Vì sao máy làm nguội chân không thực phẩm phải làm nguội hai cấp? Bơm vòng nước và bơm cánh gạt phụ trách đoạn nào
Hệ chân không của máy làm nguội chân không thực phẩm là hai cấp: cấp một dùng bơm vòng nước hạ món ăn chín 90°C xuống khoảng 50°C trước, cấp hai khởi động hệ thống lạnh và bơm cánh gạt để đưa sản phẩm về nhiệt độ đích 0–10°C. Chia hai cấp không phải là làm thừa — đoạn 90°C có lượng hơi nước rất lớn, đưa bơm cánh gạt vào ngay sẽ làm nhũ hóa dầu; bơm vòng nước chịu nhiệt cao và chịu hơi nước, làm đoạn đầu là phù hợp nhất. Lấy dự án CVF-1000 tại Indonesia của Yuanxian làm ví dụ, 1000 kg thịt kho từ 90°C xuống 10°C, toàn chu kỳ kiểm soát dưới 20 phút, nhờ sự phối hợp giữa bơm vòng nước 300 m³/h hút sơ bộ và bơm cánh gạt 300 m³/h hút tinh.
Vì sao không thể dùng một loại bơm chân không cho toàn bộ quá trình
Nói rõ một hiểu lầm trước: không phải càng nhiều bơm càng tốt, mà là tính nết của các loại bơm khác nhau.
Bơm cánh gạt có chân không tới hạn cao, hút được buồng xuống dưới 600 Pa, nhưng nó bịt kín và bôi trơn bằng dầu. Máy làm nguội chân không thực phẩm nhập nguyên liệu 80–90°C, đoạn đầu hút ra toàn hơi nước nhiệt độ cao. Hơi nước vào bơm cánh gạt gặp lạnh ngưng thành nước, lẫn vào dầu bơm, dầu nhũ hóa mất tác dụng và tuổi thọ bơm giảm thẳng đứng. Đây là lý do hệ chân không của máy làm nguội chân không thực phẩm khác căn bản với máy làm mát sơ bộ rau củ — rau củ nhập nguyên liệu chỉ 25–30°C, tải hơi nước nhỏ hơn nhiều nên bơm cánh gạt đủ sức chạy suốt; món ăn chín nhập ở 90°C thì đoạn đầu buộc phải đổi sang bơm chịu hơi nước.
Bơm vòng nước làm việc nhờ cánh bơm khuấy vòng nước, nước chính là môi trường làm việc nên hơi nước vào bơm trực tiếp không thành vấn đề. Nó không sợ nhiệt độ cao và độ ẩm cao, lưu lượng hút lớn, nhưng chân không tới hạn chỉ đạt khoảng 3000–4000 Pa, không tới được 600 Pa mà làm nguội chân không thực phẩm cần.
Một loại không làm được đoạn đầu, một loại không tới được áp suất đích, vậy thì phân công: đoạn đầu dùng bơm vòng nước, đoạn sau dùng bơm cánh gạt.
Quy trình hai cấp được chia cụ thể thế nào
| Giai đoạn | Bơm chân không | Hệ thống lạnh | Dải nhiệt độ | Nhiệm vụ |
|---|---|---|---|---|
| Cấp một | Bơm vòng nước chạy riêng | Không khởi động hoặc tải thấp | 90°C → 50°C | Hút sơ bộ nhanh, đưa lượng lớn hơi nước nhiệt độ cao ra ngoài, sản phẩm đi nhanh qua vùng nhiệt độ nguy hiểm |
| Cấp hai | Bơm cánh gạt hút chân không liên tục | Máy nén + bộ ngưng tụ nước khởi động | 50°C → 0–10°C | Bộ ngưng tụ nước ngưng hơi nước để giảm tải cho bơm, bơm cánh gạt hạ áp suất xuống dưới 600 Pa, làm mát bằng bay hơi tiếp tục hạ nhiệt |
Điểm then chốt của cấp hai là bộ ngưng tụ nước. Hệ thống lạnh cấp lạnh cho bộ ngưng tụ nước, nhiệt độ bay hơi của bộ ngưng tụ nước là -10°C đến -5°C, ngưng hơi nước bay ra từ sản phẩm thành tuyết hoặc nước, bơm cánh gạt chỉ hút phần khí không ngưng còn lại. Nhờ vậy lượng hơi nước mà bơm cánh gạt tiếp xúc giảm mạnh, rủi ro nhũ hóa dầu nằm trong tầm kiểm soát và tuổi thọ bơm mới giữ được ở mức thiết kế.
