Motor hạ thế cho công nghiệp làm lạnh

Ngành công nghiệp làm lạnh ngày càng chứng minh được vai trò quan trọng của mình, đóng góp lớn cho nền kinh tế nước nhà. Bởi vậy, để hỗ trợ và phục vụ tốt nhất cho ngành này, các thiết bị hiện đại, tối tân đã ra đời, trong đó có motor hạ thế. 

Trong bài viết dưới đây Nam Phát xin chia sẻ chi tiết về các ứng dụng motor hạ thế cho ngành công nghiệp lạnh, giúp bạn có cái nhìn toàn diện hơn về thiết bị động cơ hạ thế cũng như về ngành lạnh. 

Ngành công nghiệp làm lạnh

Ngành công nghiệp làm lạnh hiện nay ngoài những dấu hiệu tích cực, cũng phải đối mặt với nhiều thách thức đối với sự phát triển của ngành để đảm bảo sử dụng hiệu quả mà vẫn tiết kiệm năng lượng, đồng thời, có thể bảo vệ môi trường trong bối cảnh cuộc cách mạng công nghiệp 4.0 đang từng bước được hiện thực hoá và tạo ra những thay đổi lớn về cung - cầu cũng như cơ cấu lao động. Bởi vậy, thách thức được đặt ra đối với ngành công nghiệp lạnh là không ngừng đổi mới, phát triển và hiện đại hoá, mà trong đó, yếu tố có ý nghĩa quyết định là con người và công nghệ. 

Ứng dụng của motor hạ thế cho công nghiệp làm lạnh

Hiện nay, ngành kỹ thuật lạnh từng bước phát triển mạnh mẽ và được ứng dụng với nhiều mục đích khác nhau, phạm vi ngày càng được mở rộng và tiến tới trở thành ngành kỹ thuật quan trọng, ứng dụng rộng rãi trong đời sống, kinh tế không chỉ của Việt Nam mà còn trên toàn thế giới. 

Tính đến thời điểm hiện tại, ngành công nghiệp lạnh đã ra đời hàng trăm năm và được ứng dụng rộng rãi trong nhiều ngành kỹ thuật khác nhau như: công nghiệp chế biến và bảo quản thực phẩm, công nghiệp rượu bia, nước ngọt, công nghiệp hoá chất, công nghiệp chế biến, công nghiệp dầu mỏ, sinh học, y học, xây dựng, kỹ thuật sấy nhiệt độ thấp, thiết kế chế tạo máy, xử lý hạt giống, đo lường tự động, chế tạo vật liệu , dụng cụ, thể thao và trong đời sống,...

Nhờ tính ứng dụng cao như vậy, mà ngày nay ngành công nghiệp làm lạnh đã phát triển mạnh mẽ, được sử dụng với nhiều mục đích khác nhau, phạm vi cũng được mở rộng thêm và trở thành một trong những ngành công nghiệp kỹ thuật lạnh quan trọng, không thể thiếu trong đời sống sinh hoạt và sản xuất. 

Ứng dụng trong ngành chế biến và bảo quản thực phẩm

Trong ngành chế biến và bảo quản thực phẩm, ứng dụng motor hạ thế cho ngành công nghiệp lạnh đó là có tác dụng giữ nhiệt, bảo quản đồ không bị hỏng, bảo quản hàng hoá lâu nhất có thể. 

Ở nhiệt độ làm lạnh thấp, các phản ứng hoá sinh trong thực phẩm sẽ bị ức chế, lúc này các loại vi sinh vật cũng trong trạng thái ngủ đông, nên không tạo ra các enzym tiêu hoá gây ảnh hưởng đến chất lượng lương thực thực phẩm đang tồn chứa. 

Hiện nay, để bảo quản và chế biến thực phẩm, có thể thực hiện theo nhiều cách như: phơi, sấy khô, đóng hộp và bảo quản lạnh. Trong đó, phương pháp bảo quản lạnh được ưa chuộng hơn cả, bởi phương pháp này có những ưu điểm nổi bật như:

• Phương pháp bảo quản lạnh có thể bảo quản hầu hết các loại lương thực thực phẩm

• Công việc bảo quản dễ dàng và nhanh chóng, đặc biệt hữu hiệu khi bảo quản thực phẩm theo mùa vụ với nhiều loại nông sản khác nhau. 

