Bồn giải nhiệt: Giảm nhiệt Nhanh, Hiệu quả, Tiết kiệm

Bồn giải nhiệt được sử dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp thực phẩm, dược phẩm, mỹ phẩm,... để khuấy trộn và làm nguội nguyên liệu, nâng cao hiệu quả sản xuất. Để hiểu rõ hơn về bồn giải nhiệt, mời bạn cùng theo dõi bài viết chia sẻ dưới đây của Điện máy Đặng Gia.

Bồn giải nhiệt là gì?

Bồn giải nhiệt là thiết bị công nghiệp dùng để trộn đều và hạ nhiệt nguyên liệu sản xuất bằng cách sử dụng nguồn nước lạnh lấy từ tháp giải nhiệt nước, hệ thống lạnh chiller hoặc dùng dung dịch làm mát glycol,... nhằm đảm bảo chất lượng sản phẩm và tăng hiệu quả sản xuất.

Bồn khuấy giải nhiệt

Bồn giải nhiệt còn có nhiều tên gọi như bồn khuấy thực phẩm/ hỗn hợp, tank giải nhiệt, bồn chứa giải nhiệt, bồn gia nhiệt,... Thiết bị hiện được ứng dụng phổ biến trong sản xuất thực phẩm, hóa chất, dược phẩm, mỹ phẩm,.....

Cấu tạo - nguyên lý hoạt động của bồn giải nhiệt

Cấu tạo

Cấu tạo bồn khuấy giải nhiệt gồm có các bộ phận sau:

• Cổng vào: Đổ hỗn hợp nguyên liệu vào bồn gia nhiệt.
• Cửa xả: Được bố trí ở dưới đáy bồn, người dùng có thể dễ dàng lấy sản phẩm sau khi khuấy và giải nhiệt.
• Thân bồn: Có cấu tạo từ 1 - 3 lớp, được làm từ chất liệu inox không gỉ 304 hoặc 316 đảm bảo an toàn vệ sinh thực phẩm, chống ăn mòn và thuận tiện cho quá trình vệ sinh.
• Cánh khuấy: Làm từ inox không gỉ, được gắn ở phía trên hoặc dưới bồn, có nhiệm vụ trộn đều các nguyên liệu. Cánh khuấy có nhiều hình dạng như mái chèo, chân vịt, tua bin,...
• Động cơ khuấy: Điều khiển tốc độ quay của cánh khuấy. Động cơ truyền năng lượng cho cánh khuấy thông qua trục nối làm bằng thép không gỉ.
• Hệ thống làm mát: Có thể là hệ thống ống xoắn hoặc một lớp bao quanh bên ngoài thân bồn. Có nhiệm vụ chứa nước hoặc dung dịch làm mát để giảm nhiệt độ trong quá trình khuấy. Dung dịch làm mát sẽ tuần hoàn liên tục giúp làm nguội hỗn hợp trong thời gian ngắn nhất.
• Bảng điều khiển: Điều khiển quá trình bật/ tắt, tốc độ quay của cánh khuấy, điều chỉnh nhiệt độ,....

Các phụ kiện khác:

• Nắp đậy: Ngăn không cho bụi bẩn, vi khuẩn xâm nhập vào trong bồn chứa.
• Cảm biến nhiệt độ: Giám sát và kiểm soát nhiệt độ trong bồn giải nhiệt.
• Các thiết bị an toàn: Cầu dao, công tắc nhiệt, van giảm áp, đồng hồ đo áp,...

Cấu tạo bồn chứa giải nhiệt

Nguyên lý hoạt động

Bồn giải nhiệt làm nguội thực phẩm thông qua quá trình khuấy kết hợp với sự trao đổi nhiệt giữa hỗn hợp với dung dịch làm mát. Cụ thể như sau:

• Quá trình khuấy trộn nguyên liệu: Khi hoạt động, động cơ truyền năng lượng làm quay cánh khuấy. Quá trình này tạo ra dòng chảy tuần hoàn bền trong bồn, đảm bảo nguyên liệu được trộn đều, tránh hiện tượng đóng cặn, kết dính và hỗ trợ tăng trao đổi nhiệt.
• Quá trình trao đổi nhiệt: Hoạt động song song với quá trình khuấy. Môi chất làm mát tuần hoàn quanh thân bồn, trao đổi nhiệt với hỗn hợp bên trong thông qua thành bồn. Hơi nóng sẽ bốc hơi và thoát ra ngoài, giúp làm nguội hỗn hợp nhanh nhất.
• Sau khi hỗn hợp được khuấy và hạ nhiệt đạt yêu cầu, nguyên liệu theo cửa xả đi ra ngoài để đóng gói hoặc chuyển sang giai đoạn chế biến khác.

Các loại bồn giải nhiệt

Bồn khuấy giải nhiệt được chia thành nhiều loại khác nhau. Trong đó, phổ biến nhất gồm các loại sau:

Phân loại bồn giải nhiệt theo thiết kế

• Tank giải nhiệt đứng: Có thiết kế dạng đứng, dễ vệ sinh và bảo trì, được dùng phổ biến tại các nhà máy quy mô lớn.
• Bồn chứa giải nhiệt nằm: Thiết kế hình trụ nằm, phù hợp với các nhà xưởng hạn chế về chiều cao.

