Khi chọn thiết bị làm mát chân không, câu hỏi đầu tiên thường được đặt ra là "mỗi mẻ bao nhiêu kg", nhưng điều thực sự quyết định thiết bị có chạy tốt hay không lại là mẻ đó chiếm bao nhiêu không gian bên trong buồng. 4.000 kg rau lá và 4.000 kg cherry đóng gói cần thể tích buồng rất khác nhau. Kết luận trước tiên: mật độ xếp hàng là con số phải được tính toán trước khi chọn thiết bị; buồng quá lớn phổ biến hơn buồng quá nhỏ, và cái giá phải trả là thời gian hút chân không sơ bộ kéo dài, công suất bơm tương đối không đủ, và chi phí thiết bị bị lãng phí.
1. Cách tính mật độ xếp hàng
Chỉ cần hai con số: năng suất mỗi mẻ (kg) ÷ thể tích hiệu dụng của buồng (m³) = mật độ xếp hàng (kg/m³). Nhìn theo hướng ngược lại sẽ trực quan hơn: thể tích buồng (L) ÷ năng suất mỗi mẻ (kg) = không gian mà mỗi kilogram sản phẩm chiếm dụng (L/kg).
Chúng tôi dùng cả hai con số trong khi rà soát dự án. kg/m³ dùng để so với các dải thông dụng trong ngành, còn L/kg dùng để nhanh chóng đánh giá buồng và năng suất mỗi mẻ có khớp nhau không. Lý do là L/kg đặt "buồng" và "năng suất mỗi mẻ" cạnh nhau trực tiếp, không cần quy đổi thêm.
Bên trong thiết bị làm mát sơ bộ chân không với hai cửa mở: các thùng trên hai hàng pallet được xếp dọc theo chiều dài của buồng, và phải chừa các kênh lưu thông không khí ở mặt bên và mặt trên của các bề mặt bay hơi trong buồng.
2. Dải cơ sở cho hai dòng sản phẩm
| Dòng sản phẩm | Mật độ xếp hàng điển hình | L/kg tương ứng | Ghi chú |
|---|---|---|---|
| Làm mát sơ bộ chân không rau quả (chủ yếu rau lá) | 125~150 kg/m³ | 6,7~8,0 | Rau lá cồng kềnh và bao bì chiếm chỗ, nên mật độ vốn đã thấp |
| Làm mát sơ bộ chân không rau quả (quả nhỏ như cherry) | Khoảng 165 kg/m³ | ~6,1 | Đã đóng gói, đường kính quả nhỏ; cao hơn rau lá nhưng vẫn dưới giới hạn trên thông thường |
| Làm mát sơ bộ chân không rau quả (thiết bị lớn cấp 10 tấn) | Khoảng 160 kg/m³ | ~6,3 | Buồng cấp 62,5 m³ ghép với 10 tấn cũng ở mức này |
| Làm mát nhanh chân không thực phẩm (xếp khay/dày) | 100~180 kg/m³ | 5,6~10 | Thịt và đồ nấu chín được xếp khay dày, nên mật độ cao |
| Làm mát nhanh chân không thực phẩm (sản phẩm cồng kềnh như bánh mì) | Khoảng 95 kg/m³ | ~10,5 | 200 kg bánh mì với buồng 2,1 m³ là hợp lý |
Nhìn chung cả hai dòng, dải hợp lý của mật độ xếp hàng rơi vào khoảng 4~7 L/kg.
3. Hai tiêu chí cho L/kg
Tiêu chí thứ nhất là dải giá trị. Dưới 4 L/kg, sản phẩm được xếp quá chặt, các kênh hút chân không và bề mặt bay hơi bị chặn, và lô hàng không thể được làm mát xuyên suốt. Trên 7 L/kg, buồng rõ ràng quá lớn so với mẻ đó. Trên 20 L/kg, có thể kết luận ngay chu trình là bất khả thi — phần lớn không gian buồng trống rỗng, nhưng bơm vẫn phải hút hết lượng không khí đó trước.
Tiêu chí thứ hai là mật độ công suất bơm (tổng công suất bơm ÷ thể tích buồng, kW/m³). Trong cùng một bộ đề xuất, buồng 22,6 m³ ghép với bơm 16,5 kW cho mật độ công suất chỉ 0,73 kW/m³, rõ ràng thấp hơn các đề xuất khác trong cùng dòng, với thời gian hút chân không sơ bộ ước tính 65 phút; các đề xuất khác trong cùng dòng nằm trong khoảng 0,81~2,08 kW/m³, với thời gian hút chân không sơ bộ thường chỉ vài phút. Khi buồng bị phóng to mà bơm không được tăng tương ứng, chu trình sẽ bị kéo dài.
4. Buồng quá lớn: ba hệ quả
Thời gian hút chân không sơ bộ tỉ lệ với thể tích. Bơm 300 m³/h hút chân không sơ bộ buồng 3,24 m³ trong 4,3 phút; chuyển sang buồng 5,08 m³ với bơm cấp 300 m³/h, thời gian hút chân không sơ bộ là 6,8 phút; bơm 720 m³/h hút chân không sơ bộ buồng 5,4 m³ trong khoảng 3 phút. Giai đoạn hút chân không sơ bộ không loại bỏ nhiệt của sản phẩm — nó thuần túy là "hút không khí ra trước" — nên buồng càng lớn, thời gian vô ích này càng dài.
