سردخانه 5000 تنی زیر صفر ,

سردخانه‌های صنعتی زیر صفر درست مقابل سردخانه‌های بالای صفر قرار می‌گیرند. در این سردخانه‌ها معمولاً هدف اصلی منجمد کردن محصولات خوراکی، کشاورزی و … است. البته گاهی نیز در طراحی فرایندهای صنعتی ممکن است از سردخانه‌های فوق سرد استفاده شود. محدوده دمایی سردخانه‌های زیر صفر می‌تواند بین منفی پنج تا منفی چهل و پنج درجه باشد؛ اگرچه محدوده دمایی میانگین برای این سردخانه‌ها بین منفی دوازده تا منفی بیست و سه درجه سانتیگراد است و از دماهای پایین‌تر برای مصارف خاص استفاده می‌شود. هدف اصلی از طراحی سردخانه‌های زیر صفر نگهداری مواد به صورت طولانی مدت است. مگر برای برخی از محصولاتی که نسبت به گرما حساسیت بالایی دارند. از جمله مواد خوراکی‌ای که در این سردخانه‌ها نگهداری می‌شود می‌توان به انواع گوشت حیوانات مختلف و صیفی‌جات منجمد اشاره کرد. سردخانه‌های زیر صفر را نباید با تونل‌های انجماد اشتباه گرفت؛ زیرا در این سردخانه‌ها دما به صورت پیوسته در این محدوده دمایی باقی می‌ماند.

مهم‌ترین جزئی که در سردخانه‌های زیر صفر باعث این افزایش ظرفیت سرمایشی می‌شود، دستگاه کمپرسور سردخانه است. در سردخانه‌های زیر صفر معمولاً از کمپرسورهای چند مرحله‌ای استفاده می‌شود. در این کمپرسورها عمل فشرده‌سازی سیال مبرد در چند مرحله صورت گرفته و در نتیجه گرمای سیال مبرد در هنگام خروج از کمپرسور خیلی بالا نیست. این مورد روی عملکرد سرمایشی کمپرسور تأثیر مثبت می‌گذارد. نکتۀ دیگر توان عملکردی کمپرسورهای زیر صفر است که نسبت به کمپرسورهای بالای صفر عدد کمتری خواهد بود. به طور کلی سرعت گردش سیال در سردخانه‌های زیر صفر سریع‌تر است اما قدرت موتور کمپرسور کمتر خواهد بود. به کارگیری یک کمپرسور بالای صفر (کمپرسوری با توان بیشتر) در سردخانه‌های زیر تولید گرمای اضافی می‌کند؛ که اگر برای دفع این گرما چاره‌ای اندیشیده نشده باشد، باعث داغ شدن موتور کمپرسور شده و روی عملکرد سرمایش نیز تأثیر مخرب خواهد داشت.

کمپرسور سردخانه‌های زیر صفر به طور معمول قدرت پایین‌تر و قدرت تراکم کمتری دارند. دلیل این تفاوت این است که در زمان مکش نیاز به بارگیری کمتری در محفظۀ سیلندر وجود خواهد داشت و در نتیجه در زمان تراکم هم نیاز به فشار کمتری خواهد بود. تفاوت دیگری که کمپرسورهای زیر صفر با کمپرسورهای بالای صفر دارند، قطر سوپاپ مکش و دهش است که سوپاپ مکش دارای قطر بزرگتری بوده و قطر سوپاپ دهش کمتر خواهد بود. دلیل این شکل طراحی افزایش میزان جابجایی گاز در طول سیکل تبرید تراکمی است. گاهی نیز برای راه اندازی سردخانه‌های زیر صفر از کمپرسورهای چند مرحله‌ای به جای کمپرسورهای یک مرحله‌ای استفاده می‌شود. این کار باعث کاهش گرمای ایجاد شده در طول فرایند می‌شود.

