ở điều kiện nhiệt độ nước giải nhiệt ra 35oC và nước lạnh ra 7oC

- Xác định lưu lượng nước lạnh :

Gnl=QoCpn.ΔtnlGnl=QoCpn.Δtnl size 12{G rSub { size 8{ ital "nl"} } = { {Q rSub { size 8{o} } } over {C rSub { size 8{ ital "pn"} } "." Δt rSub { size 8{ ital "nl"} } } } } {}(5-6)

- Xác định lưu lượng nước giải nhiệt:

Ggn=QKCpn.ΔtgnGgn=QKCpn.Δtgn size 12{G rSub { size 8{ ital "gn"} } = { {Q rSub { size 8{K} } } over {C rSub { size 8{ ital "pn"} } "." Δt rSub { size 8{ ital "gn"} } } } } {}, kg/s(5-7)

Gnl, Ggn - Lưu lượng nước lạnh và nước giải nhiệt, kg/s;

tnl, tgn - Độ chênh nhiệt độ nước lạnh và giải nhiệt đầu vào và đầu ra thiết bị, oK;

Cpn - Nhiệt dung riêng của nước, Cp = 4186 J/kg.K.

5.2.3 Hệ thống điều hoà gian chế biến nhà máy chế biến thực phẩm.

Một trong những yêu cầu đặc biệt của nhà máy chế biến thực phẩm là nhiệt độ của khu vực chế biến phải đảm bảo không được quá cao để vi sinh chậm phát triển, không ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm trong thời gian chế biến.

Hình 4

1- Máy nén; 2- Bình chứa cao áp; 3- Dàn ngưng; 4- Bình tách dầu; 5- Bình giữa mức; 6- Bình thu hồi dầu; 7- Thùng nước lạnh; 8- Bơm nước tuần hoàn; 9- Bơm nước sử dụng; 10- Dàn làm lạnh không khí

Hình 5-7: Sơ đồ nguyên lý hệ thống ĐHKK làm lạnh bằng nước trong các NM chế biến thực phẩm

Để điều hoà khu vực chế biến có thể sử dụng hệ thống điều hoà độc lập. Tuy nhiên do trong nhà máy thường có sẵn các hệ thống lạnh khác, đặc biệt hệ thống làm lạnh nước chế biến có thể sử dụng để điều hoà cho gian chế biến. Biện pháp kết hợp này sẽ mang lại hiệu quả kinh tế rất cao nên hiện nay hay được sử dụng. Dưới đây chúng tôi xin giới thiệu phương pháp sử dụng nước được làm lạnh từ cụm máy lạnh trung tâm để điều hoà gian chế biến.

Về bản chất đây chính là hệ thống điều hoà kiểu làm lạnh bằng nước.

Trên hình 5-7 là sơ đồ nguyên lý hệ thống điều hoà làm lạnh bằng nước trong các nhà máy chế biến thực phẩm. Về mặt nguyên lý, hệ thống không khác hệ thống lạnh máy water chiller, ở đây chỉ có một số điểm khác là sử dụng dàn bay hơi kiểu tấm bản để làm lạnh nước.

Nước sau khi ra khỏi dàn lạnh được trữ vào thùng nước lạnh và có thể được sử dụng cho nhiều mục đích khác nhau. Tuy nhiên cần lưu ý đến yếu tố chất lượng nước khi sử dụng vào nhiều mục đích khác nhau. Nếu nước đã được sử dụng để điều hoà không bao giờ được sử dụng để chế biến thực phẩm. Nước sử dụng để chế biến xong, không thực hiện tuần hoàn ngược để làm lạnh mà được loại bỏ.

Dàn lạnh không khí làm lạnh bằng nước được gọi là fan coi unit (FCU) có cấu tạo gồm : Dàn trao đổi nhiệt nước - không khí, ống đồng cánh nhôm (hoặc ống sắt cánh nhôm), quạt ly tâm tuần hoàn gió, máng hứng nước ngưng, vỏ bao che và lọc bụi.

Trên bảng giới thiệu đặc tính nhiệt và công suất lạnh FCU của hãng

Hệ thống lạnh các buồng bảo quản thực phẩm thương nghiệp (Show case)

Tủ lạnh thương nghiệp (show case) được sử dụng bảo quản thực phẩm trong các siêu thị, nhà hàng. Thực phẩm gồm 2 loại và yêu cầu bảo quản ở các chế độ khác nhau, đó là thực phẩm có nguồn gốc động vật và rau quả.

Vì thế, tủ lạnh thương nghiệp thường có 02 ngăn : Ngăn bảo quản thịt, cá và ngăn bảo quản rau quả. Chế độ nhiệt bảo quản của thịt cá là -20oC và rau qủa ở nhiệt độ +5oC. Để tạo ra các chế độ nhiệt khác nhau đó người ta chọn giải pháp, duy trì hai chế độ bay hơi cho các dàn lạnh. Để làm việc ở hai áp suất bay hơi trên sơ đồ nguyên lý cần phải có trang bị van điều chỉnh áp suất hút KVP. Van này được đặt ở đầu ra của dàn lạnh có nhiệt độ bay hơi cao (tức áp suất bay hơi cao). Như vậy khi làm việc áp suất hút của máy nén tương ứng với áp suất dàn có nhiệt độ thấp (hình 5-9).

