Tính toán thiết kế hệ thống lạnh cho kho bảo quản sản phẩm thủy sản đông lạnh sức chứa 500tấn tại công ty TNHH Minh Đăng – Sóc Trăng

BOÄ GIAÙO DUÏC VAØ ÑAØO TAÏO TRÖÔØNG ÑAÏI HOÏC NHA TRANG KHOA CHEÁ BIEÁN = = = = Y Z = = = = NGUYEÃN VIEÄT THAÙI TÍNH TOAÙN THIEÁT KEÁ HEÄ THOÁNG LAÏNH CHO KHO BAÛO QUAÛN SAÛN PHAÅM THUÛY SAÛN ÑOÂNG LAÏNH SÖÙC CHÖÙA 500 TAÁN TAÏI COÂNG TY TNHH MINH ÑAÊNG – SOÙC TRAÊNG ÑOÀ AÙN TOÁT NGHIEÄP ÑAÏI HOÏC CHUYEÂN NGAØNH: COÂNG NGHEÄ NHIEÄT LAÏNH CBHD: ThS. NGUYEÃN TROÏNG BAÙCH Nha Trang, thaùng 11 naêm 2007 LỜI CẢM ƠN Sau một thời gian học tập và nghiên cứu tại trường Đại học Nha Trang, đến nay tôi đã hoàn thành chương trình đào tạo đại học và hoàn thành đồ án tốt nghiệp đại học. Tôi xin chân thành gửi lời cảm ơn đến: Ban Giám Hiệu trường Đại học Nha Trang, Ban chủ nhiệm khoa Chế biến, cùng với các thầy cô giảng dạy. Đặc biệt gửi lời cảm ơn đến thầy Th.s Nguyễn Trọng Bách - người đã trực tiếp hướng dẫn tận tình để tôi hoàn thành đồ án đúng thời hạn. Ban Giám Đốc và các anh chị ở công ty TNHH Minh Đăng đã tận tình giúp đỡ và tạo điều kiện thuận lợi cho tôi trong thời gian thực tập tại công ty. Cuối cùng, tôi bày tỏ lời cảm ơn đến cha mẹ cùng những người thân và toàn thể bạn bè đã giúp đỡ, động viên tôi trong suốt thời gian học tập và thực hiện công tác tốt nghiệp. Tôi xin chúc các thầy cô, các anh chị và toàn thể bạn bè sức khỏe dồi dào, đạt nhiều thành công trong công việc, học tập và nghiên cứu. Nha Trang, tháng 11 năm 2007 Sinh viên thực hiện Nguyễn Việt Thái MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU ....................................................................................................... 1 CHƯƠNG I: TỔNG QUAN ................................................................................. 2 1.1 TỔNG QUAN VỀ CÔNG TY ..................................................................... 2 1.1.1 Sự hình thành và phát triển của công ty ................................................ 2 1.1.2 Cơ cấu tổ chức và chức năng nhiệm vụ các đơn vị trong công ty ......... 3 1.1.3 Tổng quan mặt bằng của công ty ........................................................... 4 1.2 TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ LÀM ĐÔNG VÀ BẢO QUẢN SẢN PHẨM ĐÔNG LẠNH ........................................................................................ 5 1.2.1 Tác dụng của việc bảo quản lạnh ........................................................... 5 1.2.2 Một số biến đổi của thực phẩm trong quá trình bảo quản đông. ........... 5 1.3 TỔNG QUAN VỀ KHO LẠNH BẢO QUẢN ............................................ 7 1.3.1 Kho lạnh bảo quản ................................................................................. 7 1.3.2 Phân loại kho lạnh ................................................................................. 8 1.4 TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI .............................................................. 10 CHƯƠNG II : TÍNH TOÁN CẤU TRÚC KHO LẠNH ..................................... 12 2.1 CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ KHO LẠNH ....................................... 12 2.1.1 Yêu cầu đối với quy hoạch mặt bằng kho lạnh ................................... 12 2.1.2 Yêu cầu buồng máy và thiết bị ............................................................ 13 2.2 CHỌN PHƯƠNG ÁN XÂY DỰNG KHO LẠNH .................................... 14 2.3 CHỌN MẶT BẰNG XÂY DỰNG KHO LẠNH ...................................... 14 2.4 HÌNH KHỐI KHO LẠNH ......................................................................... 15 2.5 CHỌN THÔNG SỐ THIẾT KẾ ................................................................. 15 2.5.1 Chọn nhiệt độ bảo quản ....................................................................... 15 2.5.2 Độ ẩm không khí trong kho ................................................................. 