• Phương pháp này giúp bảo quản tối đa các thuộc tính tự nhiên vốn có của thực phẩm, giúp giữ được màu sắc, hương vị, các khoáng vi lượng và chất dinh dưỡng trong thực phẩm

Ứng dụng trong sản xuất bia, nước ngọt

Bia thuộc loại đồ uống có độ cồn thấp, được sản xuất bằng cách lên men ở nhiệt độ thấp từ dung dịch đường (gạo, ngô, đại mạch, tiểu mạch,...) nước và hoa bia. Quy trình sản xuất bia hiện nay gồm nhiều giai đoạn tiến hành làm lạnh mới có thể đảm bảo yêu cầu. 

Đối với các nhà máy sản xuất bia hiện đại ngày nay, các bước làm lạnh được thực hiện ở các khâu cụ thể như sau:

• Sử dụng để làm lạnh nhanh dung dịch đường sau khi nấu 

Dung dịch đường sau quá trình houblon hóa ở nhiệt độ khoảng 80 độ C cần phải tiến hành hạ nhiệt độ một cách nhanh chóng xuống nhiệt độ lên men 4 - 8 độ C. 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 của 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.

• Quá trình lên men bia 

Quá trình lên men bia được thực hiện ở một phạm vi nhiệt độ nhất định khoảng 4 - 8 độ C. Quá trình lên men là giai đoạn quyết định để chuyển hóa dịch đường houblon hóa thành bia dưới tác động của nấm men thông qua hoạt động sống của chúng. Trong quá trình lên men dung dịch tỏa ra một lượng nhiệt lớn và CO2. 

• Bảo quản và nhân men giống 

Một khâu vô cùng quan trọng cần làm lạnh trong nhà máy bia là khâu bảo quản và nhân men giống. Men giống được bảo quản trong những tank đặc biệt ở nhiệt độ thấp. Tank cũng có cấu tạo tương tự tank lên men, nó có thân hình trụ bên ngoài có bọc lớp bảo ôn bằng xốp, bọc tôn bên ngoài cùng, chất dẫn lạnh có thể sử dụng cồn,…

• Làm lạnh đông CO2 

Trong quá trình lên men bia sẽ sinh ra một lượng lớn khí CO2, khí này là một trong những thành phần không thể thiếu trong một chai bia thành phẩm, bởi vậy chúng sẽ được thu hồi bằng phương pháp làm lạnh để hoá lỏng, giúp tốn ít thể tích thiết bị để tồn chứa. 

Ứng dụng trong công nghiệp hóa chất

Ứng dụng motor hạ thế trong ngành công nghiệp lạnh, đối với công nghiệp hoá chất, sử dụng kỹ thuật lạnh để hóa lỏng các chất như cacbonic, clo, sunfuaro, amoniac, các khí sinh học và các loại chất đốt,...

Quá trình hoá lỏng và tách các chất khí từ không khí có ý nghĩa quan trọng, vô cùng to lớn đối với ngành luyện kim, sản xuất chế tạo cơ khí, chế tạo máy, y học, chất tải lạnh, phân đạm,...

Bên cạnh đó, các loại khí trơ như agon, neon,.... sử dụng trong công nghiệp hoá chất, sản xuất bóng đèn. Việc sản xuất vải sợi, tơ, cao su nhân tạo, cuộn film,...ngày nay được sự hỗ trợ tích cực của ngành công nghiệp lạnh. 

Ví dụ: trong quy trình sản xuất tơ nhân tạo người ta phải làm lạnh bể quay tơ xuống nhiệt độ thấp theo đúng yêu cầu công nghệ thì chất lượng mới đảm bảo. Cao su và các chất dẻo khi hạ nhiệt độ xuống thấp sẽ trở nên giòn và dễ vỡ như thuỷ tinh. Nhờ đặc tính này người ta có thể chế tạo được cao su bột. Khi hoà trộn với bột sắt để tạo nên cao su từ tính hoặc hoà trộn với phụ gia nào đó có thể đạt được độ đồng đều rất cao. Trong công nghiệp hoá chất cũng sử dụng kỹ thuật lạnh rất nhiều trong các quy trình sản xuất khác nhau để tạo ra nhiệt độ lạnh thích hợp nhất cho từng hóa chất.

Ứng dụng công nghệ lạnh trong công nghiệp hóa chất là việc làm cần thiết nhằm đảm bảo việc duy trì chất lượng của các loại hóa chất, từ đó giúp việc sử dụng đạt kết quả cao nhất.

Ứng dụng trong điều hòa không khí

Ngày nay kỹ thuật điều hoà được sử dụng rất rộng rãi trong đời sống và trong công nghiệp. Khâu quan trọng nhất trong các hệ thống điều hòa không khí đó là hệ thống lạnh. 

