Đồ án thiết bị GVHD: Th.S Nguyễn Ngọc Hiểu
CHƯƠNG 1:MỞ ĐẦU
1.1. Tổng Quan Về Công Nghệ Làm Lạnh Đông Và Bảo Quản Sản Phẩm
Lạnh Đông
1.1.1. Tác dụng của việc bảo quản lạnh
Bảo quản thực phẩm là quá trình bảo vệ và hạn chế những biến đổi về
chất lượng và hình thức của thực phẩm trong thời gian chờ tiêu thụ.
Thực phẩm sau khi thu hoạch về bị mất sự sống là môi trường thuận
lợi cho vi sinh vật phát triển, vì vậy sau thu hoạch để chế biến thì phải hạ
nhiệt độ cùng với chế độ thông gió và độ ẩm thích hợp thì nguyên liệu sẽ giữ
được tươi lâu hơn. Khi nhiệt độ nhỏ hơn 10
o
C thì vi sinh vật gây thối rữa và
vi khuẩn gây bệnh bị kiềm chế một phần, khi nhiệt độ nhỏ hơn 0
o
C thì tỷ lệ
phát triển của chúng rất thấp, ở -5
o
C ÷ -10
o
C thì hầu hết chúng không hoạt
động. Như vậy, quá trình bảo quản lạnh có tác dụng:
- Làm ức chế hoạt động về sinh lý của vi khuẩn cũng như nấm men.
- Dưới tác dụng của nhiệt độ thấp, nước trong động vật thủy sản bị đóng băng,
vi khuẩn mất nước làm teo tế bào nguyên sinh và giảm sự phát triển của
chúng.
1.1.2. Một số biến đổi của thực phẩm trong quá trình bảo quản lạnh đông
a. Biến đổi vật lý
Sự kết tinh lại của nước đá:
Đối với các sản phẩm đông lạnh trong quá trình bảo quản nếu chúng
ta không duy trì được nhiệt độ bảo quản ổn định sẽ dẫn đến sự kết tinh lại

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 protein hòa tan, lipid,
vitamin, chất màu
+ Sự biến đổi của protein:
Trong các loại protein thì protein hòa tan trong nước dễ bị phân giải
nhất, sự phân giải chủ yếu dưới tác dụng của enzyme có sẵn trong thực
phẩm.
Sự khuếch tán nước do kết tinh lại và thăng hoa nước đá gây nên sự
biến tính của protein hòa tan.
Biến đổi protein làm giảm chất lượng sản phẩm khi sử dụng.
+ Sự biến đổi của chất béo:
Dưới tác dụng của enzyme nội tạng làm cho chất béo bị phân giải
cộng vói quá trình thăng hoa nước đá làm cho oxy xâm nhập vào thực
2
Đồ án thiết bị GVHD: Th.S Nguyễn Ngọc Hiểu
phẩm. Đó là quá trình thuận lợi cho quá trình oxy hóa chất béo xảy ra và có
sinh ra các chất có mùi vị xấu làm giảm giá trị sử dụng của sản phẩm.
+ Sự biến đổi về vi sinh vật:
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 bị lây nhiễm vi
sinh vật, chúng hoạt động gây thối rữa sản phẩm và giảm chất lượng sản
phẩm.
1.2. Tổng Quan Về Kho Lạnh
1.2.1. Kho lạnh bảo quản
Kho lạnh bảo quản là kho được sử dụng để bảo quản các loại thực
phẩm, nông sản, rau quả, các sản phẩm của công nghiệp hóa chất, công
nghiệp thực phẩm.
Các dạng mặt hàng bảo quản bao gồm:
- Kho bảo quản thực phẩm chế biến như: thịt, hải sản, đồ hộp…
- Kho bảo quản nông sản thực phẩm hoa quả.

b. Phân loại theo nhiệt độ
Người ta có thể chia ra:
- Kho bảo quản lạnh: Nhiệt độ bảo quản nằm trong khoảng -2
o
C đến 5
o
C. Đối
với một số rau quả nhiệt đới cần bảo quản ở nhiệt độ cao hơn.
- Kho bảo quản đông: Dùng để bảo quản thực phẩm có nguồn gốc động vật.
Nhiệt độ bảo quản tùy thuộc vào thời gian và loại thực phẩm. Tuy nhiên
nhiệt độ bảo quản tối thiểu cũng phải đạt -18
o
C để các vi sinh vật không thể
phát triển làm hư hại thực phẩm trong quá trình bảo quản.
- Kho đa năng: Dùng để bảo quản nhiều loại thực phẩm, có thể điều chỉnh
nhiệt độ tùy thuộc 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 không khí
tự nhiên.
- Kho gia lạnh: Được dùng để làm lạnh các 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. 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 là -4
o
C .
1.2.3. Phân loại buồng lạnh
Buồng bảo quản lạnh 0
0
C
Buồng bảo quản lạnh thường có nhiệt độ -1,5 ÷ 0

