Vì sao tốc độ làm lạnh của tủ làm lạnh nhanh thực phẩm mỗi mẻ lại khác nhau: đường gió cấp, độ dày lớp liệu và dàn bay hơi bám tuyết

Bếp trung tâm lắp xong tủ làm lạnh nhanh, khi nghiệm thu đã đo thử một mẻ hai trăm kilôgam, thời gian rơi vào khoảng một đến hai giờ ghi trong tài liệu kỹ thuật. Sau một tháng đưa vào sản xuất, cùng loại liệu, cùng khối lượng, công nhân vận hành bắt đầu phản hồi hôm nay phải mất hai tiếng rưỡi.

Thiết bị không hỏng, thông số không ai động vào. Cái thay đổi là cách bày biện đồ trong tủ, và lượng tuyết đọng trên dàn bay hơi.

Làm lạnh bằng gió cưỡng bức nghe thì đơn giản: dàn bay hơi hạ nhiệt độ không khí xuống thấp, quạt thổi gió lạnh qua bề mặt thực phẩm để mang nhiệt đi. Điều thực sự quyết định một mẻ liệu phải làm lạnh bao lâu là nhiệt lượng đi hết con đường này tốn bao nhiêu thời gian ở từng đoạn. Bài này nói theo từng đoạn của con đường đó.

Vấn đề

Thời gian làm lạnh một mẻ không phải là một giá trị cố định

Thời gian làm lạnh một mẻ 1～2 giờ trong tài liệu kỹ thuật có kèm điều kiện phía trước: nhiệt độ liệu vào, loại thực phẩm, cách xếp liệu. Nhãn thiết bị ghi công suất làm lạnh và nhiệt độ tủ có thể đạt được, không có nghĩa là “bất kể xếp gì vào cũng hạ được xuống mục tiêu trong một giờ”.

Thực phẩm chín có nhiệt độ liệu vào 60～90℃, và bán thành phẩm bánh nướng có nhiệt độ liệu vào 40℃, chênh nhau cả một bậc về nhiệt lượng; cùng số kilôgam thịt bò kho và đậu phụ khô kho, độ dày một miếng chênh nhau gấp đôi, thời gian để tâm hạ xuống cùng một nhiệt độ cũng khác nhau rất nhiều. Cho nên cùng một cái tủ, đổi một mẻ liệu mà thời gian thay đổi là hiện tượng bình thường; muốn phán đoán thiết bị có vấn đề hay không, phải xem có phải cùng một mẻ liệu, cùng cách bày biện, mà thời gian cũng đang dài ra không.

Hai cách phán đoán sai thường gặp

Một cách phán đoán sai là lấy nhiệt độ trong tủ làm nhiệt độ tâm thực phẩm. Nhiệt độ trong tủ nói về nhiệt độ không khí tuần hoàn, nó hạ nhanh, còn nhiệt độ tâm thực phẩm hạ chậm. Phán đoán xuất liệu phải xem nhiệt độ tâm, dùng nhiệt kế que cắm vào tâm vật liệu để đo; súng đo nhiệt độ hồng ngoại đọc nhiệt độ bề mặt, vật liệu vừa lấy ra khỏi tủ có nhiệt độ bề mặt thấp hơn nhiệt độ tâm, dùng nó để phán đoán xuất liệu sẽ bị sớm.

Một cách phán đoán sai khác là cứ xếp đầy rồi tính. Một tủ 30 khay, mỗi khay 3～5 kilôgam, đây là cách nói về năng lực xếp liệu, không phải cách nói về năng lực làm lạnh. Khay liệu xếp sát nhau, liệu chất cao hơn mép khay, chất liệu trước cửa hồi gió, gió lạnh sẽ đi vòng, bề mặt khay liệu không nhận được tốc độ gió, thời gian làm lạnh cả mẻ tăng lên, mà phụ tải thiết bị còn rõ ràng chưa đầy. Trường hợp này thêm công suất làm lạnh không giải quyết được, cái cần đổi là cách bày biện.

