CHƯƠNG 1 : TỔNG QUAN VỀ KHO LẠNH BẢO QUẢN SẢN PHẨM – Tài liệu text

– Dưới tác dụng của nhiệt độ thấp, nước trong động vật thủy sản bị đóng bang làm

cơ thể động vật bị mất nước, vi khuẩn thiếu nước nên giảm phát triển và còn có khi

bị tiêu diệt. Nói chung khi nhiệt độ hạ xuống thấp thì chỉ có tác dụng kiềm chế vi

khuẩn hơn là giết hết chúng.

1.2. Phân loại kho lạnh bảo quản

Có nhiều khiểu kho bảo quản dựa trên căn cứ và phân loại khác nhau :

a .Theo công dụng : Người ta có thể phân loại các kho lạnh như sau :

– Kho lạnh sơ bộ : Dùng làm lạnh sơ bộ hay bảo quản tạm thời các sản phẩm tại các

nhà máy chế biến trươc khi chuyến sang một khâu chế biến khác .

– Kho chế biến : Được sử dụng trong các nhà máy chế biến và bảo quản thực phẩm

( nhà máy đồ hộp, nhà máy sữa, nhà máy chế biến thủy hải sản, nhà máy suất

khẩu thịt ,. .. ). Các kho lạnh thường có dung tích lớn, cẩn phải trang bị hệ thống

có công suất lạnh lớn. Phụ tải của kho lạnh luôn phải thay đổi do phải suất nahpj

hàng thường xuyên .

– Kho lạnh phân phối, trumg chuyển : Dùng điều hòa cung cấp thực phẩm cho các

khu dân cư, thàn phố và dự trữ nâu dài. Kho lạnh phân phối thường cố dung tích

lớn, dự trữ được nhiều mặt hàng và có ý nghĩa rất lớn đối với cuộc sống sinh hoạt

của cả một cộng đồng .

– Kho thương nghiệp: Kho lạnh bảo quản các mặt hàng thực phẩm của hệ thống

thương nhiệp. Kho dùng bảo quản tạm thời các mặt hàng của doanh nghiệp đang

được bày bán trên thị trường .

– Kho vận tải ( trên tàu thủy, tàu hỏa, ô tô ) : Đặc điểm của kho là dung tích lớn ,

hàng bảo quản mang tính tạm thời để vận chuyển từ nơi này đến nơi khác .

– Kho sinh hoạt : Đây là kho rất nhỏ được dùng trong các hộ gia đình, khách sạn ,

nhà hàng dùng bảo quản một lượng hàng nhỏ .

b .Theo nhiệt độ

Người ta có thể chia ra :

– Kho bảo quản lạnh : Nhiệt độ bảo quản nằm trong khoảng – 20C đến -50C. Đối

với một số rau quả ở vùng nhiệt đới cân bảo quản ở nhiệt độ cao hơn ( đối vơi

chuối >10 0C, đối với chanh > 40C ). Nội dung các mặt hàng chủ yếu là rau quả

và các mặt hàng nông sản .

– Kho bảo quản đông : Kho bảo quản được sử dụng để bảo quản các mặt hàng đã

qua cấp đong. Đó là sản phẩm có nguồn gốc từ động vật .Nhiệt độ bảo quản phụ

thuộc vào thời gian, loại thực phẩm bảo quản. Tuy nhiên nhiệt độ tối thiểu bảo

4

quản cũng phải -180C để các vi sinh vật không thể phát triển làm hư hại sản phẩm

trong qúa trình bảo quản .

– Kho đa năng : nhiệt độ bảo quản là -120 C, buồng bảo quản đa năng thường được

thiêt kế ở -120 C nhưng khi cần bảo quản lạnh có thể đưa lên nhiệt độ bảo quản

00C hoặc khi cần bảo quản đông có thể đưa nhiệt độ xuống -180C tùy theo yêu cầu

công nghệ. Khi cần có thể sử dụng buồng đa năng để gia lạnh sản phẩm. Dàn đa

năng thường được trang bị dàn quạt nhưng cũng có thể trang bị dàn tường hoặc dàn

trần đối lưu không khí tự nhiên .

