TRƯỜNG ĐẠI HỌC NƠNG LÂM HUẾ KHOA CƠ KHÍ – CÔNG NGHỆ  ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ PHÂN XƯỞNG SẢN XUẤT TƠM BĨC NÕN ĐÔNG LẠNH IQF NĂNG SUẤT 13.5 TẤN/NGÀY Giáo viên hướng dẫn : Ths Lê Thanh Long Sinh viên thực : Lê Minh Quốc Lớp : Công Nghệ Thực Phẩm 48B Huế, 12/2017 TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM HUẾ CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM KHOA CƠ KHÍ - CƠNG NGHỆ Độc Lập – Tự Do – Hạnh Phúc NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ Họ tên sinh viên : Lê Minh Quốc Lớp : CNTP 48B Ngành học : Công nghệ thực phẩm Tên đề tài: thiết kế phân xưởng sản xuất tơm bóc nõn đông lạnh IQF suất 13.5 sản phẩm/ngày Nội dung phần thuyết minh tính tốn - Mở đầu - Tổng quan - Nguyên liệu quy trình sản xuất - Tính cân vật liệu - Tính bố trí nhân lực - Tính chọn thiết bị - Bố trí mặt phân xưởng - Kết luận - Tài liệu tham khảo Các vẽ - Bản vẽ mặt phân xưởng: A1 - Bản vẽ mặt cắt phân xưởng: A1 Ngày giao nhiệm vụ: Ngày hoàn thành: Huế, ngày 21 tháng 12 năm 2017 Trưởng môn CNTP Giáo viên hướng dẫn Ths Lê Thanh Long MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH DANH MỤC BẢNG LỜI NÓI ĐẦU Hiện nay, thủy sản coi ngành quan trọng, đóng góp lớn cho kinh tế nước nhà Việc phát triển ngành thủy sản khơng có ý nghĩa mặt dinh dưỡng cho người tiêu dùng nước mà có ý nghĩa lớn việc xuất nước Sản lượng thủy hải sản đánh bắt, nuôi trồng chế biến năm lớn, chiếm tỷ lệ không nhỏ GDP nước Bên cạnh việc phát triển ngành thủy sản góp phần giải việc làm cho phần lớn người lao đơng Tơm lồi giáp sát có giá trị kinh tế cao, dễ nuôi thị trường lớn Mỹ, Nhật, EU ưa chuộng Nhưng để đưa sản phẩm từ tôm qua chế biến vào thị trường đầy tiềm vấn đề đơn giản, đòi hỏi phải có cơng nghệ chế biến kỹ thuật đại Tuy nhiện, có nhà máy làm việc Dưới hướng dẫn thầy Lê Thanh Long Tôi chọn đề tài “thiết kế phân xưởng chế biến tôm bóc nõn đơng lạnh dạng IQF suất 13.5 sản phẩm/ngày” Do kiến thức có hạn, chủ yếu tham khảo từ nguồn tài liệu nên nhiều thiếu sót chưa khắc phục được, mong nhận góp ý dạy từ q thầy để đồ án hoàn thiện Huế, ngày 21 tháng 12 năm 2017 Sinh viên thực Lê Minh Quốc CHƯƠNG TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan công nghệ lạnh thực phẩm [1] 1.1.1 Khái niệm Làm lạnh đơng hạ nhiệt độ xuống nhiệt độ đóng băng dịch bào Như trình làm lạnh đơng có tạo thành đá sản phẩm Tùy theo mức độ làm lạnh đông mà lượng nước đá tạo thành sản phẩm 80% trở lên Xử lý lạnh đông hay kết đông thực phẩm: thực phẩm hóa cứng hồn tồn hầu dịch sản phẩm đóng băng Nhiệt độ bề mặt thực phẩm từ -180C đến -120C, nhiệt độ tâm thực phẩm đạt -80C Xử lý lạnh đơng có hai phương pháp: Kết đông hai pha: thực phẩm làm lạnh từ nhiệt độ thường xuống khoảng 40C, đưa vào thiết bị kết đông để hạ tiếp nhiệt độ cho tâm khối thực phẩm đạt -80C Kết đông pha: thực phẩm từ nhiệt độ thường đưa vào thiết bị kết đông để hạ nhiệt độ cho tâm khối thực phẩm đạt -80C Phương pháp ưu điểm phương pháp thời gian kết đông ngắn hơn, tổn hao khối lượng khơ ngót giảm, tiết kiệm chi phí lạnh diện tích buồng lạnh 1.1.2 Mục đích Làm chậm hư hỏng sản phẩm Bằng phương pháp lạnh đơng