Khu vực chế biến và sản xuất thực phẩm nên ưu tiên quạt cho khu vực sản xuất thực phẩm sử dụng vật liệu chống ăn mòn như Inox 304, phù hợp với môi trường có độ ẩm cao, thường xuyên vệ sinh và dễ phát sinh hơi nước. Bề mặt thiết bị cần nhẵn, ít bám bụi và thuận tiện lau rửa để hỗ trợ duy trì điều kiện vệ sinh. 3 nhóm quạt thường được sử dụng gồm quạt hướng trục để cấp – thoát khí, quạt ly tâm để hút mùi hoặc khí thải qua đường ống và quạt cắt gió bố trí tại cửa nhằm hạn chế bụi, côn trùng xâm nhập.
1. Quạt cho khu vực sản xuất thực phẩm là gì?
Quạt cho khu vực sản xuất thực phẩm là thiết bị tạo và kiểm soát dòng không khí nhằm thông gió, cấp khí, hút khí thải hoặc thu gom hơi nóng, ẩm, mùi và bụi phát sinh trong quá trình chế biến. Thiết bị cần được lựa chọn phù hợp với mức độ sạch của từng khu vực, đặc tính dòng khí và yêu cầu vệ sinh của dây chuyền.
Khác với quạt dùng cho không gian thông thường, các dòng quạt công nghiệp sử dụng trong nhà máy thực phẩm cần được xem như một thành phần của toàn bộ hệ thống thông gió, thay vì thiết bị hoạt động độc lập.
Một hệ thống có thể bao gồm:
- Quạt cấp khí.
- Quạt hút khí.
- Chụp hút tại nguồn.
- Đường ống.
- Bộ lọc khí hoặc lọc bụi.
- Cửa gió và van điều chỉnh.
- Hệ thống điều khiển.
Trong nhà máy có khu nguyên liệu, chế biến, làm nguội và đóng gói, không nên chỉ lắp một số quạt lớn rồi để dòng khí di chuyển tự do giữa tất cả các khu vực. Hướng dòng khí cần được kiểm soát nhằm hạn chế nguy cơ đưa hơi, bụi hoặc chất ô nhiễm từ khu vực có mức độ vệ sinh thấp hơn sang khu vực sạch.
2. Tiêu chí chọn quạt thực phẩm
Muốn chọn đúng quạt cho khu vực sản xuất thực phẩm cần đồng thời xem xét lưu lượng, áp suất, tính chất khí cần xử lý, phân vùng vệ sinh, vật liệu thiết bị, khả năng vệ sinh và điều kiện vận hành. Chọn quạt theo công suất motor hoặc đường kính cánh đơn thuần có thể dẫn đến thiếu gió, sai hướng khí hoặc tiêu tốn điện không cần thiết.
Các tiêu chí dưới đây nên được đánh giá ngay từ bước khảo sát để hạn chế việc phải thay đổi thiết bị hoặc cải tạo đường ống sau khi lắp đặt.
2.1. Khả năng kiểm soát hướng dòng khí
Trong nhà máy thực phẩm, dòng khí phải được xem xét cùng với sự phân chia khu vực sạch và khu vực có nguy cơ phát sinh bụi, hơi hoặc mùi.
Khi thiết kế cần xác định rõ:
Khu vực nào cấp khí → không khí đi qua đâu → được hút ở đâu → thải ra vị trí nào.
Ví dụ, nếu khu sơ chế phát sinh mùi và hơi ẩm nằm cạnh khu đóng gói thành phẩm, hướng gió không nên đẩy không khí từ khu sơ chế sang khu đóng gói.
2.2. Lưu lượng và áp suất của quạt
Hai thông số quan trọng khi chọn quạt là:
- Lưu lượng Q: lượng không khí quạt cần vận chuyển trong một đơn vị thời gian.
- Áp suất: khả năng của quạt thắng sức cản của chụp hút, bộ lọc, đường ống, co cút, van và các thiết bị khác.
Một quạt có lưu lượng danh định lớn chưa chắc cung cấp đủ gió sau khi lắp vào hệ thống nếu đường ống dài, có nhiều co cút hoặc bộ lọc tạo trở lực lớn.
