Tư vấn toàn diện về băng chuyền cấp đông IQF cấu tạo và nguyên lý hoạt động | PTG

Hiện nay, ngành chế biến nông sản, thủy hải sản đang dịch chuyển mạnh mẽ sang các giải pháp công nghệ cao, hệ thống băng chuyền cấp đông IQF (Individual Quick Freezing) không thể thiếu trong các nhà máy sản xuất hiện đại. Công nghệ này không chỉ đảm bảo tốc độ làm lạnh siêu nhanh mà còn bảo toàn nguyên vẹn giá trị dinh dưỡng, màu sắc và cấu trúc tế bào của thực phẩm, giúp nâng cao năng lực cạnh tranh cho doanh nghiệp trên thị trường.

Khái niệm chuyên sâu về công nghệ Individual Quick Freezing (IQF)

IQF là giải pháp cấp đông nhanh từng cá thể độc lập. Khác hoàn toàn với phương pháp cấp đông khối (Block Freezing) thường gây ra hiện tượng kết dính và biến dạng sản phẩm, IQF cho phép mỗi đơn vị thực phẩm được làm lạnh rời rạc. Điều này mang lại sự thuận tiện tối đa trong quá trình đóng gói, vận chuyển và sử dụng cuối cùng của người tiêu dùng.

Bản chất của công nghệ IQF là tốc độ vượt qua "điểm kết tinh đá". Khi thực phẩm được làm lạnh từ -1°C đến -5°C trong thời gian cực ngắn, các tinh thể đá hình thành bên trong tế bào sẽ có kích thước siêu nhỏ và mịn. Các tinh thể này không đủ lớn để làm rách màng tế bào, từ đó giữ cho thực phẩm không bị mất nước (drip loss) sau khi rã đông, bảo đảm độ tươi ngon và cấu trúc hoàn hảo như ban đầu.

Cấu tạo chi tiết của hệ thống băng chuyền IQF hiện đại

Một hệ thống IQF tiêu chuẩn là một tổ hợp cơ khí chính xác, được chế tạo từ các vật liệu bền bỉ trong môi trường nhiệt độ âm sâu, đáp ứng các tiêu chuẩn vệ sinh an toàn thực phẩm khắt khe như HACCP.

1. Vỏ buồng cách nhiệt (Insulated Enclosure)

Vỏ buồng được cấu thành từ các tấm Panel Polyurethane (PU) tỷ trọng cao, độ dày từ 150mm trở lên. Bề mặt Panel thường được bọc Inox 304 cả hai mặt để chống ăn mòn và dễ dàng vệ sinh. Thiết kế của buồng phải triệt tiêu hoàn toàn các cầu nhiệt, đảm bảo khả năng giữ nhiệt tuyệt đối và tiết kiệm năng lượng tối đa trong quá trình vận hành liên tục.

2. Hệ thống băng tải và truyền động

Băng tải là thành phần chịu tải và vận chuyển sản phẩm đi xuyên qua buồng lạnh. Tùy theo công nghệ mà băng tải có thể làm bằng inox hoặc nhựa thực phẩm chịu nhiệt. Hệ thống truyền động được điều khiển bởi biến tần, cho phép điều chỉnh chính xác thời gian cấp đông phù hợp với từng kích cỡ và chủng loại thực phẩm khác nhau.

Hình 1: Mô tả cấu trúc lắp đặt hệ thống băng tải bên trong buồng IQF

3. Cụm dàn lạnh bay hơi hiệu suất cao

Dàn lạnh được thiết kế với diện tích trao đổi nhiệt lớn, thường sử dụng ống nhôm tản nhiệt mật độ cao. Thiết kế này giúp tối ưu hóa hiệu suất trao đổi nhiệt giữa môi chất lạnh và không khí trong buồng. Hệ thống xả đá cũng được tích hợp thông minh để đảm bảo dàn lạnh không bị bám tuyết quá dày, duy trì hiệu quả làm mát ổn định suốt ca sản xuất.

4. Hệ thống quạt thông gió cưỡng bức

Quạt gió công suất lớn có nhiệm vụ tạo ra luồng khí lạnh tốc độ cao thổi trực tiếp lên bề mặt sản phẩm. Trong các hệ thống IQF tầng sôi, quạt được tính toán lưu lượng gió chính xác để có thể nâng nhẹ sản phẩm lên khỏi mặt băng tải, giúp quá trình trao đổi nhiệt diễn ra đồng đều 360 độ xung quanh cá thể thực phẩm.

