Đồ Án Thiết kế Tủ cấp đông tiếp xúc( loại Contact Freezer ) năng suất 1 tấn.mẻ (Full Cad)

LỜI MỞ ĐẦU

Ngày nay, công nghiệp thực phẩm nói chung và thủy hải sản nói riêng rất phát triển. Bên cạnh đó các nguồn khai thác thủy hải sản tăng mạnh trong những năm qua. Vì những lý do này mà việc bảo quản nguyên liệu sau khi khai thác để chế biến là một vấn đề rất cần thiết nhằm mục đích giữ được hương vị cũng như chất lượng sản phẩm. Có nhiều phương pháp vận dụng để bảo quản trước khi chế biến, trong đó phương pháp làm lạnh thủy sản là một trong những phương pháp được ứng dụng rộng rãi nhất ,đặc biệt là làm lạnh đông.
Vì thế, đề tài “ Thiết kế Tủ cấp đông ( loại Contact Freezer ) của môn “ Đồ án môn học Quá trình & Thiết bị” cũng là một bước giúp cho sinh viên luyện tập và chuẩn bị cho việc thiết kế các quá trình và thiết bị công nghệ tong lĩnh vực này.
Mặc dù có cố gắng trong việc thực hiện đồ án này nhưng đây là bước đầu tiên trong việc thực hiện thiết kế nên chắc hẳn sẽ tồn tại những thiếu sót.
Để hoàn thành tốt đồ án này, em xin chân thành cảm ơn thầy cô trong Bộ môn Máy& Thiết bị đặc biệt là Thầy Nguyễn Văn Lục đã hướng dẫn tận tình em trong thời gian qua.


Chương 1
TỔNG QUAN

I. Nhiệm vụ đồ án
Thiết kế tủ cấp đông (kiểu contact freeze)
ã Năng suất 1tấn / mẻ
ã Dùng môi chất lạnh NH3
ã Thông số khác tự chọn

II. Thông số ban đầu :
I.1 Thông số thời tiết :
Địa điểm đặt Tủ cấp đông : Thành phố Hồ Chí Minh
ã Nhiệt độ không khí : t = 31oC
ã Độ ẩm : 79.5%
I.2 Sản phẩm :
Các loại thuỷ sản , quá trình tính toán dựa trên các số liệu ban đầu là cá
Cá sau khi được khai thác , được rửa và làm sạch sẽ được đưa đến phòng chờ đông ( vì tủ kết đông làm việc theo mẻ ),nhiệt độ của cá sẽ được làm lạnh xuống khoảng 10 0C. Tiếp tục cá sẽ được đưa vào Tủ cấp đông , với thời gian cấp đông là 4h ,Nhiệt độ tâm sản phẩm sau quá trình kết đông là -12oC , Sau đó cá sẽ được mạ băng và đóng hộp đưa đi tiêu thụ hoặc tồn trữ.

III. Giới thiệu quá trình lạnh thực phẩm :
Các loại thực phẩm đều là những loại dễ ôi thiu do các loại vi sinh vật , đặc biệt là ở các nước nhiệt đới như nước tavà gây thiệt hại lớn , chính vì vậy từ lâu con người đã tìm các phương pháp để bảo quản lâu dài và phân phối đi nhiều vùng , nhiều nơi. Có nhiều phương pháp để bảo quản thực phẩm , ứng dunïg nhiều nhất là phương pháp làm lạnh .
Thực chất của quá trình lạnh là hạ nhiệt độ thực phẩm xuống thấp gần nhiệt độ đóng băng của nó nhằm ngăn cản sự hoạt động của các loại vi sinh vật , nấm mốc , Tuy nhiên vẫn còn tồn tại một số loài vi sinh vật có khả năng phát triển dưới nhiệt độ thấp , vì vậy có thể sử dụng thêm một số phương pháp khác như thêm hoá chất sát trùng , chiếu tia tử ngoại , tia X , tia phóng xạ
Các phương pháp làm lạnh thực phẩm :
ã Làm lạnh tĩnh : Các phòng lạnh được trang bị dàn lạnh tĩnh bay hơi trực tiếp hay gián tiếp qua nước muối. Không khí trong phòng đối lưu tự nhiên , thực phẩm được xếp trên giá hay treo. Nhiệt độ phòng dạt từ -3 00C
ã Làm lạnh tăng cường : Các phòng lạnh được trang bị thêm quạt , tốc độ không khí trong phòng đạt 3 4 m/s. nhiệt độ có thể hạ thấp đến -50C cho thịt lợn và -10C cho bò Độ ẩm duy trì từ 85 95%
ã Làm lạnh phun :Các phòng lạnh được trang bị các buồng phun nước muối. Không khí trao đổi trực tiếp với nước muối và làm lạnh sản phẩm. Ưu điểm của phương pháp này là giảm được tổn hao khối lượng do dộ ẩm khá cao , tránh oxy hoá mỡ , giữ vitamin nhưng nhược điểm là không áp dụng được cho các sản phẩm kị ẩm và kị thấm muối.
ã Làm lạnh bằg cách nhúng sản phẩm trong nước muối lạnh :Nhúng trực tiếp sản phẩm vào trong nước muối lạnh , nước lạnh , nước biển đã làm lạnh. Do hệ số trao đổi nhiệt rất lớn nên thời gian làm lạnh được giảm xuống. Aùp dụng có hiệu quả cho các sản phẩm đóng gói trong các bao nilông kín.
ã Ướp đá , vùi tuyết :Đây là phương pháp làm lạnh cá làm lạnh thông dụng nhất. Đá được đập nhuyễn hoặc xay vụn sau đó được tộn thêm với muối hoặc chất kháng sinh rồi mang bảo quản cá.
ã Làm lạnh chân không : Chủ yếu được ứng dụng cho rau quả. Rau quả được xếp trong phòng kín bằng kim loại , phòng sẽ được hút chân không bằng máy nén ejectơ. Dưới áp suất chân không , rau quả bốc hơi và được làm lạnh . phương pháp này có ưu điểm là làm lạnh nhanh ,giữ được vẻ mỹ quan cho sản phẩm.