Tank giải nhiệt đứng

• Phân loại bồn giải nhiệt theo cấu tạo
• Tank giải nhiệt nhiều lớp: Thường có từ 2 - 3 lớp, lớp trong cùng chứa nguyên liệu, lớp ngoài chứa dung dịch làm mát. Với các tank 3 lớp sẽ có 1 lớp cách nhiệt ở giữa nhằm hạn chế thất thoát nhiệt và tiết kiệm năng lượng.
• Bồn khuấy giải nhiệt ống xoắn: Loại này thường chỉ có 1 lớp, dung dịch làm mát được đựng trong ống xoắn inox 304 đặt bên trong bồn.

Tank giải nhiệt dạng ống xoắn

Phân loại tank giải nhiệt theo thiết kế đáy bồn

• Bồn chứa giải nhiệt đáy bằng: Dễ vệ sinh, chi phí sản xuất thấp nhưng hiệu quả khuấy trộn ở góc bồn kém và dễ để lại cặn bẩn.
• Bồn giải nhiệt đáy hình cầu: Dễ thao tác thực hiện, độ chính xác cao, được ứng dụng phổ biến trong ngành mỹ phẩm, dược phẩm. Tuy nhiên, chi phí sản xuất bồn gia nhiệt đáy hình cầu tương đối cao.
• Bồn khuấy giải nhiệt đáy hình nón: Thiết kế hình nón thuận tiện cho quá trình xả nguyên liệu sau khi hoàn tất nên cũng được ứng dụng phổ biến.

Bồn khuấy giải nhiệt đáy hình cầu

Bồn gia nhiệt đáy nhọn

Ứng dụng của bồn giải nhiệt

Với khả năng vừa khuấy trộn vừa làm mát, đảm bảo hỗn hợp đồng nhất và có nhiệt độ ổn định, bồn chứa giải nhiệt được ứng dụng đa dạng trong nhiều lĩnh vực như:

Thực phẩm

• Sản xuất sữa, các chế phẩm làm từ sữa.
• Sản xuất nước giải khát như nước trái cây, trà đóng chai, nước tăng lực,...
• Sản xuất các sản phẩm lên men như bia, rượu, nước tương,...
• Sản xuất nước sốt, tương ớt, các loại gia vị dạng lỏng, dầu ăn,...
• Sản xuất kem, mứt, thạch,...

Dược - mỹ phẩm

• Sản xuất các loại thuốc có kết cấu lỏng như siro, thuốc mỡ,...
• Sản xuất nhiều sản phẩm mỹ phẩm như kem dưỡng da, lotion, serum, gel rửa mặt, kem nền, son môi, dầu gội đầu, mặt nạ,..

Ngành hóa chất

• Sản xuất sơn, mực in, nhựa
• Sản xuất dung dịch tẩy rửa, dung môi
• Sản xuất keo dính, vật liệu tổng hợp,... dùng trong ngành xây dựng.

Nguyên lý bù nước cho bồn giải nhiệt

Tại sao phải bù thêm nước cho đế bồn giải nhiệt?

Khi tank giải nhiệt hoạt động, việc thất thoát nước là điều không thể tránh khỏi. Bởi vậy, các đơn vị cần chú ý bù thêm nước nhằm đảm bảo hiệu suất hoạt động ổn định cho bồn giải nhiệt.

Ngoài ra, bù nước kịp thời cho bồn chứa giải nhiệt còn giúp ngăn ngừa hình thành cặn bẩn. Bởi khi lượng nước trong bồn giảm, nồng độ các chất không hòa tan tăng lên, gây ra hiện tượng đóng cặn làm giảm hiệu suất giải nhiệt của bồn chứa.

Bù nước cho bồn gia nhiệt giúp thiết bị vận hành hiệu quả, ổn định hơn

Cách bù nước cho đế bồn giải nhiệt

• Hiện nay, hệ thống bù nước cho bồn chứa giải nhiệt được thiết kế tự động bằng cách sử dụng cảm biến mực nước và van bù nước. Khi mực nước trong bồn giảm xuống mức quy định, cảm biến sẽ phát hiện và kích hoạt hệ van nước mở để bổ sung nước vào bồn chứa cho đến khi đạt mực nước yêu cầu.
• Nếu không có hệ thống bù nước tự động, việc bù nước sẽ được thực hiện thủ công. Khi mực nước xuống dưới thang đo, người vận hành sẽ bơm nước cho bồn chứa đến khi đạt mức nước cần thiết thì dừng lại.

Hy vọng bài viết trên sẽ giúp bạn hiểu rõ hơn về bồn giải nhiệt. Ngoài ra, bạn có thể tham khảo thêm nhiều giải pháp làm mát khác được ứng dụng trong công nghiệp như tháp giải nhiệt tròn, tháp hạ nhiệt vuông, hệ thống lạnh chiller,...