Sơ đồ nguyên lý hệ thống lạnh máy đá vảy là bản vẽ kỹ thuật cốt lõi giúp chúng ta hiểu rõ cách thức hoạt động của loại máy sản xuất đá vảy chuyên dụng. Hệ thống này đóng vai trò then chốt trong việc tạo ra đá vảy chất lượng cao, phục vụ hiệu quả cho ngành bảo quản thực phẩm, đặc biệt là thủy sản. Việc nắm vững sơ đồ này không chỉ giúp vận hành hiệu quả mà còn hỗ trợ bảo trì và sửa chữa khi cần thiết, đảm bảo quá trình sản xuất đá vảy diễn ra liên tục và ổn định. Đây là kiến thức cần thiết cho kỹ sư, thợ kỹ thuật và cả những nhà đầu tư quan tâm đến công nghệ này.
Cấu tạo chính của hệ thống lạnh máy đá vảy
Một hệ thống lạnh máy đá vảy bao gồm nhiều bộ phận chính hoạt động nhịp nhàng với nhau để tạo ra đá. Các thành phần cơ bản nhất trong sơ đồ nguyên lý hệ thống lạnh máy đá vảy bao gồm máy nén, thiết bị ngưng tụ, van tiết lưu (hoặc bình giữ mức tách lỏng kết hợp tiết lưu), cối đá vảy (thiết bị bay hơi), và bình chứa môi chất. Mỗi bộ phận đều có chức năng riêng biệt nhưng không thể thiếu trong chu trình làm lạnh khép kín này.
Các bộ phận chi tiết trong sơ đồ nguyên lý
Để hiểu rõ hơn về cách thức hoạt động, chúng ta cần đi sâu vào từng bộ phận cụ thể và vai trò của chúng trong hệ thống lạnh máy đá vảy. Mỗi thành phần được thiết kế tối ưu để đảm bảo hiệu quả sản xuất đá vảy, loại đá có đặc điểm mỏng, dẹt và nhiệt độ thấp lý tưởng cho bảo quản.
Máy nén lạnh
Trong sơ đồ nguyên lý hệ thống lạnh máy đá vảy, máy nén là trái tim của hệ thống, chịu trách nhiệm nén môi chất lạnh từ áp suất thấp và nhiệt độ thấp lên áp suất cao và nhiệt độ cao. Lựa chọn máy nén phụ thuộc vào loại môi chất lạnh sử dụng. Đối với các hệ thống sử dụng môi chất Frêôn, máy nén 1 cấp thường là đủ do đặc tính nhiệt động học của chúng. Tuy nhiên, khi sử dụng môi chất NH3 (Ammonia), nhiệt độ cuối tầm nén có thể rất cao, dẫn đến việc sử dụng máy nén 2 cấp trở nên phổ biến hơn. Máy nén 2 cấp giúp giảm nhiệt độ nén, tăng hiệu suất và độ an toàn cho hệ thống NH3 chuyên dùng cho máy đá vảy.
Bình giữ mức tách lỏng
Bình giữ mức tách lỏng đóng vai trò kép trong hệ thống lạnh máy đá vảy. Chức năng thứ nhất là duy trì mực dịch lỏng môi chất lạnh luôn ngập trong cối đá vảy (thiết bị bay hơi), đảm bảo bề mặt trao đổi nhiệt bên trong cối đá được sử dụng tối đa. Chức năng thứ hai là tách lỏng môi chất còn sót lại từ đường hút trước khi về máy nén, ngăn chặn hiện tượng ngập lỏng gây hại cho máy nén. Mức dịch lỏng trong bình được điều khiển tự động bởi van phao, nhận môi chất lỏng từ bình chứa cao áp sau khi đã được tiết lưu. Hơi môi chất bão hòa được hút về máy nén, trong khi dịch lỏng bão hòa chảy xuống cối đá, tối ưu hóa quá trình bay hơi và làm lạnh nước tạo đá.