– Kho gia lạnh : Được dùng 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. Tùy theo yêu cầu quy trình công nghệ gia lạnh nhiệt

độ buồng có thể xuống -50C và có thể nâng lên vài độ trên nhiệ độ đóng băng của

sản phẩm được gia lạnh. Bồng 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 thểu -40C .

c. Theo dung tích chứa

Khích thước kho lạnh phụ thuộc chủ yếu vào dung tích chứa hàng của nó. Do đặc

điểm về khả năng chất tải cho mỗi loại thực phẩm khác nhau nên thường quy ra tấn

thịt khả năng chứa 50 ,100, 200, 300, …. Tấn thịt .

d .Đặc điểm cách nhiệt

Người ta chia ra :

– Kho xây : Là kho mà kết cấu là kiến trúc xây dựng và bên ngoài người ta bọc thép

cách nhiệt. Kho xây chiếm diện tích lớn, giá thành tương đối cao, không đẹp ,

khó tháo dỡ và di chuyển. Mặt khác về mặt thẩm mỹ và vệ sinh kho xây dựng

không đảm bảo tốt. Vì vậy hiện nay người ta ít sử dụng kho xây dựng để bảo quản

thực phẩm .

– Kho panel : Được lắp ghép từ các tấm panel tền chế từ poliuretan và được lắp

ghép với nhau bằng các móc khóa cam locking va mộng âm dương. Kho panel có

hình thức đẹp, gọn và giá thành tương đối rẻ, rất tiện lợi khi lắp đặt tháo dỡ và bảo

quản các mặt hàng thực phẩm, nông sản, thuốc men, dược liệu.

Hiện nay nhiều doanh nghiệp nước ta đã sản xuất ra các tấm cách nhiệt panel đạt

tiêu chuẩn cao. Vì thế hầu hết các xí nghiệp công nghiệp thực phẩm đều sử dụng

kho panel để bảo quản hàng hóa .

5

1.3 Các vấn đề về cấp đông thực phẩm

1.3.1 Phân loại giới hạn làm lạnh

• Nhiệt độ đóng băng của thực phẩm

• Nước nguyên chất đóng bang ở 0. Tuy nhiên điểm đóng bang của

thực phẩm thì khác, vì nồng độ muối khoáng và các chất hòa tan trong

dịch tế bào của thực phẩm thay đổi tùy theo từng loại thực phẩm nên

chúng có điểm đóng bang khác nhau và thường nhỏ hơn 0.

• Các cấp làm lạnh thực phẩm

ứng với khoảng nhiệt độ sản phẩm sau cấp đông người ta phân biệt các cấp làm

lạnh như sau:

– Làm lạnh: khi nhiệt độ sản phẩm cuối quá trình nằm trong khoảng:

< t < 20 – Làm lạnh đông (cấp đông): khi nhiệt độ sản phẩm sau cấp đông nằm trong khoảng: -100 < t < – Làm lạnh thâm độ: khi nhiệt độ của sản phẩm sau cấp đông trong khoảng: -273 < t < -100 • Cơ chế đóng bang trong thực phẩm khi cấp đông Nước trong thực phẩm do có hòa tan các chất tan nên nhiệt độ đóng băng thấp hơn Khi hạ nhiệt độ xuống thấp các dạng nước trong thực phẩm đóng băng dần tùy theo mức độ liên kết của chúng với tế bào. Khi hạ nhiệt độ xuống thấp bằng nhiệt độ cấp đông, trước tiên các tinh thể đá xuất hiện ở gian bào (khoảng trống giữa các tế bào). Khi đến điểm đóng băng đa số nước ở gian bào kết tinh và làm tang nồng độ chất tan lên cao hơn trong tế bào. Do đó áp suất thẩm thấu tang lên làm cho nước trong tế bào có xu hướng ra ngoài qua gian bào, qua màng bán thấm của tế bào. Nếu tốc độ làm lạnh chậm thì nước trong tế bào ra sẽ làm cho các tinh thể hiện diện lớn lên mà không tạo tinh thể mới. Do đó, nếu hạ nhiệt chậm tế bào bị mất nước, các tinh thể đá tạo ra sẽ to và chèn ép làm rách màng tế bào, cấu tạo mô cơ bị biến dạng, làm giảm chất lượng sản phẩm. 1.3.2 Một số biến đổi của thực phẩm trong quá trình bảo quản lạnh đông. a. Sự biến đổi về nhiệt vật lý 6 Sự kết tinh của nước đá Trong quá trình cấp đông nước tách ra và đông thành các tinh thể, làm cho sản phẩm trở nên rắn, tăng thể tích một ít. Khi nước trong thực phẩm kết tinh tạo thành mạng tinh thể xen kẽ giữa các thành phần khác tạo nên cấu trúc vững chắc, nhưng khi làm tan băng, phục hồi trang thái ban đầu thì cấu trúc thực phẩm bị mềm yếu hơn, kém đàn hồi hơn do các tinh thể làm rách cấu trúc tế bào thực phẩm. Đối với các sản phẩm đông lạnh trong quá trình bảo quản nếu chúng ta không duy trì được nhiệt dộ bảo quản ổn định sẽ dẫn đến sự kết tinh lại của nước đá.Đây là hiện tượng gây 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. Sự 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 sang. Màu sắc thực phẩm khi nước đóng băng phụ thuộc tính chất ánh quang của các tinh thể nước đá. Bay hơi nước Trong quá trình làm lạnh đông có hiện tượng mất nước, giảm trọng lượng sản phẩm. Đó là sự bay hơi nước vào không khí từ bề mặt sản phẩm, do chênh lệch mật độ giữa không khí sát bề mặt và không khí xung quanh. Khuếch tán nước Khi cấp đông xảy ra hiện tượng khuếch tán nước trong cấu trúc thực phẩm, nước khuếch tán là do các nguyên nhân: – Sự chênh lệch nhiệt độ gây nên do chênh lệch mật độ . – Sự lớn lên của các tinh thể nước đá luôn thu hút nước từ những vị trí chưa kết tinh dẫn đến làm cho nước từ nơi có nồng độ chất tan thấp chuyển đến nơi có nồng độ chất tan cao. Các thong số nhiệt vật lý thay đổi – Biến đổi nhiệt dung: nhiệt dung sản phẩm thay đổi là do nước trong thực phẩm đã đóng băng. – Biến đổi hệ số dẫn nhiệt. – Biến đổi hệ số dẫn nhiệt độ. b. Biến đổi hóa học 7 Trong quá trình bảo quản đông lạnh các biến đổi sinh hóa, hóa học diễn ra chậm. Các thành phần dễ bị biến đổi là các protein hòa tan, lopid, vitamin,… -Sự biến đổi protein: trong các loại protein thì protein hòa tan trong nước là dễ bị phân giải nhất, sự phân giải chủ yếu dưới dạng tác dụng của enzyme có sẵn trong thực phẩm. Sự khuếch tán nước do kết tinh lại và thăng hoa của nước đá gây nên sự biến tính protein hòa tan. Biến đổi protein làm giảm chất lượng sản phẩm khi sử dụng. – Sự biến đổi của lipid: 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. – Các chất màu bị oxy hóa cũng làm thay đổi màu sắc của sản phẩm. c. Biến đổi do vi sinh Trước khi làm lạnh thực phẩm thường được rửa sạch để loại bỏ các tạp chất nơi chứa nhiều loại vi sinh vật. Đối với sản phẩm đông lạnh có nhiệt độ thấp hơn -15 và được bảo quản ổn định thì số lượng vi sinh vật giảm theo thời gian và ngược lại. 1.3.3 Các phương