0
C
Buồng có nhiệt độ không khí khoảng 0
0
C phục vụ cho buồng kết đông
và gia lạnh. Nhiệt độ này có thể điều chỉnh xuống -5
0
C để gia lạnh khi cần
thiết.
Buồng bảo quản đá -4
0
C
Buồng có nhiệt độ không khí -4
0
C đi kèm bể đá khối
1.3. Giới Thiệu Sơ Lược Về Nguồn Gốc Thuỷ Sản
Thủy sản là nguồn nguyên liệu quan trọng của thực phẩm, công
nghiệp, nông nghiệp và dược phẩm. Động vật thủy sản bao gồm: tôm, cá,
loài nhuyễn thể (trai, sò, mực…), rong tảo…đang cung cấp cho con người
một nguồn đạm thực phẩm khổng lồ và phong phú. Theo thống kê thì thủy
sản đang chiếm trên 20% nguồn đạm thực phẩm nói chung và trên 50% ở
các nước phát triển.
Nước ta có bờ biển dài 3260km, một vùng thềm lục địa rộng lớn
khoảng hơn 1 triệu km
2
, thuộc vùng biển nhiệt đới nên nguồn nguyên liệu
rất phong phú.
Bên cạnh đó, nghề nuôi trồng thủy sản đang được phát triển khá mạnh
(sản lượng của các nước Đông Nam Á chiếm trên 50% tổng sản lượng nuôi
trồng của thế giới). Nước ta có nhiều sông, hồ, kênh, rạch, có diện tích nước

1 đá : 1 mực.
1.4.2. Quy cách chế biến
6
Đồ án thiết bị GVHD: Th.S Nguyễn Ngọc Hiểu - Nguyên liệu: Mực ống phải đạt các tiêu chuẩn trên
- Rửa: rửa sạch dưới vòi nước chảy để loại hết tạp chất. Rửa lại trong
nước lạnh 5
o
C có pha 50 ppm Clo.
- Xử lý: Dùng dao cắt mắt, cắt răng, lấy túi mực, bỏ nội tạng, bỏ mai
mực
- Rửa: rửa thật sạch bên trong bụng. Nước rửa phải sạch, lạnh 5
o
C có
pha 20 ppm Clo và 3% muối ăn để làm sạch nhớt. Rửa xong để ráo nước 15
phút.
- Phân cỡ: tính theo trọng lượng kg/ con (gồm có cỡ 0,5 – 1kg/ con và
trên 1 kg/ con).
- Rửa: rửa lại nước lạnh 5
o
C có pha 10 ppm Clo .
- Xếp mâm: Mực được xếp vào mâm có lót PE, mỗi mâm một cỡ.
- Đông lạnh: Đông IQF, nhiệt độ - 20
o
C, thời gian 4- 6 giờ. Nhiệt độ
trung bình tại tâm sản phẩm ít nhất là -12
o
C.

độ ẩm 80%.
Tác nhân lạnh được sử dụng là Amoniac (NH
3
) vì có đặc điểm sau:
+ Thể tích riêng trong vùng nhiệt độ bay hơi tương đối nhỏ nên giảm
kích thước của máy nén, đặc biệt đối với máy nén piston.
+ Có mùi, dễ phát hiện khi rò rỉ ra môi trường.
+ Ít tan trong dầu bôi trơn, ít ảnh hưởng đến quá trình bôi trơn và ít
ảnh hưởng đến chất lượng của tác nhân.
+ Amoniac không ăn mòn thép.
8
Đồ án thiết bị GVHD: Th.S Nguyễn Ngọc Hiểu
- Thiết bị ngưng tụ là chùm ống nằm ngang, sử dụng nguồn nước tuần hoàn
kèm theo tháp giải nhiệt cho nước.
+ Nhiệt độ trung bình của không khí là 27
o
C (trong một năm).
+ Độ ẩm trung bình của không khí là 80%.
+ Nhiệt độ bầu ướt của không khí là 24,5
o
C.
+ Nhiệt độ nước vào là: 24 + (3÷ 5) = 28
o
C.
+ Nhiệt độ nước ra là: 28 + 5 = 33
o
C.
+ Nhiệt độ ngưng tụ: 33 + 5 = 38
o
C.

