THIẾT KẾ KHO CẤP ĐÔNG NĂNG SUẤT 2000KG/MẺ, NHIỆT ĐỘ - 35oC, R22, T = 13H

BỘ CÔNG THƢƠNG
TRƢỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP.HCM
KHOA CƠNG NGHỆ HĨA HỌC

BÁO CÁO ĐỒ ÁN KỸ THUẬT Q TRÌNH THIẾT BỊ

THIẾT KẾ KHO CẤP ĐƠNG NĂNG SUẤT
2000KG/MẺ, NHIỆT ĐỘ - 35oC, R22, T = 13H

GVHD: Võ Văn Sim
SVTH: Trịnh Vy Hân
Lớp: 07DHHH2
MSSV: 2004160265

Tp.Hồ Chí Minh, Tháng 6/2019


BỘ CÔNG THƢƠNG
TRƢỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP.HCM
KHOA CƠNG NGHỆ HĨA HỌC

BÁO CÁO ĐỒ ÁN KỸ THUẬT Q TRÌNH THIẾT BỊ

THIẾT KẾ KHO CẤP ĐƠNG NĂNG SUẤT
2000KG/MẺ, NHIỆT ĐỘ - 35oC, R22, T = 13H

Tp.Hồ Chí Minh, Tháng 6/2019


LỜI CẢM ƠN
Qua hơn 4 tháng thực hiện đề tài: “Thiết kế kho cấp đông”, đến nay bài luận văn đã

đƣợc hồn thành, tơi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến các thầy cô, anh chị, bạn bè đã giúp
đỡ tận tình và đặc biệt là ThS. Võ Văn Sim, giảng viên trƣờng Đại học Công nghiệp Thực
phẩm, là ngƣời ln theo sát, hƣớng dẫn và góp ý để tơi hồn thành bài luận văn này.

TP.Hồ Chí Minh, tháng 6 năm 2019
Sinh viên thực hiện
Trịnh Vy Hân


NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƢỚNG DẪN

Sinh viên: Trịnh Vy Hân

MSSV: 2004160265

Nhận xét:
...................................................................................................................................
...................................................................................................................................
...................................................................................................................................
...................................................................................................................................
...................................................................................................................................
...................................................................................................................................
...................................................................................................................................
...................................................................................................................................
...................................................................................................................................
...................................................................................................................................
...................................................................................................................................
...................................................................................................................................
...................................................................................................................................
Điểm đánh giá

...................................................................................................................................
...................................................................................................................................
...................................................................................................................................
...................................................................................................................................
...................................................................................................................................
...................................................................................................................................
...................................................................................................................................
Ngày ….. tháng ….. năm 2019
(Ký tên và ghi rõ họ tên)


NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN

Sinh viên: Trịnh Vy Hân

MSSV: 2004160265

Nhận xét:
...................................................................................................................................
...................................................................................................................................
...................................................................................................................................
...................................................................................................................................
...................................................................................................................................
...................................................................................................................................
...................................................................................................................................
...................................................................................................................................
...................................................................................................................................
...................................................................................................................................
...................................................................................................................................
...................................................................................................................................

...................................................................................................................................
Điểm đánh giá
...................................................................................................................................
...................................................................................................................................
...................................................................................................................................
...................................................................................................................................
...................................................................................................................................
...................................................................................................................................
...................................................................................................................................
Ngày…. Tháng…. Năm 2019
(Ký tên và ghi rõ họ tên)


DANH SÁCH HÌNH ẢNH
Hình 2.1: Cấu tạo và kết cấu cách nhiệt, ẩm của các tấm panel......................................... 16
Hình 3.1: Cấu tạo máy nén piston bán kín ......................................................................... 28
Hình 4.1: Dàn ngƣng khơng khí đối cƣỡng bức ................................................................. 33
Hình 4.2 : Dàn lạnh đối lƣu cƣỡng bức .............................................................................. 36
Hình 4.3: Dàn lạnh trong các kho lạnh ............................................................................... 37
Hình 5.1: Bình chứa cao áp ................................................................................................ 38
Hình 5.2: Tháp giải nhiệt .................................................................................................... 41
Hình 5.3 : Bình tách dầu kiểu nón chắn ............................................................................. 44


DANH SÁCH BẢNG BIỂU
Bảng 1.1: Khả năng phân giải phụ thuộc nhiệt độ ............................................................... 5
Bảng 1.2: Ảnh hƣởng của nhiệt độ đến vi sinh vật .............................................................. 6


TRƢỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP.HCM – KHOA CƠNG NGHÊ HĨA HỌC

MỤC LỤC
LỜI MỞ ĐẦU ...................................................................................................................... 4
CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN ................................................................................................ 5
1.
ỨNG DỤNG CỦA HỆ THỐNG LẠNH TRONG NGÀNH CHẾ BIẾN VÀ BẢO
QUẢN THỰC PHẨM ...................................................................................................... 5

2.

3.

1.1.

Tác dụng của nhiệt độ thấp đối với thực phẩm ................................................ 5

1.2.

Các chế độ xử lý lạnh thực phẩm ..................................................................... 7

CÁC VẤN ĐỀ VỀ CẤP ĐÔNG THỰC PHẨM .................................................... 8
2.1.

Các cấp lành lạnh thực phẩm ........................................................................... 8

2.2.

Nhiệt độ đóng băng của thực phẩm.................................................................. 8

2.3.

Sự biến đổi của thực phẩm trong quá trình cấp đông ...................................... 8

2.4.

Sự kết tinh của nƣớc trong thực phẩm ............................................................. 9

2.5.

Các yếu tố ảnh hƣởng đến thời gian cấp đông ............................................... 11

CÁC PHƢƠNG PHƢƠNG VÀ THIẾT BỊ CẤP ĐƠNG THỰC PHẨM ............ 12
3.1.

Làm đơng thực phẩm trong khơng khí lạnh ................................................... 13

3.2.

Làm đơng tiếp xúc .......................................................................................... 13

3.3.

Làm đơng cực nhanh ...................................................................................... 13

3.4.

Làm đông bằng hỗn hợp đá và muối .............................................................. 13

3.5.

Làm đông bằng nƣớc muối lạnh .................................................................... 13

CHƢƠNG 2: CÂN BẰNG NĂNG LƢỢNG ..................................................................... 15
1.

Xác định kích thƣớc mặt bằng kho cấp đơng ....................................................... 15

2.

Tính cách nhiệt cách ẩm cho kho lạnh .................................................................. 15

3.

