Cách tính dung tích thùng lọc mỡ cho máy rửa bát công nghiệp chuẩn

Khi thiết kế hệ thống thoát nước cho khu vực vệ sinh dụng cụ tại nhà hàng, khách sạn và bếp ăn tập thể, rất nhiều thợ điện nước vẫn giữ thói quen chọn mua bẫy mỡ dựa theo cảm tính hoặc chỉ tính theo kích thước của một hố chậu rửa tay thông thường (thường chọn loại 30 lít – 40 lít). Tuy nhiên, ngay khi đấu nối chung đường thoát của dây chuyền máy rửa bát tự động và bàn sơ rửa vào chiếc thùng lọc mỡ cỡ nhỏ này, sự cố tràn nước qua nắp thùng và trôi tuột váng mỡ ra đường ống cống ngầm sẽ xảy ra ngay trong tuần đầu tiên vận hành.

Nguyên nhân là do đặc tính thủy lực của dây chuyền rửa tự động bao gồm cả dòng xả nóng liên tục theo từng mẻ rửa lẫn lưu lượng xả đáy bồn tập trung vào cuối ca. Bài viết dưới đây cung cấp công thức tính toán chính xác dung tích thùng lọc mỡ cho máy rửa bát công nghiệp, hướng dẫn cách cộng bù lưu lượng đỉnh điểm và bảng tra cứu kích thước bể tách mỡ chuẩn kỹ thuật cấp thoát nước (MEP).

Đặc thù lưu lượng nước thải từ dây chuyền máy rửa bát công nghiệp và chậu sơ rửa

Dung tích thùng lọc mỡ lắp cho máy rửa bát công nghiệp được tính bằng tổng lưu lượng nước xả trong giờ cao điểm (trung bình 2,5 – 3,0 lít/rack cộng 10 – 12 lít/phút từ vòi phun tráng sơ rửa) nhân với thời gian lưu thủy lực tiêu chuẩn và cộng bù 40 – 70 lít thể tích xả đáy bồn rửa cuối ca.

Khác với khu vực chậu rửa rau củ hay chậu rửa thịt cá ở khu sơ chế chỉ xả nước lạnh theo từng đợt ngắt quãng, một trạm rửa bát đĩa tự động (bao gồm bàn thu gom bẩn, hố chậu sơ rửa có vòi phun tráng áp lực và thân máy rửa bát) tạo ra 3 dòng nước thải có lưu lượng, nhiệt độ và nồng độ dầu mỡ hoàn toàn khác nhau:

1. Dòng thải thứ 1 – Nước xịt tráng liên tục từ vòi phun tráng sơ rửa (Pre-rinse Spray Flow):
   • Trước khi đẩy rack bát đĩa vào máy rửa bát, nhân viên bắt buộc phải dùng vòi phun tráng áp lực cao (Pre-rinse Unit) xịt bay 80% – 90% thức ăn thừa, nước sốt và mỡ động vật bám trên bề mặt bát đĩa ngay tại hố chậu sơ rửa.
   • Một chiếc vòi phun tráng tiêu chuẩn có lưu lượng xả từ 6 đến 12 lít/phút và hoạt động gần như liên tục trong suốt 1 – 2 giờ cao điểm, mang theo lượng mỡ thô và cặn vụn lớn nhất chảy thẳng xuống thùng lọc mỡ.
2. Dòng thải thứ 2 – Nước xả tràn nhiệt độ cao theo từng chu kỳ Rack rửa (Cycle Rinse Discharge):
   • Bên trong máy rửa bát công nghiệp luôn có một bồn chứa nước rửa chính (Wash Tank) giữ nhiệt ở 60°C – 65°C. Ở cuối mỗi chu trình rửa (kéo dài 60 – 90 giây), bầu đun tráng (Booster Heater) sẽ bơm thêm từ 2,5 đến 3,0 lít nước nóng mới ở nhiệt độ 82°C – 85°C để tráng tiệt trùng bát đĩa.
   • Lượng nước tráng mới này rơi xuống bồn rửa chính làm mực nước dâng cao và tự động đẩy một lượng nước bẩn tương ứng (2,5 – 3,0 lít chứa đầy mỡ đã nhũ tương hóa và xà phòng kiềm) chảy tràn qua ống Overflow xuống thùng lọc mỡ sau mỗi một rack rửa.
3. Dòng thải thứ 3 – Xung lực xả cạn đáy bồn rửa chính vào cuối ca (End-of-shift Tank Dump):
   • Vào cuối ca trưa hoặc cuối ca tối, nhân viên vận hành sẽ rút ống tràn đáy để xả bỏ toàn bộ lượng nước trong bồn rửa chính của máy rửa bát (thể tích từ 35 lít đến 70 lít tùy dòng máy cửa sập hay băng chuyền).
   • Toàn bộ 40 – 70 lít nước nóng 60°C này đổ ập xuống đường ống thoát chỉ trong vòng 60 đến 90 giây, tạo ra một xung lực thủy lực cực lớn (Hydraulic Surge). Nếu thùng lọc mỡ nhà hàng bên dưới có dung tích quá nhỏ, luồng nước xả ồ ạt này sẽ khuấy tung toàn bộ lớp váng mỡ đã lắng trong ngày và đẩy trôi thẳng ra cống chính của tòa nhà.

