đứng với đường ống nối: lỏng từ van tiết
lưu hoặc van phao vào,lỏng từ đáy bình tới bơm tuần hoàn; hỗn hợp hơi lỏng từ dàn
bay hơi trở lại bình và đường hơi hút về máy nén trên đỉnh bình. Bình chứa tuần hoàn
đồng thời là bình tách lỏng. bình phải chứa 30% đối với kho lạnh, 60% đối với hệ
ngập và 50% Vbh đối vơi dàn lạnh không khí. Bình chứa tuần hoàn dùng để chứa
lỏng ở áp suất bay hơi trong hệ thống lạnh lớn có bơm tuần hoàn môi chất lạnh lỏng
cho dàn bay hơi
Bảng 1. 2.Thông số bình chứa tuần hoàn tại công ty.
Thể tích (m3)
1,00

kích thước (mm)
D

L

650

3000

Hình 1. 11. Bình chứa thấp áp tại công ty

-1-


 Phim loc:
Trong hệ thống lạnh, phim lọc có hai vai trò chủ yếu:lọc môi chất và lọc dầu.
Tuy là thiết bị phụ, nhưng mọi hệ thống lạnh công nghiệp đều có nó. Phim lọc có
hai loại:phim lọc tinh dùng để lọc bụi có kích thước nhỏ trong môi chất hay dầu,

thường đặt trước van điện từ để tránh bụi làm van đóng không kính; còn phim lộc
thô dùng lọc hạt bụi như: sỉ hàn rơi trong ống gas khi lắp đặt hàn ống

Hình 1. 12. Phin lọc

 Van điện từ.
Là van chặn mà lưc điều khiển là lực điện từ khi có dòng điện cung cấp cho
cuộndây. Khi có điện cuộn dây sinh ra từ trường hút lõi thép lên phía trên, mở cửa
thoát của van cho dòng môi chất đi qua. Khi không có dòngđiện vào cuộn dây thì do
lực lò xo giãn ra và trọng lượng của lõi thépđược ép xuống , cửa van được đóng lại.

- 15 -


 Van tiết lưu màng.
Van tiết lưu dùng để tiết lưu lỏng môi
chất từ áp suất ngưng tụ Pk đến áp suất
sôi P0 và điều chỉnh việc cung cấp môi
chất cho dàn lạnh, đồng thời để điều
chỉnh áp suất và nhiệt độ sôi, người ta sử
dung van tiết lưu tự động cân bằng nhiệt,
là loại tiết lưu có thể điều chỉnh tự động
lượng môi chất đưa vào thiết bị bay hơi,
thực chất là điều chỉnh chất lỏng trong
dàn bay hơi và giữ mức lỏng ổn định.

Hình 1. 13. Van tiết lưu màng
Model:

TX2

Loại:

van tiết lưu màng

Môi chất lạnh

R22

Connection inlet*outlet(inch) : 3/8*1/2

 Van chặn:
Dùng để khóa hoặc mở dòng chảy môi chất lạnh khi bảo dưởng hay sữa chửa
hệ thống lạnh.

Hình 1. 14. Van chặn

- 16 -