Các băng chuyền thường đi kèm các buồng cấp đông I.Q.F

Thiết bị hấp

Thiết bị hấp có cấu tạo dạng băng chuyền, sử dụng hơi nước nóng để hấp chín thực phẩm trước khi đưa vào cấp đông, đóng gói. Cấu tạo gồm băng tải, hệ thống phun hơi và kết cấu bao che. Nhìn bên ngoài trông giống băng chuyền cấp đông thẳng. Sản phẩm hấp đặt trực tiếp trên băng tải hoặc trên khay. Tốc độ chuyển động băng tải có thể điều chỉnh vô cấp nhờ bộ biến tần tuỳ theo loại sản phẩm.

Hình 4-22 là băng chuyền hấp thực phẩm, được chế tạo bằng vật liệu inox

Cấu tạo dễ dàng vệ sinh bên trong. Hơi được hút xả ra ngoài nhờ kênh gió và quạt hút, áp lực trong khoang hấp là áp lực âm, tránh rò hơi ra khu vực chế biến.

- Nhiệt độ hơi hấp 100oC (p = 1 at).

- Hệ thống cấp hơi có van điều chỉnh lưu lượng cho phép khống chế lưu lượng hơi.

- Cấu tạo dễ rửa vệ sinh bên trong.

- Áp suất hơi ở lò : 5 đến 8 bar

Hình 4-22: Băng chuyền hấp

Thiết bị làm mát sau hấp

Bộ phận chính của thiết bị làm mát sau hấp là một băng tải bằng inox hoặc nhựa đặc biệt và một bể nước bằng inox. Thiết bị làm mát được bố trí nối tiếp ngay sau thiết bị hấp để làm mát sản phẩm nhằm đảm bảo chất lượng, mùi vị sản phẩm và tỉ lệ hao hụt thấp. Sản phẩm sau hấp được đưa lên băng tải của thiết bị làm mát, trong quá trình băng tải chuyển động, sản phẩm được nhúng nước lạnh trong bể và được làm nguội. Sản phẩm sau khi ra khỏi mặt nước được rửa lại bằng nước lạnh phun. Nước phun là nước lạnh được lấy từ nước chế biến với nhiệt độ cỡ + 3đến 5oC.

Hệ thống đường ống cấp nước cho bể và nước phun là các ống inox.

Nước trong bể có thể được làm lạnh trực tiếp bằng dàn lạnh NH3 đặt ngay trong bể.

Hệ thống băng tải có thể điều chỉnh vô cấp đảm bảo sản phẩm được làm mát đạt yêu cầu ở đầu ra tuỳ theo từng loại sản phẩm khác nhau.

Nồi hơi của băng chuyền hấp

Để đảm bảo yêu cầu vệ sinh cho nhà máy chế biến thực phẩm, người ta sử dụng lò hơi đốt dầu D.O để cung cấp hơi cho băng chuyền hấp. Hệ thống đường ống dẫn hơi bằng inox có độ dày đảm bảo yêu cầu. Công suất hơi yêu cầu cho băng chuyền không lớn (khoảng 100đến 750 kg/ hơi/giờ tuỳ thuộc băng chuyền) nên người ta thường sử dụng lò hơi dạng đứng.

Lò hơi được trang bị đầy đủ các thiết bị điều khiển, bảo vệ, cùng hệ thống xử lý nước, hoàn nguyên đầy đủ.

- Áp suất hơi : 8 kG/cm2

- Nhiên liệu : Dầu D.O

Thiết bị mạ băng

Thiết bị mạ băng có cấu tạo dạng băng chuyển, sản phẩm sau cấp đông chuyển động qua băng tải của thiết bị mạ băng và được phương nước lạnh để mạ băng.

Có 2 phương pháp mạ băng:

- Phun sương nước từ 2 phía: trên xuống và dưới lên. Thiết bị thường có cơ cấu điều chỉnh được lưu lượng nước và tỉ lệ mạ băng.

- Nhúng nước bằng cách cho băng tải chuyển dịch qua bể nước. Phương pháp này có nhược điểm tổn hao lạnh nhiều nên ít sử dụng.

Toàn bộ các chi tiết của thiết bị mạ như bể nước, hệ thống ống nước, khung, chân băng chuyền làm bằng vật liệu không rỉ. Băng tải kiểu lưới inox hoặc nhựa.

Việc truyền động của băng tải thực hiện bằng mô tơ có hộp giảm tốc. Thiết bị mạ băng có bộ biến tần điện tử để điều khiển tốc độ băng chuyền vô cấp.