thích hợp sản phẩm làm tan giá sau thời gian bảo quản lạnh đông không bị thay đổi tính chất ban đầu nguyên liệu tươi 1.1.3 Các phương pháp làm lạnh đông thực phẩm Cách phân chia phương pháp làm lạnh đông nhanh hay chậm dựa sở tạo thành tinh thể đá sản phẩm, khả ẩn nhiệt đóng băng sản phẩm liên quan chặt chẽ đến nhiệt độ lạnh cho sản phẩm 1.1.3.1 Phương pháp lạnh đông chậm Trong lạnh đơng chậm nhiệt độ khơng khí > -25 0C, thời gian lạnh đơng thường kéo dài 15÷20h tùy thuộc vào kích thước chủng loại sản phẩm Số tinh thể hình thành gian bào nên có kích thước lớn Ngồi có cân nhiệt độ tế bào làm lạnh đơng Gần ngồi vỏ tế bào lạnh bên lòng ngun sinh chất nên nhiều nước chưa khỏi tế bào gặp đủ độ lạnh hình thành tinh thể phía màng tế bào Do xuất tinh thể đá bên lẫn bên tế bào nên tác dụng phá vỡ hệ thống keo nước, làm tiêu nguyên sinh chất tế bào gây tác động học tinh thể đá có cạnh sắc với với áp suất lớn, phá rách màng tế bào, phá hủy cấu trúc mơ tế bào sản phẩm Do tan giá dịch bào sản phẩm bị chảy ngoài, làm giảm giá trị dinh dưỡng sản phẩm, dễ nhiễm trùng có giảm tới 50% giá trị thương phẩm so với sản phẩm tươi sống Vì ngày người ta thường sử dụng phương pháp làm lạnh đông chậm để kéo dài thời gian bảo quản sản phẩm thực phẩm Tuy nhiên phương pháp lạnh đông chậm ứng dụng bảo quản số rau dự trữ cho chế biến nước rau sau ứng dụng để làm sản phẩm thực phẩm dạng huyền phù 1.1.3.2 Phương pháp lạnh đông nhanh (lạnh đông đột ngột hay cấp đơng) Khi làm lạnh đơng nhanh q trình thoát nhiệt từ sản phẩm tăng cường, nhằm rút ngắn thời gian làm lạnh đông, hạn chế tạo thành tinh thể đá to gian bào, hạn chế chuyển dịch nước gian bào tế bào, tạo thành tinh thể đá bé tế bào Số lượng tinh thể đá nhiều nhiên kích thước nhỏ gây tác động học nguyên sinh chất màng tế bào Môi trường làm lạnh đông nhanh thường khơng khí chất lỏng Chế độ lạnh đông nhanh: - Nhiệt độ môi trường truyền lạnh phải thấp -350C - Vận tốc đối lưu mơi trường khí từ 3÷5 m/s, mơi trường lỏng 1m/s - Kích thước sản phẩm phải nhỏ - Nhiệt độ lạnh sản phẩm phải thấp t0ql ≤ -60C - Q trình đóng băng sản phẩm phải xảy lúc tế bào gian bào để hạn chế chuyển nước từ tế bào gian bào Tất điều kiện nhằm đảm bảo cho tốc độ q trình lạnh đơng nhanh kịp thời, xảy đóng băng đồng loạt khối lượng nước lớn: nước tự nước liên kết yếu So với phương pháp làm lạnh đông chậm phương pháp làm lạnh đơng nhanh có nhiều ưu điểm như: - Bảo đảm tốt đặc tính sản phẩm, thành phần, tính chất, mùi vị, độ dinh dưỡng sản phẩm ban đầu - Tăng cường tính chất mặt ngồi sản phẩm, tăng điều kiện vệ sinh - Giảm thời gian lạnh đơng xuống 3÷4 lần - Tăng cường xuất sản phẩm lạnh đơng từ 2÷3 lần diện tích - Hạn chế tổn hao khối lượng 1,5÷2 lần 1.1.3.3 Phương pháp làm lạnh cực nhanh (lạnh đông siêu nhanh lạnh đông tức thời) Khi lạnh đông cực nhanh thoát nhiệt nhanh nên hạn chế nhiệt từ tế bào ngồi gian bào, hạn chế tạo thành tinh thể đá to gian bào Vì có nước chuyển qua màng tế bào để đóng băng kết tinh gian bào nên làm tan giá chậm trở lại tế bào, làm tế bào sống lại được, không phá vỡ cấu trúc nguyên sinh Như điều kiện để làm lạnh đông cực nhanh phải đảm bảo điều kiện