Kho lạnh được sử dụng rộng rãi để bảo quản các sản phẩm đa dạng. Tuy nhiên, không phải mọi kho lạnh đều phù hợp với tất cả các loại sản phẩm và yêu cầu bảo quản. Kho lạnh cần phải được thiết kế để phù hợp với nhu cầu sử dụng của từng khách hàng. Có như vậy, sản phẩm mới được bảo quản ở điều kiện tốt nhất trong thời gian dài nhất. Vì vậy việc xác định thông số trong thiết kế kho lạnh vô cùng cần thiết và phải được thực hiện trước tiên.
Các thông số trong thiết kế kho lạnh
Nhiệt độ bảo quản kho lạnh
Mỗi loại sản phẩm đều có một mức nhiệt độ lý tưởng để duy trì được chất lượng tốt nhất trong thời gian dài nhất. Mức nhiệt này với từng loại sản phẩm sẽ có sự khác biệt. Ngay cả ở cùng một loại sản phẩm, bảo quản sản phẩm tươi và sản phẩm đông đều có mức nhiệt độ bảo quản khác nhau.
Nhiệt độ là thông số quan trọng nhất trong thiết kế kho. Nó ảnh hưởng đến việc lựa chọn máy móc, công suất, chất lượng của thiết bị, quyết định chi phí và hiệu quả bảo quản sản phẩm.
Thông thường, ở điều kiện khí hậu nước ta:
- Rau, củ, quả thường được giữ ở nhiệt độ làm mát 0 – 15 độ C
- Các loại thịt và thủy hải sản tươi bảo quản ngắn ngày giữ ở nhiệt độ lạnh, dưới mức 0 độ C
- Các loại sản phẩm đông lạnh bảo quản ở mức nhiệt -18 đến -25 độ C
Độ ẩm không khí bên trong kho lạnh
Tương tự nhiệt độ, độ ẩm ảnh hưởng lớn đến chất lượng và hạn sử dụng sản phẩm. Tác động của độ ẩm đến sản phẩm chủ yếu do hiện tượng thăng hoa nước đá trong chính sản phẩm bảo quản. Độ ẩm không được điều chỉnh phù hợp làm ảnh hưởng lớn đến bề ngoài sản phẩm và hơn thế có thể tăng nguy cơ hư hỏng.
Độ ẩm cho các loại kho lạnh bảo quản sản phẩm khác nhau:
- Sản phẩm không bao gói cách ẩm: độ ẩm không khí đạt 95%
- Sản phẩm bao gói cách ẩm: độ ẩm không khí duy trì ở 85 – 90%
Thông số địa lý, khí tượng ở địa điểm lắp đặt
Trong quá trình sử dụng, không tránh khỏi việc tiếp xúc giữa môi trường bảo quản và môi trường bên ngoài nên thông số địa lý, khí hậu là yếu tố không thể bỏ qua.
Sử dụng giá trị cao nhất tương ứng với điều kiện khí hậu tại nơi lắp đặt khi bất lợi nhất để thiết kế đảm bảo vận hành an toàn và hiệu quả.
Tính toán các thông số liên quan
Bên cạnh các thông số cơ bản làm điều kiện nền tảng cho việc thiết kế kho lạnh bảo quản, cần tính toán thêm các thông số liên quan giúp xác định chính xác loại máy phù hợp.
Nhiệt tải kho lạnh bảo quản
Trong hoạt động kho, có nhiều dòng nhiệt khác nhau từ bên ngoài đi vào kho và từ dàn lạnh của kho sinh ra. Đây là các yếu tố tác động đến sự chênh lệch nhiệt độ của kho lạnh với môi trường và của kho lạnh với nhiệt độ bảo quản tiêu chuẩn. Để đảm bảo mức nhiệt này ổn định, công suất máy phải đủ mạnh đáp ứng được việc làm mát và đẩy khí nóng ra khỏi môi trường bảo quản. Tính nhiệt tải kho lạnh sẽ giúp chúng ta xác định được công suất máy cần được chọn để phù hợp.
Công thức tính dòng nhiệt tổn thất như sau
Q = Q1+ Q2 + Q3 + Q4 + Q5 (đơn vị W)
Trong đó:
- Q1: dòng nhiệt đi qua kết cấu vỏ kho lạnh (W)
- Q2: dòng nhiệt sản phẩm tạo ra trong quá trình xử lý làm lạnh (W)
- Q3: dòng nhiệt do thông gió buồng lạnh được dẫn từ ngoài vào(W)
- Q4: dòng nhiệt tỏa ra khi vận hành kho lạnh (W)
- Q5: dòng nhiệt sản phẩm tạo ra sau quá trình hô hấp (W)
Các yếu tố này được xác định như sau:
- Q1: dòng nhiệt đi qua kết cấu vỏ kho được tính bao gồm dòng nhiệt do nguyên nhân về chênh lệch nhiệt độ với môi trường ngoài và tác động bức xạ.
- Q2: dòng nhiệt được tính bao gồm ở sản phẩm tỏa ra và bao bì tạo ra
- Q4: dòng nhiệt bao gồm các nguồn như chiếu sáng, người sử dụng kho, nhiệt ở động cơ khi hoạt động, nhiệt từ môi trường khi mở kho và nhiệt khi tiến hành xả đá.
Ở những kho lạnh cho các mục đích khác nhau có thể không có đủ cả năm yếu tố này. Như ở kho lạnh cấp đông thủy hải sản, yếu tố Q3 và Q5 đều bằng không. Công thức tính khi đó chỉ còn là Q = Q1 + Q2 + Q4 (W)
Với loại kho này, đặc điểm của các dòng nhiệt biến đổi thường xuyên và liên tục.
- Q1: ảnh hưởng bởi nhiệt độ bên ngoài theo ngày và theo mùa
- Q2: phụ thuộc vào thời điểm tiến hành và tình trạng sản phẩm trước khi đưa vào bảo quản.
- Q4: tùy thuộc vào quy trình chế biên và bảo quản nông sản.
Sau khi hoàn thiện việc xác định các thông số liên quan trực tiếp đến tính toán diện tích và công suất kho lạnh, người thiết kế mới bắt đầu thực hiện các công đoạn tiếp theo.
Các thông số cần được xác định chính xác để việc tính toán sau cùng được chính xác và thiết bị máy móc được sử dụng phù hợp với nhu cầu bảo quản sản phẩm.