Nguyên lý và thông số then chốt

Trong làm lạnh bằng gió cưỡng bức, nhiệt lượng phải đi hết ba đoạn:

Bên trong thực phẩm: nhiệt lượng dẫn từ tâm ra bề mặt. Thang thời gian dẫn nhiệt không ổn định một chiều tỷ lệ với bình phương độ dày, độ dày tăng gấp đôi, tâm hạ xuống cùng một nhiệt độ đại khái tốn khoảng bốn lần thời gian. Đoạn này dựa vào thiết bị không đổi được, chỉ có thể đổi công nghệ — cắt miếng nhỏ, chia khay nông, không chồng đè.
Bề mặt thực phẩm: gió lạnh trao đổi nhiệt với bề mặt thực phẩm, hiệu quả trao đổi nhiệt đi theo tốc độ gió. Quạt đưa không khí nhiệt độ thấp phía dàn bay hơi tới bề mặt khay liệu, ở giữa nhờ tấm dẫn hướng đường gió phân phối. Đoạn này là đoạn cách bày biện tại chỗ có thể tác động.
Dàn bay hơi: gió mang nhiệt lượng quay về cánh tản nhiệt, giao cho môi chất lạnh. Bề mặt cánh tản nhiệt sạch, lưu lượng gió đủ, công suất lạnh mới đưa ra được.

Thông số phía thiết bị của tủ làm lạnh nhanh thực phẩm Kunning Cryo như sau, lấy từ tài liệu kỹ thuật sản phẩm và trang sản phẩm tủ làm lạnh nhanh thực phẩm trên website:

Hạng mục	DKN-RHC-60D-45	DKN-RHC-60D-80
Kiểu thiết bị	Kiểu hai tủ, hai tủ mở cửa độc lập	Kiểu hai tủ, hai tủ mở cửa độc lập
Trong tủ có thể hạ xuống	-45℃	-80℃
Nhiệt độ bay hơi	-40℃	Tài liệu kỹ thuật không ghi
Cách làm lạnh	Tuần hoàn gió lạnh cưỡng bức (dàn bay hơi + quạt cấp gió)	Tuần hoàn gió lạnh cưỡng bức
Máy nén	Tecumseh Pháp	Tecumseh Pháp
Công suất máy nén	4.55 kW	9.05 kW
Tổng công suất	Khoảng 4.55 kW	Khoảng 9.05 kW
Cách ngưng tụ	Làm mát bằng gió	Làm mát bằng gió
Kích thước ngoài toàn máy	1900 × 940 × 2150 mm	1900 × 940 × 2150 mm
Kích thước trong một tủ	580 × 720 × 1430 mm	580 × 720 × 1430 mm
Kích thước giá đỡ	460 × 600 × 1370 mm	460 × 600 × 1370 mm
Dung tích một tủ	0.597 m³	0.597 m³
Tổng dung tích hai tủ	1.194 m³	1.194 m³
Số khay tiêu chuẩn	30 cái／tủ, hai tủ 60 cái	30 cái／tủ, hai tủ 60 cái
Lượng xếp mỗi khay	3～5 kg	3～5 kg
Lượng xử lý một mẻ	Khoảng 100 kg／tủ, hai tủ khoảng 200 kg	Như trên
Thời gian làm lạnh một mẻ	1～2 giờ (tùy loại thực phẩm và nhiệt độ liệu vào)	Như trên
Nhiệt độ liệu vào	60～90℃	60～90℃
Nhiệt độ xuất liệu	3～10℃ (có thể điều chỉnh)	3～10℃ (có thể điều chỉnh)
Cách xả tuyết	Xả tuyết bằng gia nhiệt điện／khí nóng	Xả tuyết bằng gia nhiệt điện／khí nóng
Nguồn điện	220V／380V tùy chọn	380V
Trọng lượng cả bì	450 kg	500 kg

Đoạn bám tuyết: vì sao làm lạnh càng chạy càng chậm

Tính theo nhiệt độ bay hơi -40℃, nhiệt độ bề mặt cánh tản nhiệt thấp hơn điểm đóng băng của nước rất nhiều. Thực phẩm chín có nhiệt độ liệu vào 60～90℃ vừa vào tủ thì hơi nước bay hơi nhanh, độ ẩm không khí trong tủ cao, hơi nước ngưng kết trực tiếp thành tuyết trên cánh tản nhiệt.