Tính nhiệt hệ thống lạnh ....................................................................................... 19
3.1.

Xác định dòng nhiệt qua kết cấu bao che ....................................................... 19

3.2.

Xác định dòng nhiệt làm lạnh sản phẩm ........................................................ 20

3.3.

Tổn thất nhiệt do vận hành ............................................................................. 21

CHƢƠNG 3: LẬP CHU TRÌNH VÀ TÍNH CHỌN MÁY NÉN ...................................... 23
1.

Xác định các thơng số tính tốn ............................................................................ 23

2.

Xây dựng đồ thị và lập bảng thông số tại các điểm nút ........................................ 24

GVHD: VÕ VĂN SIM

Trang 2


TRƢỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP.HCM – KHOA CƠNG NGHÊ HĨA HỌC

3.

Tính tốn chu trình ................................................................................................ 26

4.

Tính chọn máy nén ................................................................................................ 27

CHƢƠNG 4: TÍNH CHỌN THIẾT BỊ CHÍNH ................................................................ 31
1.

Thiết bị ngƣng tụ ................................................................................................... 31

2.

Thiết bị bay hơi ..................................................................................................... 35

CHƢƠNG 5: TÍNH CHỌN THIẾT BỊ PHỤ ..................................................................... 38

1.

Bình chứa cao áp ................................................................................................... 38

2.

Bình trung gian ..................................................................................................... 39

3.

Tháp giải nhiệt ...................................................................................................... 40

4.

Bình tách dầu ........................................................................................................ 42

5.

Bình tách lỏng ....................................................................................................... 45

6.

Van tiết lƣu ........................................................................................................... 45

KẾT LUẬN ........................................................................................................................ 47
TÀI LIỆU THAM KHẢO .................................................................................................. 48

GVHD: VÕ VĂN SIM

Trang 3

TRƢỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP.HCM – KHOA CƠNG NGHÊ HĨA HỌC

LỜI MỞ ĐẦU
Từ xa xƣa con ngƣời 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 nhƣ:
 Ngành cơng nghệ chế biến và bảo quản thực phẩm
 Trong công nghiệp nặng: làm nguội khuôn đúc
 Trong y tế: chế biến và bảo quản thuốc
 Trong cơng nghiệp hố chất
 Trong lĩnh vực điều hồ khơng khí
Đóng vai trị quan trọng nhất là ngành công nghiệp chế biến và bảo quản
thực phẩm. Tuy nhiên để có thể giữ cho thực phẩm đƣợc lâu dài nhằm cung cấp,
phân phối cho nền kinh tế quốc dân,thì phải cấp đơng và trữ đơng nhằm giữ cho
thực phẩm ở 1 nhiệt độ thấp (-180C ÷ - 40 0 C). Bởi vì ở nhiệt độ càng thấp thì các vi
sinh vật làm ơi 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.

GVHD: VÕ VĂN SIM

Trang 4


TRƢỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP.HCM – KHOA CƠNG NGHÊ HĨA HỌC

CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN
Kỹ thuật lạnh đã ra đời hàng trăm năm nay và đƣợc sử dụng rất rộng rãi trong nhiều
ngành kỹ thuật rất khác nhau: trong công nghiệp chế biến và bảo quản thực phẩm, cơng

nghiệp hố chất, cơng nghiệp rƣợu, bia, sinh học, đo lƣờng tự động, kỹ thuật sấy nhiệt độ
thấp, xây dựng, công nghiệp dầu mỏ, chế tạo vật liệu, dụng cụ, thiết kế chế tạo máy, xử lý
hạt giống, y học, thể thao, trong đời sống vv...
Ngày nay ngành kỹ thuật lạnh đã phát triển rất mạnh mẽ, đƣợc sử dụng với nhiều
mục đích khác nhau, phạm vi ngày càng mở rộng và trở thành ngành kỹ thuật vô cùng
quan trọng, không thể thiếu đƣợc trong đời sống và kỹ thuật của tất cả các nƣớc.
1. ỨNG DỤNG CỦA HỆ THỐNG LẠNH TRONG NGÀNH CHẾ BIẾN VÀ BẢO
QUẢN THỰC PHẨM
1.1. Tác dụng của nhiệt độ thấp đối với thực phẩm
Năm 1745 nhà bác học Nga Lômônôxốp trong một luận án nổi tiếng “Bàn về
nguyên nhân của nóng và lạnh” đã cho rằng: Những quá trình sống và thối rửa diễn ra
nhanh hơn do nhiệt độ cao và kìm hãm chậm lại do nhiệt độ thấp.
Thật vậy, biến đổi của thực phẩm tăng nhanh ở nhiệt độ 40 ÷ 50oC vì ở nhiệt độ này
rất thích hợp cho hoạt hố của men phân giải (enzim) của bản thân thực phẩm và vi sinh
vật. Ở nhiệt độ thấp các phản ứng hoá sinh trong thực phẩm bị ức chế.
Trong phạm vi nhiệt độ bình thƣờng cứ giảm 10oC thì tốc độ phản ứng giảm xuống
1/2 đến 1/3 lần. Nhiệt độ thấp tác dụng đến hoạt động của các men phân giải nhƣng không
tiêu diệt đƣợc chúng. Nhiệt độ xuống dƣới 0oC, phần lớn hoạt động của enzim bị đình chỉ.
Tuy nhiên một số men nhƣ lipaza, trypsin, catalaza ở nhiệt độ -191oC cũng không bị phá
huỷ. Nhiệt độ càng thấp khả năng phân giải giảm, ví dụ men lipaza phân giải mỡ.
Khi nhiệt độ giảm thì hoạt động sống của tế bào giảm là do:
- Cấu trúc tế bào bị co rút
- Độ nhớt dịch tế bào tăng
- Sự khuyếch tán nƣớc và các chất tan của tế bào giảm.
- Hoạt tính của enzim có trong tế bào giảm.
Bảng 1.1: Khả năng phân giải phụ thuộc nhiệt độ
Nhiệt độ oC
40
10
0

-10
Khả năng phân giải %
11,9
3,89
2,26
0,7
Các tế bào thực vật có cấu trúc đơn giản, hoạt động sống có thể độc lập với cơ thể
sống. Vì vậy khả năng chịu lạnh cao, đa số tế bào thực vật khơng bị chết khi nƣớc trong
nó chƣa đóng băng.
Tế bào động vật có cấu trúc và hoạt động sống phức tạp, gắn liền với cơ thể sống. Vì
GVHD: VÕ VĂN SIM