Mỗi dàn lạnh hoạt động hoàn toàn độc lập và được điều khiển bằng thermostat KP 61, nhằm khống chế nhiệt độ của các ngăn cho phù hợp yêu cầu bảo quản thực phẩm. Thermostat điều khiển việc đóng mở van điện từ cấp dịch cho các dàn lạnh.

Máy lạnh sử dụng thường là máy nén kín hoặc nửa kín. Hệ thống có trang bị đầy đủ các thiết bị bảo vệ và điều khiển.

Hình 6

Trên hình 5-10 là sơ đồ hệ thống lạnh hoạt đông ở nhiều chế độ bay hơi khác nhau., thương được sử dụng cho các tủ lạnh thương nghiệp, để bảo quản các thực phẩm nông sản có nhiệt độ yêu cầu khác nhau.

Trong trường hợp này có 03 ngăn với 3 chế độ nhiệt độ khác nhau là 0, +5 và +8oC. đầu ra các dàn lạnh các buồng +5 và +8oC có trang bị các van điều áp KVP , riêng dàn lạnh có chế độ nhiệt độ thấp nhất 0oC là chế độ làm việc của máy nén nên không cần. Mỗi dàn lạnh có trang bị 01 thiết bị hồi nhiệt HE.

Hình 7

Hệ thống lạnh xe tải lạnh

Trên hình 5-11 giới thiệu sơ đồ hệ thống máy lạnh các xe tải lạnh. Máy được sử dụng làm lạnh không khí trong xe tải trong quá trình vận chuyển các mặt hàng tươi sống hoặc đông lạnh.

Hệ thống gồm máy nén piston nửa kín, các dàn lạnh, dàn nóng, bình chứa gas dạng đứng, bộ lọc ẩm, bình hồi nhiệt. Máy cũng được xả băng bằng gas nóng. Ống hút và ống đẩy của máy nén có trang bị ống nối mềm để khử chấn động từ máy nén truyền theo đường ống. Hệ thống cũng được trang bị các thiết bị bảo vệ và điều khiển đầy đủ. Phương pháp xả băng cho dàn lạnh cũng bằng gas nóng. Quá trình hoạt động của máy hoàn toàn tự động nhờ thermostat.

Hình 8

6- Tiết lưu; 7- Dàn lạnh, SV- Van điện từ

Về nguyên tắc có thể sử dụng cụm máy lạnh chiller để làm lạnh nước, tuy nhiên phương pháp này thường không kinh tế vì phải nhập nguyên cụm chiller khá đắt tiền. Vì thế trên thực tế nhiều nhà máy chế biến lựa chọn phương án lắp đặt hệ thống rời bằng cách chỉ nhập máy nén lạnh và một số trang thiết bị đặc biệt còn các thiết bị khác chế tạo trong nước để giảm giá thành sản phẩm, nhưng vẫn đảm bảo hoạt động rất hiệu quả, bền và đẹp.

Trên hình 5-12 là sơ đồ nguyên lý hệ thống làm lạnh nước chế biến. Điểm đặc biệt trong sơ đồ này là dàn lạnh sử dụng thiết bị trao đổi nhiệt kiểu tấm bản của Alfalaval, cấp dịch theo kiểu ngập lỏng và do đó thời gian làm lạnh rất nhanh đảm bảo yêu cầu sản xuất và nhu cầu lớn về nước lạnh trong các nhà máy chế biến thực phẩm.

Tính toán công suất lạnh hệ thống

Tổn thất nhiệt do làm lạnh nước là tổn thất lớn nhất trong hệ thống này và được xác định như sau:

Q1 = Gn.Cn.(t’n - t”n) / 3600 = Gn.qn, W(5-8)

Gn - Khối lượng nước cần làm mát trong một giờ, kg/h;

Cn - Nhiệt dung riêng của nước, Cn = 4186 J/kg.K;

t’n, t”n - Nhiệt độ nước trước và sau làm lạnh, oC;

qn - Nhiệt làm lạnh 01 kg nước từ nhiệt độ t’n đến t”n trong 1 giờ, J/kg.

Thùng trữ nước lạnh có cấu tạo hình trụ, tổn thất nhiệt qua kết cấu bao che thùng có thể được tính theo công thức sau :

Q = k.h.t(5-9)

trong đó:

k=11Π.d1.α1+∑12.Π.λilndi+1di+1Π.d2.α2k=11Π.d1.α1+∑12.Π.λilndi+1di+1Π.d2.α2 size 12{k= { {1} over { { {1} over {Π "." d rSub { size 8{1} } "." α rSub { size 8{1} } } } + Sum { { {1} over {2 "." Π "." λ rSub { size 8{i} } } } } "ln" { {d rSub { size 8{i+1} } } over {d rSub { size 8{i} } } } + { {1} over {Π "." d rSub { size 8{2} } "." α rSub { size 8{2} } } } } } } {},W/m2.K;(5-10)

h - Chiều cao qui đổi của thùng, m;

d1, dn+1 là đường kính trong cùng và ngoài cùng của thùng, m;

1 - Hệ số toả nhiệt bên trong thùng ra nước lạnh , W/m2.K;

2 - Hệ số toả nhiệt bên ngoài thùng, W/m2.K;

t = t1 - t2: Hiệu nhiệt độ không khí bên ngoài và nước lạnh bên trong bình, oC;

i - Hệ số dẫn nhiệt của các lớp vật liệu, W/m.K.