Lớp tuyết mang lại hai ảnh hưởng, cùng một hướng:

Tuyết là chất dẫn nhiệt kém. Phủ trên cánh tản nhiệt, tức là thêm một lớp trở nhiệt giữa không khí và môi chất lạnh, chênh lệch nhiệt độ trao đổi nhiệt không đổi, công suất lạnh đưa vào tủ giảm xuống.
Tuyết dày lên làm hẹp khoảng cách cánh tản nhiệt, kênh không khí đi qua dàn bay hơi hẹp lại, lưu lượng gió giảm. Lưu lượng gió giảm đồng thời ảnh hưởng hai đầu — tốc độ gió đưa tới bề mặt khay liệu nhỏ đi, trao đổi nhiệt bề mặt theo đó yếu đi; nhiệt lượng mang về dàn bay hơi cũng ít đi.

Hai điều này chồng lên nhau, biểu hiện là đường cong làm lạnh ngày càng phẳng: nửa mẻ đầu hạ nhanh, nửa mẻ sau chậm lại, thời gian cả mẻ bị kéo dài.

Cho nên chu kỳ xả tuyết là thông số vận hành, không phải hạng mục bảo trì. Thiết bị chạy xả tuyết bằng gia nhiệt điện hoặc khí nóng, chu kỳ đặt theo điều kiện tại chỗ; nơi có phụ tải nhiệt lớn, mở cửa thường xuyên, vật liệu nhiều hơi nước, tuyết mọc nhanh hơn, khoảng cách xả tuyết phải rút ngắn tương ứng.

Việc mở cửa tủ giẫm vào cả hai điểm: công suất lạnh thất thoát trực tiếp, không khí ẩm của xưởng vào sau đó làm tuyết mọc nhanh hơn. Kiểu máy mở cửa thủ công đổi mẻ càng thường xuyên, số lần nhiệt độ trong tủ hồi lên càng nhiều.

Điểm chọn kiểu và cấu hình

Định kiểu tủ và số tủ theo độ dày một miếng và lượng liệu vào một mẻ, không xếp theo giới hạn số khay. Một tủ 30 khay, mỗi khay 3～5 kilôgam tương ứng lượng xử lý một mẻ khoảng 100 kilôgam, hai tủ khoảng 200 kilôgam. Lượng cần làm lạnh vượt quá phạm vi này, hoặc thời gian yêu cầu ngắn hơn 1～2 giờ, thêm số khay không giải quyết được, thuộc việc của loại thiết bị khác (xem phần ứng dụng bên dưới).

Chừa khoảng cách đường gió giữa các khay liệu. Khay liệu không xếp sát, không cao hơn mép khay, chừa trống trước cửa hồi gió. Gió một khi đi đường vòng, bề mặt khay liệu không nhận được tốc độ gió, công suất làm lạnh có đủ cũng không dùng được.

Vật liệu nhiều nước thì chắt nước trước, trong tủ đậy nắp hoặc phủ màng. Giảm lượng hơi nước vào tủ, tuyết mọc chậm, khoảng cách xả tuyết có thể giãn ra. Đồ kho, món chế biến sẵn có nước sốt thuộc loại này đặc biệt rõ.

Xuất liệu theo nhiệt độ tâm. Nhiệt kế que cắm vào tâm vật liệu để đo, ghi lại nhiệt độ và thời gian, hình thành đường cong làm lạnh của nhà máy. Có đường cong mới phán đoán được là vấn đề cách bày biện hay vấn đề thiết bị.

