NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
Hưng Yên, ngày…..tháng…..năm 2020
Giáo viên hướng dẫn

1


NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................

.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
Hưng Yên, ngày…..tháng…..năm 2020
Giáo viên phản biện

2


MỤC LỤC
MỤC LỤC............................................................................................................... iii
DANH MỤC HÌNH ẢNH......................................................................................vi
DANH MỤC BẢNG BIỂU..................................................................................viii
LỜI NÓI ĐẦU........................................................................................................ix
CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ KHO LẠNH BẢO QUẢN CẤP ĐƠNG VÀ
KHÁI QT TÌNH HÌNH BẢO QUẢN TÌNH HÌNH BẢO QUẢN THỊT LỢN
................................................................................................................................... 1
1.1. Công nghệ lạnh đông và bảo quản sản phẩm thịt lợn đơng lạnh.....................1
1.1.1. Mục đích..................................................................................................1
1.1.2. Ý nghĩa.....................................................................................................2
1.1.3. Bảo quản sản phẩm thịt lợn đông lạnh.....................................................2
1.2. Khái quát về kho lạnh bảo quản cấp đông.......................................................7
1.2.1. Khái niệm kho lạnh bảo quản cấp đông....................................................7
1.2.2. Phân loại...................................................................................................7
CHƯƠNG II: QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ THIẾT KẾ KHO LẠNH, LỰA
CHỌN NHIỆT ĐỘ CẤP ĐƠNG VÀ TÍNH TỐN CÂN BẰNG VẬT CHẤT. 10
2.1. Mặt bằng kho và các thông số thiết kế..........................................................10
2.1.1. Quy hoạch mặt bằng kho lạnh................................................................10

2.1.2. Chọn địa điểm xây dựng.........................................................................12
2.1.3. Các thơng số khí hậu..............................................................................12
2.1.4. Các chế độ bảo quản sản phẩm trong kho..............................................13
2.1.5. Tính tốn kích thước kho lạnh đơng.......................................................13
2.2. Thiết kế cấu trúc kho lạnh.............................................................................18
2.3. Tính cách nhiệt và cách ẩm kho lạnh............................................................29
3


2.3.1. Tính cách nhiệt của vật liệu....................................................................29
2.3.2. Tính cách ẩm của vật liệu.......................................................................33
2.4. Tính tốn nhiệt kho lạnh...............................................................................33
2.4.1. Dịng nhiệt qua kết cấu bao che, Q1.......................................................34
2.4.2. Dòng nhiệt do sản phẩm tỏa ra, Q2........................................................36
2.4.3. Dịng nhiệt do thơng gió buồng lạnh, Q3................................................37
2.4.4. Dòng nhiệt do vận hành, Q4...................................................................37
2.4.6. Dòng nhiệt qỏa ra từ sản phẩm hô hấp: Q5............................................40
2.4.7. Kết quả tính tổng dịng nhiệt xâm nhập vào kho....................................40
2.4.8. Xác định tải nhiệt cho máy nén và thiết bị.............................................40
CHƯƠNG III: TÍNH TỐN KHO LẠNH BẢO QUẢN CẤP ĐƠNG, TÍNH
CHỌN THIẾT BỊ CHÍNH, THIẾT BỊ PHỤ VÀ TỐI ƯU VÙNG NHIỆT ĐỘ
BẢO QUẢN CẤP ĐƠNG......................................................................................42
3.1. Tính chọn hệ thống lạnh................................................................................42
3.1.1. Chọn phương pháp làm lạnh...................................................................42
3.1.2. Chọn môi chất lạnh................................................................................42
3.2. Chọn chế độ làm việc cho hệ thống..............................................................43
3.2.1. Nhiệt độ sôi của môi chất lạnh t0............................................................43
3.2.2. Nhiệt độ ngưng tụ tk................................................................................43
3.2.3. Nhiệt độ quá nhiệt tqn (nhiệt độ hơi hút).................................................45
3.2.4. Nhiệt độ quá lạnh tql...............................................................................45

3.2.5. Các thơng số ban đầu..............................................................................46
3.3. Chu trình lạnh...............................................................................................46
3.3.1. Chọn chu trình lạnh...............................................................................46
3.3.2. Chu trình nguyên lý................................................................................46
4


3.3.3. Tính tốn chu trình lạnh.........................................................................48
3.4. Tính chọn máy nén........................................................................................52
3.5. Tính chọn thiết bị ngưng tụ...........................................................................53
3.6. Tính chọn dàn bay hơi...................................................................................55
3.7. Tính chọn van tiết lưu...................................................................................56
3.8. Các thiết bị phụ.............................................................................................58
3.9. Tính tốn tháp giải nhiệt...............................................................................63
3.10. Tối ưu vùng nhiệt độ bảo quản....................................................................64
KẾT LUẬN, KIẾN NGHỊ.....................................................................................67
TÀI LIỆU THAM KHẢO.....................................................................................68

5


DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1. Sản phẩm thịt đơng lạnh............................................................................8
Hình 1.2. Kho Lạnh...................................................................................................9
YHình 2. 1. Cấu trúc nền kho lạnh..........................................................................26