16 2.5.3 Thông số địa lý, khí tượng ở Sóc Trăng .............................................. 16 2.5.4 Phương pháp tính nhiệt tải kho lạnh .................................................... 16 2.5.5 Chọn máy và thiết bị ............................................................................ 17 2.5.6 Phương án lắp đặt kho, máy và thiết bị ............................................... 18 2.6 NGUYÊN TẮC XẾP HÀNG TRONG KHO LẠNH ................................ 18 2.6.1 Nguyên tắc thông gió .......................................................................... 18 2.6.2 Nguyên tắc hàng vào trước ra trước .................................................... 19 2.6.3 Nguyên tắc gom hàng .......................................................................... 19 2.6.4 Nguyên tắc an toàn .............................................................................. 19 2.7 KỸ THUẬT XẾP KHO.............................................................................. 19 2.7.1 Sử dụng Palet ....................................................................................... 19 2.7.2 Thông gió ............................................................................................. 19 2.7.3 Chừa lối đi ........................................................................................... 20 2.7.4 Xây tụ ................................................................................................... 20 2.8 XÁC ĐỊNH KÍCH THƯỚC KHO LẠNH ................................................. 20 2.8.1 Tính thể tích kho lạnh .......................................................................... 20 2.8.2 Diện tích chất tải của kho lạnh F, m2 .................................................. 20 2.8.3 Tải trọng của nền và của trần ............................................................... 21 2.8.4 Xác định diện tích kho lạnh cần xây dựng .......................................... 21 2.9 THIẾT KẾ CẤU TRÚC KHO LẠNH ....................................................... 22 2.9.1 Thiết kế cấu trúc nền ............................................................................ 22 2.9.2 Cấu trúc vách và trần kho lạnh ............................................................ 23 2.9.3 Cấu trúc mái kho lạnh .......................................................................... 24 2.9.4 Cấu trúc cửa và màn chắn khí .............................................................. 24 2.10 TÍNH TOÁN CÁCH NHIỆT, CÁCH ẨM VÀ KIỂM TRA ĐỌNG SƯƠNG ............................................................................................................ 26 2.11 CẤU TRÚC CÁCH NHIỆT ĐƯỜNG ỐNG ........................................... 28 CHƯƠNG III: TÍNH NHIỆT TẢI, CHỌN MÁY NÉN VÀ CÁC THIẾT BỊ CỦA HỆ THỐNG LẠNH .................................................................................... 29 3.1 TÍNH TOÁN NHIỆT TẢI .......................................................................... 29 3.1.1 Dòng nhiệt qua kết cấu bao che Q1 ..................................................... 29 3.1.2 Dòng nhiệt do sản phẩm và bao bì tỏa ra Q2 ....................................... 31 3.1.3 Dòng nhiệt tỏa ra khi vận hành Q4 ...................................................... 32 3.1.4 Xác định phụ tải nhiệt của thiết bị và máy nén ................................... 34 3.2 CHỌN HỆ THỐNG LẠNH ....................................................................... 35 3.2.1 Chọn phương pháp làm lạnh ................................................................ 35 3.2.2 Chọn môi chất lạnh. ............................................................................. 37 3.2.3 Các thông số của chế độ làm việc ........................................................ 40 3.3 CHU TRÌNH LẠNH .................................................................................. 42 3.3.1 Chọn chu trình lạnh ............................................................................. 