Tủ cấp đông tiếp xúc là gì? Cấu tạo và nguyên lý hoạt động

Nếu từng tham quan một nhà máy chế biến thủy sản hoặc thực phẩm xuất khẩu, bạn sẽ dễ dàng bắt gặp những khối cá, tôm hay thịt được cấp đông thành từng block vuông vức, bề mặt phẳng và gần như không có lớp tuyết bám. Đó chính là sản phẩm của tủ cấp đông tiếp xúc. Vậy tủ cấp đông tiếp xúc có cấu tạo như thế nào? Hãy cùng với Vĩnh Hoàng Kitchens tìm hiểu chi tiết ở bài viết dưới đây.

Tủ cấp đông tiếp xúc là gì?

Tủ cấp đông tiếp xúc (Contact Plate Freezer) là thiết bị cấp đông nhanh sử dụng các tấm nhôm rỗng chứa môi chất lạnh ép trực tiếp lên hai bề mặt của sản phẩm để truyền nhiệt.

Tủ cấp đông tiếp xúc sử dụng trong ngành thủy hải sản

Nói cách khác, thay vì dùng luồng không khí lạnh thổi qua thực phẩm như tủ cấp đông gió, thiết bị này đưa nhiệt từ sản phẩm truyền thẳng sang các tấm lạnh bằng phương pháp dẫn nhiệt trực tiếp.

Đặc điểm dễ nhận biết nhất là bên trong tủ gồm nhiều plate nhôm xếp song song, có thể đóng mở bằng hệ thống thủy lực. Khi vận hành, các plate ép sát khuôn thực phẩm để tăng diện tích truyền nhiệt và rút ngắn thời gian cấp đông.

Cấu tạo của tủ cấp đông tiếp xúc

Quan sát từ bên ngoài, thiết bị có hình dạng giống một chiếc tủ inox lớn. Tuy nhiên, bên trong gồm nhiều hệ thống cơ khí và lạnh hoạt động đồng bộ.

Cấu tạo chi tiết tủ đông tiếp xúc

Hệ thống plate nhôm

Hệ thống plate nhôm (hay là tấm trao đổi nhiệt) là bộ phận quan trọng nhất của tủ đông tiếp xúc. Các plate được chế tạo từ hợp kim nhôm có hệ số dẫn nhiệt cao. Bên trong mỗi plate là đường dẫn môi chất lạnh như freon hoặc amoniac.

Thông thường, khoảng cách giữa các plate có thể điều chỉnh để phù hợp với chiều dày từng loại khuôn cấp đông.

Hệ thống plate nhôm

Hệ thống thủy lực

Xi lanh thủy lực tạo lực ép giúp các plate áp sát khuôn sản phẩm. Nếu lực ép quá nhỏ sẽ làm giảm khả năng truyền nhiệt.

Ngược lại, lực ép quá lớn có thể làm biến dạng bao bì hoặc khuôn. Vì vậy, hệ thống này luôn được tính toán rất kỹ theo từng dòng máy.

Hệ thống lạnh

Đây là nơi tạo ra nhiệt độ thấp cho toàn bộ thiết bị. Thông thường sẽ gồm:

Hệ thống làm lạnh

• Máy nén lạnh.
• Bình chứa môi chất.
• Van tiết lưu.
• Bình tách lỏng.
• Dàn ngưng.
• Đường ống môi chất.

Môi chất sử dụng phổ biến hiện nay gồm NH₃ hoặc Freon tùy quy mô nhà máy.

Khung và vỏ tủ

Toàn bộ khung được chế tạo bằng thép chịu lực. Vỏ ngoài thường sử dụng inox 304 kết hợp lớp cách nhiệt Polyurethane dày nhằm hạn chế thất thoát nhiệt.

Bộ điều khiển

Các dòng tủ hiện đại đều sử dụng PLC hoặc màn hình HMI để cài đặt:

Bộ điều khiển tủ cấp đông

• Thời gian cấp đông.
• Nhiệt độ.
• Áp suất.
• Chu trình vận hành.

Điều này giúp thiết bị hoạt động ổn định và giảm sai số giữa các mẻ.

Nguyên lý hoạt động của tủ cấp đông tiếp xúc

Bước 1: Đưa sản phẩm vào khuôn

Thực phẩm được xếp vào khuôn inox hoặc khay nhôm với kích thước tiêu chuẩn. Sau đó đặt giữa các plate lạnh.