Công suất bơm tương đối không đủ. Bơm được chọn theo thể tích buồng, không theo năng suất mỗi mẻ. Nếu buồng được chọn cho cấp 10 tấn nhưng thực tế chỉ xếp 4 tấn, thì bơm trở thành điểm yếu.
Chi phí thiết bị bị lãng phí. Buồng là kết cấu thép carbon hoặc thép không gỉ; khi thể tích tăng, cả vật liệu và diện tích chiếm chỗ đều tăng. Buồng 30~40 m³ xếp 4.000 kg cho mật độ xếp hàng chỉ 103~104 kg/m³; giảm buồng xuống 20~25 m³ sẽ gấp đôi mật độ xếp hàng và giảm một nửa thời gian hút chân không sơ bộ.
Hai ví dụ cực đoan từ các lần rà soát: buồng 9,6 m³ xếp 400 kg cho mật độ xếp hàng 41,7 kg/m³ (24 L/kg); buồng 14,4 m³ xếp 350 kg chỉ cho 24,3 kg/m³ (41 L/kg).
5. Buồng quá nhỏ: pallet và xếp chồng là ràng buộc đầu tiên
Chiều rộng buồng quyết định pallet có thể vào theo hai hàng hay không. Pallet tiêu chuẩn là 1200×1000 mm, pallet châu Âu là 1100×1100 mm, và bản thân pallet cao khoảng 140 mm — nếu buồng quá hẹp, pallet chỉ có thể xếp một hàng, giảm một nửa số pallet vừa trên cùng một diện tích sàn.
Chiều cao xếp chồng cũng có giới hạn. Xếp pallet cao hơn để chứa thêm sản phẩm khiến lớp trên đè lên các bề mặt bay hơi của lớp dưới, và khối xếp chồng chặn các kênh lưu thông không khí; kết quả là lớp ngoài đạt nhiệt độ mục tiêu trong khi phần lõi thì chưa. Khi mật độ xếp hàng đạt 247~267 kg/m³ (3,75~4,05 L/kg), việc xếp khay hơi không đều sẽ gây vấn đề, và những đề xuất như vậy phải được bàn giao kèm theo yêu cầu đặt hàng rõ ràng.
6. Số pallet và thể tích buồng tương ứng như thế nào
| Số pallet | Thể tích hiệu dụng của buồng (cấu hình phổ biến từ nhà máy chúng tôi) | Pallet tiêu chuẩn 1200×1000 mm, bốn chiếc |
|---|---|---|
| 2P | Khoảng 8 m³ | — |
| 4P | Khoảng 16 m³ (chiều dài buồng 5200 mm) | Có thể chứa |
| 6P | Khoảng 22,8 m³ | Có thể chứa |
Số pallet quyết định chiều dài và chiều rộng của buồng, trong khi năng suất mỗi mẻ quyết định mẻ đó cần chiếm chiều cao bao nhiêu. Chỉ khi nhìn cả hai con số cùng nhau mới có thể đánh giá được buồng có bị chọn lớn hơn một cỡ hay không.
Buồng thiết bị làm mát sơ bộ chân không đặt ngoài trời, với vỏ bao màu xanh và cửa thủy lực; chiều dài và chiều rộng của buồng trực tiếp quyết định có thể đặt được bao nhiêu hàng pallet.
7. Cách sử dụng hai con số
Khi nhận được một cấu hình, trước tiên hãy tính kg/m³ để so với dải thông dụng trong ngành, sau đó tính L/kg để xem có nằm trong khoảng 4~7 không; tiếp theo lấy tổng công suất bơm chia cho thể tích buồng và so mật độ công suất với các đề xuất tương tự. Chạy qua ba con số này, một đề xuất bị thổi phồng cơ bản không thể che giấu. Ngược lại, nếu khách hàng báo năng suất mỗi mẻ lớn với bao bì cồng kềnh (rau lá, nấm), thì buồng cần lớn thì phải lớn; lúc đó trọng tâm là khớp công suất làm mát và bơm, chứ không phải cố thu nhỏ buồng.
Cụ thể đối với làm mát sơ bộ rau quả và làm mát nhanh thực phẩm, sự tương ứng giữa dạng buồng, quy cách pallet và cấu hình bộ bơm là khác nhau: thiết bị làm mát sơ bộ chân không rau quả xử lý rau quả ở nhiệt độ phòng (nạp vào ở 25~30°C), và buồng quá lớn chủ yếu ảnh hưởng đến thời gian hút chân không sơ bộ; thiết bị làm mát nhanh chân không thực phẩm xử lý thực phẩm nóng (nạp vào ở 80~90°C) và còn phải tính đến tải ẩm trong giai đoạn nhiệt độ cao. Về mối quan hệ giữa tốc độ bơm và độ chân không tới hạn, tham khảo Tốc độ hút của bơm chân không và độ chân không tới hạn: nên nhìn vào con số nào.
Hãy cho chúng tôi biết loại sản phẩm, phương thức đóng gói, năng suất mỗi mẻ và kích thước mặt bằng, chúng tôi có thể định cỡ thể tích buồng và bộ bơm đến đúng điểm dựa trên ba con số này.