pháp và thiết bị kết đông thực phẩm Thiết bị cấp đông có rất nhiều dạng, hiện nay ở nước ta sử dụng phổ biến các hệ thống sau: -Kho cấp đông gió. -Tủ cấp đông tiếp xúc. -Tủ cấp đông gió. -Hệ thống cấp đông dạng rời, có băng chuyền IQF. + Hệ thống cấp đông có băng chuyền cấp đông thẳng + Hệ thống cấp đông có bằng chuyền dạng xoắn. + Hệ thống cấp đông siêu tốc. -Hệ thống cấp đông nhúng nitơ lỏng. 8 1.4 Môi chất lạnh 1.4.1 Định nghĩa Môi chất lạnh là chất môi giới sử dụng trong chu trình nhiệt động ngược chiều để hấp thu nhiệt của môi trường cần làm lạnh và thải nhiệt ra môi trường có nhiệt độ cao hơn.Môi chất tuần hoàn được trong hệ thống lạnh nhờ quá trình nén. Phân loại:  Dựa vào thành phần hóa học:  Môi chất vô cơ: NH3(R717), CO2(R744)…  Môi chất hữu cơ: hydrocarbon, halocarbon…  Dựa vào nhiệt độ sôi và áp suất bão hòa  Môi chất có áp suất sôi cao: R744  Môi chất có áp suất sôi trung bình: R213, R134  Nhóm môi chất có áp suất sôi thấp: R717, R507 Ngoài ra còn dựa vào tính độc hại và tính dễ cháy nổ để phân loại. 1.4.2 Môi chất lạnh NH3 – NH3 là chất khí không màu, có mùi khai, cháy trong oxy ngọn lửa có màu vàng. – Là chất lạnh rẻ tiền, dễ bảo quản, có thể sản xuất trong nước. – Tuy NH3 độc hại nhưng nó vẫn được coi là môi chất của hiện tại và tương lai. Hình 1.1 Môi chất NH3 9  Tính chất nhiệt động: – Nhiệt độ sôi ở áp suất khí quyển: -33,35 – Nhiệt độ đông đặc: -77,7 – Nhiệt độ ngưng tụ: 32 – Áp suất ngưng tụ khoảng 12 – 15 kg/ (0 )= 0.64 – Năng suất lạnh riêng khối lượng – Năng suất lạnh riêng thể tích lớn. lớn (máy nén và thiết bị gọn nhẹ. – Nhiệt độ cuối tầm nén cao( làm mát đầu xilanh và phải hút hơi bão hòa). – Độ nhớt nhỏ, tính lưu động cao. – Hệ số dẫn nhiệt và trao đổi nhiệt lớn. – Bền vững trong khoảng nhiệt độ và áp suất công tác, chỉ phân hủy ở 260  Tính chất hóa học – NH3 không tác dụng với phi kim, kim loại đen chế tạo máy và kim loại màu( trừ Cu và hợp kim của Cu) – NH3 hòa tan vô tận trong – NH3 không hòa tan dầu bôi trơn. – Khi có ngọn lửa NH3 có thể gây cháy nổ ở nồng đọ 13% – 16% và tự cháy ở 600  Tính chất sinh lý – Độc hại với con người, gây kích thích niêm mạc mắt và dạ dày, gây co thắt các cơ quan hô hấp, làm bỏng da. – Ở nồng độ 0,007 – 0,1% thể tích không khí bắt đầu có sự hủy hoại cơ quan hô hấp. Từ 0,2 – 0,3% có thể làm mù mắt hoặc chết ngạt trong 30 phút. – NH3 làm giảm chất lượng thực phẩm  Biện pháp an toàn – Khi tiếp xúc với NH3 phải mang mặt nạ phòng độc, khi sử lý sự cố hệ thống ít nhất phải có hai người. – Khi bị ngạt phải đưa ra chỗ thoáng nhưng phải ấm, xông hơi ấm và uống các chất kích thích: cà phê, trà nóng… 10 – Khi bị bỏng phải nhanh chóng rửa bằng nước sạch và ấm, nặng thì đưa đi bệnh viện. 1.5 Ứng dụng của kỹ thuật lạnh 1.5.1. Bảo quản thực phẩm Lĩnh vực quan trọng nhất của kỹ thuật lạnh là dung để bảo quản thực phẩm. Theo thống kê thì khoảng 80% năng suất lạnh được sử dụng tỏng công nghiệp bảo quản thực phẩm. Để bảo quản thực phẩm ngoài phương pháp sấy khô, phóng xạ, bao bì, xử lý khí…phương pháp, làm lạnh tỏ ra có rất nhiều ưu điểm như ít làm giảm chất lượng, màu sắc, mùi vị thực phẩm trong nhiều tháng, thậm chí là nhiều năm. Thực ra thời gian bảo quản còn phụ thuộc vào nhiều yếu tố như độ ẩm, phương pháp bao gói, thành phần không khí nơi bảo quản, chất lượng bán thành phẩm,…nhưng nhiệt độ đóng vai trò quan trọng nhất. 1.5.2. Sấy thăng hoa Sản phẩm sấy đầu tiên được kết đông xuống -20 sau đó được sấy bằng cách hút chân không nên chất lượng sản phẩm hầu hết như được giữ nguyên vẹn. Khi sử dụng sản phẩm được tái hấp thụ nước và giữ nguyên được trạng thái ban đầu cả về chất lượng, màu sắc, mùi vị… Do giá thành sấy thăng hoa rất tốn nên chủ yếu dung trong ngành y, dược. 1.5.3. Công nghiệp hóa