2.3. Loại chất cần xử lý
Không khí tại nhà máy thực phẩm có thể chứa nhiều thành phần khác nhau:
| Nguồn phát sinh | Yêu cầu hệ thống thường gặp |
|---|---|
| Nồi nấu, hấp | Hút hơi nóng và hơi ẩm |
| Chiên, gia nhiệt | Hút nhiệt, hơi dầu hoặc mùi |
| Trộn bột | Thu bụi tại nguồn |
| Sơ chế nguyên liệu | Kiểm soát mùi và hơi ẩm |
| Khu đóng gói | Kiểm soát chất lượng và hướng dòng khí |
| Khu rửa | Hạn chế tích tụ hơi nước, ngưng tụ |
Do đó, không nên chọn một kiểu quạt duy nhất cho toàn bộ nhà máy mà cần xác định nhiệm vụ của từng khu vực.
2.4. Vật liệu và khả năng vệ sinh
Không phải mọi khu vực sản xuất thực phẩm đều bắt buộc sử dụng cùng một loại vật liệu quạt.
Cần căn cứ vào:
- Độ ẩm.
- Tính ăn mòn của môi trường.
- Tần suất vệ sinh.
- Hóa chất vệ sinh sử dụng.
- Khả năng bám bẩn.
- Dòng khí có chứa dầu, hơi nước hoặc bụi hay không.
Ở những vị trí có độ ẩm cao hoặc thường xuyên vệ sinh bằng nước, ngoài vật liệu quạt còn cần xem xét lớp bảo vệ bề mặt, motor và vị trí lắp thiết bị.
2.5. Khả năng kiểm soát bụi
Với các công đoạn cân, đổ, nghiền hoặc trộn bột, việc chỉ sử dụng quạt thông gió chung thường không hiệu quả bằng thu bụi ngay tại nguồn.
Hệ thống hút cục bộ thường được tổ chức theo chuỗi:
Nguồn bụi → chụp hút → đường ống → thiết bị lọc → quạt hút → điểm thải.
Đối với các dây chuyền phát sinh lượng bụi đáng kể, có thể tham khảo cấu hình quạt ly tâm hút bụi công nghiệp để hiểu rõ hơn cách quạt tạo áp và vận chuyển dòng khí qua đường ống, thiết bị lọc. Sản phẩm này trên website DOBACO cũng được định hướng cho một số ứng dụng trong lĩnh vực thực phẩm.
2.6. Rủi ro với bụi có khả năng cháy
Một số nguyên liệu dạng bột mịn trong sản xuất thực phẩm có thể tạo môi trường nguy hiểm khi bụi tích tụ và gặp nguồn gây cháy phù hợp.
Vì vậy, với dây chuyền phát sinh nhiều bụi mịn, việc lựa chọn quạt, motor, đường ống và thiết bị lọc cần dựa trên đánh giá nguy cơ cụ thể. Không nên tự thay quạt hoặc cải tạo hệ thống hút bụi khi chưa xác định rõ đặc tính vật liệu.
3. Các loại quạt phù hợp với khu vực sản xuất thực phẩm
Không có một loại quạt phù hợp với mọi nhà máy thực phẩm. Quạt hướng trục thường thuận lợi cho thông gió lưu lượng lớn khi trở lực hệ thống không cao, trong khi quạt ly tâm thường phù hợp hơn với các tuyến đường ống, chụp hút hoặc bộ lọc cần áp suất lớn hơn.
Tùy mục tiêu cấp khí, hút khí, hút bụi hay xử lý hơi nóng mà doanh nghiệp có thể lựa chọn các nhóm quạt khác nhau.
3.1. Quạt hướng trục
Quạt hướng trục công nghiệp tạo dòng khí chủ yếu theo phương song song với trục quay. Đây là cấu hình thường được cân nhắc cho thông gió tổng thể hoặc cấp – hút khí ở những hệ thống có sức cản không quá lớn.
Phù hợp khi:
- Cần trao đổi lượng không khí lớn.
- Đường dẫn khí tương đối đơn giản.
- Không có quá nhiều phần tử gây tổn thất áp suất.
- Cần thông gió cho khu phụ trợ hoặc không gian sản xuất phù hợp.
