Trả lời ngắn
Nếu mỗi mẻ chỉ vài trăm kilôgam, sản phẩm có giá trị cao (tôm, phi lê cá, bào ngư, hải sâm, suất ăn chế biến sẵn), hoặc bạn phải đổi chủng loại liên tục trên cùng một máy, thì cấp đông nitơ lỏng phù hợp hơn. Nếu mỗi ngày chạy vài chục tấn, chủng loại ổn định và cần hạ chi phí cấp đông trên mỗi kilôgam, thì cấp đông bằng máy nén phù hợp hơn. Hai hướng này không thay thế nhau — nhiều nhà máy dùng cụm máy nén chạy nền, còn thiết bị nitơ lỏng xử lý mặt hàng giá trị cao và cao điểm theo mùa.
Hai phương pháp khác nhau ở đâu về mặt vật lý
Nhiệt độ giới hạn của nitơ lỏng là -196°C. Nó làm lạnh nhờ cộng dồn nhiệt ẩn khi nitơ lỏng hóa hơi và nhiệt hiện khi khí nitơ lạnh tăng nhiệt độ (theo biên bản kỹ thuật QF300). Trong thiết bị, nitơ lỏng được phun qua bộ phân tán nhiều lỗ, bị quạt nhiệt độ thấp phá vỡ và hóa hơi, rồi đập trực tiếp vào bề mặt thực phẩm để trao đổi nhiệt.
Cấp đông bằng máy nén đi theo con đường khác: môi chất lạnh bay hơi trong dàn bay hơi, làm lạnh không khí tuần hoàn trước, sau đó quạt thổi khí lạnh qua bề mặt sản phẩm và lấy nhiệt đi bằng đối lưu và dẫn nhiệt. Với tủ làm lạnh hai khoang của Kunning, nhiệt độ bay hơi là -40°C, nhiệt độ trong khoang đạt -45°C.
Chênh lệch nhiệt độ đó kéo theo khác biệt về tốc độ cấp đông. Tủ cấp đông nitơ lỏng QF300 của Kunning có tốc độ hạ nhiệt khi không tải không dưới 20°C/phút, hầm nitơ lỏng QFL-1206 khoảng 10°C/phút (hai biên bản kỹ thuật). Đây là năng lực hạ nhiệt phía thiết bị; sản phẩm cụ thể đông nhanh hay chậm còn phụ thuộc đặc tính vật liệu và bao bì.
Vì sao tốc độ cấp đông quyết định chất lượng
Định nghĩa cấp đông nhanh: vượt qua vùng hình thành tinh thể đá lớn nhất trong vòng 30 phút, nhiệt độ tâm giảm từ 0°C xuống dưới -5°C, tinh thể đá tạo thành có đường kính dưới 100 μm, và nhiệt độ tâm sau cấp đông phải đạt dưới -18°C. Tốc độ dịch chuyển mặt đóng băng được phân cấp theo ngành: cấp đông nhanh ≥5–20 cm/giờ, cấp đông trung bình 1–5 cm/giờ, cấp đông chậm 0,1–1 cm/giờ.
Khi cấp đông chậm, nước bên ngoài tế bào kết tinh trước, nồng độ dung dịch ngoài tế bào tăng lên, nước trong tế bào liên tục thấm ra ngoài và tiếp tục đông lại, cuối cùng tạo thành tinh thể đá lớn trong khoảng ngoài tế bào. Tinh thể đá ép vào tế bào, làm tế bào biến dạng hoặc vỡ, nên sau rã đông dịch thoát ra nhiều, không giữ được ngoại quan và độ tươi ban đầu. Ngược lại, nếu vượt qua vùng tinh thể lớn nhất trong thời gian càng ngắn càng tốt, tinh thể đá nhỏ và phân bố đều trong tổ chức, mức phá hủy cấu trúc giảm mạnh, sau rã đông thực phẩm cơ bản giữ được màu, mùi và vị ban đầu. Dâu tây từng được thử nghiệm phá hủy kết cấu cảm quan khi cấp đông: ở nhiệt độ cực thấp, dâu tây giữ được độ chắc cao hơn.
