Đồ Án Tính toán thiết kế hệ thống lạnh cho kho bảo quản sản phẩm thủy sản đông lạnh sức chứa 250 tấn với t

LỜI NÓI ĐẦU


Trong những năm qua, ngành kỹ thuật lạnh nước ta đã được ứng dụng rất mạnh mẽ trong các ngành như: Sinh học, hoá chất, công nghiệp dệt, thuốc lá, bia, rượu, điện tử, tin học, y tế, đặc biệt trong ngành chế biến và bảo quản thủy sản. Quá trình chuyển đổi công nghệ chế biến để đáp ứng các tiêu chuẩn quốc tế và thay đổi môi chất lạnh mới đã tạo nên một cuộc cách mạng thật sự cho ngành kỹ thuật nước ta.
Với nguồn nguyên liệu thủy sản dồi dào và đa dạng. Sản lượng thủy sản đánh bắt và nuôi trồng hàng năm là rất lớn. Vì vậy để đảm bảo thu được lợi nhuận cao từ việc xuất khẩu thủy sản thì việc đảm bảo chất lượng của sản phẩm là vấn đề rất quan trọng.
Cùng với quy trình công nghệ máy móc và thiết bị chế biến thì vấn đề bảo quản sau khi chế biến là một khâu không thể thiếu để hạn chế những biến đổi làm giảm chất lượng sản phẩm. Cho nên việc xây dựng kho bảo quản sản phẩm thủy sản đông lạnh là một vấn đề cấp thiết hiện nay.
Được sự phân công của PGS. TS Trần Như Khuyên, tôi thực hiện đề tài: “Tính toán thiết kế hệ thống lạnh cho kho bảo quản sản phẩm thủy sản đông lạnh sức chứa 250 tấn với thời gian lưu kho 6 tháng với nhiệt độ bảo quản là -20[SUP]0[/SUP]C”.
Mặc dù rất cố gắng nhưng do thời gian và kinh nghiệm còn hạn chế nên đồ án không tránh khỏi những thiếu sót. Rất mong được sự chỉ dẫn của thầy cô và sự đóng góp ý kiến của các bạn.
Hà Nội,ngày10 tháng 04 năm 2010
Sinh viên thực hiện
Võ Thị Hoa Phượng