Hình 2. 2. Cấu trúc cách nhiệt của tấm Panel..........................................................27
Hình 2. 3. Mái che kho lạnh....................................................................................27
Hình 2. 4. Cấu tạo và nguyên lý khóa cam..............................................................28
Hình 2. 5. Mộng âm dương cảu Panel.....................................................................28

Hình 2. 6. Cửa kho lạnh...........................................................................................29
Hình 2. 7. Cách lắp panel vách................................................................................31
Hình 2. 8. Lắp panel vách ở kho lạnh......................................................................31
Hình 2. 9. Cửa kho lạnh...........................................................................................32
Hình 2. 10. Cách lắp xà treo....................................................................................32
Hình 2. 11. Lắp panel trần.......................................................................................33
Hình 2. 12. Kết cấu kho lạnh panel..........................................................................34
Hình 2. 13. Lắp đặt dàn bay hơi..............................................................................35
YHình 3. 1. Sơ đồ và biểu diễn chu trình trên đồ thị T-s, lgP-h...............................52

Hình 3.2. Máy nén dàn ngưng.................................................................................58
Hình 3.3. Các thiết bị chính của hệ thống lạnh........................................................59
Hình 3.4. Cấu tạo bên ngồi dàn bay hơi.................................................................61
Hình 3.5. Cấu tạo van tiết lưu..................................................................................61
Hình 3.6. Sơ đồ lắt đặt van tiết lưu..........................................................................62
Hình 3.7. Phin lọc cho thiết bị freon........................................................................64
Hình 3.8. Cấu tạo van điện từ..................................................................................65
Hình 3.9. Van chặn của hệ thống.............................................................................66
6


Hình 3.10. Cấu tạo và vị trí lắt đặt của mắt gas.......................................................66
Hình 3.11. Tháp giải nhiệt.......................................................................................66

7


DANH MỤC BẢNG BIỂ
Bảng 2.1. Thơng số khí hậu ở tỉnh Hưng Yên.........................................................20
Bảng 2.2. Thông số các lớp vật liệu của panel.........................................................37

Bảng 2.3. Kết quả hệ số truyền nhiệt đọng sương...................................................39
Bảng 2.4. Bảng tổng hợp dòng nhiệt xâm nhập qua kết cấu bao che.......................42
Bảng 2.5. Tính dịng nhiệt do sản phẩm tỏa ra.........................................................43
Bảng 2.6. Tổng dòng nhiệt do sản phẩm tỏa ra........................................................43
Bảng 2.7. Dòng nhiệt riêng khi mở cửa...................................................................45
Bảng 2.8. Dòng nhiệt do vận hành...........................................................................45
Bảng 2.9. Tổng dòng nhiệt xâm nhập kho...............................................................46
Bảng 2.10. Tổng dòng nhiệt do máy nén.................................................................46
Bảng 2.11. dòng nhiệt do máy nén..........................................................................47
YBảng 3.1. Bảng tổng hợp các tham số trên điểm nút của chu trình.......................53

Bảng 3.2. Tổng kết các thông số máy nén...............................................................58

8


LỜI NÓI ĐẦU
Trong những năm qua kỹ thuật lạnh đã có những thay đổi quan trọng trên thế
giới và ở cả Việt Nam ta. Nó thực sự đã đi sâu vào hết các ngành kinh tế đang phát
triển nhanh và hỗ trợ tích cực cho các ngành đó. Đặc biệt là ngành công nghệ thực
phẩm, chế biến bảo quản các sản phẩm từ chăn ni.
Ngày nay trình độ khoa học kỹ thuật phát triển rất nhanh. Những thành tựu về
khoa học kỹ thuật đã được ứng dụng rộng rãi vào trong các ngành cơng nghiệp cũng
như nơng nghiệp. Do đó năng suất lao động ngày càng tăng, sản phẩm làm ra ngày
càng nhiều mà nhu cầu tiêu dùng còn hạn chế dẫn đến sản phẩm dư thừa. Để tiêu
thụ hết những sản phẩm dư thừa đó thì người ta phải chế biến và bảo quản nó bằng
cách làm lạnh đơng để xuất khẩu. Nhưng nước ta hiện nay còn rất ít những kho lạnh
bảo quản, không đáp ứng đủ nhu cầu.
Do nhu cầu tất yếu của thị trường , ngành chế biến bảo quản các sản phẩm từ
chăn nuôi trở thành vấn đề cấp thiết. Thời tiết của khu vực miền Bắc về mùa hè có

nhiệt độ cao trung bình từ 35oC đến 40oC. Vì vậy các sản phẩm từ chăn nuôi phải
cần được bảo quản một các khoa học để tránh những hư hỏng làm giảm đi chất
lượng và hàm lượng dimh dưỡng có trong sản phẩm .Trước tình hình đó với những
kiến thức đã học và cùng với sự hướng dẫn tận tình của thầy giáo Phạm Hữu Hưng
và tồn thể các thầy cơ trong bộ mơn: "Cơng Nghệ Cơ Điện Lạnh và Điều Hịa
Khơng Khí "(Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Hưng Yên) em xin làm đồ án tốt
nghiệp với để tài "Nghiên cứu, thiết kế công nghệ và tối ưu vùng nhiệt độ bảo
quản cấp đơng thịt lợn dung tích 100 tấn".
Đề tài của em dược chia ra làm các phần như sau:
Chương I: Giới thiệu tổng quan về kho lạnh bảo quản cấp đông và khái quát
tình hình bảo quản thịt lợn.
Chương II: Quy trình cơng nghệ thiết kế kho lạnh, lựa chọn nhiệt độ cấp đơng
và tính tốn cân bằng vật chất.
Chương III: Tính tốn kho lạnh bảo quản cấp đơng, tính chọn thiết vị chính,
thiết bị phụ và tối ưu vùng nhiệt độ bảo quản cấp đông.
9


Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo Th.S Phạm Hữu Hưng và các thầy giáo
trong bộ môn Công Nghệ Cơ Điện Lạnh và Điều Hịa Khơng Khí đã giúp đỡ em
hoàn thành đồ án này trong thời gian sớm nhất.
Tuy nhiên bằng những kiến thức đã học và kinh nghiệm thực tế cùng với thời
gian còn hạn hẹp, đồ án của em khơng thể tránh khỏi những thiếu sót. Em kính
mong các thầy cơ và các bạn đọc đóng góp ý kiến để em hồn thành đồ án tốt nhất !
Hưng Yên, ngày

tháng

Sinh viên


10

năm 2020


CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ KHO LẠNH BẢO QUẢN VÀ KHÁI
QUÁT TÌNH HÌNH BẢO QUẢN TÌNH HÌNH BẢO QUẢN THỊT LỢN
1.1. Công nghệ lạnh đông và bảo quản sản phẩm thịt lợn đông lạnh
Làm đông thực phẩm: là phương pháp làm lạnh đông, tức là hạ nhiệt độ của
nguyên liệu xuống t < -80C, ở nhiệt độ này phần lớn nước trong nguyên liệu sẽ kết
tinh làm ngừng đến mức tối đa hoặc hoàn toàn hoạt động của enzyme nội tại và vi
sinh vật xâm nhập vào gây thối rữa. Tuy nhiên tuỳ vào thời gian bảo quản dài hay
ngắn mà người ta bảo quản nguyên liệu ở các nhiệt độ khác nhau từ -18 0C ÷ -200C.

Hình 1.1. Sản phẩm thịt đơng lạnh

1.1.1. Mục đích
Khi hạ thấp nhiệt độ thì enzyme và vi sinh vật trong nguyên liệu bị giảm hoạt
động và có thể đình chỉ sự sống của chúng, như vậy nguyên liệu có thể giữ tươi
trong một giới hạn thời gian dài và hạn chế tối đa sự biến đổi về chất lượng thủy
sản.
Khi nhiệt độ t < 100C thì vi khuẩn gây thối rữa và vi khuẩn gây bệnh bị kiềm
chế phần nào. Khi ở 00C thì tỷ lệ phát triển của chúng rất thấp. Ở nhiệt độ t = -5 0C ÷
-100C thì hầu như khơng phát triển được. Nhưng có một số loại vi khuẩn cá biệt khi
hạ nhiệt độ xuống dưới -150C chúng vẫn phát triển được như: các loại nấm mốc
11


Mucor, Phzopus, Penicilium,… ở t = -100C chúng vẫn tồn tại. Do đó muốn giữ tươi
thực phẩm trong thời gian dài thì phải hạ nhiệt độ xuống dưới -15 0C. Vì vậy trong

bảo quản nguyên liệu người ta thường sử dụng các phạm vi nhiệt độ sau:
- Bảo quản sơ bộ t < 30C.
- Bảo quản trên dưới một tháng t < - 150C.
- Bảo quản từ 6 tháng đến một năm t < -180C.
1.1.2. Ý nghĩa
Làm lạnh đơng có ý nghĩa rất lớn trong ngành bảo quản và chế biến thực
phẩm: tạo chất lượng sản phẩm cao, thời gian bảo quản kéo dài đáp ứng được nhu
cầu ngày càng cao của xã hội. Phương pháp này cho phép xuất khẩu sản phẩm ra
nước ngoài và phân phối sản phẩm đến mọi thị trường trên thế giới.

Hình 1.2. Kho Lạnh

1.1.3. Bảo quản sản phẩm thịt lợn đông lạnh
Bảo quản sản phẩm là quá trình làm hạn chế mức thấp nhất những biến đổi có
hại cho sản phẩm trong thời gian chờ sử dụng.
12