Cối đá vảy
Cối đá vảy chính là thiết bị bay hơi đặc thù trong sơ đồ nguyên lý hệ thống lạnh máy đá vảy. Tại đây, nước được bơm phun lên bề mặt bên trong của cối, đồng thời môi chất lạnh bay hơi ở phía bên kia của thành cối. Sự chênh lệch nhiệt độ lớn giữa nước và môi chất lạnh khiến nước đóng băng nhanh chóng thành một lớp màng mỏng trên bề mặt cối. Một dao cạo hoặc cơ cấu tương tự sẽ liên tục gạt lớp băng mỏng này xuống, tạo thành những “vảy” đá rơi vào kho chứa bên dưới. Hiệu quả làm lạnh nước trong cối đá vảy rất cao nhờ việc duy trì mức dịch lỏng bão hòa, đảm bảo toàn bộ bề mặt bay hơi được tận dụng hiệu quả.
Thiết bị ngưng tụ
Thiết bị ngưng tụ có nhiệm vụ thải nhiệt từ môi chất lạnh áp suất cao, nhiệt độ cao sau khi ra khỏi máy nén ra môi trường bên ngoài, khiến môi chất chuyển từ trạng thái hơi sang lỏng. Lựa chọn loại thiết bị ngưng tụ phụ thuộc vào môi chất và quy mô hệ thống. Với môi chất R22, dàn ngưng không khí với ống đồng cánh nhôm thường được sử dụng. Tuy nhiên, đối với hệ thống sử dụng NH3, việc sử dụng thiết bị ngưng tụ giải nhiệt bằng nước như dàn ngưng bay hơi, kiểu tưới hoặc bình ngưng ống chùm là phổ biến hơn. Điều này giúp giảm đáng kể nhiệt độ cuối tầm nén và áp suất ngưng tụ, nâng cao hiệu suất và độ an toàn cho hệ thống NH3.
Bình chứa cao áp
Bình chứa cao áp trong hệ thống lạnh máy đá vảy đóng vai trò là nơi lưu trữ tạm thời môi chất lạnh ở trạng thái lỏng sau khi ngưng tụ và trước khi đi qua van tiết lưu. Kích thước của bình chứa thường không cần quá lớn đối với máy đá vảy. Lý do là tổng lượng môi chất lưu thông trong hệ thống máy đá vảy thường không nhiều bằng các hệ thống lạnh công nghiệp lớn khác, do đó nhu cầu lưu trữ môi chất cũng ít hơn.
Bình tách dầu
Bình tách dầu là một bộ phận quan trọng, thường được lắp đặt sau máy nén và trước thiết bị ngưng tụ trong sơ đồ nguyên lý hệ thống lạnh máy đá vảy. Nhiệm vụ của bình tách dầu là loại bỏ lượng dầu bôi trơn máy nén lẫn trong dòng hơi môi chất nóng. Việc tách dầu hiệu quả giúp dầu không đi vào dàn ngưng và đặc biệt là cối đá vảy (thiết bị bay hơi), nơi sự hiện diện của dầu có thể tạo thành lớp cách nhiệt mỏng, làm giảm hiệu quả trao đổi nhiệt và ảnh hưởng đến quá trình tạo đá.
Bơm nước tuần hoàn
Để tạo ra đá vảy, nước cần được cung cấp liên tục lên bề mặt làm lạnh của cối đá. Bơm nước tuần hoàn đảm nhận vai trò này. Nước từ bể chứa nước (thường là nước sạch đã qua xử lý) sẽ được bơm tuần hoàn qua hệ thống phân phối nước nằm phía trên cối đá vảy. Nước chảy thành một màng mỏng trên bề mặt cối, nơi nó nhanh chóng bị làm lạnh bởi môi chất bay hơi bên trong. Lượng nước không đóng băng sẽ được thu hồi và tuần hoàn trở lại bể chứa nước, giảm thiểu lãng phí.