در برخی از موارد ممکن است به هر دو نوع سردخانه‌های صنعتی زیر صفر و بالای صفر نیاز پیدا شود. در این مواقع بهترین راه کار استفاده از سردخانه‌های صنعتی دو مداره است. در این سردخانه‌ها بسته به نیاز می‌توانید برنامۀ عملکردی سردخانه را مجدداً تنظیم کرده و از آن برای سرمایش زیر صفر یا بالای صفر بهره ببرید. تنها نکته‌ای که در رابطه با سردخانه‌های دو مداره وجود دارد این است که در هر بار بازتعریف مجدد سردخانه لازم است تخلیۀ کامل سردخانه صورت گرفته و دیواره‌های آن ضد عفونی شود. زیرا ممکن است مقادیری از محصولات گذشته در سردخانه باقی مانده و به مرور دچار پوسیدگی شود؛ که در این صورت بوی نامطبوعی ایجاد می‌کند. اگرچه گفته می‌شود بهتر است برای نگهداری محصولات با دمای نگهداری متغیر از تجهیزات سردخانه‌ای مجزا استفاده شود، اما ساخت یک سردخانه مجزا هزینه‌های زیادی در پی خواهد داشت. به همین خاطر است که امروزه استفاده از سردخانه‌های صنعتی دو مداره به امری متداول تبدیل شده است.

همچنین سردخانه با توجه به ابعاد آن به سه دسته اصلی سردخانه صنعتی، سردخانه اتاقکی و سردخانه کانکسی تقسیم میشوند. همچنین بر اساس نوع گاز به کار رفته و دمای کاری، سردخانه در انواع آمونیاکی و فریونی و همچنین سردخانه بالای صفر و زیر صفر طراحی میشوند. سردخانه های آمونیاکی همان سردخانه های صنعتی و بزرگ می‌باشند. زیرا استفاده از مبرد آمونیاکی در سردخانه های اتاقکی و کانکسی مقرون به صرفه نیست. در سردخانه های کوچک از مبردهای فریونی استفاده میشود.

سردخانه گوشت بالای صفر و زیر صفر

گوشت دام و طیور و همچنین محصولات دریایی همچون گوشت ماهی و … به دلیل فعالیت میکرو ارگانیزم ها به سرعت فاسد میشود. در زمان کشتار، انواع گوشت قرمز و سفید دمای بالایی دارند که مکانی بسیار مناسب برای رشد باکتری است. عرضه کنندگان محصولات پروتئینی برای جلوگیری از عدم فاسدشدن محصولات خود آنها را در سردخانه قرار داده و دمای اولیه مواد غذایی را کاهش میدهند. فرایند منجمد کردن گوشت در دو مرحله صورت میگیرد. در مرحله اول به سرعت دمای گوشت را تا ۲۰ درجه کاهش میدهند.

سپس توسط تونل انجماد دمای آن را در کمتر از ۲۴ ساعت به منفی ۱۸ درجه سانتی گراد میرسانند. در چنین حالتی از ایجاد کریستال های یخی بزرگ در بافت گوشت و یا سطح آن جلوگیری میشود. لازم به ذکر است که اگر به هنگام فرایند انجماد گوشت، کریستال های یخی در بافت آن شکل بگیرد، گوشت کیفیت اصلی و طعم واقعی خود را از دست میدهند و به لحاظ تجاری نیز کم ارزشتر میشود. تونل های انجماد قابلیت نگه داری و ذخیره سازی را ندارد و تنها مزیت آنها منجمد نمودن سریع مواد است. از این رو برای نگه داری طولانی مدت مواد غذایی منجمد شده، آنها را به سردخانه زیر صفر منتقل میکنند. سردخانه گوشت زیر صفر در دماهای منفی ۱۸ درجه الی منفی ۳۰ درجه تنظیم میشود و بدین ترتیب گوشت منجمد شده برای مدت طولانی و گاها یکسال در داخل سردخانه ذخیره می‌گردد.

سردخانه بستنی

بستنی به دلیل نحوه تولید بسیار خاص برای نگه داری به دماهای زیر صفر نیاز دارد. اصولا بستنی را در سردخانه با دمای منفی ۱۸ درجه سانتی گراد قرار میدهند. زیرا دماهای گرمتر کیفیت بستنی و طعم و مزه آن را ضایع میکند. از این رو سردخانه بستنی در طرح زیر صفر تولید میشود و در ساخت آنها از یونیت برودتی قدرتمند استفاده میشود.

سردخانه میوه و سبزی

برای کنترل و تنظیم بازار عرضه و تقاضای میوه در بازار و همچنین جلوگیری از فاسد شدن میوه ها در فصل تولید و برداشت انبوه آنها، سردخانه ها نقش بسیار مهمی ایفا میکنند. هر چند برخی از میوه ها و سبزیجات رابه صورت خرد شده در ردخانه های زیر صفر نگه میدارند، اما عمده سردخانه های میوه و سبزی در نوع سردخانه بالای صفر طراحی میشوند.