Công thức tính thể tích thùng lọc mỡ theo lưu lượng xả (Lít/phút) và thời gian lưu nước (HRT)

Để hạt dầu mỡ nhẹ hơn nước có đủ thời gian tách khỏi dòng chảy và nổi lên bề mặt ngăn lắng thứ 2 của thùng lọc mỡ, nước thải khi đi vào thùng không được chảy tuột qua ngay mà phải được giữ lại trong một khoảng thời gian nhất định gọi là Thời gian lưu nước thủy lực (HRT – Hydraulic Retention Time).

Theo tiêu chuẩn thiết kế cấp thoát nước bếp công nghiệp, việc tính dung tích bể tách mỡ khu rửa được thực hiện chính xác qua 2 bước tính toán cộng dồn dưới đây:

Bước 1: Tính lượng nước thải liên tục theo công suất Rack/giờ của máy rửa bát và vòi sơ rửa

Sai lầm phổ biến khi chọn mua bể tách mỡ cho khu vực rửa tự động là chỉ ước lượng dung tích thùng theo kích thước hố chậu rửa tay mà bỏ qua lưu lượng xả liên hoàn của máy rửa bát trong giờ cao điểm. Theo định mức tiêu chuẩn của các dòng máy rửa bát công nghiệp hiện đại, mỗi mẻ rửa kéo dài 60 – 90 giây chỉ tiêu thụ và xả ra đường ống từ 2,5 đến 3,0 lít nước nóng, nhưng khi cộng gộp với lưu lượng vòi phun tráng sơ rửa (10 – 12 lít/phút) và 45 lít nước xả đáy bồn cuối ca, thùng lọc mỡ bắt buộc phải có dung tích tối thiểu từ 80 đến 150 lít để không bị tràn váng mỡ. Nếu lắp đặt thùng lọc mỡ dưới 40 lít cho dây chuyền này, thời gian lưu nước (HRT) bị rút ngắn xuống dưới 60 giây sẽ khiến dòng nước cuốn trôi toàn bộ mỡ lỏng đi thẳng vào ống cống ngầm.

Cụ thể, lưu lượng nước thải liên tục trung bình trong giờ cao điểm (Q_liên_tục, tính bằng Lít/phút) chảy vào thùng lọc mỡ được xác định như sau:

Công thức tính lưu lượng xả liên tục trong giờ cao điểm:

• Lưu lượng xả từ máy rửa bát (Q_máy) = [Số Rack rửa thực tế trong 1 giờ x Mức nước xả mỗi Rack (2,8 Lít)] / 60 phút
• Lưu lượng xả từ vòi phun tráng chậu sơ rửa (Q_sơ_rửa) = Lưu lượng vòi (10 Lít/phút) x Hệ số sử dụng đồng thời (0,4 đến 0,5) (Do nhân viên bóp cò vòi xịt ngắt quãng khi gạt rác, trung bình xả khoảng 4 – 5 Lít/phút liên tục).
• Tổng lưu lượng nước thải liên tục (Q_liên_tục) = Q_máy + Q_sơ_rửa (Lít/phút)

Sau khi có tổng lưu lượng nước chảy vào mỗi phút (Q_liên_tục), thể tích khoang tách mỡ hoạt động liên tục (V1) được tính theo Thời gian lưu nước tiêu chuẩn (HRT từ 5 đến 7 phút đối với bẫy mỡ đặt nổi dưới gầm bàn, hoặc từ 15 đến 25 phút đối với bể tách mỡ âm sàn):

• Thể tích tách mỡ liên tục V1 (Lít) = Q_liên_tục (Lít/phút) x Thời gian lưu nước HRT (phút) x Hệ số nhiệt độ nước nóng (1,25)(Nhân hệ số 1,25 vì nước xả từ máy rửa bát có nhiệt độ cao 60°C – 65°C cần thêm 25% thể tích buồng lắng để hạ nhiệt giúp mỡ tách nổi nhanh hơn).

