Ứng dụng của Hệ thống lạnh

Ứng dụng của Hệ thống lạnh
Kỹ thuật lạnh đã ra đời hàng trăm năm nay và được sử dụng rất rộng rãi 
trong nhiều ngành kỹ thuật rất khác nhau: trong công nghiệp chế biến và bảo 
quản thực phẩm, công nghiệp hoá chất, công nghiệp rượu, bia, sinh học Kỹ 
thuật lạnh đã ra đời hàng trăm năm nay và được sử dụng rất rộng rãi trong 
nhiều ngành kỹ thuật rất khác nhau:
 trong công nghiệp chế biến và bảo quản thực phẩm, công nghiệp hoá chất, 
công nghiệp rượu, bia, sinh học, đo lường tự động, kỹ thuật sấy nhiệt độ 
thấp, xây dựng, công nghiệp dầu mỏ, chế tạo vật liệu, dụng cụ, thiết kế chế 
tạo máy, xử lý hạt giống, y học, thể thao, trong đời sống vv... 
Ngày nay ngành kỹ thuật lạnh đã phát triển rất mạnh mẽ, được sử dụng với 
nhiều mục đích khác nhau, phạm vi ngày càng mở rộng và trở thành ngành 
kỹ thuật vô cùng quan trọng, không thể thiếu được trong đời sống và kỹ 
thuật của tất cả các nước. 
1. Ứng dụng trong ngành chế biến và bảo quản thực phẩm
1.1 Tác dụng của nhiệt độ thấp đối với thực phẩm
Ở nhiệt độ thấp các phản ứng hoá sinh trong thực phẩm bị ức chế. Trong 
phạm vi nhiệt độ bình thường cứ giảm 10 0C thì tốc độ phản ứng giảm 
xuống 1/2 đến 1/3 lần. 
Nhiệt độ thấp tác dụng đến hoạt động của các men phân giải nhưng không 
tiêu diệt được chúng. Nhiệt độ xuống dưới 00C, phần lớn hoạt động của 
enzim bị đình chỉ. Tuy nhiên một số men như lipaza, trypsin, catalaza ở 
nhiệt độ -1910C cũng không bị phá huỷ. Nhiệt độ càng thấp khả năng phân 
giải giảm, ví dụ men lipaza phân giải mỡ. 
Các tế bào thực vật có cấu trúc đơn giản, hoạt động sống có thể độc lập với 
cơ thể sống. Vì vậy khả năng chịu lạnh cao, đa số tế bào thực vật không bị 
chết khi nước trong nó chưa đóng băng. 
Tế bào động vật có cấu trúc và hoạt động sống phức tạp, gắn liền với cơ thể 
sống. Vì vậy khả năng chịu lạnh kém hơn. Đa số tế bào động vật chết khi 
nhiệt độ giảm xuống dưới 40C so với thân nhiệt bình thường của nó. Tế bào 
động vật chết là do chủ yếu độ nhớt tăng và sự phân lớp của các chất tan 
trong cơ thể. 
Một số loài động vật có khả năng tự điều chỉnh hoạt động sống khi nhiệt độ 
giảm, cơ thể giảm các hoạt động sống đến mức nhu cầu bình thường của 
điều kiện môi trường trong một khoảng thời gian nhất định. Khi tăng nhiệt 
độ, hoạt động sống của chúng phục hồi, điều này được ứng dụng trong vận 
chuyển động vật đặc biệt là thuỷ sản ở dạng tươi sống, đảm bảo chất lượng 
tốt và giảm chi phí vận chuyển. 
Để bảo quả thực phẩm người ta có thể thực hiện nhiều cách như: phơi, sấy 
khô, đóng hộp và bảo quản lạnh. Tuy nhiên phương pháp bảo quả lạnh tỏ ra 
có ưu điểm nổi bật vì: 
- Hầu hết thực phẩm, nông sản đều thích hợp đối với phương pháp này. 
- Việc thực hiện bảo quản nhanh chóng và rất hữu hiệu phù hợp với tính chất 
mùa vụ của nhiều loại thực phẩm nông sản. 
- Bảo tồn tối đa các thuộc tính tự nhiên của thực phẩm, giữ gìn được hương 
vị, màu sắc, các vi lượng và dinh dưỡng trong thực phẩm. 