Nếu phía sau quạt có đường ống dài, nhiều co cút hoặc bộ lọc có trở lực lớn, cần kiểm tra đường đặc tính quạt thay vì chỉ chọn theo đường kính cánh.
3.2. Quạt ly tâm
Quạt ly tâm hút không khí vào vùng tâm bánh công tác và đưa dòng khí ra theo hướng thiết kế của vỏ quạt. Loại quạt này thường được xem xét khi hệ thống cần tạo đủ áp suất để thắng trở lực của đường ống và các thiết bị xử lý.
Ứng dụng có thể gồm:
- Hút mùi theo đường ống.
- Hút hơi tại khu chế biến.
- Hút cục bộ tại máy.
- Hệ thống hút bụi.
- Hệ thống đi qua thiết bị lọc.
- Các tuyến ống có tổng trở lực tương đối lớn.
Việc chọn dạng cánh, vật liệu và cấu hình truyền động cần dựa trên tính chất dòng khí và yêu cầu thực tế của hệ thống.
3.3. Quạt hút mái
Quạt mái có thể được sử dụng để hỗ trợ thải khí nóng tích tụ ở vùng cao của nhà xưởng.
Thiết bị này phù hợp hơn với mục tiêu thông gió tổng thể. Nếu nguồn hơi, mùi hoặc bụi tập trung tại một thiết bị cụ thể, phương án hút trực tiếp tại nguồn thường hiệu quả hơn việc chỉ tăng công suất quạt mái.
3.4. Quạt cấp khí kết hợp lọc
Đối với khu vực cần kiểm soát chất lượng khí cấp, quạt có thể được tích hợp trong hệ thống:
Không khí ngoài trời → lọc → xử lý nhiệt/ẩm nếu cần → quạt cấp → phân phối đến khu vực sản xuất.
Ở khu vực có yêu cầu vệ sinh cao, việc lắp một quạt thổi trực tiếp từ ngoài vào chưa chắc phù hợp nếu không kiểm soát được chất lượng nguồn khí cấp.
4. Cách chọn quạt cho khu vực sản xuất thực phẩm
Quy trình chọn quạt nên bắt đầu từ nguồn phát sinh và yêu cầu của khu vực, sau đó mới tính lưu lượng, trở lực và lựa chọn thiết bị. Thứ tự hợp lý là: xác định mục tiêu → phân vùng → tính lưu lượng → tính áp suất → chọn loại quạt → chọn vật liệu → kiểm tra phương án lắp đặt.
Cách làm này giúp hạn chế tình trạng chọn quạt trước rồi mới tìm cách bố trí hệ thống xung quanh thiết bị.
4.1. Xác định nhiệm vụ của quạt
Trước tiên cần trả lời quạt được dùng để:
- Cấp khí.
- Thải khí nóng.
- Hút hơi ẩm.
- Hút mùi.
- Hút bụi.
- Thu khí tại máy.
- Duy trì hướng dòng khí giữa các khu vực.
Một khu vực có thể đồng thời cần nhiều chức năng. Khi đó, cấp khí và hút khí nên được tính như một hệ thống thay vì hai thiết bị độc lập.
4.2. Xác định thể tích khu vực
Thể tích phòng được tính:
V = Dài × Rộng × Cao
Trong đó:
V: thể tích không gian, đơn vị m³.Dài,Rộng,Cao: kích thước khu vực, đơn vị m.
Đây là dữ liệu cơ bản để xác định lưu lượng thông gió tổng thể.
4.3. Tính lưu lượng theo số lần trao đổi khí
Khi thiết kế theo số lần trao đổi không khí:
Q = n × V
Trong đó:
Q: lưu lượng yêu cầu, m³/h.n: số lần trao đổi không khí trong một giờ, lần/h.V: thể tích phòng, m³.
Không nên áp dụng một giá trị n cố định cho tất cả nhà máy thực phẩm. Giá trị thiết kế còn phụ thuộc công đoạn, tải nhiệt, độ ẩm, lượng hơi hoặc chất ô nhiễm phát sinh và yêu cầu của từng khu vực.