Trang 5


TRƢỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP.HCM – KHOA CƠNG NGHÊ HĨA HỌC

vậy khả năng chịu lạnh kém hơn. Đa số tế bào động vật chết khi nhiệt độ giảm xuống
dƣới 4oC so với thân nhiệt bình thƣờng của nó. Tế bào động vật chết là do chủ yếu độ
nhớt tăng và sự phân lớp của các chất tan trong cơ thể.
Một số lồi động vật có khả năng tự điều chỉnh hoạt động sống khi nhiệt độ giảm, cơ
thể giảm các hoạt động sống đến mức nhu cầu bình thƣờng của điều kiện mơi trƣờng
trong một khoảng thời gian nhất định. Khi tăng nhiệt độ, hoạt động sống của chúng phục
hồi, điều này đƣợc ứng dụng trong vận chuyển động vật đặc biệt là thuỷ sản ở dạng tƣơi
sống, đảm bảo chất lƣợng tốt và giảm chi phí vận chuyển.
Ảnh hƣởng của lạnh đối với vi sinh vật:
Khả năng chịu lạnh của mỗi lồi vi sinh vật có khác nhau. Một số lồi chết ở nhiệt
độ 20÷ 0oC. Tuy nhiên một số khác chịu ở nhiệt độ thấp hơn.
Khi nhiệt độ hạ xuống thấp nƣớc trong tế bào vi sinh vật đông đặc làm vỡ màng tế
bào sinh vật.Mặt khác nhiệt độ thấp, nƣớc đóng băng làm mất mơi trƣờng khuyếch tán

chất tan,gây biến tính của nƣớc làm cho vi sinh vật chết.
Trong tự nhiên có 3 loại vi sinh vật thƣờng phát triển theo chế độ nhiệt riêng
Bảng 1.2: Ảnh hưởng của nhiệt độ đến vi sinh vật
Vi khuẩn
Nhiệt độ thấp Nhiệt độ thích hợp Nhiệt độ cao nhất
nhất
nhất
o
- Vi khuẩn ƣa lạnh
0C
15 ÷ 20oC
30oC
(Psychrophiles)
- Vi khuẩn ƣa ấm
10 ÷ 20oC
20 ÷ 40oC
45oC
(Mesophiles)
- Vi khuẩn ƣa nóng
40 ÷ 90oC
50 ÷ 55oC
50 ÷ 70oC
(Thermopphiles)
Nấm mốc chịu đựng lạnh tốt hơn, nhƣng ở nhiệt độ -10oC hầu hết ngừng hoạt động
ngoài trừ các loài Mucor, Rhizopus, Penicellium. Để ngăn ngừa mốc phải duy trì nhiệt độ
dƣới -15oC. Các lồi nấm có thể sống ở nơi khan nƣớc nhƣng tối thiểu phải đạt 15%. ở
nhiệt độ -18oC, 86% lƣợng nƣớc đóng băng, cịn lại 14% khơng đủ cho vi sinh vật phát
triển. Vì vậy để bảo quản thực phẩm lâu dài cần duy trì nhiệt độ kho lạnh ít nhất -18oC.
Để bảo quả thực phẩm ngƣời ta có thể thực hiện nhiều cách nhƣ:
Phơi, sấy khơ, đóng hộp và bảo quản lạnh. Tuy nhiên phƣơng pháp bảo quả lạnh tỏ ra

có ƣu điểm nổi bật vì:
- Hầu hết thực phẩm, nơng sản đều thích hợp đối với phƣơng pháp này.
- Việc thực hiện bảo quản nhanh chóng và rất hữu hiệu phù hợp với tính chất mùa vụ của
GVHD: VÕ VĂN SIM

Trang 6


TRƢỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP.HCM – KHOA CƠNG NGHÊ HĨA HỌC

nhiều loại thực phẩm nơng sản.
- Bảo tồn tối đa các thuộc tính tựnhiên của thực phẩm, giữ gìn đƣợc hƣơng vị, màu
sắc, các vi lƣợng và dinh dƣỡng trong thực phẩm
1.2. Các chế độ xử lý lạnh thực phẩm
Thực phẩm trƣớc khi đƣợc đƣa vào các kho lạnh bảo quản, cần đƣợc tiến hành xử lý
lạnh để hạ nhiệt độ thực phẩm từ nhiệt độ ban đầu sau khi đánh bắt, giết mổ xuống nhiệt
độ bảo quản.
Có hai chế độ xử lý lạnh sản phẩm là xử lý lạnh và xử lý lạnh đông
a) Xử lý lạnh
Xử lý lạnh là làm lạnh các sản phẩm xuống đến nhiệt độ bảo quản lạnh yêu cầu.
Nhiệt độ bảo quản này phải nằm trên điểm đóng băng của sản phẩm. Đặc điểm là sau khi
xử lý lạnh, sản phẩm cịn mềm, chƣa bị hóa cứng do đóng băng.
b) Xử lý lạnh đông là kết đông (làm lạnh đông) các sản phẩm.
Sản phẩm hồn tồn hóa cứng do hầu hết nƣớc và dịch trong sản phẩm đã đóng
thành băng. Nhiệt độ tâm sản phẩm đạt -80C, nhiệt độ bề mặt đạt từ -180C đến -120C.
Xử lý lạnh đơng có hai phƣơng pháp:
 Kết đơng hai pha
Thực phẩm nóng đầu tiên đƣợc làm lạnh từ 370C xuống khoảng 40C sau đó đƣa
vào thiết bị kết đông để nhiệt độ tâm khối thực phẩm đạt -80C.
 Kết đơng một pha

