Cách xác định chu kỳ đông kết của hầm đông nhanh nitơ lỏng: phối hợp giữa tốc độ băng tải, khối lượng xếp tải và nhiệt độ nguyên liệu vào

Tài liệu kỹ thuật của DKN-LFT-1612 ghi khoảng 1000 kg/h, DKN-LFT-1212 ghi 1 m³/giờ, sau cả hai con số đều có một câu: sản phẩm và cách đóng gói khác nhau thì năng suất sẽ có sai khác. Hầm là dây chuyền sản xuất liên tục, năng suất được suy ra từ nhịp độ, bảng thông số kỹ thuật không thể đưa ra một con số cố định có thể dùng trực tiếp để lập kế hoạch sản xuất. Bài viết này tách nhịp độ ra để nói: chu kỳ đông kết quy đổi sang tốc độ băng tải như thế nào, mật độ xếp tải quy đổi tốc độ thành sản lượng ra sao, và nhiệt độ nguyên liệu vào thay đổi chu kỳ ở bước nào.

Vấn đề

Năng suất danh định là có tiền đề

Con số năng suất trong tài liệu có tiền đề là loại sản phẩm, độ dày đơn kiện, cách đóng gói và nhiệt độ nguyên liệu vào. Cùng một hầm chạy sản phẩm điều chỉnh đóng khay dày 30 mm và chạy gia cầm đã phân cắt nguyên con, sản lượng đơn vị thời gian chênh nhau mấy lần. Lấy trực tiếp giá trị danh định để lập kế hoạch sản xuất, thường sẽ phát hiện trong tháng đầu đưa vào vận hành là không đủ.

Ba phán đoán dễ mắc

Một là lấy chiều dài hầm làm năng suất. Chiều dài chỉ cho biết hành trình của băng tải trong thiết bị, sản lượng thực tế còn phải xem tốc độ băng tải và trên mặt băng chở được bao nhiêu liệu. DKN-LFT-1212 và DKN-LFT-1612 đều dài 12 mét, chiều rộng băng chênh 400 mm, lượng liệu chở trên đơn vị chiều dài không giống nhau.

Hai là tăng tốc băng tải để nâng sản lượng. Tốc độ băng tải quyết định sản phẩm lưu lại trong hầm bao lâu. Tốc độ tăng lên, chu kỳ đông kết bị nén lại, sản phẩm mỏng còn chịu được, kiện dày và sản phẩm có bao bì nhiệt độ tâm không đạt -18℃ đã ra liệu, sau đó vào kho lạnh bù đông, tinh thể băng đã lớn thô, thời gian tiết kiệm phía trước phải trả từ chất lượng.

Ba là chỉ xem sản lượng không xem nhịp độ. Hầm nối sau dây chuyền xào, chia phần hoặc đóng gói, nhịp độ của nó phải khớp với công đoạn trước sau, nếu không một đầu đống liệu, một đầu chờ liệu.

Nguyên lý và thông số then chốt

Cách hiểu công khai về đông nhanh

Theo trả lời công khai của Cục Quản lý Thị trường Thâm Quyến, đông nhanh là đặt thực phẩm đã tiền xử lý trong thiết bị -30℃～-40℃, trong 30 phút đi qua dải tạo tinh thể băng, nhiệt độ tâm thực phẩm phải đạt dưới -18℃ (nguồn: Cổng thông tin Chính phủ Nhân dân Thâm Quyến, trả lời ngày 2024-11-20, https://www.sz.gov.cn/hdjlpt/detail?pid=3036296 ). 30 phút này là giới hạn dưới của quy trình, thực tế lưu lại trong hầm bao lâu phải cộng thêm biên dự phòng theo độ dày sản phẩm và nhiệt độ nguyên liệu vào.

Quy đổi từ chu kỳ đông kết sang tốc độ băng tải

Chu kỳ từ đầu vào đến đầu ra của dòng DKN-LFT đều điều chỉnh được bằng biến tần, tốc độ băng tải bằng chiều dài băng tải chia cho chu kỳ.

Model	Kích thước băng tải (dài×rộng)	Chu kỳ đông kết (đầu vào đến đầu ra)	Tốc độ băng tải quy đổi
DKN-LFT-1206	6000×1200 mm	6～30 phút điều chỉnh được	0.2～1.0 m/min
DKN-LFT-1212	12000×1200 mm	5～25 phút điều chỉnh được	0.48～2.4 m/min
DKN-LFT-1612	12000×1600 mm	8～40 phút điều chỉnh được (có thể tùy chỉnh theo yêu cầu)	0.3～1.5 m/min

Tốc độ băng trong bảng được quy đổi từ chiều dài băng tải và chu kỳ, dùng để đối chiếu nhịp độ, thiết lập thực tế lấy kết quả nhiệt độ tâm đo thực tế của sản phẩm làm chuẩn. Trong dòng còn có một model DKN-LFT-0908, băng tải 8000×900 mm, kích thước ngoài 8000×1750×1670 mm, công suất toàn máy khoảng 15 kW, phù hợp với trường hợp diện tích hạn chế, sản lượng đơn tuyến không cao.