4.4. Tính lưu lượng cho miệng hoặc chụp hút
Trong một số bài toán có thể sử dụng:
Q = v × A × 3.600
Trong đó:
Q: lưu lượng, m³/h.v: vận tốc không khí, m/s.A: diện tích tiết diện dòng khí, m².3.600: hệ số quy đổi từ giây sang giờ.
Vận tốc cần thiết không nên chọn tùy ý. Đối với hút bụi hoặc hơi tại nguồn, thông số còn phụ thuộc loại chất phát sinh, tốc độ phát tán, khoảng cách từ chụp hút tới nguồn và hình dạng chụp.
4.5. Xác định áp suất quạt
Sau khi có lưu lượng, cần tính tổn thất áp suất của toàn hệ thống:
ΔP hệ thống = ΔP chụp hút + ΔP đường ống + ΔP co/cút + ΔP van + ΔP bộ lọc + các tổn thất khác
Quạt cần tạo được lưu lượng yêu cầu tại điểm áp suất thực tế đó.
Nếu chỉ lấy lưu lượng ghi trên catalog nhưng bỏ qua trở lực, quạt có thể vẫn chạy trong khi lượng khí thực tế tại chụp hút không đạt yêu cầu.
4.6. Kiểm tra điều kiện dòng khí
Tiếp theo cần xác định:
- Nhiệt độ khí.
- Độ ẩm.
- Có bụi hay không.
- Có dầu hoặc hơi bám dính không.
- Khả năng ăn mòn.
- Yêu cầu vệ sinh.
- Có nguy cơ cháy bụi hay không.
Đây là cơ sở để lựa chọn vật liệu cánh, vỏ quạt, motor, truyền động và phụ kiện liên quan.
5. Cách bố trí quạt trong khu vực sản xuất thực phẩm
Bố trí quạt đúng cần tạo được đường đi có kiểm soát cho không khí: khí cấp đi vào khu vực cần thiết, di chuyển qua vùng làm việc rồi được thu về điểm hút mà không cuốn chất ô nhiễm từ khu vực bẩn sang khu vực sạch. Đồng thời cần tránh hiện tượng cấp và hút quá gần nhau gây ngắn mạch dòng khí.
Với nhà xưởng cần xử lý đồng thời nhiệt, khí nóng và trao đổi không khí, doanh nghiệp có thể tham khảo thêm cách tổ chức hệ thống thông gió làm mát để lựa chọn phương án cấp – hút đồng bộ thay vì bố trí từng quạt riêng lẻ.
5.1. Hút càng gần nguồn phát sinh càng tốt
Nếu hơi nước phát sinh từ nồi nấu hoặc bụi phát sinh tại máy trộn, nên ưu tiên thu chúng trước khi lan ra toàn bộ nhà xưởng.
Nguyên tắc:
Nguồn phát sinh → chụp hút → đường ống → xử lý nếu cần → quạt → thải khí.
Điểm hút càng được thiết kế đúng với nguồn phát sinh thì lượng không khí phải xử lý cho toàn nhà xưởng càng có khả năng được tối ưu.
5.2. Không đặt quạt thổi tùy tiện về phía sản phẩm hở
Dòng khí mạnh có thể làm bụi và các hạt trong môi trường di chuyển sang khu vực khác.
Do đó, cần đặc biệt thận trọng khi bố trí quạt thổi trực tiếp quanh khu vực sản phẩm chưa được bao kín hoặc các vị trí yêu cầu kiểm soát vệ sinh cao.
5.3. Bổ sung khí bù khi hút lượng khí lớn
Khi một lượng lớn không khí được hút khỏi nhà xưởng, cần có lượng khí phù hợp đi vào thay thế.
Nếu thiếu khí bù:
- Khả năng hút có thể suy giảm.
- Nhà xưởng có thể xuất hiện chênh áp không mong muốn.
- Không khí từ khu vực khác bị kéo vào.
- Hướng dòng khí thực tế có thể khác thiết kế.
Do đó, hệ thống hút và hệ thống cấp không khí cần được tính toán đồng thời.
5.4. Tránh cấp và hút quá gần nhau
Một lỗi phổ biến là đặt cửa cấp ngay cạnh cửa hút.
Không khí mới vừa được cấp vào đã bị hút ra ngoài trước khi đi qua khu vực cần thông gió. Khi đó, lưu lượng tại quạt có thể vẫn lớn nhưng hiệu quả trao đổi khí trong không gian thấp.