Thực phẩm cịn nóng đƣợc đƣa ngay vào thiết bị kết đơng để hạ nhiệt độ tâm khối
thực phẩm xuống đạt dƣới -80C.
Kết đơng một pha có nhiều ƣu điểm hơn so với kết đơng hai pha vì tổng thời gian của q
trình giảm, tổn hao khối lƣợng do khơ ngót giảm nhiều, chi phí lạnh và diện tích buồng
lạnh cũng giảm.
Đối với chế biến thịt thƣờng sử dụng phƣơng pháp 01 pha. Đối với hàng thuỷ sản
do phải qua khâu chế biến và tích trữ trong kho chờ đơng nên thực tế diễn ra 2 pha.
Các loại thực phẩm khác nhau sẽ có chế độ bảo quản và đơng lạnh thích hợp khác
nhau. Ở chế độ bảo quản lạnh và trong giai đoạn đầu của quá trình kết động hai pha,
ngƣời ta phải gia lạnh sản phẩm. Thông thƣờng thực phẩm đƣợc gia lạnh trong mơi
trƣờng khơng khí với các thơng số sau:
- Độ ẩm khơng khí trong buồng: 85 ÷ 90%
- Tốc độ khơng khí đối lƣu tự nhiên: 0,1 ÷ 0,2 m/s; đối lƣu cƣỡng bức cho phép <0,5 m/s
(kể cả rau quả, thịt, cá, trứng...).
- Giai đoạn đầu, khi nhiệt độ sản phẩm còn cao, ngƣời ta giữ nhiệt độ khơng khí gia lạnh
thấp hơn nhiệt độ đóng băng của sản phẩm chừng 1 ÷ 20C. Nhiệt độ đóng băng của một số
GVHD: VÕ VĂN SIM

Trang 7


TRƢỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP.HCM – KHOA CƠNG NGHÊ HĨA HỌC

sản phẩm nhƣ sau: thịt -1,20C, cá từ 0,6 ÷ -20C, rau quả - 0,84 ÷ - 4,20C. Nhiệt độ khơng
khí gia tăng 20C thì thời gian gia nhiệt kéo dài thêm 5h.
2. CÁC VẤN ĐỀ VỀ CẤP ĐÔNG THỰC PHẨM
2.1. Các cấp lành lạnh thực phẩm
Lạnh là trạng thái của vật chất khi nhiệt độ của nó thấp hơn nhiệt độ mơi trƣờng
xung quanh. Vậy giới hạn nào đó của nhiệt độ mơi trƣờng xung quanh để phân biệt
giữa nóng và lạnh của vật chất. Vấn đề này chƣa đƣợc thống nhất trên thế giới. Tuy

nhiên, hiện nay nhiều nƣớc chọn giới hạn lạnh là trạng thái vật chất dƣới +200C. Nhƣ
vậy, ứng với khoảng nhiệt độ sản phẩm sau cấp đông ngƣời ta phân biệt các cấp làm
lạnh thực phẩm nhƣ sau:
• Làm lạnh thƣờng: tđb < t < +20oC
• Làm lạnh đơng : -100oC < t < tđb
• Làm lạnh thâm độ: -273oC < t < -100oC
2.2. Nhiệt độ đóng băng của thực phẩm
Nƣớc trong thực phẩm, đặc biệt trong thủy sản chiếm tỷ lệ rất lớn có thể lên đến
80%. Nƣớc nguyên chất đóng băng ở 0oC. Tuy nhiên, điểm đóng băng của thực phẩm
thì khác vì nồng độ muối khống và chất hòa tan trong dịch tế bào của thực phẩm
thay đổi tùy theo từng loại thực phẩm nên chúng có điểm đóng băng khác nhau và
thƣờng nhỏ hơn 0oC. Ví dụ của cá biển có điểm đóng băng khoảng -1,5oC, cá nƣớc
ngọt ở -1oC, tôm biển -2oC.
2.3. Sự biến đổi của thực phẩm trong q trình cấp đơng
a) Biến đổi về nhiệt vật lý
Sự kết tinh của nước: Trong quá trình cấp đông nƣớc tách ra và đông thành các tinh
thể, làm cho sản phẩm trở nên rắn, tăng thể tích một ít. Khi nƣớc trong thực phẩm kết
tinh tạo thành mạng tinh thể xen kẽ giữa các thành phần khác tạo ra cấu trúc vững
chắc, nhƣng khi làm tan băng phục hồi trạng thái ban đầu thì cấu trúc thực phẩm bị
mềm yếu hơn, kém đàn hồi hơn do các tinh thể làm rách cấu trúc liên kết tế bào của
thực phẩm.
Biến đổi màu sắc: Đồng thời với quá trình trên màu sắc thực phẩm cũng biến đổi do
hiệu ứng quang học do tinh thể đá khúc xạ ánh sáng. Màu sắc thực phẩm khi nƣớc
đóng băng phụ thuộc tính chất quang ánh sáng của các tinh thể nƣớc đá.
Bay hơi nước: Trong q trình làm lạnh đơng có hiện tƣợng mất nƣớc, giảm trọng
lƣợng sản phẩm. Đó là sự bay hơi nƣớc vào khơng khí từ bề mặt thực phẩm, do chênh
lệch mật độ ρ giữa khơng khí sát bề mặt và khơng khí xung quanh. Ẩm bốc hơi lên từ
bề mặt sản phẩm vào khơng khí xung quanh, nếu sản phẩm có bề mặt cịn ƣớt thì khi
cấp đơng chúng sẽ đơng lại, sau đó diễn ra q trình thăng hoa. Nếu chênh lệch nhiệt
GVHD: VÕ VĂN SIM

Trang 8


TRƢỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP.HCM – KHOA CƠNG NGHÊ HĨA HỌC

độ bề mặt sản phẩm và khơng khí trong buồng cấp đơng càng lớn thì ẩm bốc càng
mạnh, gây hao hụt khối lƣợng.
Khuyếch tán nƣớc: Khi cấp đông xảy ra hiện tƣợng khuyếch tán nƣớc trong cấu trúc
thực phẩm, nƣớc khuyếch tán là do các nguyên nhân:
- Sự chênh lệch nhiệt độ gây nên do chênh lệch mật độ ρ.
- Sự lớn lên của tinh thể nƣớc đá ln thu hút nƣớc từ những vị trí chƣa kết tinh dẫn
đến, làm cho nƣớc từ nơi có nồng độ chất tan thấp chuyển đến nơi có nồng độ chất
tan cao. Sự di chuyển của nƣớc thực hiện nhờ bám thấm và mao dẫn của cấu trúc thực
phẩm. Động lực của quá trình khuyếch tán, làm cho nƣớc di chuyển từ trong tế bào ra
gian bào và từ trong ra ngồi, từ vị trí liên kết ra tự do. Khi nƣớc khuyếch tán cấu trúc
tế bào co rút, một số chất tan biến tính, dẫn đến khi làm tan một phần thực phẩm gần
bề mặt.
Các thông số nhiệt vật lý thay đổi: Biến đổi nhiệt dung, hệ số dẫn nhiệt, hệ số dẫn
nhiệt độ.
b) Biến đổi hóa học
Bản chất q trình biến đổi hóa học của thực phẩm khi làm lạnh là sự phân giải của
các chất dự trữ năng lƣợng do tác động của các enzim có sẵn trong thực phẩm. Mức
độ biến đổi hóa học phụ thuộc vào trạng thái ban đầu của thực phẩm và phƣơng pháp
làm lạnh. Nói chung do nhiệt độ giảm nhanh thời gian làm lạnh ngắn nên các biến đổi
hóa học diễn ra với tốc độ chậm, ít hƣ hỏng, chất lƣợng sản phẩm đƣợc đảm bảo
Các biến đổi chủ yếu là do sự oxi hóa các sắc tố làm biến màu thực phẩm, sự oxi
hóa phụ thuộc vào mức độ tiếp xúc với khơng khí của thực phẩm và chất lƣợng ban
đầu.
Để giảm sự oxi hóa có thể loại bỏ các sắc tố trƣớc khi làm lạnh, hạn chế bớt, hạn