– p
o
= 1,39 – 0,12 = 1,27 MPa

9
Đồ án thiết bị GVHD: Th.S Nguyễn Ngọc Hiểu
Sơ đồ hệ thống
10
Đồ án thiết bị GVHD: Th.S Nguyễn Ngọc Hiểu
CHƯƠNG 2: TÍNH TOÁN CẤU TRÚC KHO LẠNH
2.1. Nguyên Tắc Xếp Hàng Trong Kho Lạnh
Các nguyên tắc xếp hàng trong kho lạnh:
2.1.1 Nguyên tắc thông gió
Yếu tố quan trọng trong kho bảo quản là nhiệt độ kho. Nhiệt độ này
phải đúng mức quy định và không khí lạnh phải tiếp xúc trực tiếp từng sản
phẩm, từng kiện hàng trong kho để đảm bảo tác dụng bảo quản tốt nhất. Do
đó nguyên tắc thông gió là tạo điều kiện để không khí lạnh từ dàn lạnh đến
tất cả các hàng hóa trong kho một cách điều hòa liên tục.
2.1.2 Nguyên tắc hàng vào trước ra trước
Mỗi sản phẩm vào kho đều có tuổi thọ của nó nghĩa là khoảng thời
gian tối đa mà sản phẩm được phép lưu kho, nếu quá thời gian ấy sản phẩm
bắt đầu chuyển qua trạng thái biến đổi cho đến hư hỏng. Do đó các kiện
hàng nhập trước phải được ưu tiên xuất trước tránh trường hợp tồn tại đọng
hàng cũ, quá tuổi thọ.
2.1.3. Nguyên tắc gom hàng
Trong quá trình bảo quản đông lạnh luôn có sự bốc hơi nước ít nhiều
từ bề mặt sản phẩm, dần dần theo thời gian làm hao tổn trọng lượng sản
phẩm. Có thể giảm hiện tượng bốc hơi này bằng cách giảm diện tích kiện
hàng. Do trống, ít hàng, hàng hóa để rải rác, ngổn ngang diện tích bề mặt
lớn. Nguyên tắc gom hàng là làm cho diện tích bề mặt sản phẩm giảm, khả

Trong kho ta cần chừa lối đi cho người và phương tiện bốc dỡ. Bề
rộng của lối đi phụ thuộc vào máy móc, thiết bị chuyên chở và chất xếp sản
phẩm trong kho. Kho đang thiết kế có chiều rộng 15,2m gồm 2 lối đi hai bên
dọc theo chiều dài của kho, mỗi lối đi rộng 1m.
2.2.4. Xây tụ
Là kỹ thuật sắp xếp các kiện hàng thứ tự vào nhau thành một khối ổn
định, vững chắc, tạo điều kiện thuận lợi cho bốc dỡ, phân lô, đảm bảo an
toàn và tính được dung lượng kho lạnh. Kho lạnh càng cao thì số lớp thùng
chất lên tụ ngày càng cao nhưng phải lớn để tránh nguy hiểm do đổ ngã.
2.3. Xác Định Kích Thước Kho Lạnh
Chọn khối lượng sản phẩm chứa trong kho là 200 tấn dùng một kho
để chứa sản phẩm.
Chọn bao bì là thùng carton có kích thước: dài × rộng × cao = 0,36 m
× 0,28 m × 0,22 m, mỗi thùng chứa 10Kg sản phẩm.
Số lượng thùng carton chứa trong kho là: 200000/10 = 20000 thùng.
Chọn cách chất hàng trong kho như sau:
Chia kho làm 25 tụ.
 Số thùng của mỗi tụ là: 200000/25 = 800 thùng.
Chất thành nhiều lớp, mỗi lớp gồm: 8 × 10 = 80 thùng.
 Số lớp trong tụ là: 800/80 = 10 lớp.
 Chiều cao của kho hàng trong kho: 10 × 0,22 = 2,2 m
( chưa kể đặt cách nền 0,3 m)
Diện tích mỗi tụ là: (8 × 0,36) × (10 × 0,28) = 8,064 m
2
.
13
Đồ án thiết bị GVHD: Th.S Nguyễn Ngọc Hiểu
Diện tích cần chất hàng: 8,064 × 25 = 201,6 m
2
.

3
[TL – 1 , 279]
V = = 363,6 m
3
Diện tích chất tải trong kho lạnh F (m
2
) được xác định qua thể tích
buồng lạnh và chiều cao hàng.
F = = = 165,27 m
2
Với F: diện tích chất tải hoặc diện tích hàng chiếm trực tiếp (m
2
).
h: chiều cao hàng ( m )
Chiều cao chất tải: h
1
= H – 2.δ (m)
+ Chọn chiều cao phủ bì H = 3,6 m là chiều cao lớn nhất của tấm panel.
+ Chọn chiều dày cách nhiệt δ = 0,125 m
14
Đồ án thiết bị GVHD: Th.S Nguyễn Ngọc Hiểu
 h
1
= 3,6 – 2 × 0,125 = 3,35 m
Chiều cao chất tải thực của kho bằng chiều cao phủ bì trừ khoảng hở
phía trần để lưu thông không khí chọn là 0,5 m, tính dưới nền lát tấm panel
là 0,15 m và cách sàn 0,5 m.
 h = 3,35 – (0,15 + 0,5 + 0,5 ) = 2,2 m
Tải trọng nền này được tính theo công thức:
g