{alt=”Sơ đồ nguyên lý hệ thống lạnh máy đá vảy chi tiết cấu tạo các bộ phận chính” title=”Minh họa cấu tạo hệ thống lạnh máy đá vảy”}
1- Máy nén; 2- Bình chứa CA; 3- Dàn ngưng; 4- Bình tách dầu; 5- Cối đá vảy; 6- Bình giữ mức- tách lỏng; 7- Bơm nước tuần hoàn; 8- Kho đá vảy
Quy trình hoạt động theo sơ đồ nguyên lý
Hiểu rõ sơ đồ nguyên lý hệ thống lạnh máy đá vảy đòi hỏi phải theo dõi được chu trình của cả môi chất lạnh và nước. Môi chất lạnh bắt đầu từ máy nén (1) dưới dạng hơi áp suất thấp, nhiệt độ thấp và được nén thành hơi áp suất cao, nhiệt độ cao. Hơi nóng này đi qua bình tách dầu (4) để loại bỏ dầu rồi vào dàn ngưng (3), nơi nhiệt được thải ra và môi chất chuyển thành lỏng áp suất cao, nhiệt độ trung bình. Lỏng môi chất từ bình chứa cao áp (2) đi qua van tiết lưu (trong bình giữ mức 6), giảm áp suất và nhiệt độ, trở thành hỗn hợp lỏng-hơi. Hỗn hợp này vào bình giữ mức tách lỏng (6).
Tại bình giữ mức tách lỏng (6), dịch lỏng bão hòa chảy xuống cối đá vảy (5) để bay hơi và làm lạnh bề mặt cối. Hơi môi chất sau khi bay hơi trong cối đá và hơi bão hòa từ bình giữ mức được hút về máy nén, hoàn thành chu trình lạnh. Song song với đó, nước từ bể chứa được bơm nước tuần hoàn (7) đưa lên phân phối đều trên bề mặt bên trong cối đá vảy. Nước đóng băng thành vảy và được dao cạo gạt xuống kho chứa đá (8). Quy trình này diễn ra liên tục, sản xuất ra lượng đá vảy theo công suất thiết kế của máy.
Kho chứa đá vảy
Kho chứa đá vảy là nơi tập trung và bảo quản lượng đá thành phẩm trước khi sử dụng. Thông thường, kho được lắp ghép từ các tấm panel polyurethan cách nhiệt dày khoảng 100mm để giảm thiểu sự tan chảy của đá. Đặc biệt, bề mặt đáy của kho thường được lót thêm một lớp inox để bảo vệ lớp cách nhiệt khỏi bị hư hại do đá và hoạt động của máy cào đá (nếu có). Mặc dù chưa có tiêu chuẩn cụ thể về dung tích kho chứa đá vảy tại Việt Nam, kích thước kho thường được thiết kế dựa trên công suất máy và nhu cầu dự trữ của nhà sản xuất.
Ví dụ, với cối đá có công suất 5 – 10 Tấn/ngày, kích thước kho đá phổ biến có thể là 2400W x 4000D x 3000H (mm). Đối với cối đá công suất lớn hơn, khoảng 15-20 Tấn/ngày, kho đá có thể rộng hơn với kích thước 3600W x 6000D x 3000H (mm). Các kho chứa này thường có một cửa ra vào tiêu chuẩn, thường có kích cỡ 1980H x 980W x 100T (mm), được thiết kế cách nhiệt tốt để duy trì nhiệt độ bên trong và hạn chế thất thoát lạnh. Do máy đá vảy có thời gian tạo đá rất nhanh (chưa đầy 1 giờ đã có đá), các nhà sản xuất có thể lựa chọn kho có dung tích vừa phải nếu không có nhu cầu dự trữ lượng lớn đá trong thời gian dài.