1.1. TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ LÀM ĐÔNG VÀ BẢO QUẢN SẢN PHẨM ĐÔNG LẠNH

1.1.1. Tác dụng của việc bảo quản lạnh
Bảo quản thực phẩm là quá trình bảo vệ và hạn chế những biến đổi về chất lượng và hình thức của thực phẩm trong khi chờ đợi đưa đi sử dụng.
Thực phẩm sau khi thu hoạch về chế biến được bảo quản ở nhiệt độ thấp cùng với chế độ thông gió và độ ẩm thích hợp trong kho lạnh, khi hạ nhiệt độ thấp thì enzyme và vi sinh vật trong nhiên liệu bị ức chế hoạt động và có thể bị đình chỉ hoạt động. Như vậy nguyên liệu được giữ tươi lâu thêm một thời gian nữa.
Khi nhiệt độ nhỏ hơn 10[SUP]o[/SUP]C thì vi sinh vật gây thối rữa và vi khuẩn gây bệnh bị kiềm chế phần nào hoạt động của chúng. Khi nhiệt độ nhỏ hơn 0[SUP]o[/SUP]C thì tỷ lệ phát triển của chúng rất thấp, ở -5[SUP]o[/SUP]C ư -10[SUP]o[/SUP]C thì hầu hết chúng không hoạt động. Tuy nhiên có một số loài vi khuẩn và nấm mốc khi hạ nhiệt độ xuống -15[SUP]o[/SUP]C chúng vẫn phát triển được như Cloromobacter, Pseudomonas Do đó, muốn bảo quản được thực phẩm, nhất là các mặt hàng thuỷ sản trong thời gian dài thì nhiệt độ bảo quản phải dưới -15[SUP]o[/SUP]C.
Vậy nhiệt độ thấp,thì nước trong động vật thuỷ sản bị đóng băng làm cơ thể động vật bị mất nước, vi khuẩn thiếu nước nên giảm phát triển và có khi còn bị tiêu diệt. Nói chung khi nhiệt độ hạ xuống thấp thì chỉ có tác dụng kiềm chế vi khuẩn hơn là giết chết chúng.
1.1.2. Một số biến đổi của thực phẩm trong quá trình bảo quản đông.
a. Biến đổi vật lý.
Sự kết tinh lại của nước đá: Đối với các sản phẩm đông lạnh trong quá trình bảo quản nếu chúng ta không duy trì được nhiệt độ bảo quản ổn định sẽ dẫn đến sự kết tinh lại của nước đá. Đó là hiện tượng gây nên những ảnh hưởng xấu cho sản phẩm bảo quản. Do nồng độ chất tan trong các tinh thể nước đá khác nhau thì khác nhau, nên nhiệt độ kết tinh và nhiệt độ nóng chảy cũng khác nhau.
Khi nhiệt độ tăng thì các tinh thể nước đá có kích thước nhỏ, có nhiệt độ nóng chảy thấp sẽ bị tan ra trước tinh thể có kích thước lớn, nhiệt độ nóng chảy cao. Khi nhiệt độ hạ xuống trở lại thì quá trình kết tinh lại xảy ra, nhưng chúng lại kết tinh thể nước đá lớn do đó làm cho kích thước tinh thể nước đá lớn ngày càng to lên. Sự tăng về kích thước các tinh thể nước đá sẽ ảnh hưởng xấu đến thực phẩm cụ thể là các cấu trúc tế bào bị phá vỡ, khi sử dụng sản phẩm sẽ mềm hơn, hao phí chất dinh dưỡng tăng do sự mất nước tự do tăng làm mùi vị sản phẩm giảm.
Để tránh hiện tượng kết tinh lại nước đá, trong quá trình bảo quản nhiệt độ bảo quản phải được giữ ổn định, mức dao động nhiệt độ cho phép là ± 2[SUP]0[/SUP]C.
Sự thăng hoa của nước đá:
Trong quá trình bảo quản sản phẩm đông lạnh do hiện tượng hơi nước trong không khí ngưng tụ thành tuyết trên dàn lạnh làm cho lượng ẩm trong không khí giảm. Điều đó dẫn đến sự chênh lệch áp suất bay hơi của nước đá ở bề mặt sản phẩm với môi trường xung quanh. Kết quả là nước đá bị thăng hoa, hơi nước đi vào bề mặt sản phẩm với môi trường không khí. Nước đá ở bề mặt bị thăng hoa, sau đó các lớp bên trong của thực phẩm cũng bị thăng hoa.
Sự thăng hoa nước đá của thực phẩm làm cho thực phẩm có cấu trúc xốp, rỗng. Oxy không khí dễ thâm nhập vào oxy hoá sản phẩm. Sự oxy hoá xảy ra làm cho sản phẩm hao hụt về trọng lượng, chất tan, mùi vị bị xấu đi, đặc biệt trong quá trình oxy hoá lipit.
Để tránh hiện tượng thăng hoa nước đá của sản phẩm thì sản phẩm đông lạnh đem đi bảo quản cần được bao gói kín và đuổi hết không khí ra ngoài. Nếu có không khí bên trong sẽ xảy ra hiện tượng hoá tuyết trên bề mặt bao gói và quá trình thăng hoa vẫn xảy ra.
b. Biến đổi về hoá học.
Trong quá trình bảo quản đông lạnh các biến đổi sinh hoá, hoá học diễn ra chậm. Các thành phần dễ bị biến đổi là protêin hoà tan, lipit, vitamin, chất màu,
Sự biến đổi của protêin:
Trong các loại protêin thì protêin hoà tan trong nước dễ bị phân giải nhất, sự phân giải chủ yếu dưới dạng dưới tác dụng của enzyme có sẵn trong thực phẩm.
Sự khuếch tán nước do kết tinh lại và thăng hoa nước đá gây nên sự biến tính của protêin hoà tan.
Biến đổi protêin làm giảm chất lượng sản phẩm khi sử dụng.
Sự biến đổi của chất béo:
Dưới tác động của enzyme nội tạng làm cho chất béo bị phân giải cộng với quá trình thăng hoa nước đá làm cho oxy xâm nhập vào thực phẩm. Đó là quá trình thuận lợi cho quá trình oxy hoá chất béo xảy ra. Quá trình oxy hoá chất béo sinh ra các chất có mùi vị xấu làm giảm giá trị sử dụng của sản phẩm. Nhiều trường hợp đây là nguyên nhân chính làm hết thời hạn bảo quản của sản phẩm. Các chất màu bị oxy hoá cũng làm thay đổi màu sắc của thực phẩm.
Sự biến đổi về vi sinh vật:
Đối với sản phẩm đông lạnh có nhiệt độ thấp hơn -15[SUP]o[/SUP]C và được bảo quản ổn định thì số lượng vi sinh vật giảm theo thời gian bảo quản. Ngược lại nếu sản phẩm làm đông không đều, vệ sinh không đúng tiêu chuẩn, nhiệt độ bảo quản không ổn định sẽ làm cho các sản phẩm bị lây nhiễm vi sinh vật, chúng hoạt động gây thối rữa sản phẩm và giảm chất lượng sản phẩm.