Mật độ xếp tải đổi tốc độ thành sản lượng

Tốc độ băng đã định, sản lượng còn thiếu một đại lượng: mỗi mét mặt băng chở bao nhiêu liệu. Khay trải phẳng, sọt xếp chồng, kiện rời trải một lớp, ba cách xếp tải dưới cùng tốc độ băng sản lượng chênh nhau mấy lần. Ngược lại, mục tiêu sản lượng đã định, cách xếp tải sẽ giới hạn phạm vi tốc độ băng, cũng giới hạn chiều dài hầm cần thiết. Kích thước và cấu hình model có thể đối chiếu trực tiếp trang sản phẩm hầm đông nhanh nitơ lỏng.

DKN-LFT-1212 có một nhóm thông số hiện trường có thể tham khảo: hàng đông là dịch chiết đóng khay, khay 300×30×30 mm, nhiệt độ nguyên liệu vào 50℃, yêu cầu nhiệt độ tâm đạt -50℃, lượng 6 mét khối hoàn thành trong 6 giờ, quy đổi khoảng 1 m³/giờ, thời gian đông nhanh thực tế khoảng 30 phút, dùng hầm 12 mét. Loại vật liệu này nhiệt độ nguyên liệu vào gần nhiệt độ thường, nhiệt độ mục tiêu lại thấp hơn hàng đông thông thường, chu kỳ rơi vào khoảng thiên dài.

Mấy đại lượng khác ảnh hưởng chu kỳ

• Độ chính xác kiểm soát nhiệt ±2℃, nhiệt độ làm việc -150℃～nhiệt độ phòng, không tải mỗi phút giảm được 10℃, có thể điều chỉnh theo hiện trường.
• Hệ thống lạnh của DKN-LFT-1206 trang bị động cơ trục dài nhiệt độ thấp và quạt hướng trục nylon, lưu lượng gió 6000 m³/h, áp suất gió 65 Pa, hướng gió và dẫn lưu bố trí theo phân vùng.
• Vòi phun nitơ lỏng có cả trên dưới băng tải, có thể mở toàn bộ hoặc mở riêng, góc phun trên dưới điều chỉnh được, chênh lệch đông kết mặt trên mặt dưới sản phẩm nhờ lớp này san phẳng.
• Lớp cách nhiệt thân hộp dày 150 mm, băng tải trang bị động cơ điều tốc biến tần.

Điểm chọn máy và cấu hình

Định ba đại lượng trước, rồi nói chiều dài

Sắp đúng thứ tự: trước xem thời gian đông kết quy trình sản phẩm đưa ra (phút), sau xem độ dày đơn kiện và cách xếp tải (lượng liệu chở mỗi mét), rơi xuống mục tiêu sản lượng (kg/h hoặc m³/h). Ba đại lượng này định rồi, chiều dài hầm và phạm vi tốc độ băng có thể chọn sẽ thu hẹp lại. Định chiều dài trước rồi ghép sản phẩm, chu kỳ không khớp, chỉ có thể dựa vào điều tốc gắng gượng.

Phạm vi tốc độ băng phải để biên dự phòng

Phạm vi điều chỉnh chu kỳ không phải vô hạn. 6～30 phút của DKN-LFT-1206, 5～25 phút của DKN-LFT-1212, 8～40 phút của DKN-LFT-1612, đều là phạm vi thiết lập quy trình. Khi chọn máy đặt nhu cầu chu kỳ của sản phẩm vào đoạn giữa phạm vi, khi quy trình phía trước dao động hoặc quy cách sản phẩm thay đổi tạm thời sẽ không đến mức chạm biên.

Khí lạnh và an toàn hai đầu vào ra liệu

Cửa vào ra liệu của hầm là vị trí khí lạnh thoát ra, hai đầu trang bị cửa hút khí thải nối với quạt hút lưu lượng lớn, thiết bị có sẵn hệ thống thải khí tươi, giảm tiêu hao trắng nitơ lỏng và nhiệt độ thấp xưởng. Áp suất cấp nitơ lỏng lấy theo model, DKN-LFT-1206, 1212, 0908 là 5～8 BAR, DKN-LFT-1612 là 0.5～0.8 MPa, bồn chứa và ống dẫn do bên sử dụng tự chuẩn bị.

Về an toàn, đầu trước sau thiết bị trang bị máy đo hàm lượng oxy, giá trị đặt nồng độ oxy 19.5%～21.5%; báo động nồng độ oxy liên động với van nitơ lỏng, khi nồng độ thấp hơn giá trị đặt sẽ cắt cấp dịch, khởi động hút gió và báo động âm thanh ánh sáng; đầu xả liệu, tủ điện, đầu thu liệu mỗi nơi đặt một công tắc dừng khẩn cấp; quạt hút liên động với thiết bị, quạt hút không khởi động thiết bị không chạy.