Thông số kỹ thuật:

- Tỷ lệ mạ băng : 10 đến 15% (tuỳ theo sản phẩm)

- Nhiệt độ nước mạ băng : + 3đến 5 oC

- Bề rộng băng chuyền khoảng 1200đến 1500mm

Băng chuyền làm cứng

Sau khi được mạ băng xong sản phẩm được đưa qua băng chuyền kế tiếp để hoá cứng lớp băng mạ.

Băng chuyền có mô tơ truyền động qua hộp giảm tốc. Thiết bị mạ băng có bộ biến tần điện tử để điều khiển tốc độ băng chuyền vô cấp.

-Toàn bộ các chi tiết của thiết bị bằng vật liệu không rỉ. Băng tải kiểu lưới.

Buồng tái đông

Về cấu tạo, bố trí thiết bị và chế độ nhiệt rất giống buồng cấp đông I..Q.F dạng thẳng, nhưng kích thước ngắn hơn. Buồng tái đông có cấu tạo dạng khối hộp, được lắp ghép bằng panel cách nhiệt, polyurethan dày 150mm. Hai mặt panel bọc tole phủ PVC. Vỏ buồng tái đông có 02 cửa ra vào để kiểm tra, làm vệ sinh và bảo dưỡng thiết bị. Bên trong buồng là băng chuyền dạng thẳng đơn, vật liệu chế tạo băng chuyền là inox hoặc nhựa giống như băng chuyên I.Q.F dạng thẳng. Dàn lạnh và quạt đặt phía trên các băng tải.

Nền buồng được gia cố thêm lớp nhôm để làm sàn và máng thoát nước, nhôm đúc có gân dạng chân chim chống trượt dày 3 mm.

Băng chuyền được điều chỉnh tốc độ vô cấp nhờ bộ điều tốc điện tử.

Dàn lạnh sử dụng môi chất NH3 được làm bằng inox cánh nhôm xả băng bằng nước. Quạt dàn lạnh là loại hướng trục, mô tơ quạt là loại kín chống thấm nước.

Tất cả các chi tiết bên trong như khung đỡ băng chuyền, khung đỡ dàn lạnh, vỏ che dàn lạnh đều làm bằng vật liệu không rỉ.

Thông số kỹ thuật của buồng tái đông 500 kg/h

- Công suất tái đông : 500 kg/h

- Kích thước : 6.000mmLx3000mmW x 3000mmH

- Công suất lạnh của dàn : 35 kW (te/delta t = -40oC/7oC)

- Môi chất lạnh : NH3 (cấp dịch bằng bơm)

- Phương pháp xả đá : Bằng nước

- Quạt dàn lạnh : 3 x 2,2 kW - 380V/3Ph/50Hz

- Dẫn động bằng mô tơ : 0,25 kW

Tính toán nhiệt hệ thống cấp đông I.Q.F

Tổn thất nhiệt trong tủ cấp đông gồm có:

- Tổn thất nhiệt qua kết cấu bao che của buồng cấp đông.

- Tổn thất do làm lạnh sản phẩm

- Tổn thất do động cơ quạt và truyền động của băng chuyển.

- Tổn thất do lọt không khí qua cửa vào ra hàng.

Mặc dù có trang bị hệ thống xả băng, nhưng trong quá trình cấp đông người ta không xả băng, mà chỉ xả băng sau mỗi mẻ cấp đông nên ở đây không tính tổn thất nhiệt do xả băng.

Trong trường hợp hệ thống cấp đông I.Q.F có trang bị thêm buồng tái đông và hoạt động cùng chung máy nén với buồng cấp đông I.Q.F thì phải tính thêm tổn thất nhiệt ở buồng tái đông. Các thành phần tổn thất ở buồng tái đông giống như buồng cấp đông.

Tổn thất do truyền nhiệt qua kết cấu bao che

Tổn thất qua kết cấu bao che của các buồng cấp đông có thể tính theo công thức truyền nhiệt thông thường:

Q1 = k.F.delta t (4-42)

F - tổng diện tích 6 mặt của buồng cấp đông, m2;

delta t = tKKN – tKKT ;

tKKN - Nhiệt độ không khí bên ngoài, oC;

Thường tủ cấp đông đặt trong khu chế biến, có nhiệt độ khá thấp do có điều hoà không khí , lấy tKKN= 20đến 22oC

tKKT - Nhiệt độ không khí bên trong kho cấp đông, lấy tKKT = -35oC.