chết bớt các hoạt tính của các enzim, hạn chế tiếp xúc với khơng khí, làm tăng tốc độ
làm lạnh.
c) Biến đổi do vi sinh
Trƣớc khi làm lạnh, thực phẩm thƣờng đƣợc rửa sạch để loại bỏ các tạp chất nói
chứa nhiều loại vi sinh vật.
Trong quá trình làm lạnh do nhiệt độ môi trƣờng làm lạnh không phù hợp với vi sinh
vật nên vi sinh vật bề mặt ngoài của thực phẩm bị tiêu diệt. Số còn lại bị hạn chế khả
năng hoạt động. Nhƣng chúng thích nghi dần với lạnh, nên thời gian bảo quản thực
phẩm bị giảm.
2.4. Sự kết tinh của nước trong thực phẩm
a) Nƣớc trong thực phẩm

GVHD: VÕ VĂN SIM

Trang 9


TRƢỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP.HCM – KHOA CƠNG NGHÊ HĨA HỌC

Nƣớc trong thực phẩm, đặc biệt trong thủy sản chiếm tỷ lệ rất lớn có thể lên đến
80%. Tùy theo mức độ liên kết mà ngƣời ta chia nƣớc trong thực phẩm ra các dạng: Nƣớc
tự do và nƣớc liên kết.
Nước tự do: Chỉ liên kết cơ học. Nƣớc nằm bất động trong mạng lƣới cấu trúc mơ
cơ dƣới hình thức dung mơi để khuyếch tán các chất qua tế bào.
Nước liên kết: Không phải là dung môi mà là ở dạng liên kết với các chất protit tan
và các chất vô cơ, hữu cơ tan khác tạo thành các cấu trúc của mô cơ.
a) Cơ chế đóng băng trong thực phẩm khi cấp đơng
Nƣớc trong thực phẩm do có hịa tan các chất tan nên nhiệt độ đóng băng thấp hơn
0
0 C.

Khi hạ nhiệt độ thực phẩm xuống thấp các dạng nƣớc trong thực phẩm đóng băng
dần dần tùy mức độ liên kết của chúng với các tế bào.
Khi nhiệt độ hạ thấp bằng nhiệt độ cấp đông, trƣớc tiên các tinh thể đá xuất hiện ở
gian bào (khoảng trống giữa các tế bào). Khi đến điểm đóng băng đa số nƣớc ở gian bào
kết tinh và làm tăng nồng độ chất tan lên cao hơn trong tế bào. Do đó khi áp suất thẩm
thấu tăng lên làm nƣớc trong tế bào có xu hƣớng ra ngoài qua gian bào, qua màn bán
thấm của tế bào. Nếu tốc độ làm lạnh chậm thì nƣớc trong tế bào ra sẽ làm các tinh thể
hiện diện lớn lên mà không tạo nên tinh thể mới.
Nếu tốc độ làm lạnh nhanh thì tinh thể sẽ tạo ra cả ở bên ngoài lẫn trong tế bào, tinh
thể sẽ nhuyễn và đều. Do đó nếu hạ nhiệt chậm tế bào bị mất nƣớc và tinh thể đá tạo ra sẽ
to và chèn ép làm rách màng tế bào, cấu tạo mô cơ bị biến dạng, giảm chất lƣợng sản
phẩm.
Khi nƣớc tự do đã đóng băng hết thì đến lƣợt nƣớc lên kết, bắt đầu từ nƣớc có liên
kết yếu đến nƣớc có liên kết mạnh.
b) Tác động của sự kết tinh của nƣớc đối với thực phẩm
Trong quá trình kết tinh của nƣớc trong thực phẩm, xảy ra các hiện tƣợng sau đây,
nếu tốc độ làm lạnh không đạt yêu cầu sẽ ảnh hƣởng nghiêm trọng đến chất lƣợng sản
phẩm:
- Có sự phân bố lại nƣớc trong thực phẩm không chỉ giữa gian bào và tế bào mà
còn theo chiều sâu của sản phẩm.
- Có sự biến đổi tế bào do sự phân bố lại nƣớc, do tạo thành lớp đá, vỡ tế bào, biến
đổi cấu trúc sợi cơ.
c) Các yếu tố ảnh hƣởng đến sự kết tinh của nƣớc trong thực phẩm
● Nồng độ các chất hòa tan
Các chất đƣờng, chất béo, protein, muối… trong thực phẩm hòa tan liên kết với
nƣớc tạo thành dung dịch keo.
GVHD: VÕ VĂN SIM

Trang 10

TRƢỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP.HCM – KHOA CƠNG NGHÊ HĨA HỌC