 Những biến đổi về vật lý
 Sự kết tinh lại của nước
Đối với các sản phẩm đông lạnh trong q trình bảo quản nếu chúng ta khơng
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. Kết tinh lại nước
đá xảy ra khi có sự dao động của nhiệt độ trong quá trình bảo quản. Do nồng độ
chất tan trong các tinh thể nước đá khác nhau nên nhiệt độ kết tinh và nhiệt độ nóng
chảy của chúng 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 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 của 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 lớn do sự mất nước tự do tăng làm cho mùi
vị sản phẩm giảm.
Để tránh hiện tượng kết tinh lại của nước đá thì trong quá trình bảo quản nhiệt
độ phải ổn định, mức dao động của nhiệt độ cho phép là  20C.
 Sự thăng hoa của nước đá
Trong quá trình bảo quản sản phẩm đơng do hiện tượng hơi nước trong khơng
khí ngưng tụ thành tuyết trên giàn lạnh làm cho lượng ẩm trong khơng 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 môi
trường khơng khí. Nước đá trên bề mặt bị thăng hoa, sau đó lớp bên trong của thực
phẩm thăng hoa.
Sự thăng hoa nước đá của thực phẩm làm cho thực phẩm có cấu trúc xốp,
rỗng. Oxy khơng khí dễ xâm nhập và oxy hóa sản phẩm. Sự oxy hóa xảy ra làm cho
sản phẩm hoa hụt về trọng lượng chất tan, mùi vị đặc biệt là q trình ơi hóa lipit.

13


Để tránh hiện tượng thăng hoa nước đá của sản phẩm thì sản phẩm đơng khi
đem đi bảo quản phải được bao gói kín và đuổi hết khơng khí ra ngồi, nếu có
khơng khí bên trong sẽ xảy ra hiện tượng hố tuyết trên bề mặt bao gói và q trình
thăng hoa vẫn xảy ra.
 Những biến đổi về hóa học
Trong bảo quản đơng, các biến đổi về sinh hố, hoá học diễn ra chậm. Các
thành phần dễ bị biến đổi là: protein hoà tan, lipid, vitamin, chất màu…
Sự biến đổi của Protein
Trong các loại protein thì protein hồ tan trong nước dễ bị phân giải nhất, sự
phân giải chủ yếu dưới tác dụng của enzyme có sẵn trong sản phẩm.

Sự khuếch tán nước do kết tinh lại và thăng hoa nước đá gây nên sự biến tính
của protein hồ tan.
Biến đổi của protein làm giảm chất lượng sản phẩm khi sử dụng.
Sự biến đổi của chất béo
Dưới tác dụng của enzyme nội tại làm cho chất béo bị phân giải cộng với quá
trình thăng hoa nước đá làm cho oxy xâm nhập vào. Đó là điều kiện thuận lợi cho
q trình oxy hố chất béo xảy ra. Q trình oxy hố 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 sản phẩm.
 Những biến đổi về vi sinh vật
Đối với sản phẩm bảo quản đơng có nhiệt độ thấp hơn -18 0C 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 đã bị lây nhiễm vi sinh vật hoạt động gây
thối rữa sản phẩm và làm giảm chất lượng sản phẩm.

14


 Các điều kiện trong quá trình bảo quản sản phẩm đông lạnh
-

Nhiệt độ bảo quản sản phẩm :

Nhiệt độ của sản phẩm là bình quân giữa nhiệt độ cao nhất và nhiệt độ thấp
nhất trong sản phẩm, do đó nhiệt độ bảo quản tối thiểu phải bằng với nhiệt độ sản
phẩm.
Nhiệt độ bảo quản phải đảm bảo giảm đến mức quy định hoạt động của các
enzyme có sẵn trong thực phẩm. Vì vậy nhiệt độ bảo quản phụ thuộc vào đặc điểm tính

chất hố học, vật lý và vi sinh vật của thực phẩm, với thực phẩm ít bị phân giải do các
enzyme của chúng chịu lạnh kém, ta có thể tăng nhiệt độ bảo quản để giảm chi phí sản
xuất, giới hạn bảo quản phải thấp hơn -180C. Với những sản phẩm dễ bị oxy hố do có
nhiều vi sinh vật đã hoạt động trong cấu trúc trước khi chuẩn bị làm đơng thì phải giảm
nhiệt độ bảo quản, nhiệt độ bảo quản bị giới hạn bởi tính kinh tế, kỹ thuật và công
nghệ. Nếu nhiệt độ quá thấp sản phẩm tăng tính chất tan, giới hạn dưới của nhiệt độ
bảo quản là -350C.
-

Nhiệt độ của khơng khí trong kho :

Ở giai đoạn đầu khi nhiệt độ của sản phẩm còn chênh lệch nhiều để tạo thuận
lợi cho sự cân bằng nhiệt độ sản phẩm, cần giảm nhiệt độ của khơng khí xuống thấp
hơn nhiệt độ bảo quản từ 3 ÷ 50C, giai đoạn này kéo dài từ 2 ÷ 3 ngày.
Ở giai đoạn tiếp theo nhiệt độ khơng khí bằng nhiệt độ bảo quản của sản
phẩm, như vậy sẽ hạn chế được sự trao đổi nhiệt độ giữa sản phẩm và khơng khí
trong phịng.
Sự dao động nhiệt độ của khơng khí dẫn đến sự dao động nhiệt độ của sản
phẩm, tuy nhiên do khơng khí truyền nhiệt kém và không chuyển động nhiều trên
bề mặt sản phẩm, do bao gói và xếp chặt nên nhiệt độ khơng khí dao động nhiều mà
nhiệt độ sản phẩm dao động ít.
Yếu tố ảnh hưởng lớn là thời gian dao động nhiệt độ của khơng khí, vì vậy cần
phải hạn chế thời gian dao động nhiệt độ của khơng khí.