زیرا فرایند منجمد شدن می‌تواند به بافت اصلی میوه آسیب بزند و طعم و مزه آنها تغییر دهد. استان های شمالی کشور یکی از تولید کنندگان اصلی میوه در داخل کشور می‌باشند و تقریبا بیشتر سردخانه میوه در این نواحی طراحی و بکار گرفته میشوند. استان های جنوبی نیز به دلیل سید محصولات دریایی توجه ویژه ای به سردخانه گوشت زیر صفر دارند و اکثریت استفاده از سردخانه زیر صفر در ایران به نواحی جنوب کشور تعلق دارد.

سردخانه لبنیات

شیر و فراوده های آن همچون ماست، خامه، کره، پنیر و … باید در دماهای پایین محافظت شوند. با توجه به اهمیت بالای لبنیات در زنجیره غذایی و مصرف هر روز آنها، نگه داری و حفظ این محصولات غذایی قبل از مصرف امری مهم است.

از این رو این محصولات را به هنگام فراوری در داخل سردخانه های بالای صفر قرار میدهند. زیرا سردخانه زیر صفر برای نگه داری محصولات لبنی مناسب نیست.

سردخانه دارویی

این نوع سردخانه های در طرح بالای صفر تولید میشوند. دمای کاری سردخانه دارویی معمولا بین ۲ الی ۸ درجه سانتی گراد است. در این سردخانه ها علاوه بر داروهای پزشکی برخی از دستگاه های پزشکی نیز نیاز به محافظت پیدا میکنند که نمیتوان در دماهای معمولی عملکرد و کارکرد آنها را تضمین نمود. همچنین بسیاری از داروها در دمای معمولی خاصیت و اثر درمانی خود را از دست می‌دهند. با قرار دادن داروهای پزشکی در اتاقک های سرد و یا سردخانه کیفیت و ماندگاری آنها تضمین میشود.

در سردخانه دارویی سیستم کنترل تبرید، میزان دما و رطوبت و همچنین سرعت گردش هوا در داخل آن را تنظیم می‌نماید. با داشتن دمای ثابت و رطوبت مناسب امنیت انبار داورها در سردخانه دارویی تضمین می‌گردد.

در سردخانه دارویی معمولا برخی از واکسن ها در بازه دمایی صفر الی ۸ درجه سانتی گراد، داروها در دمای ۲ تا ۸ درجه سانتی گراد و خون در دمای منفی پنج درجه سانتی گراد تا یک درجه سانتی گراد نگه داری میشوند.

در اغلب سیکل‌های تبرید تراکمی از گازهای مبرد فریونی یا همان CFC و HFC استفاده می‌شود. اما گاهی نیز از سیال‌های دیگری مانند آمونیاک در ساخت سردخانه‌ها استفاده می‌شود؛ که کمپرسور به کار رفته در سردخانه‌های آمونیاکی را اصطلاحاً کمپرسور آمونیاکی نیز می‌نامند. گاز آمونیاک پس از خروج از کمپرسور تماماً در حالت بخار متراکم بوده و با دما و فشار بالایی وارد بخش کندانسور می‌شود؛ که در این مرحله عمل کندانس روی سیال آمونیاک انجام شده و از حالت گازی به حالت مایع اشباع درمی‌آید.

استفاده از آمونیاک جهت راه اندازی سردخانه‌ها محاسنی دارد از جمله اینکه طول عمر سردخانه را افزایش می‌دهد. زیرا در سیکل‌های آمونیاکی میزان اصطکاک‌ها کمتر شده و در نتیجه قطعات دستگاه دیرتر فرسوده می‌شوند. مزیت دیگر این سردخانه‌ها امکان استفاده از یک موتورخانۀ مرکزی برای کل فضای سالن‌های سردخانه است. این مزایا سبب شده تا برای راه اندازی سردخانه‌هایی با تناژ بالا از این سیال مبرد و موتور سردخانه‌ آمونیاکی استفاده شود.