Để kết tinh các phân tử nƣớc phải tách ra khỏi sự liên kết của các chất tan. Vì vậy
khi có các chất tan thì nhiệt độ của nƣớc phải giảm để giảm động năng, tăng lực liên kết
phân tử giữa các phân tử nƣớc với nhau để kết tinh. Do đó nồng độ chất hịa tan tăng thì
nhiệt độ kết tinh nƣớc giảm.
 Tốc độ cấp đông
Tốc độ làm lạnh thực phẩm là tỷ số giữa chiều dày lớp thực phẩm đƣợc cấp đông
với thời gian để làm đơng lớp đó.
Tốc độ làm lạnh đơng phụ thuộc vào nhiều yếu tố nhƣ: Nhiệt độ cấp đông, phƣơng
pháp cấp dịch cho dàn lạnh, kích thƣớc và bản chất thực phẩm cấp đơng, trong đó yếu tố
nhiệt độ buồng cấp đơng đóng vai trị quan trọng nhất.
 Chất lƣợng ban đầu của thực phẩm
Thực phẩm tƣơi sống đem làm lạnh đơng sẽ có chất lƣợng cao nhất vì cấu trúc và
sự liên kết của nƣớc với các thành phần cịn lại cịn ngun tính tự nhiên.
Khi các cấu trúc bị hƣ hỏng do va chạm hoặc do chất lƣợng bị giảm vì quá trình tự
phân giải, thối giữa thì khả năng giữ nƣớc giảm, tỷ lệ nƣớc tự do tăng, tính đàn hồi của
cấu trúc giảm. Tƣơng tự nhƣ ở thịt động vật ở giai đoạn co cứng, cấu trúc giảm tính đàn
hồi vì khả năng giữ nƣớc giảm.
Trong những trƣờng hợp này nƣớc kết tinh sẽ khuyếch tán nhiều, cấu trúc liên kết tế
bào bị nƣớc đá giãn nở sẽ rách vỡ làm cho chất lƣợng sản phẩm giảm.
2.5. Các yếu tố ảnh hưởng đến thời gian cấp đơng
a) Loại máy cấp đơng
Có nhiều loại thiết bị cấp đông và nguyên lý hoạt động khác nhau. Thiết bị gió
cƣỡng bức tiếp xúc và làm lạnh sản phẩm, có loại tiếp xúc là bề mặt các tấm kim loại,
nhƣng có loại thì sản phẩm đƣợc nhúng trong dịch N2 lỏng. Do nguyên lý làm lạnh khác
nhau nên tốc độ sẽ khác nhau đáng kể.
Đối với cùng một dạng máy cấp đông nhƣng nếu sử dụng phƣơng pháp cấp dịch cho
thiết bị bay hơi khác nhau cũng làm cho thời gian cấp đông thay đổi đáng kể, do hệ số

trao đổi nhiệt bên trong phụ thuộc nhiều vào phƣơng pháp cấp dịch.
b) Nhiệt độ buồng cấp đông
Nhiệt độ cấp đơng càng thấp thì thời gian cấp đơng càng nhanh và ngƣợc lại. Vì vậy
cần chọn nhiệt độ buồng hợp lý. Thƣờng nhiệt độ khơng khí trong buồng cấp đơng đạt là 35oC.
c) Tốc độ gió trong buồng cấp đơng
Tốc độ gió càng cao thì thời gian cấp đơng càng nhanh do hệ số tỏa nhiệt đối lƣu
tăng, kết quả hệ số truyền nhiệt tăng.
d) Nhiệt độ sản phẩm trƣớc cấp đông
GVHD: VÕ VĂN SIM

Trang 11


TRƢỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP.HCM – KHOA CƠNG NGHÊ HĨA HỌC

Việc chế biến thực phẩm diễn ra trong một thời gian khá lâu. Vì vậy khi chế biến
đƣợc khay sản phẩm nào, ngƣời ta sẽ tạm cho vào kho chờ đông để tạm thời bảo quản, để
chờ cho đủ khối lƣợng cần thiết cho 1 mẻ mới đem cấp đơng.
Măt khác, trong q trình chế biến thực phẩm đƣợc ƣớp đá và xử lý trong không
gian khá lạnh. Vì thế nhiệt độ thực phẩm đƣa vào thiết bị cấp đơng thƣờng chỉ cỡ 10 ÷
120C. Nhiệt độ thực phẩm đƣa vào cấp đơng càng thấp thì thời gian cấp đông càng ngắn.
e) Bề dày sản phẩm cấp đơng
Thực phẩm cấp đơng thƣờng có dạng khối ngun con hoặc dạng rời nhỏ (phi lê).
Thời gian cấp đông làm lạnh từ ngoài vào tâm sản phẩm phụ thuộc rất nhiều vào chiều
dày của thực phẩm.
Thời gian cấp đông càng lâu nếu thực phẩm càng dày. Ngƣời ta nhận thấy thời gian
cấp đơng tăng lên một cách nhanh chóng nếu tăng chiều dày thực phẩm. Các thực phẩm
dạng cấp đông dạng khối có thời gian cấp đơng khá lâu nhƣng dạng rời thì thời gian ngắn
hơn nhiều.
f) Diện tích bề mặt tiếp xúc

Trong tủ cấp đông tiếp xúc nếu bề mặt tiếp xúc nhỏ sẽ làm tăng thời gian làm lạnh.
Vì thế các khay cấp đơng phải có bề mặt phẳng, không gồ ghề lồi lõm. Trong các thiết bị
đông rời nên bố trí thực phẩm đều theo tồn bộ khay. Trên các tấm lắc cấp đơng nếu có
băng cũng có thể làm giảm diện tích tiếp xúc.
g) Bao gói sản phẩm
Một số thực phẩm cấp đơng đƣợc đóng gói trƣớc nên khi cấp đông làm tăng nhiệt
trở. Đặt biệt khi bao gói có lọt các lớp khí vào bên trong thì tạo ra lớp cách nhiệt sẽ làm
tăng thời gian cấp đơng.
h) Loại thực phẩm
Mỗi loại thực phẩm có một nhiệt dung và nhiệt hàm khác nhau, do đó nhiệt lƣợng
cần thiết để cấp đông 1 kg mỗi loại thực phẩm rất khác nhau.
Ngoài ra hệ số dẫn nhiệt của thực phẩm cũng ảnh hƣởng đến tốc độ làm lạnh của nó.
Thực phẩm có thể tích riêng nhỏ cũng có thời gian cấp đơng lớn.
3. CÁC PHƢƠNG PHƢƠNG VÀ THIẾT BỊ CẤP ĐƠNG THỰC PHẨM
Thiết bị cấp đơng có rất nhiều dạng, hiện nay ở nƣớc ta sử dụng phổ biến các hệ
thống nhƣ sau:
 Kho cấp đơng gió (Air Blast Freezer)
 Tủ cấp đông tiếp xúc (Contact Freezer)
 Tủ cấp đơng gió dạng rời
 Hệ thống cấp đơng dạng rời, có băng chuyền IQF
- Hệ thống cấp đơng có băng chuyền cấp đơng thẳng
GVHD: VÕ VĂN SIM

Trang 12


TRƢỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP.HCM – KHOA CƠNG NGHÊ HĨA HỌC