15


Nhiệt độ khơng khí trong kho có thể khơng đồng đều, ở gần dàn lạnh khơng
khí thấp hơn, tuy nhiên cần hạn chế sự dao động nhiệt độ này để hạn chế sự dao
động nhiệt độ của sản phẩm.

-

Độ ẩm của khơng khí lạnh :

Với thực phẩm khơng bao gói cần có độ ẩm cao ( = 85  90%) để hạn chế sự
mất nước của sản phẩm.
Độ ẩm không khí giảm khi giảm nhiệt độ khơng khí và đảm bảo sự ổn
định của nó.
-

Sự lưu thơng khơng khí trong kho :

Khơng khí chuyển động trong kho làm cho nhiệt độ, độ ẩm kho đồng đều hơn,
hạn chế được sự dao động nhiệt độ sản phẩm, hạn chế sinh ra mùi lạ trong kho.
Với sản phẩm khơng có bao gói cách ẩm cần có khơng khí đối lưu tự nhiên để
hạn chế mất nước.
Với sản phẩm có bao gói và cách ẩm, vận tốc khơng khí trong kho vào khoảng
1  3 m/s.
Khơng khí phải chuyển động ở bề mặt cấu trúc bao che (tường, trần, nền)
để lấy nhiệt truyền từ bên ngồi vào, cần hạn chế khơng khí chuyển động ở bề
mặt sản phẩm.
-

Sắp xếp sản phẩm trong kho bảo quản :

Tuỳ theo loại sản phẩm mà ta có các phương pháp xếp hàng khác nhau.
Nguyên tắc chung là giảm đến mức thấp nhất diện tích bề mặt tiếp xúc giữa thực
phẩm và khơng khí, sử dụng tối đa thể tích hữu ích của kho, hạn chế mức thấp nhất
sự chuyển động của khơng khí trên bề mặt sản phẩm.
Đối với những sản phẩm khơng được bao gói cách ẩm thì được xếp trên các

giá đỡ chồng lên nhau. Khi đó để ngăn chặn nhiệt độ từ bên ngồi vào thì khoảng
cách giữa bề mặt sản phẩm với cơ cấu bao che phải thích hợp, khoảng cách này
càng lớn khi khả năng truyền nhiệt của cơ cấu bao che lớn.

16


Đối với sản phẩm được bao gói và cách ẩm thì được xếp chồng lên nhau thành
từng khối vững chắc, cách tường và nền một khoảng thích hợp, thường thì khoảng
cách tới trần là lớn nhất 30 ÷ 50cm, tới nền là nhỏ nhất 5 ÷ 10cm.
1.2. Khái quát về kho lạnh bảo quản cấp đông
1.2.1. Khái niệm kho lạnh bảo quản cấp đông
Kho lạnh bảo quản cấp đông là kho được sử dụng để bảo quản các loại thực
phẩm, nơng sản, thịt, các sản phẩm của cơng nghiệp hóa chất,công nghiệp nhẹ.v.v…
Hiện nay kho lạnh được sử dụng trong công nghệ chế biến rất rộng rãi và
chiếm một tỷ lệ lớn nhất. Các dạng mặt hàng bảo quản bao gồm:
- Kho bảo quản thực phẩm chế biến như: Thịt, hải sản, đồ hộp.
- Bảo quản nông sản thực phẩm, rau quả.
- Bảo quản các sản phẩm y tế, dược liệu.
- Kho bảo quản sữa.
- Kho bảo quản và lên men bia.
- Bảo quản các sản phẩm khác.
1.2.2. Phân loại
Có nhiều kiểu kho bảo quản dựa trên những căn cứ phân loại khác nhau:
 Theo cơng dụng:
Người ta có thể phân ra các loại kho lạnh như sau:
- Kho lạnh sơ bộ: Dùng làm lạnh sơ bộ hay bảo quản tạm thời thực phẩm tại
các nhà máy chế biến trước khi chuyển 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 thuỷ sản, nhà máy xuất

khẩu thịt,…). Các kho lạnh loại này thường có dung tích lớn, cần phải trang bị hệ
thống có cơng suất lạnh lớn. Phụ tải của kho lạnh luôn thay đổi do phải xuất nhập
hàng thường xuyên.

17


- Kho phân phối, trung chuyển: Dùng điều hoà cung cấp thực phẩm cho các
khu dân cư, thành phố và dự trữ lâu dài. Kho lạnh phân phối thường có dung tích
lớn, trữ nhiều mặt hàng và có ý nghĩa rất lớn đối với đời sống sinh hoạt của cả một
cộng đồng.
- Kho thương nghiệp: Kho lạnh bảo quản các mặt hàng thực phẩm của hệ
thống thương nghiệp. Kho dùng bảo quản tạm thời các mặt hàng đang được doanh
nghiệp bán trên thị trường.
- Kho vận tải (trên tàu thuỷ, tàu hoả, ơtơ): 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 loại kho rất nhỏ dùng trong các hộ gia đình, khách sạn,
nhà hàng dùng bảo quản một lượng hàng nhỏ.
 Theo nhiệt độ:
Người ta có thể chia ra:
- Kho bảo quản lạnh: Nhiệt độ bảo quản nằm trong khoảng -2 oC đến 5oC. Đối
với một số rau quả nhiệt đới cần bảo quản ở nhiệt độ cao hơn (đối với chuối > 10 oC,
đối với chanh >4oC). Nói chung các mặt hàng chủ yếu là rau quả và các mặt hàng
nông sản.
- Kho bảo quản cấp đông: Kho được sử dụng để bảo quản các mặt hàng đã qua
cấp đơng. 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 -18oC 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 oC, buồng bảo quản đa năng thường