So sánh từng hạng mục
| Hạng mục | Cấp đông nitơ lỏng | Cấp đông bằng máy nén |
|---|---|---|
| Nhiệt độ nguồn lạnh | Nitơ lỏng, nhiệt độ giới hạn -196°C | Nhiệt độ bay hơi khoảng -40°C (tủ làm lạnh đạt -45°C trong khoang) |
| Cách trao đổi nhiệt | Nitơ lỏng phun qua bộ phân tán nhiều lỗ, quạt phá vỡ và hóa hơi, tiếp xúc trực tiếp với thực phẩm | Môi chất làm lạnh không khí tuần hoàn, quạt thổi khí lạnh qua sản phẩm, đối lưu cộng dẫn nhiệt |
| Tốc độ hạ nhiệt | QF300 hạ ≥20°C/phút khi không tải; hầm QFL-1206 khoảng 10°C/phút | Thiết bị dạng tủ làm lạnh một mẻ trong 1–2 giờ (bài toán làm nguội thức ăn chín: vào 60–90°C, ra 3–10°C) |
| Tinh thể đá và thất thoát dịch | Vượt nhanh vùng tạo tinh thể 0°C đến -5°C, tinh thể nhỏ, ít thất thoát dịch | Cấp đông chậm hơn cho tinh thể ngoài tế bào lớn hơn, dịch thoát ra nhiều hơn sau rã đông |
| Tổn hao khô | 0,25%–0,5% (theo phương án kỹ thuật của Kunning) | Thiết bị cấp đông chậm hơn có tổn hao khô cao hơn rõ rệt |
| Diện tích và công suất | QF300 kích thước ngoài 1740×1730×2220 mm, 2,5 kW; QF600 2900×1700×2450 mm, 5 kW; hầm QFL-1206 6000×2200×1750 mm, 9 kW | Cụm máy có kích thước lớn hơn, cần thêm đường ống và mặt bằng kho lạnh |
| Tiêu hao vận hành | Nitơ lỏng mua theo kilôgam, cần tự chuẩn bị bồn chứa, đường ống dẫn và đường ống thải | Điện năng tính theo giá điện, cụm máy nhiều chi tiết, khối lượng vệ sinh bảo trì hàng ngày lớn hơn |
| Phù hợp nhất | Mẻ vài trăm kilôgam, đổi chủng loại thường xuyên, cao điểm theo mùa | Sản lượng lớn, một chủng loại ổn định, chạy liên tục dài |
Các số liệu trong bảng lấy từ biên bản kỹ thuật tủ cấp đông nitơ lỏng QF300/QF600/QF1200 của Kunning, biên bản kỹ thuật hầm nitơ lỏng QFL-1206 và bản tổng hợp thông số tủ làm lạnh hai khoang. Tổn hao khô và tốc độ cấp đông thay đổi theo hình thức sản phẩm, phương thức bao gói và nhiệt độ nguyên liệu; nên dùng chính sản phẩm của bạn làm một thử nghiệm cấp đông để xác nhận giá trị thực tế.
Khi nào chọn cấp đông nitơ lỏng
- Sản phẩm giá trị cao, kết cấu sau rã đông quan trọng. Với tôm, phi lê cá, bào ngư hay hải sâm, dịch thoát ra đồng nghĩa mất ngoại quan và mất khối lượng. Cấp đông nitơ lỏng có tổn hao khô 0,25%–0,5% (theo phương án kỹ thuật của Kunning), còn thiết bị cấp đông chậm thì tổn hao khô cao hơn rõ rệt; giá trị hàng càng cao thì khác biệt này càng đáng lưu tâm.
- Nhiều chủng loại, mẻ nhỏ, đổi sản phẩm liên tục. Màn hình cảm ứng của tủ lưu nhiều công thức cấp đông để chạy một chạm, PLC chạy hạ nhiệt và giữ nhiệt theo mười bước (biên bản QF300/QF600). Đổi sản phẩm chỉ là nạp chương trình khác.
- Có cao điểm theo mùa rõ rệt. Với tôm hùm đất, trái cây hay suất ăn chế biến sẵn theo mùa lên số lượng tập trung, bù đỉnh bằng thiết bị nitơ lỏng hợp lý hơn là đầu tư cụm máy nén theo đúng đỉnh.
- Mặt bằng chật, công suất điện hạn chế. QF300 tổng công suất 2,5 kW, QF600 là 5 kW, hầm QFL-1206 là 9 kW. So với cụm máy nén thường lên tới vài chục kilowatt, áp lực điện nhỏ hơn nhiều.
- Cần nhiệt độ cuối thấp hơn hoặc thời gian đi qua ngắn hơn. Thiết bị nitơ lỏng chạy từ -150°C đến nhiệt độ phòng; hầm có chu kỳ từ đầu vào đến đầu ra điều chỉnh 6–30 phút, sản phẩm mỏng có thể cấp đông trong vòng 1 phút.
Khi nào chọn cấp đông bằng máy nén
- Sản lượng lớn, một chủng loại, chạy liên tục dài. Chi phí vận hành của máy nén tính theo giá điện, nên sản lượng càng lớn chi phí cấp đông mỗi kilôgam càng thấp — điều mà hướng nitơ lỏng không theo được.