Máy lạnh được sử dụng để xử lý nhiệt ẩm không khí trước khi cấp vào phòng. Máy lạnh không chỉ được sử dụng để làm lạnh về mùa hè mà còn được đảo chiều để sưởi ấm mùa đông.

Điều hoà không khí được sử dụng với 2 mục đích:

- Phục vụ cuộc sống tiện nghi của con người (Hệ thống điều hòa trong đời sống, dân dụng).

- Phục vụ các quá trình sản xuất (Hệ thống điều hòa công nghiệp).

• Các hệ thống điều hòa trong đời sống dân dụng

Hiện nay các hệ thống điều hoà được sử dụng rất rộng rãi ở các hộ gia đình, trong các công sở, cơ quan, nhà máy, xí nghiệp, khách sạn, ngân hàng, nhà thi đấu thể thao, hội trường, rạp chiếu bóng, rạp hát vv.. nhằm phục vụ cuộc sống tiện nghi của con người.

Nhiệt độ thích hợp đối với con người là khoảng từ 22oC - 29oC. Tuy nhiên khí hậu quanh năm luôn luôn thay đổi, mùa hè nước ta nhiều nơi nhiệt độ có thể đạt 40oC. Làm việc trong những điều kiện như vậy rất khó chịu và ảnh hưởng nhất định đến hiệu quả và chất lượng công việc. Ngược lại mùa đông, nhiệt độ có thể hạ xuống 10oC.

Hiện nay người ta sử dụng nhiều hệ thống điều hòa khác nhau trong đời sống như: Máy điều hòa dạng cửa sổ, máy điều hoà 2 mãnh, máy điều hoà kiểu VRV, máy điều hoà làm lạnh bằng nước và máy điều hòa trung tâm.

Đối với các hộ gia đình, thích hợp nhất là các máy điều hòa công suất nhỏ như loại cửa sổ và máy điều hoà 2 mãnh.

• Các hệ thống điều hòa trong công nghiệp

Trong nhiều ngành công nghiệp để sản xuất ra các sản phẩm có chất lượng kỹ thuật cao đòi hỏi phải duy trì nhiệt độ, độ ẩm trong một giới hạn nhất định. Ví dụ như trong ngành cơ khí chính xác, thiết bị quang học, trong công nghiệp bánh kẹo, trong ngành điện tử vv…

Trong các ngành công nghiệp nhẹ điều hoà không khí cũng được sử dụng nhiều như trong công nghiệp dệt, công nghiệp thuốc lá vv...

Mỗi loại sản phẩm đòi hỏi sản xuất trong những điều kiện nhiệt độ, độ ẩm khác nhau, ví dụ như:

- Kẹo sôcôla: 7 - 8 oC

- Kẹo cao su: 20oC

- Bảo quản rau quả : 10oC

- Đo lường chính xác: 20 - 24 oC

- Công nghiệp dệt: 20 - 32oC

- Chế biến thực phẩm: Nhiệt độ càng thấp càng tốt, khoảng 5 - 10oC

Các hệ thống điều hòa không khí trong công nghiệp chủ yếu là các hệ thống công suất lớn như kiểu VRV, máy điều hoà làm lạnh bằng nước và máy điều hòa trung tâm.

Ứng dụng trong siêu dẫn

Một ứng dụng rất quan trọng của kỹ thuật lạnh là sử dụng trong kỹ thuật siêu dẫn. Người ta nhận thấy khi làm lạnh các chất dẫn điện xuống nhiệt độ rất thấp thì điện trở của nó bằng 0. Thông thường nhiệt độ đó rất thấp.

Khi dây đạt được nhiệt độ siêu dẫn thì có thể sử dụng vật liệu dẫn điện mà không gây ra tổn thất điện năng trên đường dây. Trong trường hợp đó có thể ứng dụng để tạo ra các nam châm cực lớn trong các máy gia tốc của nhà máy điện nguyên tử, nhiệt hạch, đệm từ cho các tàu cao tốc, nam châm điện của các cầu cảng vv…

Ngày nay trong các phòng thí nghiệm người ta đã nghiên cứu được các hợp kim có thể đạt trạng thái siêu dẫn ở nhiệt độ cao, mở ra triển vọng ứng dụng rộng rãi kỹ thuật siêu dẫn.

Ứng dụng trong y tế và sinh học

• Ứng dụng trong y tế

Các ứng dụng của kỹ thuật lạnh trong y tế rất phong phú, từ việc điều hòa trong các bệnh viện, bảo quản thuốc trong các buồng lạnh, đến bảo quản các bộ phận cơ thể.