chất Ứng dụng quan trọng nhất trong công nghệ hóa chất là việc hóa lỏng và tách khí như công nghiệp sản xuất khí clo, amoniac, carbonic,các loại khí đốt, khí sinh học, khí thiên nhiên, hóa lỏng và tách không khí… 1.5.4. Điều hòa hóa chất Điều hòa không khí công nghiệp và tiện nghi ngày nay là không thể thiếu và thực sự đang phát triển rất mạnh mẽ. Các yêu cầu nghiêm ngặt về nhiệt độ, độ ẩm và thành phần không khí trong các quy trình sản xuất như vải,sợi, in ấn, điện tử, máy tính, quang học, y tế,… nhất thiết phải có điều hòa. 11 CHƯƠNG 2 : CHU TRÌNH LẠNH  Nguyên lý hoạt động Chu trình này cơ bản giống chu trình 2 cấp, 2 tiết lưu làm mát trung gian hoàn toàn. Khác biệt cơ bản của nó với chu trình làm mát trung gian hoàn toàn là dòng môi chất lỏng từ thiết bị ngưng tụ đi ra chia làm 2 nhánh. Một nhánh nhỏ qua tiết lưu thứ nhất vào bình trung gian để làm mát hơi về máy nén cao áp xuống trạng thái bão hòa khô.Còn nhánh chính được dẫn qua ống xoắn của bình trung gian, được làm quá lạnh sau đó vào van tiết lưu 2 xuống áp suất để cấp cho dàn bay hơi.Như vậy năng suất lạnh của phần lỏng đi qua van tiết lưu 1 chỉ để hạ nhiệt độ của hơi từ máy nén hạ áp tới nhiệt độ bão hòa và dùng để quá lạnh phần lỏng trước khi đưa vào van tiết lưu 2.Lỏng tiết lưu từ áp suất xuống áp xuất chỉ qua van TL2.Nếu thiết bị trao đổi nhiệt ống xoắn là lý tưởng thì nhiệt độ lỏng ra khỏi ống xoắn ( suất ) bằng nhiệt độ trung gian và sau khi tiết lưu đẳng entanpy xuống áp môi chất sẽ có trạng thái 11’.Nhưng thực tế tổn thất trao đổi nhiệt không thuận nghịch nên nhiệt độ lỏng bao giờ cũng lơn hơn từ 3 đến 5K. Năng suất lạnh riêng thực tế nhỏ hơn năng suất lạnh lý thuyết một khoảng Nhưng chu trình với bình trung gian có ống xoắn có ưu thế vận hành là dầu bôi trơn từ máy nén hạ áp không đi vào tuyến lỏng để vào thiết bị bay hơi, do đó không làm 12 bám lên thiết bị bay hơi tạo lớp cản trở trao đổi nhiệt. Chu trình này được ứng dụng rộng rãi trong thực tế cho môi chất tuy phải chịu tổn thất nhỏ về năng suất lạnh. Chu trình với bình trung gian có ống xoắn được tính toán giống chu trình làm mát trung gian hoàn toàn không ống xoắn. = Nếu biết hiệu nhiệt độ (thường lấy 3 định được 13 5K) ta có thể xác CHƯƠNG III: TÍNH CHỌN MÁY NÉN 3.1 : Chọn môi chất cho tủ cấp đông Môi chất lạnh thường được dùng trong hệ thống lớn là NH 3, NH3 tuy có nhược điểm độc hại nhưng có ưu điểm về mặt kinh tế cũng như tính chất nhiệt động, tổn thất áp suất trên đường ống và các cửa van nhỏ vì vậy ta chọn môi chất NH 3 cho tủ cấp đông . Tổng quan về môi chất lạnh NH3 – NH3 là chất khí không màu, có mùi khai, cháy trong oxy và có ngọn nửa màu vàng . – Là chất lạnh rẻ tiền, dễ bảo quản, dễ kiếm, có thể sản xuất trong nước – Tuy NH3 được coi là độc hại nhưng vẫn coi là môi chất của hiện tại và tương lai . Tính chất nhiệt động : – Nhiệt độ sôi ở áp suất khí quyển : – 33,35oC . Nhiệt độ sôi đông đặc : -77,7oC . Nhiệt độ ngưng tụ : 32oC . Áp suất ngưng tụ khoảng : 12 – 15 kg/cm3 . Năng suất lạnh riêng khối lượng qo lớn . Năng suất lạnh riêng thể tích qo lớn ( máy nén và thiết bị ngọn nhẹ ). Nhiệt độ cuối tầm nén cao ( làm mát dầu bằng xi lanh và phải hút hơi bão hòa ). – Độ nhớt nhỏ, tính lưu động cao ( tổn thất áp suất nhỏ đường ống và các van gọn nhẹ ). – Hệ số dẫn nhiệt và trao đổi nhiệt lớn ( thận lợi cho việc thiết kế chế tạo thiết bị ngưng tụ bay hơi . – Bền vững trong nhiệt độ và áp suất công tác ,chỉ phân hủy ở nhiệt độ 260o C ( tuy nhiên nếu xilanh làm bằng thép và có mặt ẩm làm chất xúc tác thì ở nhiệt độ 110 – 120oC đã bị phân hủy ). Tính chất hóa học – NH3 không tác dụng với phi kim, kim loại chế tạo máy và kim loại màu ( trừ Cu và hợp kim của Cu ) . 14

Source: https://dvn.com.vn
Category: Điện Lạnh