Ưu và nhược điểm của hệ thống máy đá vảy
Việc lựa chọn hệ thống lạnh máy đá vảy hay các loại hệ thống lạnh khác phụ thuộc vào nhu cầu và mục đích sử dụng cụ thể. Hệ thống máy đá vảy có những đặc điểm riêng biệt mang lại cả ưu điểm và nhược điểm cần cân nhắc.
Ưu điểm
Một trong những ưu điểm lớn nhất của hệ thống lạnh máy đá vảy là chi phí đầu tư ban đầu thường thấp hơn đáng kể so với các hệ thống sản xuất đá cây truyền thống. Điều này là do hệ thống máy đá vảy không cần các cấu trúc phức tạp như bể muối, hệ thống cẩu chuyển đá nặng nề, bể nhúng đá hay bàn lật đá. Quy trình sản xuất đơn giản hóa giúp giảm bớt các trang thiết bị phụ trợ đắt tiền. Đồng thời, chi phí vận hành cũng nhỏ hơn, bao gồm cả chi phí nhân công, điện năng và nước, bởi hệ thống ít thiết bị và tự động hóa cao hơn.
Thời gian làm đá cực nhanh là một lợi thế cạnh tranh, cho phép có đá sử dụng gần như tức thì (thường dưới 1 giờ). Chất lượng đá vảy cũng được đảm bảo vệ sinh cao do quy trình sản xuất và bảo quản khép kín, kiểm soát tốt các yếu tố ngoại cảnh. Tổn thất năng lượng trong quá trình sản xuất cũng nhỏ hơn. Quan trọng nhất, việc sử dụng đá vảy để bảo quản thủy sản đã trở thành yêu cầu bắt buộc để các xí nghiệp chế biến xuất khẩu vào các thị trường khó tính như EU, thể hiện sự ưu việt và cần thiết của loại đá này trong ngành công nghiệp thực phẩm. Tìm hiểu thêm về các giải pháp hệ thống lạnh máy đá vảy và thiết bị liên quan tại asanzovietnam.net.
Nhược điểm
Tuy nhiên, hệ thống lạnh máy đá vảy cũng có những hạn chế nhất định. Nhược điểm lớn nhất là do đặc tính dạng vảy, kích thước nhỏ và mỏng manh, đá vảy rất khó vận chuyển đi xa và không thích hợp để bảo quản trong thời gian quá lâu như đá cây (dạng tảng). Đá vảy chủ yếu được sử dụng ngay tại nơi sản xuất hoặc các địa điểm gần đó. Bên cạnh đó, cối tạo đá vảy là một thiết bị bay hơi có cấu tạo phức tạp và đòi hỏi kỹ thuật chế tạo cao, do đó giá thành của bộ phận này thường khá đắt. Phạm vi sử dụng của máy đá vảy chủ yếu tập trung vào việc bảo quản thực phẩm trong các dây chuyền công nghệ tại các nhà máy chế biến, đặc biệt là ngành thủy sản, nơi cần một lượng lớn đá để làm lạnh nhanh và giữ tươi sản phẩm.
Việc hiểu rõ sơ đồ nguyên lý hệ thống lạnh máy đá vảy là bước quan trọng giúp tối ưu hóa hiệu suất và đảm bảo độ bền cho thiết bị. Công nghệ này mang lại nhiều lợi ích vượt trội cho ngành công nghiệp yêu cầu đá vảy chất lượng cao, từ chi phí đầu tư đến hiệu quả vận hành và vệ sinh. Nắm vững cấu tạo và nguyên lý hoạt động không chỉ giúp bạn đưa ra quyết định đầu tư sáng suốt mà còn chủ động hơn trong quá trình vận hành và bảo dưỡng. Nếu bạn đang tìm hiểu sâu hơn hoặc cần tư vấn về các giải pháp hệ thống lạnh máy đá vảy, hãy liên hệ với các chuyên gia đáng tin cậy.