Bước 2: Cộng bù thể tích xả cạn bồn rửa chính (40 – 70 Lít) vào cuối ca làm việc

Để đảm bảo khi nhân viên xả đáy bồn máy rửa bát hoặc xả cạn hố chậu sơ rửa vào cuối ca mà mực nước trong thùng lọc mỡ không bị dâng trào làm trôi lớp mỡ đã tích tụ phía trên, tổng dung tích thiết kế của thùng lọc mỡ (V_tổng) phải cộng thêm thể tích đệm chống sốc lưu lượng (V2):

Công thức tổng hợp tính dung tích Thùng lọc mỡ khu vực máy rửa bát (V_tổng):

• V_tổng (Lít) = V1 (Thể tích tách mỡ liên tục) + V2 (75% Thể tích bồn chứa nước của máy rửa bát)

Ví dụ bài toán tính thực tế cho nhà hàng / bếp ăn tập thể dùng Máy rửa bát cửa sập (Hood-type): Giả sử khu rửa của bạn lắp đặt 01 máy rửa bát công nghiệp cửa sập (vận hành thực tế 45 rack/giờ trong giờ cao điểm, mức tiêu thụ nước 2,8 lít/rack, dung tích bồn rửa chính là 42 lít) kết hợp 01 bàn thu gom có chậu sơ rửa và vòi phun tráng. Bạn muốn tính dung tích thùng lọc mỡ Inox đặt nổi ngay dưới gầm bàn thu gom (chọn thời gian lưu cục bộ HRT = 6 phút):

1. Tính lưu lượng xả từ máy rửa bát (Q_máy): (45 rack x 2,8 lít) / 60 phút = 2,1 Lít/phút.
2. Tính lưu lượng xả thực tế từ vòi phun tráng sơ rửa (Q_sơ_rửa): 10 Lít/phút x 0,45 = 4,5 Lít/phút.
3. Tổng lưu lượng chảy vào thùng mỗi phút (Q_liên_tục): 2,1 + 4,5 = 6,6 Lít/phút.
4. Tính thể tích tách mỡ liên tục (V1): 6,6 Lít/phút x 6 phút (HRT) x 1,25 (hệ số nước nóng) = 49,5 Lít.
5. Tính thể tích đệm khi xả đáy bồn rửa 42 lít (V2): 42 lít x 0,75 = 31,5 Lít.
6. Tổng dung tích thùng lọc mỡ cần chọn (V_tổng): 49,5 Lít + 31,5 Lít = 81 Lít.
7. Kết luận chọn sản phẩm thực tế: Chủ đầu tư cần chọn mẫu Thùng lọc mỡ Inox 304 dung tích từ 80 Lít đến 100 Lít (thay vì mua loại 30L – 40L sẽ bị quá tải hoàn toàn).

Bảng quy chuẩn chọn dung tích thùng lọc mỡ Inox (60L – 300L) theo từng dòng máy rửa bát

Để giúp các kỹ sư giám sát, thợ lắp đặt đường ống và chủ đầu tư chọn nhanh kích thước bể tách mỡ công nghiệp tương thích chính xác với từng cấu hình máy rửa bát mà không cần tính tay lại từ đầu, bảng ma trận dưới đây đã quy chuẩn sẵn toàn bộ thông số từ dung tích, kích thước phủ bì (Dài x Rộng x Cao) cho đến đường kính cổ ống thoát tương ứng:

3 lưu ý về cao độ cổ ống vào/ra khi đặt thùng lọc mỡ dưới gầm bàn thu gom

Trong thực tế thi công lắp đặt tại phòng rửa, việc tính đúng dung tích (Lít) mới chỉ quyết định 50% hiệu quả; 50% còn lại phụ thuộc vào chiều cao hình học của thùng lọc mỡ khi đặt bên dưới gầm bàn thu gom bẩn và chậu sơ rửa. Dacă đặt xưởng gia công một chiếc thùng 100 lít nhưng làm thùng quá cao (cao 450mm – 500mm), bạn sẽ không thể đấu nối đường ống thoát nước tự chảy từ đáy chậu sơ rửa và đáy máy rửa bát vào thùng được.