42 3.3.2 Sơ đồ và chu trình biểu diễn trên đồ thị lgp-i ..................................... 43 3.3.3 Tính toán chu trình hai cấp bình trung gian có ống xoắn. ................... 44 3.4 TÍNH CHỌN MÁY NÉN VÀ THIẾT BỊ TRAO ĐỔI NHIỆT ................. 45 3.4.1 Tính toán phía hạ áp ............................................................................ 45 3.4.2 Tính toán phía cao áp ........................................................................... 47 3.4.3 Tính chọn máy nén và thiết bị trao đổi nhiệt ....................................... 48 3.4.4 Chọn các thiết bị khác của hệ thống lạnh ........................................... 57 CHƯƠNG IV: LẮP ĐẶT HỆ THỐNG LẠNH ................................................... 72 4.1 LẮP ĐẶT KHO LẠNH.............................................................................. 72 4.1.1 Gia cố và xây dựng nền móng kho ...................................................... 72 4.1.2 Xây dựng kết cấu bao che cho kho ...................................................... 72 4.1.3 Lắp ghép các tấm panel ....................................................................... 72 4.2 LẮP ĐẶT MÁY NÉN ................................................................................ 75 4.3 LẮP ĐẶT CÁC THIẾT BỊ KHÁC CỦA HỆ THỐNG LẠNH ................. 76 4.3.1 Lắp đặt thiết bị ngưng tụ ...................................................................... 76 4.3.2 Lắp đặt thiết bị bay hơi ....................................................................... 77 4.3.3 Lắp đặt van tiết lưu màng cân bằng ngoài .......................................... 78 4.3.4 Lắp đặt các thiết bị khác ...................................................................... 78 4.3.5 Lắp đặt đường ống ............................................................................... 79 4.4 THỬ KÍN, THỬ BỀN VÀ CHÂN KHÔNG HỆ THỐNG LẠNH ............ 82 4.5 NẠP MÔI CHẤT CHO HỆ THỐNG LẠNH ............................................ 84 4.5.1 Xác định lượng môi chất cần nạp ........................................................ 84 4.5.2 Nạp môi chất cho hệ thống lạnh .......................................................... 86 CHƯƠNG V: TRANG BỊ TỰ ĐỘNG HÓA VÀ VẬN HÀNH HỆ THỐNG LẠNH ................................................................................................................... 87 5.1 TRANG BỊ TỰ ĐỘNG HÓA .................................................................... 87 5.1.1 Trang bị điện động lực ......................................................................... 88 5.1.2 Mạch điện điều khiển ........................................................................... 88 5.2 VẬN HÀNH HỆ THỐNG LẠNH ............................................................. 94 5.2.1 Chuẩn bị vận hành ............................................................................... 94 5.2.2 Vận hành .............................................................................................. 95 5.2.3 Dừng máy ............................................................................................ 97 5.2.4 Sự cố ngập lỏng ................................................................................... 98 5.3 BẢO DƯỠNG HỆ THỐNG LẠNH .......................................................... 99 5.3.1 Bảo dưỡng máy nén ............................................................................. 99 5.3.2 Bảo dưỡng thiết bị ngưng tụ .............................................................. 100 5.3.3 Bảo dưỡng thiết bị bay hơi ................................................................ 100 5.3.4 Bảo dưỡng van tiết lưu ...................................................................... 101 5.3.5 Bảo dưỡng tháp giải nhiệt .................................................................. 101 5.3.6 Bảo dưỡng bơm ................................................................................. 