• Bảo quản máu và các bộ phận cấy ghép

Ngày nay, trong các bệnh viện nhu cầu về máu rất cao. Máu được bảo quản trong các tủ lạnh có nhiệt độ +4oC. Tuy nhiên thời gian bảo quản bị hạn chế chỉ trong vài tuần lễ, sau đó bắt đầu quá trình tan rã hồng cầu (quá trình hemolyse). Để bảo quản lâu vài tháng cần tách plasma khỏi hồng cầu.

Các bộ phận xương dùng cấy ghép cần duy trì trong tủ lạnh nhiệt độ thấp, nhiệt độ bảo quản càng thấp thời gian bảo quản càng lâu. Ở nhiệt độ +2 đến +4oC thời gian bảo quản từ một đến hai tuần, ở nhiệt độ -18oC có thể giữ được trong 6 tuần. Hiện nay người ta bảo quản xương, các bộ phận cấy ghép ở -70oC.

Các bộ phận cấy ghép có thể được bảo quản bằng phương pháp sấy thăng hoa. Như vậy không cần bảo quản và vận chuyển lạnh. Phương pháp sấy thăng hoa giữ một vị trí quan trọng trong kỹ thuật bảo quản các bộ phận cấy ghép lên cơ thể.

Ngày nay, thế giới đang phát triển mạnh ngành vi phẫu thuật, để giải quyết tốt hàng loạt các ca phức tạp như ghép dây thần kinh, ghép nối các mạch máu, can thiệp trực tiếp vào các túi phình mạch máu não, nối các mạch máu da đầu và mạng lưới huyết quản nuôi dưỡng não, tái lập sự lưu thông của hệ thống động mạch vành tim vv… thì việc bảo quản sẵn sàng các phẩm vật sinh học để kịp thời thay thế là một nhu cầu rất cấp thiết.

Một số thuốc quý đòi hỏi bảo quản ở nhiệt độ từ –15oC đến –25oC, ví dụ như cao gan, sữa ong chúa, các loại thuốc kháng sinh, vv..

Hầu hết các thuốc còn lại cần phải bảo quản trong điều kiện nhiệt độ thấp

• Hạ thân nhiệt nhân tạo

Trong y tế người ta còn sử dụng lạnh trong phẫu thuật với những mục đích chủ yếu sau:

- Làm lạnh cục bộ tại nơi phẫu thuật để gây tê, giảm đau cho bệnh nhân.

- Giảm trao đổi chất để ngừng vòng tuần hoàn máu khi phẫu thuật.

- Gây ngủ nhân tạo, để phẫu thuật.

- Ướp xác chết phục vụ khám, xét nghiệm tử thi hoặc chờ mai táng.

Trong các khoa răng hàm mặt người ta sử dụng các dao mổ lạnh chuyên dùng, có tác dụng làm giảm đau khi nhổ răng. Trong khoa mắt người ta sử dụng kỹ thuật lạnh đông để lấy thuỷ tinh thể bị đục ra khỏi mắt do vậy hiệu quả chữa bệnh nâng lên rất cao. Đối với các bệnh nhân ung thư, người ta dùng N2 lỏng đạt nhiệt độ –196oC bơm bào khối ung thư để diệt những mô ung thư ở đó và loại trừ hoàn toàn khả năng lan truyền của tế bào ung thư trong cơ thể. Dùng những dụng cụ âm sâu cho phép khử những u ác tính ở những vị trí khó phẩu thuật của cơ thể, loại trừ khả năng di căn, hạn chế đau đớn.

Một số động vật có giấc ngủ đông trong khoảng thời gian rất lâu mà vẫn duy trì được sự sống. Muốn vậy động vật thường hạ thân nhiệt xuống nhiệt độ khá thấp, xấp xỉ nhiệt độ môi trường để giảm trao đổi chất trong cơ thể. Con người nếu được giảm thân nhiệt nhân tạo, sự trao đổi chất trong cơ thể giảm xuống đáng kể, nhịp đập của tim giảm xuống.

Giảm trao đổi chất trong cơ thể và qua đó giảm tiêu hao oxy là rất cần thiết trong khi mổ tim. Trong suốt quá trình mổ tim, vòng tuần hoàn máu phải ngừng hoạt động nhưng không được gây ra bất kỳ tổn hại nào. Ngay ở nhiệt độ cơ thể 28oC có thể ngừng tuần hoàn máu trong thời gian 8 phút để tiến hành mổ tim.

