Một máy làm mát chân không có thể xử lý cả làm mát sơ bộ nông sản và làm mát nhanh thực phẩm chín không? Ba tuyến kỹ thuật không khớp nhau

Làm mát sơ bộ chân không rau quả và làm mát nhanh chân không thực phẩm có chung bốn chữ “làm mát chân không”, nhưng điều kiện vận hành là hai việc khác nhau: một cái hạ từ nhiệt độ môi trường, một cái hạ từ 90°C. Ba tuyến—nhiệt độ nguyên liệu vào, cấu hình hệ thống chân không và mức độ vệ sinh—không khớp nhau. Việc để cùng một máy hôm nay chạy thực phẩm chín, ngày mai chạy nông sản không đứng vững về mặt kỹ thuật. Thứ thực sự có thể dùng chung là phòng máy nguồn lạnh và lớp giám sát, không phải buồng.

Tuyến thứ nhất: Nhiệt độ nguyên liệu vào quyết định cấu trúc tải nhiệt

Làm mát sơ bộ chân không rau quả xử lý nông sản sau thu hoạch ở nhiệt độ môi trường. Vào mùa hè, rau ăn lá ra khỏi ruộng ở 28–30°C, làm mát sơ bộ phải kéo nhiệt độ trở lại dải kho lạnh 0–4°C. Một mẻ là 300–6000 kg, chu kỳ 20–30 phút, tỷ lệ tổn thất ẩm thường được kiểm soát ở 3%–5%; với rau ăn lá, nếu kiểm soát tốt có thể đạt 1,5%–2,5%.

Làm mát nhanh chân không thực phẩm xử lý thực phẩm nóng vừa ra khỏi nồi, nhiệt độ nguyên liệu vào 80–90°C, mục tiêu 10–20°C. Lấy một dự án nhà máy thực phẩm tại Indonesia làm ví dụ: một mẻ 1000 kg thực phẩm chín, làm mát từ 90°C xuống 10°C, chu kỳ giữ dưới 20 phút, nước bay hơi tính ở 6%–10% mỗi mẻ, nhiệt dung riêng của vật liệu lấy 3,6 kJ/(kg·K).

Hạng mục	Làm mát sơ bộ chân không rau quả	Làm mát nhanh chân không thực phẩm
Nhiệt độ nguyên liệu vào	25–30°C (nông sản nhiệt độ môi trường, mang nhiệt đồng ruộng)	80–90°C (thực phẩm nóng vừa ra khỏi nồi)
Nhiệt độ cuối mục tiêu	0–4°C	10–20°C
Dung lượng một mẻ	300–6000 kg	50–1000 kg
Chu kỳ một mẻ	20–30 phút	≤ 20 phút
Nước bay hơi / tổn thất ẩm	3%–5% (rau ăn lá 1,5%–2,5%)	6%–10% / mẻ
Công suất làm mát trên đơn vị sản lượng (tham chiếu bậc độ lớn)	Khoảng 0,12 kW/kg (CVF-300: 37,4 kW / 300 kg)	Khoảng 0,26 kW/kg (dự án cấp 1000 kg: 265 kW / 1000 kg)

Hàng cuối được lấy từ cấu hình của hai dự án khác nhau, cơ sở không hoàn toàn nhất quán—chỉ có thể đọc như một bậc độ lớn: công suất làm mát phải lấy đi trên mỗi kilogam vật liệu của máy làm mát nhanh lớn hơn gấp đôi máy làm mát sơ bộ, vì vật liệu 90°C mang một lượng lớn nhiệt hiện và bay hơi nhiều nước hơn.

Tuyến thứ hai: Cấu hình hệ thống chân không hoàn toàn khác nhau

Thứ phải hút ra khỏi buồng máy làm mát sơ bộ chủ yếu là khí không ngưng tụ và một lượng nhỏ hơi nước. Miễn là thiết bị niêm phong tốt, nhiệm vụ của bơm chân không là kéo buồng xuống dưới 600 Pa và giữ ở đó, nên chọn bơm cánh gạt quay theo thể tích buồng là đủ—CVF-300 dùng bơm khoảng 90 m³/h, cấp CVF-1000 dùng bơm khoảng 300 m³/h. Thời gian hút chân không chiếm một phần lớn trong chu kỳ: trong chu kỳ 30 phút của CVF-300, hút chân không mất 10,6 phút.

Máy làm mát nhanh không thể cấu hình theo cách này. Khi vật liệu 90°C vào buồng, giai đoạn đầu sau khi mở cửa có bay hơi mãnh liệt nhất và thể tích hơi nước tức thời lớn nhất. Dựa hoàn toàn vào bơm cánh gạt quay để hút hơi nước sẽ làm nhũ hóa bơm. Máy làm mát nhanh dùng cách hai giai đoạn: trước tiên bơm vòng nước (chịu được nhiệt độ cao và độ ẩm cao) kéo buồng xuống dải 10 kPa, mang đi phần lớn hơi nước; sau khi áp suất giảm, khởi động bơm cánh gạt quay. Cấu hình 1000 kg tại Indonesia dùng bơm vòng nước 300 m³/h (11 kW) kết hợp với bơm cánh gạt quay 300 m³/h (7,5 kW, một chạy một dự phòng).

Máy làm mát sơ bộ xuất xưởng với bơm cánh gạt quay; máy làm mát nhanh xuất xưởng với bơm vòng nước kết hợp bơm cánh gạt quay. Điều này do quy trình quyết định, không phải hạng mục tùy chọn có thể bỏ qua. Về phân công lao động giữa hai loại bơm trong làm mát chân không, xem mô tả hệ thống trên trang sản phẩm máy làm mát sơ bộ chân không rau quả.