được thiết kế ở -12oC nhưng khi cần bảo quản lạnh có thể đưa lên nhiệt độ bảo quản
0oC hoặc khi cần bảo quản đơng có thể đưa xuống nhiệt độ bảo quản -18 oC tuỳ theo
yêu cầu công nghệ. Khi cần có thể sử dụng buồng đa năng để gia lạnh sản phẩm.
Buồng đa năng thường được trang bị dàn quạt nhưng cũng có thể được trang bị dàn
tường hoặc dàn trần đối lưu khơng khí tự nhiên.

18


- 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 u cầu quy trình cơng nghệ gia
lạnh, nhiệt độ buồng có thể hạ xuống -5 oC 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 -4oC.
 Theo dung tích chứa:
Kích 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
dung tích ra tấn thịt (MT – Meat Tons). Ví dụ: Kho 50 MT, kho 100 MT, 200 MT,
500 MT… là những kho có khả năng chứa 50, 100, 200, 500 tấn thịt.
 Theo đặc điểm cách nhiệt:
- Kho xây: Là kho mà kết cấu là kiến trúc xây dựng và bên trong người ta bọc
lớp cách nhiệt. Kho xây chiếm diện tích lớn, giá thành tương đối cao, khơng đẹp,
khó tháo dỡ, và di chuyển. Mặt khác về mặt thẩm mỹ và vệ sinh kho xây khơng đảm
bảo tốt. Vì vậy, hiện nay ở nước ta thường ít sử dụng kho xây để bảo quản thực
phẩm.
- Kho panel: Được lắp ghép từ các tấm panel tiền chế polyuretan và được lắp
ghép với nhau bằng các móc khố cam locking và 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 ở nước ta đã sản xuất các tấm panel cách nhiệt đạt tiêu chuẩn cao. Vì
thế hầu hết các xí nghiệp, cơng nghiệp thực phẩm đều sử dụng kho panel để bảo
quản hàng hoá.

 Kết luận: Trong chương 1 chúng ta đã tìm hiểu về tổng quan kho lạnh bảo
quản cấp đơng, khái qt được tình hình bảo quản thịt lợn cũng như sản
phẩm đơng lạnh và công nghệ lạnh đông.

19


CHƯƠNG II: QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ THIẾT KẾ KHO LẠNH,
LỰA CHỌN NHIỆT ĐỘ CẤP ĐƠNG VÀ TÍNH TỐN CÂN BẰNG
VẬT CHẤT
2.1. Mặt bằng kho và các thông số thiết kế
2.1.1. Quy hoạch mặt bằng kho lạnh
Quy hoạch mặt bằng kho lạnh là bố trí những nơi sản xuất, xử lý lạnh, bảo
quản... phù hợp với dây chuyền công nghệ sao cho hiệu quả sản xuất kinh doanh
cao. Để đạt được mục đích đó trong quy hoạch ta cần phải tn thủ các yêu cầu sau:
- Phải bố trí các buồng lạnh phù hợp với dây chuyền công nghệ. Sản phẩm đi
theo dây chuyền không gặp nhau, không đan chéo nhau. Các cửa ra vào của buồng
chứa phải quay ra hành lang. Cũng có thể khơng cần hành lang nhưng sản phẩm
theo dây chuyền không được đi ngược.
- Quy hoạch cần phải đạt chi phí đầu tư thấp nhất. Cần sử dụng rộng rãi các
cấu kiện tiêu chuẩn giảm đến mức thấp nhất các diện tích phụ nhưng phải đảm bảo
tiện nghi. Giảm công suất thiết bị đến mức thấp nhất.
- Quy hoạch mặt bằng cần phải đảm bảo sự vận hành tiện lợi và rẻ tiền.
- Quy hoạch phải đảm bảo lối đi và đường vận chuyển thuận lợi cho việc bốc
xếp thủ công hoặc cơ giới đã thiết kế.

- Chiều rộng kho lạnh nhiều tầng không quá 40 m.
- Chiều rộng của kho lạnh 1 tầng phải phù hợp với khoảng vượt lớn nhất 12m,
thường lấy 12; 24; 36; 48; 60 hoặc 72 m.
- Trong một vài trường hợp, kho lạnh có sân bốc dỡ nối liền rộng 3,5m nhưng
thơng thường các kho lạnh có hành lang nối ra cả 2 phía, chiều rộng 6m.
- Kho lạnh dung tích tới 600 tấn khơng bố trí đường sắt, chỉ có một sân bốc dỡ
ô tô dọc theo chiều dài đảm bảo mọi phương thức bốc dỡ.
- Để giảm tổn thất nhiệt qua kết cấu bao che, các buồng lạnh được nhóm lại
từng khối 1 với một chế độ nhiệt độ.