IV. Sơ bộ về kỹ thuật lạnh đông :
Kết đông là quá trình làm lạnh đông thực phẩm xuống dưới nhiệt độ đóng băng của thực phẩm ,nhưng không có nghĩa là toàn bộ lượng nước trong sản phẩm bị đóng băng So với làm lạnh thì quá trình kết đông có thể bảo quản sản phẩm trong thời gian dài hơn , có thể lên đến 6 tháng
Các phương pháp kết đông :
ã Kết đông một pha : Sản phẩm thịt nóng được làm lạnh từ nhiệt độ 370C xuống nhiệt độ mong muốn
ã Kết đông hai pha là hạ nhiệt độ sản phẩm từ nhiệt độ 370C xuống một nhiệt độ trung gian khoảng 50C. Sau đó tiếp tục hạ nhiệt độ sản phẩm xuống nhiệt độ mong muốn
V. Tác nhân lạnh : NH3
ã Ưu điểm :
 Năng suất lạnh riêng khối lượng q0 (kJ/kg) lớn nên lưu lượng môi chất tuần hoàn trong hệ thống nhỏ, rất phù hợp cho các máy lạnh co ùnăng suất trung bình và lớn.
 Năng suất lạnh riêng thể tích qv (kJ/m3) tương đối nhỏ nên máy nén gọn nhẹ.
 Các tính chất trao đổi nhiệt tốt, hệ số tỏa nhiệt khi sôi và ngưng tụ tương đương với nước nên không cần tạo cánh trong các thiết bị trao đổi nhiệt với nước.
 Tính lưu động cao, tổn thất áp suất trên đường ống, các cửa van nhỏ, nên các thiết bị này khá gọn nhẹ.
 Amoniac không ăn mòn thép, các kim loại đen chế tạo máy, nhưng ăn mòn đồng và các hợp kim của đồng (trừ hợp kim đồng có photpho) nên không sử dụng đồng và các hợp kim của đồng trong hệ thống lạnh amoniac.
 Có mùi khó chịu, dễ phát hiện rò rỉ ra ngoài môi trường.
 Ít tan trong dầu bôi trơn, đỡ ảnh hưởng đến quá trình bôi trơn và đỡ ảnh hưởng đến chất lượng của tác nhân.
ã Nhược điểm :
 Trong không khí chứa một lượng NH3 nhất định có thể bắt lửa, gây nổ, hoả hoạn, không an toàn cho thiết bị và người.
 Amoniac độc hại đối với cơ thể con người gây kích thích niêm mạc của mắt, dạ dày, gây co thắt cơ quan hô hấp, làm bỏng da.
Tuy độc hại, nhưng amoniac là môi chất lạnh rẻ tiền, dễ kiếm, vận chuyển, bảo quản tương đối dễ dàng, nước ta sản xuất được nên nó vẫn được sử dụng.


MỤC LỤC

Trang
LỜI MỞ ĐẦU
Chướng 1 : Tổng quan 2
I. Nhiệm vụ đồ án 2
II. Thông số ban đầu 2
III. Giới thiệu quá trình lạnh thực phẩm 2
IV. Sơ bộ về lạnh đông 3
V. Tác nhân lạnh 3
Chương 2 : Tính toán sơ bộ tủ cấp đông 5 I. Vị trí tủ 5
II. Kích thước sơ bộ tủ 5
Chương 3 : Tính cách nhiệt cách ẩm 7 I. Tính cách nhiệt 7 II. Tính cách ẩm 9
Chương 4 : Cân bằng năng lượng cho tủ cấp đông 10
I. Dòng nhiệt qua kết cấu bao che 10
II. Dòng nhiệt do sản phẩm toả ra 10
III. Dòng nhiệt tứ các nguồn khác nhau khi vận hành 11
Chương 5 : Tính chọn máy nén 12
I. Thông số của chế độ làm việc 12
II. Quy trình công nghệ 13
III. Tính chọn máy nén 15
Chương 6 : Tính toán thiết bị chính 20
A. Thiết bị ngưng tụ 20
I. Chọn thiết bị ngưng tụ 20
II. Tính toán thiết bị ngưng tụ 20
B. Dàn lạnh 21
I. Số liệu ban đầu 21
II. Kiểm tra 22
Chương 7 : Tính toán thiết bị phụ 24
I. Bình tách dầu 24
II. Bình chứa dầu 25
III. Bình chứa cao áp 25
IV. Bình chứa trung gian 26
V. Tháp giải nhiệt 26
VI. Hệ thống đường ống 27
VII. Bơm nước cho thiết bị ngưng tụ 29
Chương 8 : Vận hành và Tự động hoá hệ thống 31
I. Vận hành hệ thống 31
II. Vấn đề an toàn 32
III. Tự động hoá 32
Chương 9 : Dự tính giá thành 33
TỔNG KẾT 34
TÀI LIỆU THAM KHẢO 35​