Công việc của một nhóm nghiên cứu thực phẩm tại trường đại học ở Hoa Đông là cấp đông mẫu với khối lượng mỗi mẻ từ vài chục đến vài trăm kg, chủng loại thay đổi thường xuyên, hồ sơ thí nghiệm phải tái lập được, và diện tích khả dụng chỉ là một phòng lạnh nhỏ cạnh phòng thí nghiệm. Thiết bị phù hợp với bối cảnh tương tự là tủ cấp đông nitơ lỏng DKN-LFC-300: kích thước ngoài 1740 × 1730 × 2220 mm, khoang trong 900 × 1320 × 1800 mm, công suất 300 kg/h (khác nhau tùy sản phẩm và cách đóng gói), công suất toàn máy 2.5 kW, nhiệt độ làm việc -150℃ ～ nhiệt độ phòng. Đặt vừa, ra vào liệu không phải cải tạo xưởng — đó là việc cần giải quyết trước tiên trong bối cảnh này.
一、Bối cảnh ứng dụng
Mẫu thực phẩm và sinh học tại viện nghiên cứu thường ở dạng túi nhỏ đã chia phần, hộp petri, hộp mẫu hoặc nguyên liệu mẻ thử nghiệm quy mô nhỏ. Khối lượng mỗi mẻ không lớn, giữa các mẻ vật liệu khác nhau, thông số khác nhau, làm xong một mẻ phải lưu lại bản ghi giảm nhiệt đầy đủ. Công đoạn cấp đông phía trước nối với chia phần và tiền xử lý, phía sau nối với bảo quản lạnh sâu hoặc kiểm nghiệm, cả hai đầu đều không thể chờ quá lâu.
Diện tích thường không rộng rãi: một phòng thử nghiệm từ mười mấy đến vài chục mét vuông, phải đặt được thiết bị, bàn thao tác và lối đi cho người. Mua lớn quá thì chiếm chỗ, mua nhỏ quá thì các mẻ không xếp kịp, chọn loại trước hết phải tính không gian và nhịp độ.
二、Điểm khó trong công nghệ
Khối lượng mẻ và công suất theo giờ không phải là một. Công suất 300 kg/h ghi trên thiết bị là năng lực xử lý trong điều kiện sản phẩm và đóng gói cho trước, bối cảnh thí nghiệm quan tâm hơn đến “mẻ này chứa bao nhiêu, bao lâu thì lấy ra được”. Giá đỡ liệu có chiều cao thông thủy 1600 mm, rộng 605 mm, sâu 807 mm, mỗi lần chứa 40 khay, khay liệu 400 × 600 × 25 mm bằng thép không gỉ; khối lượng mỗi mẻ chính là 40 khay này nhân với lượng chứa mỗi khay, độ dày đóng gói thay đổi thì cùng số khay mà khối lượng chênh lệch rất nhiều.
Diện tích phải tính theo bao ngoài cộng mặt thao tác. Kích thước ngoài 1740 × 1730 × 2220 mm là thân tủ; kết cấu tủ mở cửa trước sau, trước cửa phải chừa không gian mở cửa và đẩy liệu, bên hông chừa vị trí tản nhiệt và bảo trì. Chỉ vạch đất theo 1.7 m vuông thì khi làm cửa mở không hết, khay liệu không rút ra được.
Lối đi ra vào liệu quyết định nhân công. Bối cảnh thí nghiệm không có dây chuyền băng tải, dựa vào giá đỡ liệu và xe đẩy để kết nối. Cửa tủ đối diện bàn thao tác thì tiện hơn; cửa đối diện hành lang hoặc lối người đi lại thì khí lạnh tràn ra, mặt sàn đọng sương sẽ thành vấn đề thường ngày.
三、Cấu hình phương án
Bối cảnh này sử dụng tủ cấp đông nitơ lỏng DKN-LFC-300, thông số trích từ tài liệu kỹ thuật sản phẩm:
| Hạng mục | Thông số |
|---|---|
| Tên | Tủ cấp đông nitơ lỏng |
| Kích thước khoang trong | 900 × 1320 × 1800 mm (rộng×sâu×cao) |
| Kích thước ngoài | 1740 × 1730 × 2220 mm |
| Nhiệt độ làm việc | -150℃ ～ nhiệt độ phòng |
| Độ chính xác kiểm soát nhiệt độ | ±1℃ |
| Độ đồng đều nhiệt độ | ±3℃ |
| Tốc độ giảm nhiệt | không thấp hơn 20℃/phút (không tải) |
| Công suất | 300 kg/h (khác nhau tùy sản phẩm và cách đóng gói) |
| Công suất toàn máy | 2.5 kW |
| Môi chất lạnh | Nitơ lỏng 5-8 BAR |
| Giá đỡ/khay liệu | Giá đỡ cao thông thủy 1600 mm, rộng 605 mm, sâu 807 mm, mỗi lần chứa 40 khay; khay liệu 400×600×25 mm thép không gỉ |
Tư duy cấu hình bám trực tiếp vào không gian và nhịp độ: thân tủ đứng hướng lên chiều cao để lấy dung tích, khoang trong làm cao 1800 mm, diện tích kiểm soát ở mức bao ngoài 1.7 m vuông; giá 40 khay ra vào cả giá, xếp liệu và ra liệu hoàn thành ngoài tủ, thời gian mở cửa tủ ngắn, tổn thất lạnh và đóng tuyết đều ít. Công suất toàn máy 2.5 kW, cấp điện thông thường của phòng thí nghiệm đáp ứng được. Nitơ lỏng được đưa vào từ bồn chứa bên ngoài qua đường ống, lượng dùng điều chỉnh theo đường cong công nghệ; cùng một chủng loại lưu một bộ thông số, khi lặp lại thí nghiệm thì gọi ra dùng.