cần có nhiều tâm kết tinh để tạo thành nhiều tinh thể bé tế bào Ngày nay, phương pháp làm lạnh đông cực nhanh cho phép làm lạnh đơng 5÷10 phút (bằng khoảng 1/60 thời gian lạnh đông nhanh) Do tốc độ nhanh nên tăng suất giảm hao hụt khối lượng từ 3÷4 lần Sản phẩm lạnh đơng cực nhanh đảm bảo nguyên vẹn tính chất sản phẩm tươi sống ban đầu Lạnh đông cực nhanh thường tiến hành môi trường lỏng (CO 2, Nitơ, From, khí hóa lỏng khác…) Tuy nhiên thường sử dụng Nitơ lỏng có nhiều ưu việt: - Nitơ lỏng bay áp suất thường cho nhiệt độ thấp -1960C - Nitơ lỏng khí trơ nên hạn chế q trình oxy hóa sản phẩm - Lạnh đơng cực nhanh sản phẩm Nitơ lỏng hạn chế nhiều vi sinh vật so với phương pháp khác 1.1.4 Những biến đổi thực phẩm trình lạnh đông 1.1.4.1 Biến đổi nhiệt – lý học a Sự kết tinh nước: Trong q trình cấp đơng nước tách đông thành tinh thể, làm cho sản phẩm trở nên rắn, tăng thể tích Khi nước thực phẩm kết tinh tạo thành mạng tinh thể xen kẽ thành phần khác tạo cấu trúc vững chắc, làm tan băng, phục hồi trạng thái ban đầu cấu trúc thực phẩm bị mềm yếu, đàn hồi tinh thể làm rách cấu trúc liên kết tế bào thực phẩm b Biến đổi màu sắc: Cùng với kết tinh nước màu sắc thực phẩm biến đổi hiệu ứng quang học tinh thể đá khúc xạ ánh sáng Màu sắc thực phẩm nước đóng băng phụ thuộc vào tính chất quang ánh sáng tinh thể nước đá c Bay nước: Trong q trình làm lạnh đơng có tượng nước, giảm trọng lượng sản phẩm Ẩm bốc lên từ bề mặt sản phẩm vào không khí xung quanh Nếu sản phẩm nhập có bề mặt ngồi ướt cấp đơng chúng đơng lại, sau diễn q trình thăng hoa Nếu chênh lệch nhiệt độ bề mặt sản phẩm khơng khí buồng cấp đơng lớn ẩm bốc nhanh, gây hao hụt khối lượng d Khuếch tán nước: Khi cấp đông xảy tượng khuếch tán nước cấu trúc thực phẩm, nước khuếch tán nguyên nhân sau: - Sự chênh lệch nhiệt độ gây nên nên chênh lệch mật độ - Sự lớn lên tinh thể nước đá hút nước từ vị trí chưa kết tinh, làm cho nước nơi có nồng độ chất tan thấp chuyển đến nơi có nồng độ chất tan cao Sự di chuyển nước phụ thuộc vào tính bán thấm mao dẫn cấu trúc thực phẩm Động lực trình khuếch tán, làm cho nước khuếch tán từ tế bào gian bào từ ngoài, từ vị trí liên kết tự Khi nước khuếch tán cấu trúc tế bào co rút, số chất tan biến tính, dẫn đến làm tan phần thực phẩm gần bề mặt 1.1.4.2 Biến đổi hóa học Bản chất q trình biến đổi hóa học thực phẩm làm lạnh phân giải chất dự trữ lượng tác động enzyme có sẵn thực phẩm Mức độ biến đổi hóa học phụ thuộc vào trạng thái ban đầu thực phẩm phương pháp làm lạnh Do nhiệt độ giảm nhanh thời gian làm lạnh ngắn nên biến đổi hóa học diễn chậm, hư hỏng, chất lượng sản phẩm đảm bảo Các biến đổi chủ yếu oxy hóa sắc tố làm biến màu thực phẩm Sự oxy hóa phụ thuộc mức độ tiếp xúc khơng khí thực phẩm chất lượng ban đầu Để giảm oxy hóa loại bỏ sắc tố trước làm lạnh, hạn chế bớt hoạt tính enyme, hạn chế tiếp xúc thực phẩm với khơng khí, tăng tốc độ làm lạnh 1.1.4.3 Biến đổi vi sinh vật Trước làm lạnh thực phẩm thường rửa để loại bỏ tạp chất nơi chứa nhiều loại vi sinh vật Trong trình làm lạnh mơi trường làm lạnh có nhiệt độ không phù hợp với vi sinh vật nên vi sinh vật bề mặt thực phẩm bị tiêu diệt Số