101 5.3.7 Bảo dưỡng quạt .................................................................................. 101 CHƯƠNG VI: SƠ BỘ GIÁ THÀNH CỦA CÔNG TRÌNH ............................. 102 6.1 CHI PHÍ CHO KHO LẠNH .................................................................... 102 6.2 CHI PHÍ CHO MÁY VÀ THIẾT BỊ ........................................................ 103 6.3. CHI PHÍ CHO NHÂN CÔNG ................................................................ 103 6.4. CÁC KHOẢN CHI PHÍ KHÁC .............................................................. 103 KẾT LUẬN VÀ Ý KIẾN ĐỀ XUẤT ................................................................ 104 TÀI LIỆU THAM KHẢO .................................................................................. 105 1 LỜI NÓI ĐẦU Trong những năm qua, ngành kỹ thuật lạnh nước ta đã được ứng dụng rất mạnh mẽ trong các ngành như: Sinh học, hoá chất, công nghiệp dệt, thuốc lá, bia, rượu, điện tử, tin học, y tế,… đặc biệt trong ngành chế biến và bảo quản thủy sản. Quá trình chuyển đổi công nghệ chế biến để đáp ứng các tiêu chuẩn quốc tế và thay đổi môi chất lạnh mới đã tạo nên một cuộc cách mạng thật sự cho ngành kỹ thuật nước ta. Với nguồn nguyên liệu thủy sản dồi dào và đa dạng. Sản lượng thủy sản đánh bắt và nuôi trồng hàng năm là rất lớn. Vì vậy để đảm bảo thu được lợi nhuận cao từ việc xuất khẩu thủy sản thì việc đảm bảo chất lượng của sản phẩm là vấn đề rất quan trọng. Cùng với quy trình công nghệ máy móc và thiết bị chế biến thì vấn đề bảo quản sau khi chế biến là một khâu không thể thiếu để hạn chế những biến đổi làm giảm chất lượng sản phẩm. Cho nên việc xây dựng kho bảo quản sản phẩm thủy sản đông lạnh là một vấn đề cấp thiết hiện nay. Xuất phát từ những yêu cầu đó, được sự phân công của khoa Chế Biến và bộ môn Kỹ thuật lạnh trường Đại học Nha Trang cùng với sự hướng dẫn của thầy Th.s Nguyễn Trọng Bách, tôi được giao đề tài: “Tính toán thiết kế hệ thống lạnh cho kho bảo quản sản phẩm thủy sản đông lạnh sức chứa 500 tấn tại Công ty TNHH Minh Đăng – Sóc Trăng”. Đề tài bao gồm những nội dung sau: 1 – Tổng quan. 2 – Các thông số tính toán, tính toán cấu trúc kho lạnh. 3 – Tính nhiệt tải kho lạnh, chọn máy nén và các thiết bị của hệ thống lạnh. 4 – Lắp đặt hệ thống lạnh. 5 – Trang bị tự động hoá, vận hành và bảo dưỡng hệ thống lạnh. 6 – Sơ bộ giá thành công trình. Mặc dù rất cố gắng nhưng do thời gian và kinh nghiệm còn hạn chế nên đồ án không tránh khỏi những thiếu sót. Rất mong được sự chỉ dẫn của quý thầy cô và sự đóng góp ý kiến của các bạn. Nha Trang, tháng 11 năm 2007 Sinh viên thực hiện Nguyễn Việt Thái 2 CHƯƠNG I: TỔNG QUAN 1.1 TỔNG QUAN VỀ CÔNG TY 1.1.1 Sự hình thành và phát triển của công ty Công ty trách nhiệm hữu hạn (TNHH) Minh Đăng là một doanh nghiệp tư nhân thuộc thị trấn Mỹ Xuyên - Tỉnh Sóc Trăng. Trước đây công ty có tên là công ty TNHH Nam Trung chuyên chế biến đồ khô: Hành khô, chitin và chitozan. Ngày 11/12/2005, công ty được một tư nhân tại Sài Gòn mua lại và đổi tên là công ty TNHH Minh Đăng chuyên sản xuất hàng đông lạnh: Mực đông lạnh, Bạch tuộc đông lạnh, kẽm, maza đông lạnh. Địa chỉ của công ty: Tỉnh lộ 8 - Bình Thạnh - Mỹ Xuyên - Sóc Trăng. Hiện nay, công ty nhận gia công chế biến các sản phẩm thủy sản đông lạnh: mực, bạch tuộc, maza, kẽm, cá đuối….Công ty mới nhập về máy móc thiết bị hiện đại sẽ tạo điều kiện thuận lợi cho việc khắc phục những nhược điểm nhỏ hẹp và thiết bị lạc hậu trước đây. Mục tiêu của công ty sẽ sản xuất những mặt hàng cao cấp có giá trị kinh tế cao như: Mực, tôm và mở rộng thị trường ra nước ngoài như Nhật, Mỹ, EU, Hàn Quốc… 3 1.1.2 Cơ cấu tổ chức và chức năng nhiệm vụ các đơn vị trong công ty Giám đốc: Có quyền hạn cao nhất trong công ty, có chức năng giám sát điều hành mọi hoạt động của công ty. Phó giám đốc: Có nhiệm vụ tham mưu cho giám đốc, điều hành mọi hoạt động sản xuất kinh doanh của công ty, tham gia ký kết các hợp đồng. Phân xưởng chế biến: Có vai trò quan trọng trong sự tồn