20


- Mặt bằng kho lạnh phù hợp với hệ thống lạnh đã chọn. Điều này đặc biệt
quan trọng đối với kho lạnh 1 tầng vì khơng phải ln ln đảm bảo đưa được môi
chất lạnh từ các thiết bị lạnh về, do đó phải chuyển sang sơ đồ lớn hơn với việc cấp
lỏng từ dưới lên.
- Mặt bằng kho lạnh phải đảm bảo kỹ thuật, an tồn phịng cháy, chữa cháy.
Quy hoạch cũng cần phải tính đến khả năng mở rộng kho lạnh. Phải để lại một
mặt mút tường để có thể mở rộng kho lạnh.
-

Chọn mặt bằng xây dựng

Khi chọn mặt bằng xây dựng, ngoài những yêu cầu chung đã nêu ở phần trên
thì khi chọn mặt bằng xây dựng cần phải chú ý đến nền móng kho lạnh phải vững
chắc do đó phải tiến hành khảo sát về nền móng và mực nước.
Do nhiệt thải ở thiết bị ngưng tụ của một kho lạnh là rất lớn nên ngay từ khi
thiết kế cần phải tính đến nguồn nước để giải nhiệt.
Cũng như nguồn nước, việc cung cấp điện đến cơng trình, giá điện và xây lắp

cơng trình điện cũng là một vấn đề cần được quan tâm vì nó sẽ ảnh hưởng đến vốn
đầu tư ban đầu.
Tương tự các kho lạnh đều cần có một sân rộng để cho xe tải đi lại bốc dỡ
hàng, đảm bảo được việc bốc dỡ với khối lượng cao nhất, đồng thời đảm bảo được
các mặt hàng đông lạnh không bị ảnh hưởng tới thời gian bốc xếp. Bố trí dọc theo
chiều dài và chiều rộng kho lạnh các hành lang đệm để các xe vận chuyển hàng vào
kho và xuất kho một cách nhanh nhất.
-

Kho lạnh một tầng

Kho lạnh một tầng tốn nhiều vật liệu cách ẩm, cách nhiệt và xây dựng và do
có diện tích bao che lớn nên tổn thất nhiệt cũng lớn hơn, địi hỏi chi phí năng lượng
lớn hơn, máy và hệ thống lạnh lớn hơn, chi phí vận hành lớn hơn nhưng nó lại có ưu
điểm là xây dựng dễ dàng và việc đi lại, vận chuyển, bốc xếp trong kho dễ dàng hơn
nhiều. Ngoài ra nó cịn có ưu điểm khác như: Do tải trọng phân bố đều trên diện
tích rộng nên đỡ tốn kém trong việc xây dựng nền móng. Do sử dụng giá chất hàng

21


và thùng bảo quản nên có thể tăng cao chiều cao của kho và giá thành bốc xếp cũng
giảm hơn so với kho nhiều tầng.
2.1.2. Chọn địa điểm xây dựng
Kho lạnh đang thiết kế được xây dựng tại tỉnh Hưng n.
2.1.3. Các thơng số khí hậu
Các thơng số này đã được thống kê trong nhiều năm, khi tính tốn để đảm bảo
độ an tồn cao thì ta thường lấy các giá trị cao nhất (chế độ khắc nghiệt nhất) từ đó
sẽ đảm bảo kho vận hành là an tồn trong mọi điều kiện có thể xảy ra mà ta đã ước
tính.

Bảng 2. 1. Thơng số khí hậu ở tỉnh Hưng Yên

Nhiệt độ, oC
TB cả năm

23,3

Độ ẩm tương đối, %

Mùa

Mùa

Mùa

Mùa

Hè

đông

hè

đông

37,3

8,7

85


82

Từ các thơng số khí hậu kết hợp với đồ thị Molier h – x của khơng khí ẩm ở áp
suất khí quyển B = 760 mmHg ta có các trạng thái khơng khí sau:
tN = 37,30C là nhiệt độ của khơng khí ngồi trời.
φ = 73% độ ẩm của khơng khí tại Hưng Yên.
tƯ = 330C nhiệt độ nhiệt kế ướt.
tS = 320C nhiệt độ đọng sương.
Nhiệt độ nước vào: tw1 = tƯ + (3 ÷ 5) 0C = 33 + (3 ÷ 5) 0C = 36 ÷ 380C.
Ta chọn tw1 = 360C.
Nhiệt độ nước ra : tw2 = tw1 + 5 = 36 + 5 = 410C.