5.5. Chừa không gian bảo trì và vệ sinh
Quạt, cửa kiểm tra, bộ lọc và đường ống cần có khả năng tiếp cận để:
- Vệ sinh.
- Kiểm tra cánh.
- Kiểm tra vòng bi và truyền động.
- Thay lọc.
- Kiểm tra độ rung.
- Xử lý chất bám trong đường ống.
Đối với khu rửa, khu hấp, khu nấu hoặc các vị trí thường xuyên có hơi nước, có thể tham khảo thêm bài quạt cho môi trường ẩm để đánh giá các yếu tố như ngưng tụ, vật liệu và khả năng bảo vệ motor.
6. Những sai lầm khi chọn quạt cho khu vực sản xuất thực phẩm
Các lỗi thường gặp nhất là chọn quạt chỉ theo công suất, không tính trở lực đường ống, không phân vùng sạch – bẩn, hút khí nhưng không cấp khí bù và sử dụng quạt thổi trực tiếp ở vị trí nhạy cảm. Những lỗi này có thể khiến hệ thống vẫn chạy nhưng không giải quyết đúng vấn đề của dây chuyền.
| Sai lầm | Hệ quả có thể gặp | Hướng xử lý |
|---|---|---|
| Chọn theo công suất motor | Không biết lưu lượng thực tế có đủ hay không | Chọn theo lưu lượng và áp suất |
| Không tính đường ống | Lưu lượng thực giảm | Tính tổng tổn thất áp |
| Chỉ dùng quạt thông gió cho nguồn bụi tập trung | Bụi phát tán khắp khu vực | Xem xét hút cục bộ |
| Hút mạnh nhưng không có khí bù | Hệ thống mất cân bằng | Tính đồng thời cấp và hút |
| Thổi khí từ khu bẩn sang khu sạch | Tăng nguy cơ nhiễm chéo | Kiểm soát hướng dòng khí |
| Đặt cấp và hút cạnh nhau | Dòng khí bị ngắn mạch | Tách hợp lý vị trí cấp – hút |
| Không xét độ ẩm và ăn mòn | Thiết bị nhanh xuống cấp | Chọn vật liệu theo môi trường |
| Bỏ qua tính chất bụi | Có thể phát sinh rủi ro an toàn | Đánh giá vật liệu trước khi thiết kế |
Một tình huống thường gặp là nhà xưởng cảm thấy nóng nên bổ sung nhiều quạt treo tường. Sau khi lắp, người lao động cảm nhận gió mạnh hơn nhưng hơi nóng từ máy vẫn tích tụ vì nguồn nhiệt chưa được thu đúng vị trí.
Trong trường hợp này, tăng số lượng hoặc công suất quạt chưa chắc giải quyết được vấn đề. Cần kiểm tra lại nguồn phát sinh, điểm hút, lượng khí bù và đường đi của dòng khí.
7. Giá quạt cho khu vực sản xuất thực phẩm phụ thuộc yếu tố nào?
Giá quạt cho khu vực sản xuất thực phẩm không thể xác định chính xác chỉ từ diện tích nhà xưởng. Chi phí phụ thuộc lưu lượng, áp suất, vật liệu, loại quạt, motor, đường ống, lọc, điều khiển và yêu cầu vệ sinh của từng khu vực. DOBACO có thể dựa trên mặt bằng và điều kiện vận hành để xác định cấu hình trước khi lập báo giá.
Do đó, bảng dưới đây chỉ nên dùng để tham khảo mức độ đầu tư tương đối, không phải bảng giá sản phẩm cụ thể.
| Phương án | Cấu hình điển hình | Mức đầu tư tương đối* |
|---|---|---|
| Thông gió trực tiếp | Quạt + phụ kiện lắp đặt | Thấp |
| Cấp/hút có đường ống | Quạt + ống + cửa gió + van | Thấp – trung bình |
| Hút cục bộ | Chụp hút + ống + quạt | Trung bình |
| Hút qua thiết bị lọc | Chụp + ống + lọc + quạt | Trung bình – cao |
| Hệ thống nhiều khu vực | Cấp khí + hút khí + lọc + điều khiển | Phụ thuộc thiết kế |
| Hệ thống xử lý bụi đặc thù | Thu bụi + vận chuyển + lọc + thiết bị an toàn liên quan | Cần khảo sát riêng |
*Mức đầu tư chỉ thể hiện tương quan về độ phức tạp của hệ thống, không phải giá bán cụ thể.