1.2. TỔNG QUAN VỀ KHO LẠNH BẢO QUẢN
Kho lạnh bảo quản là kho được sử dụng để bảo quản các loại thực phẩm, nông sản, rau quả, các sản phẩm của công nghiệp hoá chất, công nghiệp thực phẩm, công nghiệp nhẹ, .
Có nhiều kiểu kho lạnh bảo quản như:
- Kho bảo quản lạnh: Nhiệt độ bảo quản nằm trong khoảng -2[SUP]o[/SUP]C đến 5[SUP]o[/SUP]C. Đối với một số rau quả nhiệt đới cần bảo quản ở nhiệt độ cao hơn (đối với chuối > 10[SUP]o[/SUP]C, đối với chanh >4[SUP]o[/SUP]C).
- Kho bảo quản đông: Kho được sử dụng để bảo quản các mặt hàng đã qua cấp đông. Đó là hàng thực phẩm có nguồn gốc động vật. Nhiệt độ bảo quản tuỳ thuộc vào thời gian, loại thực phẩm bảo quản. Tuy nhiên nhiệt độ bảo quản tối thiểu cũng phải đạt -18[SUP]o[/SUP]C để các vi sinh vật không thể phát triển làm hư hại thực phẩm trong quá trình bảo quản.
- Kho đa năng: Nhiệt độ bảo quản là -12[SUP]o[/SUP]C, buồng bảo quản đa năng thường được thiết kế ở -12[SUP]o[/SUP]C nhưng khi cần bảo quản lạnh có thể đưa lên nhiệt độ bảo quản 0[SUP]o[/SUP]C hoặc khi cần bảo quản đông có thể đưa xuống nhiệt độ bảo quản -18[SUP]o[/SUP]C tuỳ theo yêu cầu công nghệ.
- Kho gia lạnh: Được dùng để làm lạnh sản phẩm từ nhiệt độ môi trường xuống nhiệt độ bảo quản lạnh hoặc để gia lạnh sơ bộ cho những sản phẩm lạnh đông trong phương pháp kết đông 2 pha. Tuỳ theo yêu cầu quy trình công nghệ gia lạnh, nhiệt độ buồng có thể hạ xuống -5[SUP]o[/SUP]C và nâng lên vài độ trên nhiệt độ đóng băng của các sản phẩm được gia lạnh. Buồng gia lạnh thường được trang bị dàn quạt để tăng tốc độ gia lạnh cho sản phẩm.
- Kho bảo quản nước đá: Nhiệt độ tối thiểu -4[SUP]o[/SUP]C.
1.3. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI
Tôm là mặt hàng xuất khẩu chủ lực của ngành thủy sản thường chiếm 45% tổng giá trị kim ngạch xuất khẩu thủy sản, quá trình bảo quản không bảo đảm, dễ xảy ra những hiện tượng hư hỏng như tôm bị ươn, bị biến đen, thịt bở và khô, mất màu đỏ khi luộc. Sự giảm chất lượng của tôm thấy đầu tiên là sự biến màu theo bởi sự hoạt động của các enzym có trong nội tạng và trong thịt tôm. Vi sinh vật đầu tiên phát triển trên bề mặt tôm, sau đó xâm nhập vào bên trong thịt tôm, phân hủy mô cơ và làm biến màu sản phẩm thực phẩm
Nhìn chung nhiệt độ bảo quản tôm có ảnh hưởng rất lớn đến tốc độ phân giải và ươn hỏng do vi sinh vật. Nhiệt độ bảo quản giảm, tốc độ phân hủy giảm và khi nhiệt độ đủ thấp sự hư hỏng hầu như bị ngừng lại. Để làm lạnh tôm, vấn đề cần thiết là nhiệt độ môi trường xung quanh phải lạnh hơn nhiệt độ của tôm. Môi trường làm lạnh có thể ở thể rắn, lỏng hoặc khí. Hiện nay phương pháp phổ biến là bảo quản tôm tươi trong kho lạnh.
Xuất phát từ những yêu cầu trên mà tôi quyết định chọn đề tài: Tính toán thiết kế hệ thống lạnh cho kho bảo quản sản phẩm thủy sản đông lạnh sức chứa 250 tấn với thời gian lưu kho 6 tháng với nhiệt độ bảo quản là -20[SUP]0[/SUP]C.

CHƯƠNG 2: KẾT CẤU, LẮP ĐẶT VÀ TÍNH TOÁN DUNG TÍCH KHO LẠNH