lại bị hạn chế khả hoạt động, chúng thích nghi dần với lạnh nên thời gian bảo quản thực phẩm bị giảm 1.1.5 Các yếu tố ảnh hưởng đến thời gian làm lạnh đông 1.1.5.1 Loại thiết bị làm lạnh đơng Có nhiều loại thiết bị lạnh đơng chúng có ngun tắc hoạt động khơng giống Do ngun lí làm việc khác nên tốc độ thời gian lạnh đông khác đáng kể Đối với dạng máy cấp đông sử dụng phương pháp cấp dịch cho thiết bị bay khác làm thay đổi thời gian cấp đông 1.1.5.2 Nhiệt độ buồng lạnh đông Nhiệt độ đơng thấp thời gian cấp đơng nhanh ngược lại Thời gian lạnh đông lâu chất lượng sản phẩm thấp cần chọn nhiệt độ buồng đơng thích hợp để thời gian nhiệt độ làm lạnh tốt 10 - Model: MMBP-1500 - Năng suất: 500 kg/giờ - Kích thước: 1.5×1.8×1.6 (m) - Nguồn điện cung cấp: pha, 220/380 V, 50 HZ - Điện tiêu thụ: 2KW/h - Vật liệu chế tạo: Inox, vật liệu khác 5.1.4.3 Máy tái đông Số tủ tái đông phụ thuộc vào số tủ cấp đông IQF Nên ta chọn tủ tái đông Thông số kỹ thuật - Model: RF-600L-1260B - Năng suất: 500 kg/h - Kích thước: 3×2×2 (m) - Nguồn điện cung cấp: pha, 220/380 V, 50 HZ - Vật liệu chế tạo: Inox vật liệu khác Hình 5.3 Máy tái đơng 5.1.4.4 Máy bao gói chân khơng Chọn máy bao gói chân khơng có cơng suất 30 sản phẩm/phút Số sản phẩm bao gói máy ca là: 30×60×8 = 14400 Chọn máy bao gói chân khơng với thơng số kỹ thuật sau: - Model: B-50 - Kích thước: 1.335×1.67×1.16 (m) - Nguồn điện cung cấp: pha, 220/380 V, 50 HZ - Vật liệu chế tạo: Inox 304, vật liệu khác 36 Hình 5.4 Máy bao gói chân khơng 5.1.4.5 Máy dò kim loại Chọn dò kim loại có cơng suất dò 20 sản phẩm/phút tương đương với 9600 sản phẩm/ca/ngày Chọn máy dò kim loại với thơng số kỹ thuật: - Kích thước máy: 1.3×0.7×0.9 (m) - Tốc độ dò: 18-20 sản phẩm/phút 5.1.4.5 Máy đóng đai bán tự động Chọn máy đóng đai bán tự động với thông số sau: - Mã sản phẩm: MK-SM06H - Kích thước: 0.806×0.546×0.75 (m) - Trọng lượng: 67 kg - nguồn điện: 110, 220, 240 V/ 50HZ Hình 5.5 Máy dò kim loại Hình 5.6 Máy nẹp thùng carton 37 Bảng 5.2 Tổng hợp thiết bị phân xưởng ST T Thiết bị Số lượng Năng suất Kích thước Máy rửa 2000 kg/giờ 3×1.2×2.285 Máy cấp đơng IQF 500 kg/giờ 11×3×3.3 Máy mạ băng 500 kg/giờ 1.5×1.8×1.6 Máy tái đơng 500 kg/giờ 4.9×3.3×3.2 Máy bao gói chân khơng 30 sản phẩm/phút 1.335×1.67×1.1 6 Máy dò kim loại 20 sản phẩm/phút 1.3×0.7×0.9 Máy nẹp thùng carton 0.806×0.546×0.7 5.2 Tính tốn nhiệt - Tổn thất nhiệt qua kết cấu bao che - Tổn thất làm lạnh sản phẩm - Tổn thất động quạt truyền động băng chuyền - Tổn thất lọt khí qua cửa vào hàng 5.2.1 Tổn thất qua kết cấu bao che Q1 = k.F.Δt (CT 4-42, Trang 227, [6]) Trong đó: F: tổng diện tích mặt buồng cấp đơng (m2); Δt = tkkn − tkkt Chọn tkkn = 20oC đặt phòng có điều hòa 38 tkkt = -35oC k: hệ số truyền nhiệt k= (CT 4-43, 227, [6]) α1: hệ số tỏa nhiệt bên tường, α1 = 23,3 W/m2.K α2: hệ số tỏa nhiệt bên tường, α2 = 10,5 W/m2.K Các lớp cách nhiệt buồng IQF: - Lớp inox: độ dày 0,5 mm, hệ số dẫn nhiệt λ1 = 22 W/m K - Lớp polyurethan: độ dày chọn 150 mm, hệ số dẫn nhiệt λ2 = 0,02 W/m.K - Lớp inox: độ dày chọn 0,5 mm, hệ số dẫn nhiệt λ3 = 22 W/m.K Suy ra: (m2) Vậy Q1 = 0,131×197.34 × (20 - (-35)) = 1421,835 (W) = 