Để lập báo giá sát thực tế, doanh nghiệp nên chuẩn bị tối thiểu:
- Kích thước khu vực.
- Sơ đồ mặt bằng.
- Công đoạn sản xuất.
- Vị trí phát sinh nhiệt, hơi, mùi hoặc bụi.
- Thời gian vận hành.
- Hệ thống đường ống hiện có.
- Yêu cầu về vệ sinh và môi trường.
- Các thông số kỹ thuật đang có.
Nếu chưa xác định được lưu lượng và áp suất, doanh nghiệp có thể cung cấp hiện trạng để DOBACO hỗ trợ khảo sát, tính toán và đề xuất phương án trước khi chốt cấu hình.
8. Câu hỏi thường gặp về quạt cho khu vực sản xuất thực phẩm
8.1. Nhà máy thực phẩm nên dùng quạt hướng trục hay quạt ly tâm?
Không thể lựa chọn chỉ dựa trên ngành thực phẩm. Quạt hướng trục thường thuận lợi với nhu cầu lưu lượng lớn và hệ thống có trở lực thấp; quạt ly tâm thường phù hợp hơn khi dòng khí phải đi qua đường ống, chụp hút, bộ lọc hoặc các thiết bị tạo trở lực đáng kể.
8.2. Có thể dùng quạt treo tường để thổi trực tiếp vào khu vực chế biến không?
Cần xem xét thận trọng. Dòng khí có thể làm bụi và các hạt trong không khí phát tán đến sản phẩm hoặc bề mặt tiếp xúc. Vị trí quạt cần được đánh giá cùng hướng dòng khí và mức độ vệ sinh của khu vực.
8.3. Quạt hút mùi thực phẩm có cần đường ống không?
Không phải mọi trường hợp đều cần. Tuy nhiên, nguồn mùi hoặc hơi tập trung thường được kiểm soát hiệu quả hơn khi sử dụng chụp hút và đường ống để thu khí gần vị trí phát sinh.
8.4. Có thể tính quạt chỉ theo diện tích nhà xưởng không?
Không nên. Diện tích chỉ là một dữ liệu ban đầu. Cần xét thêm chiều cao nhà xưởng, thể tích, tải nhiệt, hơi ẩm, bụi, nhu cầu trao đổi không khí và trở lực của hệ thống.
8.5. Bụi bột trong sản xuất thực phẩm có cần lưu ý đặc biệt không?
Có. Khi dây chuyền phát sinh lượng lớn bụi mịn, cần xác định đặc tính bụi và nguy cơ liên quan trước khi lựa chọn quạt, lọc, đường ống và thiết bị điện. Không nên xem mọi loại bụi thực phẩm là giống nhau.
8.6. Có phải quạt lưu lượng càng lớn càng tốt?
Không. Quạt cần làm việc tại lưu lượng và áp suất phù hợp với hệ thống. Chọn quá lớn có thể tăng điện năng, tiếng ồn hoặc làm mất cân bằng dòng khí; trong khi chọn thiếu áp suất khiến lưu lượng thực tế không đạt yêu cầu.
Quạt cho khu vực sản xuất thực phẩm cần được lựa chọn dựa trên lưu lượng, áp suất, nguồn phát sinh nhiệt – hơi – mùi – bụi và yêu cầu kiểm soát dòng khí giữa các khu vực. Trong nhiều trường hợp, hiệu quả không nằm ở việc lắp quạt lớn hơn mà ở việc hút đúng nguồn, cấp đủ khí bù và lựa chọn cấu hình phù hợp với trở lực hệ thống.
Nếu doanh nghiệp đang xây dựng mới hoặc cần cải thiện hệ thống hiện có, có thể cung cấp mặt bằng, công đoạn sản xuất và vấn đề đang gặp để DOBACO hỗ trợ đánh giá, tính toán lưu lượng – áp suất và tư vấn phương án phù hợp.