Dưới đây là 3 nguyên tắc kích thước lắp đặt bắt buộc phải kiểm tra trước khi đặt hàng:

1. Khống chế chiều cao thân thùng lọc mỡ (Từ 300mm đến 350mm) để đảm bảo độ dốc tự chảy

• Mặt bàn thu gom bẩn và máy rửa bát có chiều cao tiêu chuẩn là 850mm. Tuy nhiên, hố chậu sơ rửa được hàn âm xuống dưới mặt bàn 300mm (tức đáy chậu nằm ở cao độ 550mm so với mặt sàn), cộng thêm bộ bầu xi-phông thoát đáy chậu dài thêm 120mm – 150mm (điểm thấp nhất của bầu thoát chậu chỉ còn cách mặt sàn khoảng 400mm – 420mm).
• Tương tự, đối với các dòng máy rửa bát cửa sập xả theo nguyên lý tự chảy (Gravity Drain), cổ ống thoát đáy của máy thường nằm cách mặt sàn khoảng 320mm – 380mm.
• Quy tắc thiết kế chiều cao thùng: Để nước từ đáy chậu sơ rửa và máy rửa bát chảy dốc xuống cổ ống đầu vào (Inlet) của thùng lọc mỡ một cách thông suốt mà không bị đọng nước ngược, chiều cao tổng thể của thùng lọc mỡ đặt nổi dưới gầm bàn chỉ nên thiết kế từ 300mm đến tối đa 350mm (tâm cổ ống vào nằm ở độ cao 230mm – 260mm so với mặt sàn, và tâm cổ ống ra nằm ở độ cao 200mm – 220mm). Khi cần tăng dung tích lên 100L – 120L, xưởng cơ khí sẽ mở rộng chiều dài (700mm – 800mm) và chiều rộng (500mm) của thùng chứ không tăng chiều cao.

2. Chừa khoảng không thao tác (Top Clearance tối thiểu 200mm – 250mm) để nhấc giỏ lọc rác

• Một lỗi rất hay gặp là đặt thùng lọc mỡ nằm chính diện ngay bên dưới đáy hố chậu sơ rửa, khiến mặt nắp của thùng lọc mỡ chạm sát vào đáy chậu (khoảng hở chỉ còn 3cm – 5cm). Đến cuối ca làm việc, nhân viên tạp vụ mở khóa cài nhưng không thể nhấc chiếc giỏ lưới lọc rác (cao 200mm) ra khỏi thùng mà phải kéo lê cả thùng lọc mỡ nặng gần 100kg nước ra ngoài hành lang mới lấy được giỏ rác.
• Cách bố trí chuẩn: Khi thiết kế vị trí đặt thùng lọc mỡ dưới gầm chiếc bàn thu gom dài 1.600mm – 1.800mm, hãy đặt thùng lọc mỡ lệch sang phía khoang bàn phẳng (nơi có lỗ gạt rác hoặc đoạn mặt bàn chờ trượt rack) thay vì đặt ngay dưới đáy hố chậu. Ở vị trí dưới mặt bàn phẳng (cao 850mm), khoảng không trống từ mặt nắp thùng lọc mỡ (cao 350mm) lên đến gầm mặt bàn đạt tới 450mm – 500mm, giúp nhân viên đứng tại chỗ mở nắp, nhấc thẳng giỏ lọc rác tinh và dùng vợt hớt váng mỡ hàng ngày cực kỳ nhẹ nhàng.

3. Gia công vách ngăn tiêu năng đầu vào (Inlet Baffle) và ống thông hơi chống bùng khí nóng

• Do nước xả từ máy rửa bát và vòi phun tráng đổ vào thùng lọc mỡ có nhiệt độ cao (60°C – 65°C) và vận tốc dòng chảy lớn, ngay sau cổ ống đầu vào của thùng lọc mỡ bắt buộc phải hàn một tấm hướng dòng chữ T hoặc vách ngăn tiêu năng (Flow Diffuser Baffle) hướng dòng nước chảy êm xuống phía dưới giỏ rác rồi mới lan tỏa sang ngăn lắng mỡ thứ 2. Chi tiết này giúp dòng nước mới chảy vào không bắn thẳng lên bề mặt làm vỡ lớp bánh mỡ đã đông đặc ở ngăn giữa.
• Đồng thời, toàn bộ thân vỏ, vách ngăn và giỏ lọc của thùng lọc mỡ lắp cho khu vực máy rửa bát phải được hàn TIG kín khít từ tấm Inox SUS 304 dày 1.0mm – 1.2mm, đi kèm nắp đậy có gioăng cao su chịu nhiệt và 4 khóa kẹp mỏ vịt ép kín nhằm ngăn chặn 100% hơi nước nóng có mùi mỡ thừa bốc ra phòng rửa.

Tính toán chuẩn xác dung tích thùng lọc mỡ dựa trên sự kết hợp giữa lưu lượng xả theo công suất Rack/giờ của máy rửa bát, lưu lượng vòi sơ rửa và thể tích xả đáy cuối ca chính là giải pháp kỹ thuật căn cơ nhất, giúp bảo vệ toàn bộ mạng lưới đường ống thoát nước ngầm của nhà hàng, bếp ăn tập thể hoạt động thông suốt hàng chục năm mà không bao giờ xảy ra sự cố tắc nghẽn mỡ.