1,422 (kW) 5.2.2 Tổn thất làm lạnh sản phẩm Do nguyên liệu: (CT 4-13, 113, [6]) Với: E: suất kho cấp đông, E = 750kg/h i1, i2: entanpi sản phẩm nhiệt độ đầu vào/ra Chọn nhiệt độ sản phẩm vào 10 oC sản phẩm trước đưa vào tủ cấp đông làm lạnh kho chờ đông Chọn nhiệt độ sản phẩm - 18oC Từ bảng 4-2, trang 110, [6] Vậy: Do băng tải: (CT 2-14, 76, [6]) Trong đó: C: Nhiệt dung lưới thép; C = 0,45 kJ/kg Mbc: khối lượng băng chuyền vào tủ Mbc = 10 ÷ 30% M (chọn 25 t1: nhiệt độ vào băng chuyền, chọn t1 = 5oC t2: nhiệt độ băng chuyền, chọn t2 = - 25oC Vậy: Như tổn thất sản phẩm là: 39 5.2.3 Tổn thất động quạt truyền động băng chuyền Do động quạt: Qdc = n.N1 (CT 4-45, 228, [6]) Trong đó: N1: cơng suất động quạt, chọn N = 500W/động n: số quạt, chọn n = Vậy: Q = 4.500 = 2000 (W) = (kW) Do động băng tải: Q = η.N2 (CT 4-46, 228, [6]) Trong đó: η: hiệu suất động băng tải, chọn η = 0,9 N2: công suất điện mô tơ băng tải, chọn N2 = 10 (kW) Vậy: Q = 0,9 × 10 = (kW) Tổng tổn thất động điện là: Q3 = + = 11 (kW) 5.2.4 Tổn thất lọt khí qua cửa vào hàng (CT 4-47, 229, [6]) Trong đó: lưu lượng khơng khí lọt vào (kg/s); Với ρkk: khối lượng riêng khơng khí (kg/m3) Chọn ρkk = 1,18 F: tổng diện tích khoảng hở cửa vào cửa băng tải (m 2) Diện tích khoảng hở xác định vào khoảng hở băng tải chiều rộng Khoảng hở khoảng 35-50mm Chọn 50 mm = 0,05m : tốc độ băng tải Ta có: Khối lượng nguyên liệu tức thời băng tải: G: suất tủ (kg) T: thời gian cấp đông (phút) Giả sử 1m2 băng tải có 2kg tơm, diện tích chiếm chỗ băng chuyền tủ: Chiều rộng băng tải 457mm Chiều rộng thực tế xếp sản phẩm 400mm Suy chiều dài băng tải có chứa tôm là: 40 Vậy vận tốc băng tải: Chiều rộng băng tải 457mm = 0,457m Khoảng hở 50mm = 0,05m Vậy: Như vậy: Suy ra: CPKK: nhiệt dung riêng trung bình khơng khí (- 40 ÷ 20oC); Chọn CPKK =1,0048 kJ/kg.độ (Bảng I.179/STQTTB T1, 204) t1, t2: nhiệt độ buồng Chọn t1 = 200C, khơng khí bên t2 = -350C Như vậy: Vậy Q = Q1 + Q2 + Q3 + Q4 = 1.422 + 62.37 + 11 + 0.517 = 75.31 (kW) 5.3 Tính chọn máy sản xuất đá vảy Theo thực tế sản xuất số xí nghiệp chế biến, ta có định mức nước đá sử dụng sản xuất sau: [3] Bảng 5.5 Định mức sử dụng nước đá Nguyên liệu Định mức nước đá/1kg thành phẩm Tôm 1.8 Vậy lượng nước đá cần sử dụng ngày: M = 1.8 × 20935 = 41870 (kg/ngày) = 41.87 (tấn/ngày) Do chọn máy sản xuất đá vảy với suất 20 tấn/ngày 41 Kích thước: 1.6×1.6×2.6 5.4 Tính kho lạnh 5.4.1 Xác định dung tích kho bảo quản sản phẩm G = (Gsp + Gbb)×Z + Gtồn Trong đó: - Gsp: khối lượng sản phẩm vào kho ngày, 13.5 tấn/ngày - Gbb: khối lượng bao bì vào kho ngày Gbb = 10% × Gsp = 0.1 × 13.5 = 1.35 (tấn) - Z: thời gian lưu hành chu kỳ bán xuất (15 ngày) - Gtổn: lượng tồn trước xuất kho (= 0) Vậy dung tích kho là: G = (13.5 + 1.35)×15 = 273.4 (tấn) Vậy ta chọn kho với suất kho 150 Bảng 5.6 kích thước kho bảo quản tiêu chuẩn (bảng 2-7, [1]) Năng suất kho (tấn) Kích thước (mm) 150 16200×10800×3000 5.4.2 Tính phụ tải nhiệt cho kho bảo quản (trang 63, [1]) Q = Q + Q2 + Q3 + Q4 Trong đó: - Q1: dòng nhiệt truyền qua kết cấu bao che - Q2: dòng nhiệt sản phẩm tỏa - Q3:dòng nhiệt khơng khí bên ngồi truyền vào thơng gió buồng lạnh, Q3 = tổn thất tính riêng cho kho lạnh bảo quản rau - Q4: dòng nhiệt từ nguồn khác vận hành kho a Tổn thất nhiệt qua kết cấu bao che Q1 = Q11 + Q12 (W) Trong đó: Q11: nhiệt truyền qua tường, trần, W Q12: dòng nhiệt qua nền, W - Dòng nhiệt truyền qua tường,trần Q11 = kt × Ft × ∆t (W) 42 Trong đó: Ft: diện tích tường, trần, m2 Ft = 2F1 + 2F2 + F3 (m) Với: 2F1: diện tích tường trước tường sau, m2 2F2: diện tích tường bên, m2 F3: diện tích trần, m2 Với kích thước kho là: 16.2×10.8×3 (m) Thay vào ta có: Ft = × 16.2 × + × 10.8 × + 16.2 × 10.8 = 336.96 (m2) kt: hệ số truyền nhiệt tường trần, kt = 0.22 W/m2 ∆t = tn – tt + tn: nhiệt độ khơng khí bên ngồi tường, tn = 37°C + tt: nhiệt độ khơng khí bên buồng, tt = -20°C Vậy dòng nhiệt tổn thất trần, tường là: Q11 = 0.22 × 336.97 × [37 - (-20)] = 4225.478 (W) - Tổn thất nhiệt qua Nền kho cấp đơng có thơng gió nên tính tổn thất nhiệt theo cơng thức sau: Q12 = ktn × F(tn – t2), W Trong đó: F: diện tích nền, F = 16.2 × 10.8 = 174.96 m2 ktn: hệ số truyền nhiệt nền, ktn = 0.22 W/m2.K tn: nhiệt độ trung bình nền, tn = 30°C t2: nhiệt độ khơng khí kho cấp đơng, t2 = -20°C Thay vào ta có: Q12 = 0.22 × 174.96(30 - (-20)) = 1924.56 (W) Vậy tổn thất truyền nhiệt qua kết cấu bao che là: Q1 = Q11 + Q12 = 4225.478 + 1924.56 = 6150.038 (W) b Tổn thất nhiệt sản phẩm tỏa Q2 = Q21 + Q22 - Dòng nhiệt sản phẩm tỏa Q21 = - Dòng nhiệt bao bì tỏa Q22 Q22 = Mb × Cb × (t1 – t2) Trong đó: Mb: khối lượng bao bì đưa vào sản phẩm ngày (tấn/ngày) Cb: nhiệt dung riêng bao bì, Cb = 1.46 (KJ/kcal.K) t1: nhiệt độ bao bì trước vào kho, t1 = 15°C t2: nhiệt độ bao bì sau xuất kho, t2 = -18°C 43 Q22 = 1.35 × 1.46 × (15 - (-18)) = 0.405 KW = 405 W Vậy dòng nhiệt bào bì tỏa là: Q2 = Q21 + Q22 = 405 (W) c Tổn thất nhiệt vận hành Q4 - Tổn thất mở cửa Q41 = B × F (W) Trong đó: F: diện tích buồng, F = 16.2 × 10.8 = 174.96 (m2) B: dòng nhiệt mở cửa, tra bảng 4.4, TL[1] chọn B = 12 W/m2 Vậy tổn thất nhiệt mở cửa là: Q41 = 174.96 × 12 = 2099.5 (W) - Tổn thất đèn chiếu sáng tỏa Q42 = A × F (W) F: diện tích buồng, F = 16.2 × 10.8 = 174.96 (m2) A: nhiệt lượng tỏa chiếu sáng 1m2 diện tích buồng, chọn A = 1.2 W/m2 Thay vào ta có: Q42 = 174.96 × 1.2 = 209.952 (W) - Tổn thất người tỏa Q43 = 0.35 × N (kW) Trong đó: n: số người làm việc trong buồng, n = 1-2 người 0.35: nhiệt lượng người thải làm việc nặng nhọc Thay vào ta có: Q43 = 0.35 × = 0.7 (kW) = 700 (W) - Tổn thất nhiệt động quạt dàn lạnh tỏa Q44 = 1000 × N (W) Trong đó: N: cơng suất động điện, chọn N = kW Thay vào ta có: Q44 = 1000 × = 4000 (W) Vậy tổng tổn thất nhiệt vận hành là: Q4 = 2099.5 + 209.952 + 700 +4000 = 7009.452 (W) => Tổng nhiệt cung cấp cho kho bảo quản là: Q = Q + Q2 + Q3 + Q4 = 6150.038 + 405 + 7009.452 = 13564.49 (W) d Tải nhiệt suất lạnh máy nén Do tổn thất nhiệt kho lạnh không đồng thời xảy nên công suất nhiệt yêu cầu thực tế nhỏ tổng tổn thất nhiệt, để tránh lựa chọn máy nén có cơng suất lạnh q lớn, tải nhiệt máy nén tính tốn từ tất tải nhiệt thành phần, tải nhiệt máy nèn 85% tổn thất nhiệt qua kết cấu bao che, làm lạnh khn, khơng khí phòng cấp đơng, 100% tổn thất nhiệt làm lạnh sản phẩm 75% tổn thất