Để làm lạnh (hạ thân nhiệt) một bệnh nhân đã gây mê có thể tiến hành theo nhiều cách, ví dụ như nhúng vào hỗn hợp nước và nước đá hoặc quấn quanh thân một tấm mền lạnh. Từ cách thử nghiệm trên súc vật người ta đã xây dựng được một thiết bị dùng hạ thân nhiệt và được điều chỉnh rất dễ dàng. Bệnh nhân được đặt trong một khoang nhỏ có gió lạnh lưu thông, khoang được làm bằng chất dẻo trong suốt, bên dưới bố trí dàn lạnh và quạt gió. Không khí được làm lạnh xuống +4oC ở cửa vào. Nhiệt độ gió có thể điều chỉnh xuống -2oC. Toàn bộ các thiết bị khác của hệ thống lạnh như máy nén, dàn nóng, tủ điện, đường ống được bố trí ở phía dưới hộp chất dẻo, toàn bộ được đặt trên xe nên di chuyển dễ dàng.

Ngoài ra để hạ thân nhiệt người ta còn sử dụng phương pháp bức xạ, bằng cách đặt bệnh nhân vào trong một chiếc hộp, bề mặt xung quanh hộp được làm lạnh sâu bằng polyetylen. Nhiệt bức xạ từ cơ thể được bề mặt lạnh hấp thụ, nhưng giảm thành phần tổn thất lạnh do đối lưu và hiện tượng ngưng tụ.

Trong các ca mổ khó khăn đòi hỏi thời gian mổ kéo dài, nhiệt độ thân nhiệt đòi hỏi hạ thấp hơn nhiều. Tuy nhiên khi hạ nhiệt độ xuống thấp 28 -  26oC có nhiều nguy cơ không thể đưa tim hoạt động trở lại được. Vì vậy người ta sử dụng phương pháp khác. Trong trường hợp này người ta sử dụng phương pháp làm lạnh riêng vòng tuần hoàn máu. Máu được đưa vào ống xoắn đặt trong dung dịch chất lỏng lạnh và được một bơm máu (thay chức năng của tim) bơm tuần hoàn như bình thường. Tim được đưa ra khỏi vòng tuần hoàn để mổ.

Bằng phương pháp này, người ta có thể đưa thân nhiệt xuống đến 13oC thậm chí thấp hơn. Tốc độ làm lạnh phù hợp được ghi nhận là 1K/phút. Làm lạnh máu được tiến hành gián tiếp qua nước lạnh để đề phòng trường hợp nhiệt độ máu giảm xuống 2oC. Nước lạnh được sản xuất trong máy làm lạnh nước có phủ băng để giữ nhiệt độ không đổi khi chảy vào bình làm lạnh máu. Trong quá trình làm ấm sau khi mổ nước nóng có nhiệt độ 42oC được cho chảy vào bình trao đổi nhiệt để làm ấm máu.

• Kỹ thuật cryô

Kỹ thuật lạnh ngày càng đóng vai trò quan trọng trong nông, lâm nghiệp, sinh học, vi sinh vv.. Kỹ thuật lạnh thâm độ còn gọi là kỹ thuật cryô (-80 đến-196oC) đã hỗ trợ đắc lực cho việc lai tạo giống, bảo quản tinh đông, gây đột biến hoặc các kỹ thuật khác trong lai tạo giống.

Nhờ kỹ thuật cryô mà từ một con bò đực người ta đã có thể thụ tinh cho hàng vạn con cái khác nhau, ngay cả sau khi đã chết hàng chục năm.

Ở Mỹ hiện nay có hàng chục bệnh nhân bị các chứng bệnh nan y đang được ướp sống chờ đến khi con người có khả năng chữa trị căn bệnh đó từ người bệnh, người ta sẽ phục hồi lại và bệnh nhân có thể sống lại được. Nếu thành công có thể ngừng cuộc sống trong một thời gian nhất định. Tuy nhiên, hiện nay vẫn còn vấn đề kỹ thuật chưa giải quyết được, đó là tế bào thần kinh của các động vật máu nóng không thích hợp với môi trường lạnh nên nếu xác ướp được làm sống lại được thì tâm tư tình cảm sẽ hoàn toàn thay đổi.

Đây là nguyên nhân hạn chế sự phát triển của kỹ thuật ướp xác sống bằng lạnh sâu.

Trên đây Nam Phát đã chia sẻ đến bạn những ứng dụng motor hạ thế cho ngành công nghiệp lạnh, hy vọng sẽ hữu ích cho bạn. Nếu bạn có nhu cầu mua các thiết bị, động cơ cho ngành công nghiệp lạnh, vui lòng liên hệ với chúng tôi qua Hotline để biết thêm thông tin chi tiết.