• Đảm bảo cách nhiệt tốt giảm chi phí đầu tư cho máy lạnh và vận
hành
• Chống được cháy nổ và đảm bảo an toàn
• Thuận tiện cho việc bốc dỡ và sắp xếp bằng cơ giới
• Có tính kinh tế.
2.4.2. Móng và cột
Móng phải chịu được toàn bộ tải trọng của toàn bộ kết cấu xây dựng
và hàng hóa bảo quản. Do đó móng phải kiên cố, vững chắc và lâu bền.
Khi đổ móng người ta phải chừa trước những lỗ để lắp cột chịu lực.
2.4.3. Thiết kế cấu trúc nền
Cấu trúc nền kho phụ thuộc vào các yếu tố như: nhiệt độ trong kho, tải
trong của kho hàng bảo quản, dung tích kho lạnh.
16
Đồ án thiết bị GVHD: Th.S Nguyễn Ngọc Hiểu
Do đặc thù của kho lạnh là bảo quản hàng hóa do đó phải có cấu trúc
vững chắc, móng phải chịu tải trọng của toàn bộ kết cấu xây dựng, móng
kho được xây dựng tùy thuộc vào kết cấu địa chấn của nơi xây dựng.
17
Đồ án thiết bị GVHD: Th.S Nguyễn Ngọc Hiểu
18
Đồ án thiết bị GVHD: Th.S Nguyễn Ngọc Hiểu

Hình 2.1. Nền móng của kho lạnh
2.4.4. Cấu trúc vách và trần kho lạnh
Vách và trần cua kho lạnh gồm nhiều lớp được xây dựng từ các loại
vật liệu như: bê tông, gạch, vữa…
Vách và trần phải đảm bảo cách nhiệt, không được phép đọng nước
nên trong kết cấu phải có tấm cách nhiệt, cách ẩm.
2.4.5. Mái kho
Mái kho lạnh có nhiệm vụ bảo vệ cho kho trước những biến đổi của

o Kích thước cửa nhỏ: 680 × 680 mm.
Mỗi cửa được gắn lên một tấm panel gọi là tấm cửa.
21
Đồ án thiết bị GVHD: Th.S Nguyễn Ngọc Hiểu
1
2
3
1
2
4
22
Đồ án thiết bị GVHD: Th.S Nguyễn Ngọc Hiểu
1 – Tấm panel 3 – Cửa ra vào
2 – Khóa cửa 4 – Cửa xuất nhập hàng
Hình 2.3. Cửa ra vào và cửa xuất nhập hàng của kho lạnh
Hình 2.4. Cửa ra vào kho lạnh
Bên trong cửa được bố trí màng chắn khí làm bằng nhựa dẻo để hạn
chế dòng nhiệt tổn thất do mở cửa khi xuất nhập hang. Nhựa để chế tạo
màng chắn khí phải đảm bảo khả năng chịu lạnh tốt và có độ bền cao. Màn
được ghép từ các dải nhựa có chiều rộng 200 mm, dày 2 mm, chống mí lên
nhau là 50 mm.
2.5. Tính Toán Cách Nhiệt Buồng Lạnh
2.5.1. Vật liệu cách nhiệt
Cách nhiệt lạnh có nhiệm vụ hạn chế dòng nhiệt tổn thất từ môi
trường ngoài có nhiệt độ cao vào buồng lạnh có nhiệt độ thấp qua kết cấu
bao che.
23
Đồ án thiết bị GVHD: Th.S Nguyễn Ngọc Hiểu
Chất lượng vách cách nhiệt phụ thuộc chủ yếu vào tính chất của vật
liệu cách nhiệt theo các yêu cầu sau:

(g/m.h.mmH
)
Nhiệt trở
δ/ λ
(m
2
.K/w)
Trở lực
thẩm thấu
δ/µ
(m
2
.h.mmHg)
Vữa 0,02 0,88 0,012 0,0227 1,6667
Gạch 0,20 0,82 0,014 0,2439 14,2857
24
Đồ án thiết bị GVHD: Th.S Nguyễn Ngọc Hiểu
Vữa 0,02 0,88 0,012 0,0227 1,6667
Cách ẩm
(nhựa
đường)
0,002 0,80 0,000115 0,0025 17,3912
Cách ẩm
(polyetylen)
0,001 0,00000024 4166,6667
Cách nhiệt
(stiropor)
0,20 0,035 0,008 5,71433 25
Lưới thép
Vữa 0,02 0,88 0,012 0,0227 1,6667

: bề dày lớp vật liệu thứ i, W/mK.
Trong đó:
25