nhiệt vận hành - Tải nhiệt cho máy nén 44 QMN = 0.85 × 6150.038 + 405 + 0.75 × 7009.452 = 10889.62 (W) - Năng suất lạnh máy nén Q0 = , (W) Trong đó: k: hệ số lạnh tính đến tổn thất đường ống thiết bị hệ thống lạnh Chọn k = 1.05 b: hệ số thời gian làm việc Chọn b = 0.7 QMN: tổng tải nhiệt máy nén nhiệt độ bay hơi, W Thay vào ta có: Q0 = = 16334.43 (W) 45 CHƯƠNG BỐ TRÍ MẶT BẰNG PHÂN XƯỞNG SẢN XUẤT 6.1 Bố trí mặt phân xưởng theo HACCP - Mặt nhà xưởng bố trí thích hợp - Dây chuyền sản xuất phải bố trí hợp lý, phân luồng nguyên liệu, bán thành phẩm, phế phẩm vật liệu bao bì, theo tuyến trình sản xuất, hạn chế khả nhiễm chéo cho sản phẩm - Phòng chế biến, phân xưởng sản xuất phải có kích thước phù hợp, đảm bảo hoạt động sản xuất, yêu cầu công nghệ an toàn vệ sinh thực phẩm - Khu vực chế biến phải ngăn cách với khu vực khác - Mặt xí nghiệp phải thơng thống, sẽ, không tạo ẩn nấp cho côn trùng, động vật gây hại - Xung quanh quanh xí nghiệp phải có tường ngăn cách với khu vực khác - Hệ thống thoát nước xử lý nước thải phải đảm bảo vệ sinh, an toàn, tiêu chuẩn 6.2 Bố trí mặt phân xưởng 6.2.1 Khu tiếp nhận nguyên liệu 6.2.1.1 Chiều dài phòng l = l1 + l2 + l3 + l4 + l5 Trong đó: - l1: khoảng cách từ tường đến bàn tiếp nhận, l1 = 2.2 (m) - l2: chiều rộng bàn tiếp nhận, l2 = 1.2 × 2= 2.4 (m) - l3: khoảng cách bàn tiếp nhận, l3 = (m) - l4: khoảng cách từ bàn tiếp nhận đến máy rửa, l4 = (m) - l5: chiều dài máy rửa, l5 = (m) - l6: khoảng cách từ máy rửa đến bàn thống kê, l5 = 1.5 (m) - l7: chiều dài bàn thống kê, l6 = 2.4 (m) - l8: khoảng cách từ bàn thống kê đến tường, l7 = 2.5 (m) => Chiều dài phòng 17 (m) 6.2.1.2 Chiều rộng phòng W = W + W2 + W3 + W4 + W5 + W6 + W7 + W8 + W9 546 Trong đó: - W1: khoảng cách từ tường bàn tiếp nhận, W1 = (m) - W2: chiều dài bàn tiếp nhận, W2 = 2.4 × = 7.2 (m) - W3: khoảng cách từ bàn tiếp nhận đến tường, W3 = (m) => Chiều rộng phòng 9.2 (m) Vậy diện tích phòng tiếp nhận là: STC = 15.8 × 9.2 = 145.36 (m2) 6.2.2 Khu sơ chế 6.2.2.1 Chiều dài phòng l = l1 + l2 + l3 + l4 Trong đó: - l1: khoảng cách từ tường đến bàn sơ chế, l1 = (m) - l2: chiều rộng bàn sơ chế, l2 = 1.2 × = 11.5 (m) - l3: khoảng cách bàn sơ chế, l3 = 1.2 × = (m) - l4: khoảng cách từ bàn sơ chế đến tường, l4 = 3.394 => Chiều dài phòng 21 (m) 6.2.2.2 Chiều rộng phòng W = W + W2 + W3 + W4 + W5 Trong đó: - W1: khoảng cách từ tường đến bàn sơ chế, W1 = + = (m) - W2: chiều dài bàn sơ chế, W2 = 2.4 × = 9.6 (m) - W3: khoảng cách bàn sơ chế, W3 = (m) - W4: khoảng cách từ bàn sơ chế đến bể rửa, W4 = (m) - W5: chiều bể rửa, W5 = (m) => Chiều rộng phòng 14.6 (m) Vậy diện tích phòng sơ chế là: SSC = 21 × 14.6 = 306.6 (m2) 6.2.3 Khu phân cỡ - xử lý 6.2.3.1 Chiều dài phòng l = 21 (m), cách tính giống phòng sơ chế 6.2.3.2 Chiều rộng phòng W = W + W2 + W3 - W1: khoảng cách từ tường đến bàn phân cỡ, W1 = (m) - W2: chiều dài bàn phân cỡ, W2 = 2.2 × = 4.4 (m) - W3: khoảng cách từ bàn phân cỡ đến bể rửa, W3 = 1.3 (m) - W4: chiều bể rửa, W4 = × = (m) - W5: khoảng cách từ bể rửa đến bàn xử lý, W5 = 1.3 (m) 547 - W6: chiều dài phòng xử lý, W6 = 2.2 × = 6.6 (m) - W7: khoảng cách từ bàn xử lý đến bể rửa, W7 = (m) - W8: chiều dài bể rửa, W = (m) => Chiều rộng phòng 18.6 (m) Vậy diện tích phòng tinh chế STC = 21 × 18.6 = 390.6 (m2) 6.2.4 Khu cấp đơng 6.2.3.1 Chiều dài phòng l = l1 + l2 + l3 Trong đó: - l1: khoảng cách từ tường đến máy buồng cấp đông IQF, l1 = (m) - l2: chiều dài buồng cấp đông IQF, l2 = 11 (m) - l3: khoảng cách từ buồng cấp đông đến thiết bị mạ băng, l3 = (m) - l4: chiều dài thiết bị mạ băng, l4 = 1.8 (m) - l5: khoảng cách từ thiết bị mạ băng đến tủ tái đông, l5 = (m) - l6: chiều dài tủ tái đông, l5 = (m) - l7: khoảng cách từ tủ tái đông đến tường, l7 = 2.5 (m) => Chiều dài phòng 21.3 (m) 6.2.3.2 Chiều rộng phòng W = W + W2 + W3 + W4 - W1: khoảng cách từ tường đến buồng tái đông, W1 = (m) - W2: chiều rộng buồng tái đơng × = (m) - W3: khoảng cách buồng tái đông, W3 = (m) - W4: khoảng cách từ buồng tái đơng đến thiết bị bao gói chân khơng, W4 = 1.4 (m) - W5: chiều rộng thiết bị bao gói chân khơng, W5 = 1.335 × = 2.67 (m) - W6: khoảng cách thiết bị bao gói chân không, W = 0.93 (m) - W7: khoảng cách từ thiết bị bao gói chân khơng đến tường, W7 = 1.5 (m) Vậy diện tích phòng cấp đơng là: 16.5 (m) SCĐ = 21.3 × 16.5 = 351.45 (m2) 548 KẾT LUẬN Sau hai tháng làm đồ án cơng nghệ “thiết kế phân xưởng chế biến tơm bóc nõn đông lạnh IQF suất 13.5 sản phẩm/ ngày” Cùng với giúp đỡ, dẫn tận tình thầy Lê Thanh Long nỗ lực tìm hiểu thân, giúp nâng cao kỹ vẽ Autocad, biên tập word Bên cạnh đó, giúp tơi có kiến thức việc bố trí phân xưởng chế biến thủy sản thực tế, tính chọn thiết bị Nhưng cảm thấy thân nhiều thiếu sót chưa khắc phục cần phải học hỏi thêm nhiều Qua đây, mong nhận góp ý dạy từ q thầy để đồ án hồn thiện Xin cảm ơn! 549 TÀI LIỆU THAM KHẢO Đinh Văn Thuận, Võ Chí Chính Hệ thống máy thiết bị lạnh NXB khoa học kỹ thuật - Hà Nội, 2007 Nguyễn Thị Thu Hà Đồ án công nghệ “thiết kế phân xưởng chế biến tôm sú đông lạnh dạng IQF với suất 1500 sản phẩm năm”.Trường Đại Học Nông Lâm Huế, 2016 Nguyễn Đức Sang Khóa luận tốt nghiệp “thiết kế mở rộng nhà máy chế biến tôm đông lạnh suất 40 tấn/ngày công ty TNHH Thông Thuận Tỉnh Ninh Thuận” Trường Đại Học Nông Lâm Huế, 2015 Huỳnh Nguyễn Duy Bảo, Huỳnh Lê Tâm, Else Marie Andersen Hướng dẫn xử lý bảo quản tôm sú nguyên liệu NXB nông nghiệp Hà Nội, 2002 Lê Thanh Long Bài giảng công nghệ chế biến sản phẩm thủy sản, 2015 Nguyễn Đức Lợi Hướng dẫn thiết kế hệ thống lạnh NXB khoa học kỹ thuật - Hà Nội, 2005 Nguyễn Đức Lợi, Phạm Văn Tùy Kỹ thuật lạnh sở NXB giáo dục, 2006 Nguyễn Đức Lợi, Phạm Văn Tùy Máy thiết bị lạnh NXB giáo dục - Hà Nội, 1999 550 ... gian lạnh đơng nhanh) Do tốc độ nhanh nên tăng suất giảm hao hụt khối lượng từ 3÷4 lần Sản phẩm lạnh đơng cực nhanh đảm bảo nguyên vẹn tính chất sản phẩm tươi sống ban đầu Lạnh đông cực nhanh... đơng cực nhanh nhiệt nhanh nên hạn chế thoát nhiệt từ tế bào gian bào, hạn chế tạo thành tinh thể đá to gian bào Vì có nước chuyển qua màng tế bào để đóng băng kết tinh gian bào nên làm tan giá chậm... lạnh đông nhanh (lạnh đông đột ngột hay cấp đông) Khi làm lạnh đơng nhanh q trình nhiệt từ sản phẩm tăng cường, nhằm rút ngắn thời gian làm lạnh đông, hạn chế tạo thành tinh thể đá to gian bào, hạn