Nguyên lý hoạt động và quy trình cấp đông nhiệt độ âm sâu

Nguyên lý cốt lõi của băng chuyền IQF dựa trên sự kết hợp giữa truyền nhiệt đối lưu mạnh mẽ và hiện tượng tầng sôi. Quy trình vận hành thường trải qua các giai đoạn kỹ thuật nghiêm ngặt:

Giai đoạn tiền đông bề mặt

Sản phẩm ngay khi vào buồng lạnh sẽ gặp luồng gió lạnh đầu tiên để làm đóng băng tức thì lớp vỏ bên ngoài. Bước này rất quan trọng để "khóa" độ ẩm bên trong, ngăn chặn sự bay hơi và giữ cho sản phẩm không bị bết dính vào nhau.

Giai đoạn cấp đông sâu vùng tâm

Dưới tác động của nhiệt độ không khí từ -35°C đến -40°C và vận tốc gió cực lớn, nhiệt lượng tại tâm sản phẩm nhanh chóng được rút ra ngoài. Toàn bộ lượng nước bên trong sẽ kết tinh thành đá mịn trong thời gian chỉ từ vài phút, đảm bảo cấu trúc vi mô của thực phẩm không bị tổn thương.

Giải thích kỹ thuật: Đối với dòng IQF tầng sôi, sản phẩm sẽ ở trạng thái lơ lửng nhờ lực đẩy của gió lạnh từ dưới lên. Trạng thái này giúp tăng diện tích tiếp xúc nhiệt lên mức tối đa, rút ngắn thời gian cấp đông xuống mức thấp nhất so với bất kỳ phương pháp nào khác.

Phân loại các hệ thống IQF theo đặc tính sản phẩm

Việc lựa chọn loại băng chuyền phù hợp là yếu tố quyết định đến chất lượng thành phẩm và hiệu quả đầu tư:

Các tiêu chuẩn khắt khe trong thiết kế hệ thống cấp đông chuẩn quốc tế

Để một hệ thống IQF hoạt động ổn định trong nhiều thập kỷ, quy trình thiết kế và lắp đặt cần tuân thủ những tiêu chuẩn kỹ thuật chuyên sâu:

• Chống ăn mòn và oxy hóa: Trong môi trường nhiệt độ âm và độ ẩm cao, mọi thành phần khung giá, vỏ quạt và máng thoát nước bắt buộc phải sử dụng Inox 304. Các vật liệu kém chất lượng sẽ nhanh chóng bị gỉ sét, gây mất an toàn vệ sinh thực phẩm.
• Thiết kế vệ sinh dễ dàng: Hệ thống phải được thiết kế mở để các vòi xịt vệ sinh có thể tiếp cận mọi ngóc ngách. Sàn buồng phải có độ dốc thoát nước tối ưu và trang bị hệ thống vệ sinh tại chỗ (CIP) để rút ngắn thời gian chuyển đổi giữa các lô hàng.
• Tối ưu hóa năng lượng: Hệ thống điều khiển phải tích hợp PLC và biến tần để tự động cân bằng công suất máy nén theo lượng hàng thực tế trên băng chuyền, giúp giảm thiểu lãng phí điện năng tối đa.

Hình 2: Dây chuyền hệ thống cấp đông IQF đã được lắp đặt và bàn giao cho khách hàng

Giá trị kinh tế và lợi thế cạnh tranh khi ứng dụng IQF

Đầu tư vào hệ thống băng chuyền IQF không chỉ là nâng cấp máy móc, mà là nâng tầm giá trị cho toàn bộ thương hiệu sản phẩm của doanh nghiệp:

• Nâng cao giá trị thương phẩm: Sản phẩm cấp đông IQF luôn có giá trị kinh tế cao hơn nhờ giữ được màu sắc tươi tắn và hương vị nguyên bản, đáp ứng các tiêu chuẩn xuất khẩu vào các thị trường khó tính nhất.
• Giảm tỷ lệ hao hụt tế bào: Tốc độ cấp đông nhanh giúp giảm độ drip loss xuống mức tối thiểu (dưới 1%), trong khi các phương pháp cũ có thể làm mất đi 3-5% trọng lượng sản phẩm do mất nước.
• Quy trình sản xuất liên tục: Hệ thống vận hành tự động giúp giảm bớt sự phụ thuộc vào nhân công trực tiếp, tăng độ ổn định cho dây chuyền sản xuất quy mô lớn.

Tóm lại, việc lựa chọn và vận hành một hệ thống băng chuyền cấp đông IQF đòi hỏi sự tính toán kỹ lưỡng về mặt kỹ thuật và kinh tế. Một hệ thống được thiết kế đúng chuẩn sẽ là nền tảng vững chắc để doanh nghiệp thực phẩm vươn tầm, khẳng định chất lượng và tối ưu hóa lợi nhuận trong dài hạn.

Hình 3: Văn phòng Công ty Phú Thọ Group luôn sẵn sàng chào đón quý khách hàng

Giải đáp thắc mắc chuyên sâu về hệ thống IQF