Tuyến thứ ba: Bẫy nước và công suất làm mát được chia theo đường cong quy trình

Bẫy nước là điều kiện tiên quyết của làm mát chân không: nếu hơi nước không được ngưng tụ thành nước bên trong buồng, áp suất không thể duy trì và chu kỳ sẽ tiếp tục tăng; công suất làm mát ngưng tụ cũng phải được hệ thống lạnh liên tục mang đi, nếu không bản thân bẫy nước sẽ bão hòa. Nhiệt độ bay hơi của bẫy nước đồng nhất trong dải -10 đến -5°C.

Khác biệt nằm ở cách chia tải làm mát. Tải nhiệt của máy làm mát nhanh tập trung vào giai đoạn ngay sau khi mở buồng, khi hơi nước mãnh liệt nhất. Dự án Indonesia làm bẫy nước hai giai đoạn: bẫy nước giai đoạn một kết nối với nước nhiệt độ môi trường (cấp tháp giải nhiệt 32/37°C), xử lý 220 kW; giai đoạn hai kết nối với chất tải lạnh thứ cấp canxi clorua -5°C (nồng độ 25%, hồi lưu 0°C), chỉ xử lý 45 kW còn lại. Toàn bộ hệ thống lạnh được cấu hình cho 220 kW cộng 45 kW, thay vì dùng một máy lớn 265 kW để mang suốt từ 90°C xuống 10°C—độ dư thừa thiết bị nhỏ hơn, và tải vận hành bám sát đường cong quy trình hơn.

Độ lớn tải của máy làm mát sơ bộ nhỏ hơn nhiều, và không cần dành riêng một giai đoạn cho “lượng lớn hơi nước tức thời.” Sao chép cách bẫy nước hai giai đoạn của máy làm mát nhanh sang máy làm mát sơ bộ sẽ thêm một hệ thống chất tải lạnh thứ cấp không được tận dụng hết.

Tuyến thứ tư: Mức độ vệ sinh và hình thức buồng

Máy làm mát nhanh xử lý thực phẩm chín ăn liền; buồng bao gồm các bề mặt tiếp xúc thực phẩm, được trang bị thép không gỉ và cửa trượt đôi, vật liệu ra vào trên xe đẩy theo đơn vị nguyên khối, và phải có thể rửa được. Máy làm mát sơ bộ rau quả được xếp bằng thùng gỗ, sọt nhựa và pallet; buồng được chế tạo theo kết cấu pallet, hình thức theo cách xếp hàng. Sự khác biệt về vật liệu buồng và yêu cầu vệ sinh là đáng kể; để biết chi tiết, xem bài viết của chúng tôi “Tại sao máy làm mát sơ bộ rau quả dùng buồng thép carbon và máy làm mát nhanh thực phẩm phải dùng thép không gỉ.”

Thứ có thể dùng chung là nguồn lạnh, không phải buồng

Nếu một nhà máy cần cả làm mát thực phẩm nóng và làm mát sơ bộ nông sản, cách khả thi là: biến nguồn lạnh, trạm bơm chân không, hệ thống nước làm mát và giám sát trung tâm thành một phòng máy dùng chung, và cấu hình buồng cùng hệ thống chân không riêng theo từng quy trình. 34 máy làm mát nhanh tại Indonesia ở dạng cấp lỏng tập trung và giám sát tập trung; khi nhiều máy dùng chung phòng máy, phòng máy và đường ống sẽ không mất kiểm soát.

Ngược lại, nếu chỉ có một máy và kỳ vọng hôm nay chạy thực phẩm chín, ngày mai chạy nông sản, điều đó không đứng vững về mặt kỹ thuật—đó không phải là vấn đề thay đổi một tham số, mà là cấu hình lại tất cả các tuyến kỹ thuật ở trên.

Khi khách hàng hỏi về “một máy, hai công dụng,” hãy hỏi bốn con số trước

1. Khối lượng vật liệu một mẻ (kg);
2. Nhiệt độ nguyên liệu vào (°C)—nông sản nhiệt độ môi trường, hay thực phẩm nóng 80–90°C;
3. Nhiệt độ cuối mục tiêu (°C);
4. Số mẻ mỗi ca (quyết định số lượng máy và quy mô phòng máy).

Khi có bốn con số này, câu trả lời cho việc nên xây một máy làm mát sơ bộ, một máy làm mát nhanh, hay một giải pháp kết hợp với nguồn lạnh dùng chung về cơ bản đã rõ ràng.

Tóm tắt

Làm mát sơ bộ rau quả và làm mát nhanh thực phẩm chín có chung nguyên lý chân không, nhưng đường cong quy trình, hệ thống chân không, cấu trúc bẫy nước và công suất làm mát, cùng mức độ vệ sinh đều khác nhau. Cố gắng bao phủ cả hai quy trình bằng một máy về cơ bản không khả thi; thứ thực sự có thể tiết kiệm là nguồn lạnh và lớp phòng máy. Để xem một dự án cụ thể nên được cấu hình thế nào, hãy gửi cho chúng tôi khối lượng một mẻ, nhiệt độ nguyên liệu vào, nhiệt độ cuối và số mẻ mỗi ca, và chúng tôi sẽ tính toán dựa trên điều kiện vận hành thực tế. Về cách cấu hình làm mát nhanh trong nhà máy thực phẩm, xem trang sản phẩm máy làm mát nhanh chân không thực phẩm; về các dự án thực tế trong làm mát sơ bộ và làm mát nhanh, xem bộ sưu tập nghiên cứu điển hình khách hàng.