Nhiệt thải của dàn ngưng làm mát bằng gió phải có chỗ đi. Nhiệt lượng dàn ngưng tỏa ra nếu ở lại trong phòng làm lạnh, tức là thêm một phần phụ tải nhiệt cho phòng làm lạnh. Nơi đặt tủ làm lạnh nhanh vào phòng nhỏ càng phải chú ý: nối nhiệt thải ra ngoài trời, hoặc theo điều kiện tại chỗ đổi sang cấu hình làm mát bằng nước (xác nhận theo đơn hàng). Xung quanh dàn ngưng chừa khoảng cách thông gió tản nhiệt theo yêu cầu lắp đặt.

Gioăng cửa tủ đưa vào kiểm tra hằng ngày. Cửa không kín, không khí ẩm ngoài tủ rò vào liên tục, vừa tăng tổn thất công suất lạnh, vừa làm dàn bay hơi bám tuyết nhanh hơn. Hạng mục này không cần dụng cụ đo, mỗi lần vệ sinh nhìn một cái.

Vật liệu làm lạnh xong chuyển sang công đoạn bảo quản lạnh 0～4℃ càng sớm càng tốt. Làm lạnh xong không có nghĩa là có thể dừng ở xưởng, thời gian nối tiếp công đoạn cũng tính trong quản lý an toàn thực phẩm.

Ứng dụng

Theo ngành, nhiệt độ liệu vào và nhiệt độ mục tiêu thường gặp của các loại vật liệu khác nhau:

Ngành	Thực phẩm điển hình	Nhiệt độ liệu vào	Nhiệt độ mục tiêu
Chế biến thực phẩm chín	Đồ kho, thịt quay, thịt kho tương	85～95℃	10～25℃
Thực phẩm bánh nướng	Bánh mì, bánh ngọt, bánh trung thu	80～90℃	20～25℃
Chế biến thịt	Giăm bông, xúc xích, viên thịt	75～85℃	10～15℃
Bếp trung tâm	Món chế biến sẵn, suất ăn	80～90℃	10～20℃
Chuỗi thức ăn nhanh	Cơm, món phụ	80～90℃	15～25℃

Theo công đoạn, cách dùng:

Công đoạn chuẩn bị bữa của bếp trung tâm và chuỗi nhà hàng: trước giờ cao điểm nấu tập trung, làm lạnh theo mẻ. Lợi ích của hai tủ là hai tủ dùng lệch nhau, một tủ đang làm lạnh, một tủ đang xếp liệu, bám nhịp sản xuất hơn tủ đơn, cũng làm số lần mở cửa mỗi tủ giảm xuống.
Xưởng thực phẩm chín và đồ kho: sau khi ra nồi cho cả xe vào tủ, thay cho việc để nguội tự nhiên. Vật liệu công đoạn làm lạnh nhiều hơi nước, chu kỳ xả tuyết phải đặt theo điều kiện này. Thân tủ thuộc khu sạch đã nấu chín, vệ sinh theo ca, không dùng chung với khu liệu sống.
Bánh nướng và điểm tâm: bánh mì, bánh trung thu loại này cần nhanh chóng vượt qua đoạn hạ nhiệt rồi đóng gói, nhiệt độ mục tiêu cao hơn thực phẩm chín, đặt 20～25℃ là đủ, không cần dùng theo nhiệt độ thấp mà tủ có thể đạt được, cũng không cần thiết.
Suất ăn và cơm đoàn: sản xuất gián đoạn một mẻ khoảng 200 kilôgam, dùng hai tủ luân chuyển theo mẻ. Một mẻ cần vài trăm kilôgam trở lên, hoặc cần sản xuất liên tục có đóng gói, xem tủ làm lạnh nhanh bằng nitơ lỏng và [h