tại và phát triển của công ty. Chịu trách nhiệm về mặt quản lý nhân sự, đảm bảo các chế độ, chính sách và quyền lợi nghĩa vụ của người lao động đối với công ty theo luật định của nhà nước. Phân xưởng cơ điện: Đảm bảo cho các máy móc thiết bị vận hành thông suốt, an toàn trong cả quá trình chế biến. Phòng kỹ thuật: Tham mưu cho giám đốc trong việc điều hành kỹ thuật sản xuất, quá trình vệ sinh an toàn thực phẩm từ nguyên liệu đến thành phẩm, chịu trách nhiệm về chất lượng sản phẩm làm ra, phụ trách chương trình quản lý chất lượng, thực hiện đúng kế hoạch mà giám đốc đề ra. Phòng kinh doanh: Có chức năng và nhiệm vụ xử lý thông tin từ các nguồn tin thu thập được từ phía khách hàng, từ việc khảo sát thị trường. Phân tích tổng hợp thông tin đưa ra những đề xuất, dự báo trong kinh doanh như giá cả mặt hàng trước mắt và lâu dài. Ngoài ra phải thường xuyên giao dịch với khách hàng, chào hàng trực tiếp hoặc gián tiếp. PHÂN XƯỞNG CHẾ BIẾN GIÁM ĐỐC PHÓ GIÁM ĐỐC PHÂN XƯỞNG CƠ ĐIỆN PHÒNG KỸ THUẬT PHÒNG KINH DOANH PHÒNG KẾ TOÁN 4 Phòng kế toán: Có vai trò trong sự tồn tại và phát triển của công ty. Tính các chi phí, giá thành sản phẩm, lợi nhuận, tiền lương, thưởng và tính toán các khoản có liên quan đến sản xuất kinh doanh của công ty. 1.1.3 Tổng quan mặt bằng của công ty Phân tích ưu nhược điểm của mặt bằng tổng thể: ¾ Ưu điểm: - Công ty nằm cách xa trung tâm thành phố nên không làm ảnh hưởng đến môi trường cảnh quan thành phố. - Công ty nằm sát trục đường chính nên thuận tiện cho việc vận chuyển hàng hoá, nguyên vật liệu. - Công ty có mặt bằng nằm cách cảng Trần Đề 25km rất thuận tiện cho việc thu mua và vận chuyển nguyên liệu. - Cảnh quan của công ty thuận tiện thoáng mát, sạch sẽ bố trí thiết kế hợp lý: + Nhà chứa phế liệu, bộ phận xử lý nước thải được bố trí riêng ở phía sau cuối ngọn gió. + Kho bao bì được bố trí tách riêng để phòng ngừa sự cháy xảy ra. + Nơi tiếp nhận nguyên liệu có sân rộng cho xe ra vào. ¾ Nhược điểm: - Phân xưởng cơ điện có nhiều tiếng ồn được bố trí ngang với khu thành phẩm. - Phòng máy không có đường đi vào, công nhân vận hành phải đi ngang qua phòng chế biến để vào phòng máy. Ngoài ra vị trí của phòng máy không thuận lợi cho việc sửa chữa và bảo dưỡng. - Chưa có cửa tiếp nhận nguyên liệu riêng tách biệt với phế liệu ra nên có thể gây sự nhiễm chéo và nhiễm bẩn. - Góc phía đông của khu vực tiếp nhận giáp với khu vực chứa phế liệu và trạm xử lý nước thải nên nguyên liệu dễ bị nhiễm bẩn. - Sự bố trí làm việc của công nhân không khép kín nên công ty có phần không ngăn nắp và chưa ổn định. 5 1.2 TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ LÀM ĐÔNG VÀ BẢO QUẢN SẢN PHẨM ĐÔNG LẠNH 1.2.1 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 khi chờ đợi đưa đi sử dụng. Thực phẩm sau khi thu hoạch về chế biến được bảo quản ở nhiệt độ thấp cùng với chế độ thông gió và độ ẩm thích hợp trong kho lạnh, khi hạ nhiệt độ thấp thì enzyme và vi sinh vật trong nhiên liệu bị ức chế hoạt động và có thể bị đình chỉ hoạt động. Như vậy nguyên liệu được giữ tươi lâu thêm một thời gian nữa. Nói chung khi nhiệt độ nhỏ hơn 10oC thì vi sinh vật gây thối rữa và vi khuẩn gây bệnh bị kiềm chế phần nào hoạt động của chúng. Khi nhiệt độ nhỏ hơn 0oC thì tỷ lệ phát triển của chúng rất thấp, ở -5oC ÷ -10oC thì hầu hết chúng không hoạt động. Tuy nhiên có một số loài vi khuẩn và nấm mốc khi hạ nhiệt độ xuống -15oC chúng vẫn phát triển được như Cloromobacter, Pseudomonas… Do đó, muốn bảo quản được thực phẩm, nhất là các mặt hàng thuỷ sản trong thời gian dài thì nhiệt độ bảo quản phải dưới -15oC. Như vậy, quá trình bảo quản lạnh có tác dụng như sau: Ở nhiệt độ thấp các phản ứng sinh hoá trong nguyên liệu giảm xuống. Trong phạm vi hoạt động bình thường cứ hạ 10oC thì các phản ứng sinh hoá giảm xuống 1/2÷1/3, khi hạ xuống thấp sẽ làm ức chế các hoạt động về sinh lý của vi khuẩn cũng như nấm men. Dưới tác dụng của nhiệt độ thấp, nước trong động vật thuỷ sản bị đóng b