- Bài toán làm nguội không cần xuống dưới -18°C. Với thức ăn chín, bánh nướng, đồ kho cần hạ từ 60–90°C xuống 3–10°C, tủ làm lạnh hai khoang là đủ: 30 khay tiêu chuẩn mỗi khoang, 3–5 kg mỗi khay, khoảng 100 kg mỗi khoang và 200 kg cho hai khoang, 1–2 giờ mỗi mẻ, khoang trong bằng inox 304, máy nén Tecumseh 4,55 kW.
- Tại chỗ không có điều kiện cấp nitơ. Nitơ cần bồn chứa, cần nạp định kỳ, cần nhà cung cấp và chu kỳ giao hàng, cùng mặt bằng đủ thông gió và giám sát nồng độ oxy. Nơi khó cấp khí hóa lỏng thì cụm máy nén là lựa chọn ổn định.
- Yêu cầu chất lượng của sản phẩm ở mức thông thường. Với hàng đông lạnh cắt khúc, tẩm bột hay bao gói dán màng, cấp đông bằng máy nén cho ra thành phẩm đáp ứng đủ cho phần lớn kênh phân phối. Không cần trả tiền cho mức chất lượng sản phẩm không dùng tới.
Điều kiện kèm theo: mặt bằng và nguồn khí phải xác định trước
Hướng nitơ lỏng cần chốt hai việc: thiết bị và nitơ. Nitơ mua theo kilôgam, còn bồn chứa nitơ lỏng, đường ống dẫn và đường ống thải đều do bên mua tự chuẩn bị — biên bản kỹ thuật QF300, QF600, QF1200 và QFL-1206 đều ghi như vậy ở phần điều kiện lắp đặt. Hướng máy nén cần chốt thiết bị và điện: cụm máy nhiều chi tiết, khối lượng vệ sinh bảo trì hàng ngày lớn hơn; nếu chọn môi chất amoniac hay freon thì phải đánh giá thêm theo yêu cầu an toàn và môi trường.
Trước khi chọn thiết bị nên xác nhận rõ điều kiện tại chỗ: nhà cung cấp nitơ có thể nạp định kỳ không, mặt bằng có đáp ứng thông gió và giám sát nồng độ oxy không, dung lượng điện và chiều cao nhà xưởng có đủ không, lối vào ra nguyên liệu đi thế nào.
Ba chỗ dễ tính sai
- Chỉ nhìn đơn giá thiết bị mà không tính chi phí vận hành. Nitơ và điện tính giá theo hai logic khác hẳn nhau; máy mua rẻ chưa chắc chạy rẻ, và ngược lại.
- Nghĩ nitơ lỏng chỉ làm được mẻ nhỏ. Băng tải hầm QFL-1206 rộng 6000 × 1200 mm, chu kỳ từ đầu vào đến đầu ra điều chỉnh 6–30 phút, có vòi phun cả trên và dưới băng tải. Dây chuyền liên tục hoàn toàn khả thi.
- Bỏ qua phần an toàn của nitơ. Nitơ thay thế oxy trong không khí. QF1200 và QFL-1206 đều có máy đo nồng độ oxy, đặt ở 19,5%–21,5%; hầm còn có liên động: quạt hút lỗi thì dừng máy, nồng độ oxy xuống thấp thì tự đóng van điện từ. Đường ống thải và quạt hút là một phần của thiết bị, không phải tùy chọn.
Cần chuẩn bị gì trước khi chọn thiết bị
| Hạng mục | Nội dung |
|---|---|
| Hình thức sản phẩm | Rời hay bao gói, kích thước và khối lượng mỗi miếng, có vỏ hay có xương |
| Khối lượng mỗi mẻ hoặc năng suất giờ | kg/mẻ hoặc kg/giờ |
| Nhiệt độ đầu vào | Nhiệt độ thường, hay 60–90°C với thức ăn chín (mục này quyết định có cần làm nguội trước hay không) |
| Nhiệt độ tâm mục tiêu | Yêu cầu phổ biến là dưới -18°C |
| Điều kiện tại chỗ | Có nguồn nitơ và vị trí bồn chứa không, dự phòng máy biến áp, diện tích và chiều cao nhà xưởng, điều kiện đường ống thải |
| Bao gói | Khay, dán màng, túi hút chân không, thùng carton (bao gói ảnh hưởng thời gian cấp đông) |
Kunning làm cả hai hướng: tủ cấp đông nitơ lỏng (QF300 / QF600 / QF1200), hầm cấp đông nitơ lỏng (QFL-1206), tủ làm lạnh thực phẩm và máy làm lạnh ngâm. Hãy gửi cho chúng tôi hình thức sản phẩm, khối lượng mỗi mẻ, nhiệt độ đầu vào, nhiệt độ tâm mục tiêu và điều kiện mặt bằng, liên hệ với chúng tôi để nhận phương án theo đúng sản phẩm của bạn.