Vệ sinh và bảo trì

Hầm thiết kế nâng hạ toàn bộ, hành trình nâng hạ 550 mm, khoang trong 750 mm, băng tải và khoang trong thân máy có thể lộ ra toàn bộ để vệ sinh; đáy thân máy kiểu chữ V nông có cửa thoát nước, nước thải vệ sinh tập trung xả ra. Van điều khiển nitơ lỏng là giao diện kết nối nhanh, phụ tùng dễ hỏng có thể thay riêng.

Ứng dụng

Dây chuyền thực phẩm điều chỉnh và món ăn sơ chế, hầm nối sau chia phần, nhịp độ căn chỉnh với công đoạn phía trước, sản phẩm mỏng từ đầu vào đến đầu ra vài phút là hoàn thành đông kết. Trong thủy sản, tôm bóc vỏ, phi lê cá loại vật liệu cần đông nhanh đơn kiện, mặt băng trải một lớp, vòi phun kiểm soát phân vùng, giảm dính. Gia cầm phân cắt cần kiểm soát nhiệt độ tâm đến dưới -18℃, chu kỳ thiên dài, chọn hầm dài kèm băng rộng. Dịch chiết, vật liệu dạng cao loại hàng đông đóng khay, nhiệt độ nguyên liệu vào gần nhiệt độ thường mà nhiệt độ mục tiêu thấp hơn hàng đông thông thường, cấu hình chu kỳ theo điều kiện của nhóm thông số hiện trường DKN-LFT-1212.

Phân công giữa hầm và tủ đông nhanh có thể đối chiếu trực tiếp: sản xuất liên tục, chủng loại ổn định, yêu cầu sản lượng cao thì đi hầm; nhiều chủng loại lô nhỏ, sản phẩm thường xuyên đổi thì đi tủ. Hai loại dùng cùng một bộ nguyên lý đông nhanh nitơ lỏng, khác nhau ở cách vào ra liệu và tổ chức nhịp độ, lớp này có thể xem sự khác biệt giữa đông nhanh nitơ lỏng và đông nhanh cơ khí, đánh đổi giữa không gian dây chuyền và năng suất có thể tham khảo năng suất và mặt bằng của hầm đông nhanh nitơ lỏng hải sản.

Câu hỏi thường gặp

Năng suất danh định của hầm có phải là một con số cố định không?

Tài liệu đưa ra là giá trị tham khảo, kèm tiền đề về sản phẩm và bao bì. DKN-LFT-1612 ghi khoảng 1000 kg/h, DKN-LFT-1212 ghi 1 m³/giờ, đều xây dựng trên tiền đề này. Năng suất thực tế phải lấy sản phẩm của mình cân trọng lượng, bấm thời gian chạy một lượt.

Tăng tốc băng tải là có thể nâng sản lượng không?

Tốc độ lên, thời gian sản phẩm lưu lại trong hầm rút ngắn. Sản phẩm mỏng còn có không gian, kiện dày và sản phẩm có bao bì nhiệt độ tâm có thể không đạt -18℃. Có nâng được không, xem là nhiệt độ tâm sản phẩm khi ra liệu, không phải số đọc tốc độ băng.

Chu kỳ đông kết có thể điều chỉnh theo sản phẩm đến phạm vi nào?

DKN-LFT-1206 là 6～30 phút, DKN-LFT-1212 là 5～25 phút, DKN-LFT-1612 là 8～40 phút và có thể tùy chỉnh theo yêu cầu. Đây là giới hạn trên dưới của điều chỉnh biến tần, chu kỳ cụ thể của một sản phẩm nào đó phải do đo thực tế xác định.

Bồn chứa nitơ lỏng và ống thải gió do ai chuẩn bị?

Bồn chứa nitơ lỏng, ống dẫn nitơ lỏng và ống thải gió sau khi hút ra do bên sử dụng tự chuẩn bị. Phía thiết bị cung cấp cửa hút khí thải đầu vào và đầu ra, hệ thống thải khí tươi và giao diện quạt hút, áp suất cấp dịch đặt theo model.

Hầm và tủ đông nhanh chọn thế nào?

Sản xuất liên tục, chủng loại ổn định, yêu cầu sản lượng cao thì dùng hầm; nhiều chủng loại lô nhỏ, cần đổi sản phẩm bất cứ lúc nào thì dùng tủ đông nhanh. Nguyên lý hệ thống nitơ lỏng của hai loại giống nhau, khác biệt ở nhịp độ vào ra liệu và diện tích chiếm dụng.

Trước khi xác định model, sắp xếp bốn con số thời gian đông kết, độ dày đơn kiện, cách xếp tải và mục tiêu sản lượng ra, liên hệ kỹ sư kỹ thuật của Kunning Cryo để khớp nối: https://www.kunningcryo.com/contact/