Bước 2: Plate ép sát sản phẩm

Hệ thống thủy lực đóng lại. Các plate tiếp xúc trực tiếp với hai mặt khuôn. Đây là giai đoạn quyết định hiệu quả truyền nhiệt.

Nguyên lý hoạt động của tủ đông tiếp xúc

Bước 3: Môi chất lạnh lưu thông

Máy nén đưa môi chất lạnh qua các plate. Nhiệt từ thực phẩm truyền sang plate nhôm. Sau đó được môi chất mang ra ngoài thông qua chu trình lạnh.

Bước 4: Kết thúc chu trình

Sau khi tâm sản phẩm đạt nhiệt độ yêu cầu (thường khoảng -18°C hoặc thấp hơn), hệ thống tự động dừng. Xi lanh thủy lực mở ra. Block thực phẩm được lấy ra và chuyển sang kho bảo quản đông.

Vì sao ngành thủy sản vẫn ưu tiên tủ cấp đông tiếp xúc?

Tốc độ truyền nhiệt rất nhanh

Trong kỹ thuật lạnh, không khí là môi trường dẫn nhiệt khá kém.

Tốc độ truyền nhiệt nhanh

Ngược lại, khi hai tấm nhôm lạnh ép trực tiếp vào khuôn sản phẩm, điện trở nhiệt giảm đáng kể, giúp tốc độ lấy nhiệt nhanh hơn nhiều so với cấp đông bằng gió. Điều này giúp rút ngắn thời gian cấp đông và hạn chế sự phát triển của tinh thể đá lớn trong tế bào thực phẩm.

Thành phẩm có hình dạng đồng đều

Các doanh nghiệp xuất khẩu thường yêu cầu block thủy sản phải có kích thước chuẩn để dễ đóng gói và xếp container.

Do được ép giữa hai plate nhôm, thành phẩm sau cấp đông luôn có độ dày đồng đều, ít biến dạng. Đây là ưu điểm mà cấp đông gió khó đạt được.

Thành phẩm có hình dạng đồng đều

Tiết kiệm năng lượng

Do truyền nhiệt trực tiếp nên lượng nhiệt thất thoát ra môi trường thấp hơn. Nếu vận hành đúng công suất thiết kế, mức tiêu thụ điện trên mỗi kilogram sản phẩm thường thấp hơn so với nhiều phương pháp cấp đông khác.

Những lưu ý khi vận hành

Qua thực tế, phần lớn sự cố của tủ cấp đông tiếp xúc không đến từ máy nén mà từ quá trình vận hành.

Người sử dụng nên lưu ý:

• Không xếp sản phẩm dày vượt thiết kế của plate.
• Giữ bề mặt plate luôn sạch để đảm bảo khả năng truyền nhiệt.
• Kiểm tra độ kín của hệ thống thủy lực định kỳ.
• Theo dõi áp suất và nhiệt độ môi chất.
• Vệ sinh tủ sau mỗi ca sản xuất để hạn chế ăn mòn và nhiễm chéo thực phẩm.

Sắp xếp sản phẩm vừa với thiết kế của plate

Việc bảo dưỡng định kỳ không chỉ giúp thiết bị hoạt động ổn định mà còn duy trì hiệu suất cấp đông trong nhiều năm.

Xem thêm: Cấu tạo và sơ đồ nguyên lý tủ đông quạt gió công nghiệp

Tủ cấp đông tiếp xúc vẫn là giải pháp cấp đông chủ lực trong ngành chế biến thủy sản và thực phẩm xuất khẩu nhờ khả năng truyền nhiệt trực tiếp, thời gian cấp đông nhanh và tạo ra thành phẩm có hình dạng đồng đều. Tuy nhiên, để khai thác tối đa hiệu quả của thiết bị, doanh nghiệp cần hiểu rõ cấu tạo, nguyên lý hoạt động và lựa chọn đúng công nghệ theo đặc điểm sản phẩm thay vì chỉ quan tâm đến công suất hay giá thành đầu tư. Đây mới là yếu tố quyết định hiệu quả vận hành và chất lượng sản phẩm sau cấp đông. Để đặt hàng các mã tủ đông công nghiệp hãy liên hệ ngay với chúng tôi qua hotline 0961 002 173 – 0977 829 643.