- Hệ thống cấp đơng có băng chuyền dạng xoắn
- Hệ thống cấp đông siêu tốc

- Hệ thống cấp đông nhúng N2 lỏng
3.1. Làm đông thực phẩm trong khơng khí lạnh
Thực phẩm đƣợc làm lạnh bằng khơng khí có nhiệt độ âm sâu đối lƣu cƣỡng bức
qua bề mặt. Sản phẩm cấp đông dạng block hoặc dạng rời, nhƣng thích hợp nhất là sản
phẩm dạng rời. Quá trình truyền nhiệt là trao đổi nhiệt đối lƣu.
Ưu điểm: Khơng khí có nhiệt dung riêng nhỏ giảm nhiệt độ nhanh, khi tiếp xúc
không gây các tác động cơ học vì thế giữ ngun hình dáng kích thƣớc thực phẩm, đảm
bảo thẩm mỹ và khả năng tự bảo vệ cao của nó.
Nhược điểm: Thực phẩm dễ bị khơ do bay hơi nƣớc bề mặt và dễ oxi hóa do tiếp
xúc nhiều với khí O2
3.2. Làm đơng tiếp xúc
Các sản phẩm đặt trên các khay và đƣợc kẹp giữa các tấm lắc cấp đông. Các tấm lắc
kim loại bên trong rỗng để cho môi chất lạnh chảy qua, nhiệt độ bay hơi đạt to = -40 –
-45oC
Nhờ tiếp xúc với các tấm lắc có nhiệt độ rất thấp, q trình trao đổi nhiệt tƣơng đối
hiệu quả và thời gian làm đông đƣợc rút ngắn đáng kể so với làm đông dạng khối trong
các kho cấp đơng gió, thời gian từ 1,5 ÷ 2 giờ nếu cấp dịch bằng bơm, từ 4 ÷ 4,5 giờ nếu
cấp dịch từ bình giữ mức theo kiểu ngập dịch.Q trình truyền nhiệt trong tủ đơng tiếp
xúc là dẫn nhiệt.
3.3. Làm đông cực nhanh
Thực phẩm đƣợc di chuyển trên các băng chuyền và đƣợc phun làm lạnh bằng Nitơ
lỏng có nhiệt độ bay hơi rất thấp khoảng -196oC.
Vì thế thời gian làm đơng cực nhanh từ 5 ÷ 10 phút. Hiện nay ở các nƣớc phát triển
ứng dụng rộng rãi phƣơng pháp này.
3.4. Làm đông bằng hỗn hợp đá và muối
Phƣơng pháp này đƣợc thực hiện ở những nơi khơng có điện để chạy máy lạnh. Khi
cho muối vào nƣớc đá thì tạo nên hỗn hợp có khả năng làm lạnh. Tùy thuộc vào tỷ lệ
muối pha mà đạt đƣợc các hỗn hợp có nhiệt độ khác nhau.
Phƣơng pháp này có ƣu điểm dễ thực hiện. Nhƣng có nhƣợc điểm là nhiệt độ hỗn
hợp tạo ra khơng cao cỡ -12oC, vì vậy chỉ có khả năng bảo quản trong thời gian ngắn và

thực phẩm tƣơi sạch. Nhƣợc điểm khác của phƣơng pháp này là thực phẩm mất trọng
lƣợng và giảm phẩm chất bề mặt.
3.5. Làm đông bằng nước muối lạnh
Có 2 cách:
GVHD: VÕ VĂN SIM

Trang 13


TRƢỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP.HCM – KHOA CƠNG NGHÊ HĨA HỌC

Ngâm trong nước muối: Cá đƣợc xếp vào giỏ lƣới rồi nhúng vào bể nƣớc muối đƣợc
làm lạnh bởi dàn bốc hơi amôniăc. Nƣớc muối đƣợc lƣu động bằng bơm, nhiệt độ -18oC,
thời gian làm đông khoảng 3 giờ.
Phun nước muối lạnh: Phƣơng pháp này nƣợc ứng dụng trong chế biến thủy sản. Cá
vận chuyển trên băng chuyền và đƣợc phun nƣớc muối lạnh -25oC. Khi đã đóng băng cá
đƣợc phun nƣớc sạch 20oC để rửa muối bám lên cá, cuối cùng cá đƣợc phun nƣớc 00C để
mạ băng trƣớc khi chuyển vào kho bảo quản. Theo phƣơng pháp này thời gian làm đông
ngắn mà hao hụt trọng lƣợng ít, lƣợng muối ngấm vào ít.

GVHD: VÕ VĂN SIM

Trang 14


TRƢỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP.HCM – KHOA CƠNG NGHÊ HĨA HỌC

CHƢƠNG 2: CÂN BẰNG NĂNG LƢỢNG
1. XÁC ĐỊNH KÍCH THƢỚC MẶT BẰNG KHO CẤP ĐƠNG
- Thể tích chất tải

(TL1,Tr.33)

-

E: Năng suất kho lạnh, tấn
mđ: định mức chất tải, gv = 0,17 tấn/m3
Diện tích chất tải
(TL1, Tr.33)

-

h: chiều cao chất tải của kho lạnh, m
Chiều cao của kho cấp đông
h = 1,8 + 1 = 2,8 (m) (chiều cao gió đối lƣu trong kho cấp đơng là 1m)
Diện tích lạnh cần xây dựng
(TL1, Tr.34)

-

-

β: hệ số sử dụng diện tích các buồng chứa, tính cả đƣờng đi và chiếm chỗ của dàn
lạnh. Diện tích buồng lạnh < 20 m2 → β = 0,5 ÷ 0,6 (Bảng 2.5)
 Kích thƣớc kho cấp đơng là: 4m × 3,25m × 2,8m
Tải trọng của nền và của trần
gF ≥ gv × h (TL1, Tr.33)
→ gF ≥ 0,17 ×1,8 = 0,306 tấn/m3
Số lƣợng buồng lạnh cần xây dựng
(TL1, Tr.34)
f: diện tích buồng lạnh quy chuẩn đã chọn xác định qua các hang cột kho, m2

f = 36 hoặc bội số của 36

2. TÍNH CÁCH NHIỆT CÁCH ẨM CHO KHO LẠNH
- Tính tốn cách nhiệt cho vách và trần
Việc tính tốn cách nhiệt cho vách nhằm mục đích hạn chế dịng nhiệt truyền
từ bên ngoài vào qua kết cấu bao che và bên trong kho lạnh.
Kho panel đƣợc lắp ghép bởi các tấm panel có kết cấu cách nhiệt và cách ẩm
nhƣ hình dƣới đây:

GVHD: VÕ VĂN SIM

Trang 15


TRƢỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP.HCM – KHOA CƠNG NGHÊ HĨA HỌC

Hình 2.1: Cấu tạo và kết cấu cách nhiệt, ẩm của các tấm panel
STT

Lớp vật liệu

Độ dày (mm)

Hệ số dẫn nhiệt (W/mK)

1

Lớp tơn

0,5 ÷ 0,6

45,3

2

Lớp polyurethane

150

0,018 ÷ 0,02

3

Lớp tơn

0,5 ÷ 0,6

45,3

Xác định chiều dày lớp cách nhiệt tƣờng bao ngoài
- Nhiệt độ trong kho: t = -35oC
- Hệ số truyền nhiệt: k = 0,19 (Bảng 3.3, TL1, Tr.84)
- Hệ số tỏa nhiệt α1 và α2
+ α1 = 23,3 W/m2K (từ khơng khí đến mặt ngồi của vách bao che)
+ α2 = 10,5 W/m2K (từ vách bao che đến khơng khí trong phịng)
(Bảng 3.7)
(

(

)) (TL1, Tr.85)
(

)

→ Chiều dày panel phải chọn
δpanel = 102,5 + (2 × 0,6) = 103,7 (mm)
GVHD: VÕ VĂN SIM

Trang 16


TRƢỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP.HCM – KHOA CƠNG NGHÊ HĨA HỌC

→ Chọn chiều dày panel tiêu chuẩn δTC = 125 mm
Chiều dày cách nhiệt thực của panel:
δCN thực = 125 – (2 × 0,6) = 123,8 mm
Hệ số truyền nhiệt thực của vách
(TL1, Tr. 85)

= 0,084 (W/m2K)
-

Tính toán cách ẩm cho vách và trần

Do nhiệt độ bên ngồi và bên trong kho cấp đơng khơng bằng nhau nên xuất hiện độ
chênh áp suất hơi nƣớc nhất định giữa 2 mơi trƣờng. Vì áp suất hơi nƣớc bên ngồi ln
lớn hơn áp suất hơi nƣớc bên trong kho nên tồn tại dịng ẩm đi từ bên ngồi vào trong
kho. Khi gặp nhiệt độ thấp thì ẩm sẽ đọng lại trong kết cấu cách nhiệt, phá hủy đi tính
cách nhiệt của lớp cách nhiệt bên trong. Chính vì vậy khi tính tốn thiết kế kho cấp đơng,

ta phải tính toán lớp cách ẩm cho vách tƣờng bao che của kho.
+ Tính kiểm tra đọng sƣơng trên bề mặt vách cách nhiệt

⁄

(TL1, Tr.86)

t1: nhiệt độ khơng khí ngồi trời (tháng nóng nhất), oC (TP.HCM)
t2: nhiệt độ khơng khí trong buồng cấp đơng, oC
ts: nhiệt độ điểm sƣơng của khơng khí ngoài trời, oC
Điều kiện: kt < ks
0,084 < 1,7 (W/m2K) (thỏa)
+ Tính kiểm tra đọng ẩm trong cơ cấu cách nhiệt: đối với kho lạnh ghép cấu trúc
ẩm ở đây là lớp tơn mạ màu, tơn là vật liệu có hệ số dẫn ẩm nhỏ gần nhƣ bằng
không nên việc cách ẩm ở kho lạnh ghép là rất an toàn

GVHD: VÕ VĂN SIM

Trang 17


TRƢỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP.HCM – KHOA CƠNG NGHÊ HĨA HỌC

-

Tính tốn cách nhiệt và cách ẩm cho nền
STT

Lớp vật liệu

Chiều dày (mm)

Hệ số dẫn nhiệt
(W/mK)

1

Lớp vữa tráng nền

10 ÷ 20

0,78

2

Lớp bê tơng cốt thép

75 ÷ 100

1,28

3

Lớp giấy dầu chống thấm

2

0,175

4

Lớp cách nhiệt

200

0,018 ÷ 0,02

5

Lớp giấy dầu chống thấm

2

0,175

6

Lớp hắc in qt liên tục

0,1

0,7

7

Lớp bêtơng

150 ÷ 200

1,28

Xác định chiều dày lớp cách nhiệt
(
(

(

))

(

))

 Chọn chiều dày cách nhiệt thực δT = 100mm
→

GVHD: VÕ VĂN SIM

(

)
Trang 18


TRƢỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP.HCM – KHOA CƠNG NGHÊ HĨA HỌC

3. TÍNH NHIỆT HỆ THỐNG LẠNH
 Tính tốn phụ tải nhiệt
Dịng nhiệt tổn thất ở kho cấp đông
Q = Q1 + Q2 + Q3 (TL2, Tr.164)

Q1 : Dòng nhiệt qua kết cấu bao che
Q2 : Dòng nhiệt làm lạnh sản phẩm
Q3 : Dòng nhiệt khi vận hành
Xác định dòng nhiệt qua kết cấu bao che
Q1 = Q11 + Q12 + Q13 (TL2, Tr.164)
Q11 : Tải nhiệt qua tƣờng bao và trần kho cấp đông
Q12 : Tải nhiệt qua nền
Q13 : Tải nhiệt do bức xạ mặt trời
Xác định Q11
Q11 = kt × F × (t1 – t2) (TL2, Tr.164)
= 0,084 × 10-3 × (4 × 2,8) × (37,3 – (-35))
= 0,068 (kW)
kt : hệ số truyền nhiệt thực của kết cấu bao che, W/m2K
F: diện tích bề mặt kết cấu bao che
t1 : nhiệt độ môi trƣờng bên ngồi
t2 : nhiệt độ bên trong kho cấp đơng
Xác định Q12
Q12 = Σ ki Fi × (t1 – t2) (TL2, Tr.165)
ki : hệ số truyền nhiệt phụ thuộc vào từng vùng của nền
Fi: diện tích từng vùng
m: hệ số trở nhiệt khi có cách nhiệt
Ta có diện tích kho = 13 m2 < 50 m2 → chỉ tính vùng 1
F1 = 4×(a + b) = 4×( 4 + 3,25) = 29 m2
k1 = 0,47 (vùng rộng 2m theo chi vi tƣờng bao)
 Σ ki Fi = 0,47 × 29 = 13,63
Hệ số trở nhiệt khi có cách nhiệt:
3.1.

-

-

(

(

GVHD: VÕ VĂN SIM

)

(TL1, Tr.107)

)

Trang 19