Vì thế hệ thống lạnh là bắt buộc trong toàn bộ thiết bị: không có bộ ngưng tụ nước ngưng hơi nước thì bơm cánh gạt hỏng rất nhanh và chân không cũng không hút lên được. Trên mạng có ý kiến cho rằng "làm nguội chân không thực phẩm không cần hệ thống lạnh, chỉ dựa vào bơm chân không là làm nguội được", điều đó sai.
Bài tính năng lượng của hai cấp
Bơm vòng nước ở cấp một hút hơi nước nhiệt độ cao, ẩn nhiệt bay hơi bị mang đi trực tiếp, tương đương làm mát sơ bộ miễn phí. Công suất lắp đặt một máy của dự án Indonesia: bơm vòng nước 11 kW + bơm cánh gạt 7,5 kW, cộng hệ thống lạnh, toàn chu kỳ 20 phút. So với phương án dùng bơm cánh gạt chạy suốt, việc để bơm vòng nước gánh phần lớn tải hơi nước ở đoạn đầu làm khối lượng việc của bơm cánh gạt và bộ ngưng tụ nước đều nhỏ hơn, chu kỳ bảo trì bơm kéo dài về mức bình thường.
Với nhà máy thực phẩm, bài toán này tính bằng tuổi thọ bơm và thời gian dừng máy, không chỉ tiền điện. Bơm cánh gạt nhũ hóa một lần là thay dầu cộng sửa chữa, dừng máy nửa ngày, cả dây chuyền phải ngắt.
Ba câu hỏi cần hỏi rõ khi chọn máy
- Nhiệt độ nhập nguyên liệu là bao nhiêu? Nhập từ 85°C trở lên bắt buộc phải có cấp bơm vòng nước, nếu không rủi ro nhũ hóa bơm cánh gạt rất cao.
- Diện tích bộ ngưng tụ nước và nhiệt độ bay hơi? Nhiệt độ bay hơi của bộ ngưng tụ nước là dải tiêu chuẩn -10°C đến -5°C; thấp hơn dải này thì công suất máy nén tăng vọt, cao hơn thì hiệu suất ngưng tụ giảm.
- Bơm chân không cấp hai là bơm cánh gạt hay bơm Roots? Với mục tiêu 600 Pa thì bơm cánh gạt là cấu hình tiêu chuẩn, bơm Roots từng xuất hiện trong phương án cũ nhưng là cộng thêm vô hiệu.
Nếu bạn đang đánh giá khâu làm nguội của nhà máy thực phẩm, có thể đối chiếu trang model máy làm nguội chân không thực phẩm của Yuanxian trên trang web để xem thông số, rồi hỏi nhà cung cấp lại ba câu hỏi trên.
Câu hỏi thường gặp
Hỏi: Làm nguội hai cấp của máy làm nguội chân không thực phẩm tiết kiệm được bao nhiêu thời gian?
Đáp: Lấy 1000 kg thịt kho từ 90°C xuống 10°C làm ví dụ, dự án tại Indonesia có chu kỳ thực tế ≤ 20 phút. Kho lạnh truyền thống làm nguội cùng khối lượng cần vài giờ, máy làm nguội cưỡng bức bằng gió cũng cần khoảng 90 phút. Làm mát bay hơi chân không và đối lưu cưỡng bức là hai nguyên lý khác nhau, chênh lệch thời gian cả một bậc độ lớn.
Hỏi: Bơm vòng nước có mang nước vào buồng không?
Đáp: Không. Nước làm việc của bơm vòng nước tuần hoàn trong khoang bơm, ngăn cách với buồng chân không bằng bộ tách nước - khí, phía buồng là môi trường chân không sạch.
Hỏi: Tỷ lệ mất nước là bao nhiêu?
Đáp: Từ 90°C xuống 10°C, tỷ lệ mất nước điển hình khoảng 5%, dải kiểm soát được 3–5%. Bánh mì và bánh mì sandwich là nhóm nhạy cảm — có thể mất 3–5% nước (đôi khi hơn 5%) và có thể bị xẹp, nên đường cong chân không được xác định bằng thử nghiệm theo từng sản phẩm. Tỷ lệ mất nước do độ chân không và tốc độ hạ nhiệt quyết định, không phải một giá trị cố định.
Hỏi: Bộ ngưng tụ nước có cần xả tuyết không?
Đáp: Chu kỳ làm nguội chân không thực phẩm ngắn (15–30 phút), đoạn nhiệt độ cao của chu kỳ sau tự làm tan tuyết của chu kỳ trước, không cần quy trình xả tuyết riêng. Thời gian xử lý dài ra thường nên kiểm tra rò khí ở buồng chân không trước; ba nguyên nhân phổ biến nhất là gioăng cửa hỏng, van không kín và điểm hàn buồng bị hở.