Kho lạnh : Các loại kho lạnh - cấu tạo và nguyên lý

Sản phẩm thực phẩm tươi sống, nông sản, thủy hải sản và rau quả đều dễ bị ảnh hưởng bởi điều kiện môi trường nhiệt độ bên ngoài. Để ngăn chặn tình trạng hư hỏng và đảm bảo phẩm chất của hàng hóa, việc sử dụng kho lạnh và hầm đông đã trở thành một giải pháp không thể thiếu.Trong ngành sản xuất và kinh doanh hiện đại, hàng triệu tấn thực phẩm tươi sống, nông sản, thủy hải sản và rau quả phải đối mặt với nguy cơ hư hỏng do điều kiện môi trường nhiệt độ không ổn định. Để giải quyết vấn đề này, việc sử dụng kho lạnh và hầm đông đã trở thành một giải pháp không thể thiếu, đóng vai trò quan trọng trong việc bảo quản sản phẩm và duy trì chất lượng. Trong bối cảnh này, chúng ta cùng khám phá sâu hơn về vai trò quan trọng và ảnh hưởng của kho lạnh trong ngành sản xuất và kinh doanh thực phẩm.

1 Kho lạnh là gì?

Kho lạnh không chỉ là một không gian lưu trữ thông thường, mà còn là một hệ thống hoàn hảo được thiết kế và trang bị với công nghệ tiên tiến nhất. Với hệ thống làm mát, làm lạnh hoặc cấp đông tích hợp, kho lạnh không chỉ đảm bảo việc bảo quản hàng hóa một cách hiệu quả, mà còn giữ cho chúng luôn giữ được chất lượng tốt nhất qua thời gian.

Kho lạnh, kho mát,…đều là cách nói chung về loại kho có khả năng điều chỉnh các điều kiện bảo quản như nhiệt độ, độ ẩm,…phù hợp với các đặc tính lý tính, hóa học của hàng hóa lưu trữ. 3 đặc điểm cơ bản nhất khác nhau giữa kho thường và kho lạnh:

- Hệ thống thiết kế và cấu tạo cách nhiệt;

- Hệ thống phòng mát, phòng đệm;

- Hệ thống dàn lạnh, thông gió, hút ẩm, hút mùi,…

2 Phân loại các loại kho lạnh bảo quản

Phân loại theo nhiệt độ
Đánh giá độ đồng đều nhiệt độ trong kho hay là thẩm định độ đồng đều nhiệt độ là đánh giá sự ổn định của nhiệt độ, một trong những tiêu chí trong thẩm định kho lạnh

- Kho siêu lạnh: âm sâu -40°C đến -86°C. Được sử dụng để bảo quản vacxin. Tại mỗi kho lạnh âm sâu đều có một kho rã đông nhiệt độ luôn dưới 8°C. Để đảm bảo vắc xin được rã đông an toàn trước khi đưa vào sử dụng.

- Kho cấp đông: Nhiệt độ -50°C. Được sử dụng để bảo quản các mặt hàng đã qua cấp đông, có nguồn gốc từ động vật. Nhiệt độ tối thiểu cũng phải đạt -18°C. Để các vi sinh vật không thể phát triển làm ảnh hưởng thực phẩm trong quá trình bảo quản.

Bảo quản nước đá: Tối thiểu nhiệt độ -40°C.

- Kho đa năng: Nhiệt độ bảo quản là -12°C, có thể điều chỉnh nhiệt độ phù thuộc vào nhu cầu.

- Kho bảo quản lạnh: Từ -2°C đến 5°C, chủ yếu bảo quản rau quả và nông sản. Một số rau quả nhiệt đới thì cần có nhiệt độ bảo quản lớn hơn (chuối > 10°C, chanh > 4°C)

- Kho gia lạnh: Nhiệt độ 0°C dùng để gia lạnh các sản phẩm trước khi đưa sang khâu chế biến khác

Phân loại theo công dụng

- Kho lạnh âm sâu: Tủ lạnh âm sâu là thiết bị y tế có sự phân bố nhiệt độ bên trong rất đồng đều; đảm bảo các chất hữu cơ luôn được giữ trong cùng một điều kiện nhiệt độ.

- Kho lạnh sơ bộ: Dùng làm lạnh sơ bộ hay bảo quản tạm thời thực phẩm tại các nhà máy chế biến trước khi chuyển sang một khâu chế biến khác.

- Kho chế biến: Được sử dụng trong các nhà máy chế biến và bảo quản thực phẩm. Ví dụ nhưnhà máy đồ hộp, nhà máy sữa, nhà máy chế biến thủy sản, nhà máy xuất khẩu thịt…. Các kho lạnh loại này thường có dung tích lớn cần phải trang bị hệ thống có công suất lạnh lớn. Phụ tải của kho lạnh luôn thay đổi do phải xuất nhập hàng thường xuyên.

- Dùng trong phân phối, kho trung chuyển: Dùng để lưu trữ thực phẩm lâu dài. Cung cấp cho các khu dân cư, thành phố. Kho lạnh phân phối thường có dung tích lớn trữ nhiều mặt hàng. Có ý nghĩa rất lớn đến đời sống sinh hoạt của cả một cộng đồng.

- Dùng trong sinh hoạt: Đây là loại kho rất nhỏ dùng trong các hộ gia đình, nhà hàng, khách sạn,… bảo quản một lượng hàng nhỏ.

Phân loại theo dung tích

Kích thước kho lạnh phụ thuộc chủ yếu vào dung tích chứa hàng của nó. Do đặc điểm về khả năng chất tải của mỗi loại thực phẩm khác nhau nên dung tích được quy đổi ra tấn thịt (MT-Meet Tons). Ví dụ kho 50MT, kho 100MT, kho 150 MT,…v.v là những kho có khả năng chứa 50, 100, 150 tấn thịt.