2.1.4. Các chế độ bảo quản sản phẩm trong kho
22


-

Chọn nhiệt độ bảo quản

Nhiệt độ bảo quản thực phẩm phải được lựa chọn trên cơ sở kinh tế và kỹ
thuật. Nó phụ thuộc vào từng loại sản phẩm và thời gian bảo quản của chúng.
Thời gian bảo quản càng lâu đòi hỏi nhiệt độ bảo quản càng thấp. Các mặt hàng
trữ đơng cần bảo quản ở nhiệt độ ít nhất bằng nhiệt độ của sản phẩm sau cấp đông
tránh không dể rã đông và tái kết tinh lại làm giảm chất lượng sản phẩm.
Ở đây kho bảo quản thịt heo đông lạnh, thời gian bảo quản không quá 10
tháng nên nhiệt độ bảo quản thích hợp được chọn là -200C.
-


Chế độ xử lý lạnh đông sản phẩm

Xử lý lạnh đông là làm lạnh đông sản phẩm. Sản phẩm sau khi được làm lạnh
đơng bị hóa cứng, do tồn bộ nước và dịch trong sản phẩm đóng thành băng. Nhiệt
độ tâm sản phẩm đạt tới -80C, nhiệt độ bề mặt đạt tới -200C ÷ -120C.
Chọn phương pháp làm lạnh đơng một pha để thiết kế sản phẩm thịt sau khi ra
khỏi lò mổ (370C) được đưa ngay vào thiết bị kết đơng, nhiệt độ tâm thịt đạt -80C
2.1.5. Tính tốn kích thước kho lạnh đơng
 Chọn phương án xây dựng:
Trên cơ sở phân tích ưu nhược điểm của kho lạnh lắp ghép và kho lạnh xây
dựng. Kho lạnh lắp ghép có một số đặc điểm nổi trội:
- Lắp đặt nhanh chóng trong một khoảng thời gian ngắn vì các chi tiết lắp
ghép đã có sẵn.
- Có thể tháo lắp và di chuyển đến nơi mới khi cần thiết đối với kho lạnh lắp
ghép cịn đối với kho xây dựng thì hầu như phải đập bỏ.
- Có thể lắp đặt ngay trong phân xưởng có mái che.
- Khơng cần vật liệu xây dựng đối với kho lạnh nhỏ vì vậy mà công việc xây
dựng là đơn giản hơn nhiều so với kho xây dựng.
- Cách nhiệt là tấm polyurethane có hệ số dẫn nhiệt thấp vì vậy cấu trúc của
kho lắp ghép luôn nhẹ hơn nhiều lần so với kho xây dựng.
23


- Tấm bọc ngoài của panel rất đa dạng.
- Nhược điểm của kho lắp ghép là giá thành cao hơn nhiều so với kho lạnh xây
dựng truyền thống.
- Chính những ưu điểm vượt trội này của kho lạnh lắp ghép mà ngày nay nó
được sử dụng rất rộng rãi. Phương án xây dựng trong bài thiết kết này là kho lạnh
lắp ghép.
 Xác định số lượng và kích thước các buồng lạnh

-

Thiết kế kho lạnh đông bảo quản cấp đông thịt heo dung tích 100 tấn

-

Thể tích kho lạnh

Thể tích kho lạnh được xác định theo công thức:
; (m3)

[1, tr29]

(2.1)

Trong đó:
E - dung tích kho lạnh, tấn;
gv - định mức chất tải, tấn/m3;
V - thể tích kho lạnh, m3.
Với E = 100 tấn.
gv = 0,45 tấn/m3.

[1, tr28]

Ta có:
V= = 222,22 (m3)
- Diện tích chất tải của kho lạnh
Diện tích chất tải của kho lạnh được tính theo cơng thức :
; (m2 )


[1, tr29]

Trong đó:
F - diện tích chất tải, m2;
h - chiều cao chất tải, m.
24

(2.2)


Chiều cao chất tải là chiều cao lô hàng chất trong kho, chiều cao này phụ thuộc vào
bao bì đựng hàng, phương tiện bốc dỡ. Chiều cao h có thể tính bằng chiều cao buồng
lạnh trừ đi phần lắp đặt dàn lạnh treo trần và khoảng không gian cần thiết để chất hàng và
dỡ hàng. Chiều cao chất tải phụ thuộc vào chiều cao thực tế h 1 của kho. Chiều cao h1
được xác định bằng chiều cao phủ bì của kho lạnh trừ đi hai lần chiều dầy cách nhiệt của
trần và nền kho lạnh:
h1 = H – 2.б (m)

(2.3)

+ Chọn chiều cao phủ bì H = 3.6 m là chiều dài lớn nhất của tấm panel.
+ Ta có б = 50 ÷200 mm (tùy thuộc vào nhiệt độ bảo quản và tính chất của tường).
Chọn chiều dày cách nhiệt б = 125 mm.
Suy ra:
h1 = 3,6 – 2.0,125 = 3,35 (m)
Chiều cao chất tải thực h của kho bằng chiều cao thực tế trừ đi khoảng hở phía trần
để lưu thơng khơng khí chọn là 0,5m và phía dưới nền lát tấm palet là: 0,1m.
Suy ra:
h = 3,35 – (0,1 + 0,5) = 2,75 (m)
Vậy diện tích chất tải là :

F== 80,80 (m2)
- Tải trọng nền
Tải trọng nền được xác định theo công thức:
g f  g v .h

; (tấn/m2)

Trong đó:
gf - tải trọng nền, tấn/m2.
gv - tiêu chuẩn chất tải, tấn/m3.
h - chiều cao chất tải, h = 2,75 m.
Vậy

gf = 0,45.2,75 = 1,24 (tấn/m2).
25

(2.4)