1.2 Các chế độ xử lý lạnh thực phẩm
Thực phẩm trước khi được đưa vào các kho lạnh bảo quản, cần được tiến 
hành xử lý lạnh để hạ nhiệt độ thực phẩm từ nhiệt độ ban đầu sau khi đánh 
bắt, giết mổ xuống nhiệt độ bảo quản. 
Có hai chế độ xử lý lạnh sản phẩm là xử lý lạnh và xử lý lạnh đông: 
- Xử lý lạnh là làm lạnh các sản phẩm xuống đến nhiệt độ bảo quản lạnh yêu 
cầu. Nhiệt độ bảo quản này phải nằm trên điểm đóng băng của sản phẩm. 
Đặc điểm là sau khi xử lý lạnh, sản phẩm còn mềm, chưa bị hóa cứng do 
đóng băng. 
- Xử lý lạnh đông là kết đông (làm lạnh đông) các sản phẩm. Sản phẩm hoàn 
toàn hóa cứng do hầu hết nước và dịch trong sản phẩm đã đóng thành băng. 
Nhiệt độ tâm sản phẩm đạt -80C, nhiệt độ bề mặt đạt từ -180C đến -120C. 
Xử lý lạnh đông có hai phương pháp: 
- Kết đông hai pha: thực phẩm nóng đầu tiên được làm lạnh từ 370C xuống 
khoảng 40C sau đó đưa vào thiết bị kết đông để nhiệt độ tâm khối thực phẩm 
đạt -80C. 
- Kết đông một pha: thực phẩm còn nóng được đưa ngay vào thiết bị kết 
đông để hạ nhiệt độ tâm khối thực phẩm xuống đạt dưới -80C. 
Kết đông một pha có nhiều ưu điểm hơn so với kết đông hai pha vì tổng thời 
gian của quá trình giảm, tổn hao khối lượng do khô ngót giảm nhiều, chi phí 
lạnh và diện tích buồng lạnh cũng giảm. 
Đối với chế biến thịt thường sử dụng phương pháp 01 pha. Đối với hàng 
thuỷ sản do phải qua khâu chế biến và tích trữ trong kho chờ đông nên thực 
tế diễn ra 2 pha. 
2. Ứng dụng trong các ngành khác
Ngoài ứng dụng trong kỹ thuật chế biến và bảo quản thực phẩm, kỹ thuật 
lạnh còn được ứng dụng rất rộng rãi trong rất nhiều ngành kinh tế, kỹ thuật 
khác nhau. Dưới đây là các ứng dụng thông dụng nhất.
2.1 Ứng dụng trong sản xuất bia, nước ngọt
Bia là sản phẩm thực phẩm, thuộc loại đồ uống độ cồn thấp, thu nhận được 
bằng cách lên men rượu ở nhiệt độ thấp dịch đường (từ gạo, ngô, tiểu mạch, 
đại mạch vv...), nước và hoa húp lông. Qui trình công nghệ sản xuất bia trải 
qua nhiều giai đoạn cần phải tiến hành làm lạnh mới đảm bảo yêu cầu. 
Đối với nhà máy sản xuất bia hiện đại, lạnh được sử dụng ở các khâu cụ thể 
như sau: 
a. Sử dụng để làm lạnh nhanh dịch đường sau khi nấu
Dịch đường sau quá trình húp lông hoá có nhiệt độ khoảng 800C cần phải 
tiến hành hạ nhiệt độ một cách nhanh chóng xuống nhiệt độ lên men 6÷80C. 
Tốc độ làm lạnh khoảng 30÷45 phút. Nếu làm lạnh chậm một số chủng vi 
sinh vật có hại cho quá trình lên men sẽ kịp phát triển và làm giảm chất 
lượng bia. Để làm lạnh dịch đường người ta sử dụng thiết bị làm lạnh nhanh. 
Như vậy trong quá trình hạ nhiệt này đòi hỏi phải sử dụng một lượng lạnh 
khá lớn. Tính trung bình đối với một nhà máy bia công suất 50 triệu lít/năm 
mỗi ngày phải nấu khoảng 180m3 dịch đường. Lượng lạnh dùng để hạ nhiệt 
rất lớn. 
b. Quá trình lên men bia
Quá trình lên men bia được thực hiện ở một phạm vi nhiệt độ nhất định 
khoảng 6÷80C. Quá trình lên men là giai đoạn quyết định để chuyển hoá 
dịch đường houblon hoá thành bia dưới tác động của nấm men thông qua 
hoạt động sống của c