3 Cấu tạo của kho lạnh

- Tường Và Trần Kho Lạnh:

Tường và trần của kho lạnh thường được làm bằng vật liệu cách nhiệt, như bọng sợi thủy tinh hoặc bọng polyurethane, để giữ nhiệt độ bên trong ổn định và ngăn nhiệt độ bên ngoài ảnh hưởng vào kho lạnh. Sự cách nhiệt này giúp duy trì điều kiện nhiệt độ cần thiết cho việc bảo quản thực phẩm.

- Cửa Và Khe Hở:

Cửa là một phần quan trọng của kho lạnh vì chúng cần được thiết kế để đóng kín và kín ráo để ngăn nhiệt độ bên ngoài xâm nhập. Cửa kho lạnh thường có kín đáo cách đặc biệt để đảm bảo rằng không khí lạnh không thoát ra ngoài và không khí ấm không vào bên trong.

Khe hở trong kho lạnh cũng là một yếu tố quan trọng. Chúng cần được kiểm tra và bảo trì định kỳ để đảm bảo không có lỗ hoặc rò rỉ nhiệt độ, điều này có thể gây lãng phí năng lượng và ảnh hưởng đến an toàn thực phẩm.

- Hệ Thống Làm Lạnh

Hệ thống làm lạnh là trái tim của kho lạnh. Nó bao gồm máy nén, bốn buồng hơi (hơi nén, hơi dầu, hơi lạnh, và hơi làm lạnh), và dàn nhiệt. Máy nén thường nằm bên ngoài kho lạnh và chịu trách nhiệm nén hơi lạnh, làm cho nó nóng lên và sau đó lưu trữ ở dàn nhiệt bên ngoài.

Hơi lạnh được cung cấp từ máy nén và truyền vào kho lạnh thông qua một hệ thống ống dẫn. Hơi lạnh sẽ thụ động lấy nhiệt từ bên trong kho lạnh, làm cho nhiệt độ giảm xuống. Hệ thống làm lạnh này được kiểm soát bằng một bộ điều khiển, đảm bảo rằng nhiệt độ bên trong kho lạnh luôn ổn định và an toàn.

- Hệ Thống Quạt Và Lọc Không Khí

Hệ thống quạt và lọc không khí trong kho lạnh đảm bảo sự lưu thông không khí và duy trì chất lượng không khí bên trong. Quạt giúp phân phối nhiệt độ đồng đều trong toàn bộ kho lạnh, đảm bảo rằng không có vùng nhiệt độ cao hoặc thấp. Lọc không khí giúp loại bỏ bụi và các hạt bẩn từ không khí, đảm bảo rằng không khí trong kho lạnh luôn sạch sẽ.

- Hệ Thống Kiểm Soát Nhiệt Độ Và Độ Ẩm

Hệ thống kiểm soát nhiệt độ và độ ẩm trong kho lạnh rất quan trọng để đảm bảo rằng thực phẩm được bảo quản ở điều kiện tốt nhất. Điều này thường được thực hiện bằng cách sử dụng bộ điều khiển tự động, cùng với các cảm biến nhiệt độ và độ ẩm để theo dõi và điều chỉnh môi trường.

- Bảo Trì Và Kiểm Tra Định Kỳ

Để đảm bảo rằng kho lạnh hoạt động một cách hiệu quả và an toàn, việc bảo trì và kiểm tra định kỳ là cần thiết. Các thiết bị và hệ thống cần được kiểm tra để đảm bảo rằng chúng không gặp sự cố và hoạt động đúng cách.

4 Nguyên lý hoạt động

Nguyên lý cấp đông của kho là làm lạnh bằng không khí đối lưu cưỡng bức. Không khí lạnh tuần hoàn cưỡng bức trong kho lưu thông qua các khe hở giữa các khay và trao đổi nhiệt cả hai phía, phía trên trao đổi trực tiếp với sản phẩm- phía dưới trao đổi qua khay cấp đông và dẫn nhiệt lạnh vào sản phẩm. Các sản phẩm tùy dạng sẽ được đặt trên các khay và chất lên xe cấp đông. 

Xe cấp đông được làm từ vật liệu Inox, có nhiều tầng và khoảng cách giữa các tầng đủ lớn để xếp các khay sản phẩm vẫn đảm bảo có khoàng hở để không khi lạnh lưu thông qua. 

Kho cấp đông có ưu điểm là khối lượng hàng cấp đông mỗi mẻ lớn. 

Nhiệt độ không khí trong buồng cấp đông đạt - 35oC, vì vậy thời gian cấp đông tương đối nhanh, đối với sản phẩm dạng rời khoảng 3 giờ/ mẻ, các sản phẩm còn lại khoảng 7-9 giờ/ mẻ.

Dàn lạnh của kho cấp đông được đặt trên cao hoặc dưới nền. Với những kho có công suất lớn, người lắp đặt sẽ đặt dưới nền vì khối lượng khá nặng đòi hỏi độ chắc chắn và an toàn cao.  Dàn lạnh của kho cấp đông thường xảy ra hiện tượng bám tuyết nên phải được xả băng thường xuyên, tuy nhiên không nên lạm dụng việc xả băng vì sẽ dẫn đến sự thất thoát nhiệt, ngưng làm lạnh nếu thời gian xả băng kéo dài. Phương pháp xả băng thường sử dụng nhất là phương pháp xả băng bằng nước. 

Sơ đồ nguyên lý hệ thống lạnh của kho cấp đông

Trên hình 4-1 là sơ đồ nguyên lý hệ thống lạnh của kho cấp đông sử dụng môi chất R₂₂.