Bảng 4-22: Nhiệt độ không khí trong các buồng I.Q.F

k - Hệ số truyền nhiệt, W/m2.K

(4-43)

α1 - Hệ số toả nhiệt bên ngoài tường α1= 23,3 W/m2.K;

α2 - Hệ số toả nhiệt bên trong. Tốc độ đối lưu cưỡng bức không khí trong buồng rất mạnh nên lấy α2 = 10,5 W/m2.K

Các lớp vật liệu của panel tường, trần.

Bảng 4-23: Các lớp cách nhiệt buồng I.Q.F

Đối với buồng tái đông cũng tính tương tự, vì các thông số kết cấu, chế độ nhiệt tương tự buồng cấp đông.

Tổn thất do làm lạnh sản phẩm

Tổn thất nhiệt do làm lạnh sản phẩm được tính theo công thức sau:

E - Năng suất kho cấp đông, kg/h

Q2 = E.(i1-i2)/3600 , W (4-44)

i1, i2 - Entanpi của sản phẩm ở nhiệt độ đầu vào và đầu ra, J/kg;

Nhiệt độ sản phẩm đầu vào lấy t1 = 10oC;

Nhiệt độ trung bình đầu ra của các sản phẩm cấp đông phải đạt yêu cầu là -18oC.

Tổn thất do động cơ điện

Do động cơ quạt

Quạt dàn lạnh đặt ở trong buồng cấp đông nên, dòng nhiệt do các động cơ quạt dàn lạnh có thể xác định theo biểu thức:

Q31 = 1000.n.N ; W (4-45)

N - Công suất động cơ của quạt, kW;

n - Số quạt của buồng cấp đông.

Do động cơ băng tải gây ra

Động cơ băng tải nằm ở bên ngoài buồng cấp đông, biến điện năng thành cơ năng làm chuyển động băng tải. Trong quá trình băng tải chuyển động sinh công và tỏa nhiệt ra môi trường bên trong buồng. Có thể tính tổn thất nhiệt do động cơ băng tải gây ra như sau:

Q32 = 1000.n.N2 ; W (4-46)

n- Hiệu suất của động cơ băng tải;

N2 - Công suất điện mô tơ băng tải, kW.

Tổn thất nhiệt do lọt khí bên ngoài vào

Đối với các buồng cấp đông I.Q.F, trong quá trình làm việc do các băng tải chuyển động vào ra nên ở các cửa ra vào phải có một khoảng hở nhất định. Mặt khác khi băng tải vào ra buồng cấp đông nó sẽ cuốn vào và ra một lượng khí nhất định, gây ra tổn thất nhiệt. Tổn thất nhiệt này có thể tính như sau:

Q4 = Gkk.Cpkk(t1-t2) (4-47)

Gkk - Lưu lượng không khí lọt, kg/s;

Cpkk - Nhiệt dung riêng trung bình của không khí trong khoảng -40đến 20oC

t1, t2 - Nhiệt độ không khí bên ngoài và bên trong buồng

Việc tính toán Gkk thực tế rất khó nên có thể căn cứ vào tốc độ băng chuyền và diện tích cửa vào ra để xác định Gkk một cách gần đúng như sau:

Gkk = pkk.w.F (4-48)

pkk - Khối lượng riêng của không khí kg/m3;

w - Tốc độ chuyển động của băng tải, m/s;

F - Tổng diện tích khoảng hở cửa vào và cửa ra của băng tải, m2.

Diện tích khoảng hở được xác định căn cứ vào khoảng hở giữa băng tải và chiều rộng của nó. Khoảng hở khoảng 35đến 50mm.

CHỌN MÁY LẠNH

Các máy lạnh sử dụng trong các hệ thống cấp đông là máy lạnh 2 cấp, môi chất sử dụng có thể là R22 và NH3. Đối với hệ thống rất lớn người ta thường hay sử dụng máy lạnh trục vít , với môi chất NH3. Máy nén của các hàng Bitzer, Mycom, York-Frick, Saboe thường hay được sử dụng cho các hệ thống lạnh cấp đông ở nước ta.

Dưới đây xin giới thiệu các thông số kỹ thuật của một số chủng loại máy thường hay được sử dụng.

Máy nén Bitzer (Đức) môi chất Frêôn, công suất nhỏ và trung bình

Bảng 4-26 và 4-27 trình bày công suất lạnh Qo (W) của máy nén Bitzer sử dụng môi chất frêôn ở các chế độ khác nhau. Các máy này thường được sử dụng cho các tủ và hầm cấp đông công suất nhỏ và trung bình.