四、Điểm chính trong công nghệ
Lượng nạp chia theo bậc để làm đường cong. Trạng thái khí lưu trong tủ khi chạy đầy giá 40 khay và khi chạy nửa giá khác nhau, khi nạp ít thì khí lạnh đoản mạch rõ hơn. Nên làm một lần ghi giảm nhiệt có liệu cho từng bậc lượng nạp thường dùng, hình thành bảng đối chiếu, sau này cùng bậc thì áp dụng trực tiếp.
Phán đoán dừng theo nhiệt độ tâm, không theo bề mặt. -150℃ ～ nhiệt độ phòng là khoảng làm việc của thiết bị, không phải mục tiêu ra liệu; độ chính xác kiểm soát nhiệt độ ±1℃ giữ giá trị đặt ổn định, độ đồng đều nhiệt độ ±3℃ quyết định các vị trí khác nhau trong tủ có thể ra liệu theo cùng cửa sổ thời gian hay không. Trước khi ra liệu đo tâm hình học của mẫu, lấy một điểm ở tầng trên và tầng dưới trong tủ để kiểm tra chéo.
Tốc độ không tải không thể dùng để xếp lịch sản xuất. Không thấp hơn 20℃/phút là chỉ tiêu không tải, sau khi nạp liệu chịu ảnh hưởng của lượng nạp, độ dày đóng gói, nhiệt độ ban đầu, nhịp thực tế phải đo thực tế ở trạng thái có liệu.
Chừa ba chỗ không gian tại hiện trường. Trước cửa chừa vị trí mở cửa và đẩy liệu, bên hông tủ chừa cửa bảo trì, trên đỉnh tủ chừa không gian thoát khí và đường ống; mặt sàn làm độ dốc thoát nước, tránh nước xả tuyết và nước đọng sương.
五、Đối tượng phù hợp và gợi ý chọn loại
Cấu hình này phù hợp với phòng thí nghiệm và dây chuyền thử nghiệm quy mô nhỏ có khối lượng mỗi mẻ vài chục đến vài trăm kg, chủng loại chuyển đổi thường xuyên, diện tích hạn chế và cần lưu hồ sơ mẻ. Phán đoán tủ hay đường hầm xem hai điểm: hình thái sản phẩm có đơn nhất đến mức chạy liên tục qua dây chuyền được không, hiện trường có thể dành một lối đi thẳng cho ra vào liệu không. Chủng loại phân tán, lô nhỏ, chỉ có một phòng thì tủ phù hợp hơn; chủng loại cố định, hằng ngày liên tục lô lớn, thượng nguồn hạ nguồn vốn đã là dây chuyền thì mới đến lượt đường hầm.
Thông số chi tiết hơn của máy xem trang sản phẩm tủ cấp đông nitơ lỏng DKN-LFC-300, ranh giới giữa tủ và đường hầm xem Tủ hay đường hầm: Phán đoán chọn loại thiết bị cấp đông, xếp lịch sản xuất và tính số máy xem Quy hoạch công suất cấp đông và tính số lượng thiết bị. Muốn đối chiếu cấu hình theo hình thái mẫu và hiện trường của mình, có thể liên hệ với chúng tôi.
Câu hỏi thường gặp
300 kg/h quy đổi thành khối lượng mỗi mẻ như thế nào?
300 kg/h là năng lực xử lý trong điều kiện sản phẩm và đóng gói cho trước. Khối lượng mỗi mẻ tính theo giá đỡ một lần 40 khay, lượng chứa thực tế mỗi khay, đóng gói càng dày thì mỗi khay chứa càng ít, thời gian xử lý cùng mẻ cũng càng dài. Khi lượng nạp thay đổi lớn thì đo thực tế đường cong giảm nhiệt theo bậc, không dùng dữ liệu không tải để suy ra.
Tủ này thực tế chiếm bao nhiêu chỗ?
Kích thước ngoài thân tủ 1740 × 1730 × 2220 mm. Khi vạch đất, ngoài bao ngoài này còn phải chừa mặt thao tác mở cửa và đẩy liệu, vị trí bảo trì bên hông và không gian đường ống trên đỉnh tủ, diện tích thực tế chiếm sẽ lớn hơn thân tủ.
Đặt thiết bị nitơ lỏng trong phòng thí nghiệm, an toàn cần chú ý gì?
Trọng điểm là thông gió và nồng độ oxy. Nitơ lỏng sau khi hóa khí thể tích giãn nở, trong phòng kín sẽ chiếm chỗ oxy, phòng phải có thông gió cơ khí, khu vực người hoạt động lắp giám sát nồng độ oxy và đặt báo động, khí thải thiết bị không được hướng vào vị trí người thao tác. Gần thân tủ phòng bỏng lạnh, khi thao tác đeo găng chịu lạnh và tấm che mặt.