Giáo trình Kỹ thuật lạnh và lạnh đông thực phẩm - ĐH. Nông Nghiệp I Hà Nội

Kỹ thuật lạnh và lạnh đông thực phẩm là giáo trình do GS.TS. Phạm Xuân Vượng biên soạn. Tài liệu gồm có 5 chương. Chương 1 giới thiệu những khái niệm cơ bản. Chương 2 trình bày các quá trình và thiết bị của hệ thống lạnh. Chương 3 đề cập đến tính toán và lựa chọn thiết bị cho hệ thống lạnh. Nội dung của chương 4 liên quan đến thiết kế kho lạnh thực phẩm. Trong chương cuối cùng, chương 5, tác giả giới thiệu đến bạn đọc kỹ thuật lạnh và lạnh đông thực phẩm.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Giáo trình Kỹ thuật lạnh và lạnh đông thực phẩm - ĐH. Nông Nghiệp I Hà Nội bé gi¸o dôc vµ ®µo t¹o tr−êng ®¹i häc n«ng nghiÖp i hµ néi ------- ------- GS. TS. Ph¹m Xu©n V−îng TS. TrÇn Nh− Khuyªn gi¸o tr×nh kü thuËt l¹nh v l¹nh ®«ng thùc phÈm H Néi – 2006 1 Trư ng ñ i h c Nông nghi p 1 – Giáo trình K thu t L nh & l nh ñông th c ph m ---------------------------- Ch−¬ng 1 Nh÷ng kh¸i niÖm c¬ b¶n 1.1. C¬ së nhiÖt ®éng cña m¸y l¹nh. TruyÒn nhiÖt tõ vËt cã nhiÖt ®é thÊp ®Õn vËt cã nhiÖt ®é cao h¬n thùc hiÖn trong m¸y l¹nh víi trî gióp cña chÊt l m viÖc phô (m«i chÊt) chi phÝ mét c«ng hoÆc nhiÖt l−îng. Qu¸ tr×nh m«i chÊt thùc hiÖn gäi l qu¸ tr×nh vßng trßn ng−îc hoÆc l chu tr×nh nhiÖt ®éng ng−îc. H×nh d−íi cho ta mét chu tr×nh l¹nh. Gi¶ sö vËt A cã nhiÖt ®é thÊp l T, ®Æt TC trong vïng l¹nh; vËt B cã nhiÖt ®é cao TC - l m«i tr−êng xung quanh; vËt C l m«i chÊt l m viÖc. M«i chÊt l m viÖc ho n th nh mét chu tr×nh vßng trßn, lÊy ®i nhiÖt l−îng Q0 tõ vËt A (b»ng c¸ch bèc h¬i m«i chÊt ë nhiÖt ®é thÊp) sau ®ã nhËn mét c«ng L tõ ngo i v truyÒn v o vËt B mét nhiÖt l−îng Q, chi phÝ mét c«ng L. Trong qu¸ tr×nh khÐp kÝn, khèi l−îng H×nh 1.1. S¬ ®å nguyªn t¾c l m m«i chÊt kh«ng ®æi, chØ thay ®æi tr¹ng th¸i viÖc cña m¸y l¹nh liªn kÕt cña nã khi bèc h¬i v ng−ng tô. Do ®ã t−¬ng øng víi ®Þnh luËt 1 cña nhiÖt ®éng häc cã thÓ viÕt Q = Q0 + L. KÕt qu¶ l vËt B cã nhiÖt ®é cao, nhËn nhiÖt l−îng lín h¬n lÊy ra tõ vËt l¹nh A. L−îng nhiÖt Q0, ®o ®−îc trong 1 giê gäi l n¨ng suÊt nhiÖt, hoÆc l c«ng suÊt l¹nh cña thiÕt bÞ (KJ). Q0 = q0 .G Trong ®ã: q0 - n¨ng suÊt l¹nh riªng (tÝnh 1 Kg), ®«i khi cßn gäi l nhiÖt riªng s«i cña m«i chÊt (KJ/Kg). G - L−îng m«i chÊt l−u th«ng trong 1 giê cña thiÕt bÞ. HiÖu qu¶ l m viÖc cña thiÕt bÞ l¹nh, ®Æc tr−ng bëi hÖ sè l¹nh. Q q Q0 1 ε= 0= 0= = l Q − Q0 Q − 1 L Q0 Trong ®ã: l - c«ng riªng (KJ/Kg). Khi m«i chÊt cña thiÕt bÞ l¹nh l chÊt bÞ nÐn (h¬i, khÝ hoÆc kh«ng khÝ), chi phÝ c«ng thùc hiÖn nÐn (gi¶m thÓ tÝch) cña m«i chÊt n y, nghÜa l dïng ®Ó t¨ng nhiÖt ®é v ¸p suÊt. ë vÞ trÝ ng−îc l¹i, khi d n m«i chÊt bÞ nÐn g¾n liÒn víi ho n th nh sù l m viÖc cña nã (H×nh 1.2). 2 Trư ng ñ i h c Nông nghi p 1 – Giáo trình K thu t L nh & l nh ñông th c ph m ---------------------------- §iÒu n y cho phÐp ta tr×nh b y vßng trßn cña thiÕt bÞ l¹nh trong to¹ ®é p - v (¸p suÊt tuyÖt ®èi v thÓ tÝch riªng) v T - S (nhiÖt ®é tuyÖt ®èi v ¨ngtr«pi). H×nh 1.2. Chu tr×nh ng−îc trong to¹ ®é p - v v T - S Trong to¹ ®é p - v, diÖn tÝch d−íi ®−êng cong cña qu¸ tr×nh biÓu diÔn c«ng, cßn trong to¹ ®é T - S l nhiÖt l−îng. DiÖn tÝch 1 - 2 - 3 - 4 trong to¹ ®é p - v l c«ng ngo i hiÖu qu¶ l (l hiÖu cña c«ng d n l = l n - ld) cßn trong to¹ ®é T - S t−¬ng ®−¬ng víi c«ng n y l nhiÖt l−îng. DiÖn tÝch ab4-1 trªn ®å thÞ T -S l n¨ng suÊt l¹nh cña thiÕt bÞ q0, diÖn tÝch c - 2 - 3 - d l nhiÖt l−îng q truyÒn bëi t¸c nh©n v o kh«ng khÝ bªn ngo i. 1.1.1. Chu tr×nh C¸cn« (Qu¸ tr×nh vßng trßn ng−îc). Kh¶o s¸t chu tr×nh l¹nh, thùc hiÖn gi÷a hai nguån nhiÖt cã nhiÖt ®é T1 v T2 cã dung l−îng nhiÖt rÊt lín. Trao ®æi nhiÖt ng−îc cña m«i chÊt tõ nguån nhiÖt, diÔn ra ë nhiÖt ®é kh«ng ®æi (®¼ng nhiÖt). Qu¸ tr×nh nÐn v d n cña m«i chÊt x¶y ra kh«ng cã trao ®æi nhiÖt bªn ngo i (®o¹n nhiÖt). Chu tr×nh ng−îc t¹o nªn bëi hai ®¼ng nhiÖt v hai ®o¹n nhiÖt, gäi l chu tr×nh C¸cn«. Trong qu¸ tr×nh ®¼ng nhiÖt 4 - 1 ®−a v o m«i chÊt nhiÖt l−îng q0 (diÖn tÝch 4 - 1 - a - b) lÊy tõ nguån nhiÖt cã nhiÖt ®é thÊp, nghÜa l tõ m«i tr−êng l¹nh. NhiÖt ®é cña m«i chÊt b»ng nhiÖt ®é m«i tr−êng l¹nh T1 v kh«ng ®æi. H×nh 1.3. Chu tr×nh C¸cn« ng−îc trong to¹ ®é T - S. 3 Trư ng ñ i h c Nông nghi p 1 – Giáo trình K thu t L nh & l nh ñông th c ph m ---------------------------- Sau ®ã ho n th nh qu¸ tr×nh ®o¹n nhiÖt trong m¸y nÐn b¾t ®Çu tõ ¸p suÊt ban ®Çu p1 (qu¸ tr×nh 1 - 2), kh«ng cã trao ®æi nhiÖt víi m«i tr−êng bªn ngo i v nhiÖt ®é m«i chÊt t¨ng tõ T1 ®Õn nhiÖt ®é m«i tr−êng bªn ngo i, hoÆc l nguån nhiÖt ®é cao T2. Qu¸ tr×nh nÐn chi phÝ mét c«ng nÐn ln, qu¸ tr×nh ®¼ng nhiÖt tiÕp theo 2 - 3 m«i chÊt nh−êng nhiÖt l−îng q1 cho nguån cã nhiÖt ®é cao T2, nghÜa l m«i tr−êng bªn ngo i (diÖn tÝch 2 - 3 - b - a). Khi ®ã nhiÖt ®é m«i chÊt T2 còng b»ng nhiÖt ®é m«i tr−êng v kh«ng ®æi. §Ó m«i chÊt mét lÇn n÷a cã thÓ lÊy nhiÖt tõ nguån nhiÖt ®é thÊp (m«i tr−êng l¹nh), nã thùc hiÖn d n ®o¹n nhiÖt kh«ng tæn thÊt (qu¸ tr×nh 3 - 4) tõ ¸p suÊt p2 xuèng ¸p suÊt p1. Trao ®æi nhiÖt víi m«i tr−êng kh«ng cã, nhiÖt ®é m«i chÊt gi¶m tõ T2 xuèng T1, ho n th nh c«ng d n ld. Nh− vËy, khi ho n th nh chu tr×nh C¸cn« ng−îc, nhiÖt l−îng q0 lÊy tõ nguån nhiÖt ®é thÊp T1 v truyÒn v o nguån nhiÖt ®é cao T2. §Ó thùc hiÖn, cÇn chi phÝ mét c«ng l (l = ln - ld). C ...