البته در کنار این مزایا معایبی نیز برای سردخانه‌های آمونیاکی وجود دارد. از جمله اینکه گاز 3NH در صورت استشمام می‌تواند منجر به مسمومیت افراد و کارکنان سردخانه شود و در نتیجه نیاز به ایمنی بالایی دارد. از جمله اینکه نیاز است تا نیروهای سردخانه آموزش‌های لازم را از پیش ببینند و اپراتورهای سردخانه تخصص کافی برای راه اندازی و مدیریت آن را داشته باشند.

برای طراحی سردخانه زیر صفر، باید تجهیزات را انتخاب کرد، که بتوانند دما را در عمل به مقدار مطلوب کاهش داده و در آن دما بدون مشکل کار کنند. دمای سردخانه‌های زیر صفر ممکن است به 30 تا 40 درجه زیر صفر درجه سانتی‌گراد نیز برسد.

یکی از مهمترین اجزای مورد استفاده در سردخانه، کمپرسور یا موتور سردخانه است. نحوه انتخاب کمپرسور سردخانه زیر صفری به این شکل است که ابتدا بار برودتی سردخانه را محاسبه کرده و سپس با توجه به آن و هم‌چنین دمای اواپراتور و کندانسور اقدام به انتخاب کمپرسوری می‌کنند که توانایی تامین بار برودتی سردخانه زیر صفر را داشته باشد. ظرفیت برودتی سردخانه‌های زیر صفر معمولاً بین 1.5 تا 70 اسب بخار است. در برخی از سردخانه‌های زیر صفری با توجه به بار برودتی بالا ممکن است نیاز به استفاده از کمپرسورهای دو مرحله‌ای نیز باشد.

یکی دیگر از ملزومات هر سردخانه‌ای، مبرد یا گاز خنک کننده است. مبرد سردخانه باید بتواند با توجه به شرایط کاری یعنی دمای تبخیر، دمای تقطیر و فشار، عملکرد مناسبی داشته باشد. در سردخانه‌ها از مبردهای فریونی استفاده می‌شود. گاز R22 به علت قیمت کم بسیار پرکاربرد است، اما با توجه به آن‌که برای محیط زیست خطرناک است بهتر است از گازهای جایگزین استفاده کرد.

در سردخانه‌ های زیر صفر بزرگ که بار برودتی در آن‌ها زیاد است معمولاً از مبرد آمونیاک استفاده می‌کنند. سردخانه‌هایی که از مبرد آمونیاک استفاده می‌کنند، به سردخانه‌های آمونیاکی معروف‌اند و تجهیزات آن‌ها کمی با سردخانه‌های فریونی متفاوت است.

سیکل تبرید تراکمی و بررسی شباهت ها

مهم ترین شباهت دو سردخانۀ آمونیاکی و فریونی در طراحی سیکل تبرید تراکمی آن هاست. در حقیقت طراحی هر دو سردخانه بر مبنای همین سیکل تبرید تراکمی صورت می‌گیرد. البته تفاوت نوع سیال مبرد باعث می‌شود که اندازۀ سیستم های طراحی شده متغیر باشد و ظرفیت سرمایشی نهایی نیز تغییر کند. با این حال می‌توان گفت که کلیات این سردخانه ها شبیه به هم است و درست بر یک مبنا طراحی و ساخته می‌شود. طراحی سیکل های تبریدی در چهار مرحله صورت می‌گیرد. فشرده سازی سیال به کمک کمپرسورها، عبور از بخش کندانسور، گذر از شیر انبساطی و در نهایت عبور از اواپراتور چهار مرحلۀ اصلی سیکل های تبریدی است.

بررسی تفاوت ترکیبت های شیمیایی آمونیاک و فریون

برای اینکه به سراغ تفاوت های این دو سردخانه بپردازیم، لازم است از مهم ترین نقطۀ تفاوت شان کار را شروع کنیم. برای این کار لازم است به سراغ ویژگی های فیزیکی و شیمیایی این دو ترکیب، یعنی آمونیاک و فریون برویم.

آمونیاک یک ترکیب شیمیایی است که از سه اتم هیدروژن و یک اتم نیتروژن تشکیل شده است. این ماده اغلب در صنایع پتروشیمی‌ و به کمک فرایند هابر تولید می‌شود. آمونیاک دمای جوش پایینی (حدود منفی سی و سه درجه سلسیوس) داشته و به خاطر دارا بودن پیوند هیدروژنی در آب انحلال پذیری بالایی دارد. آمونیاک بوی بدی تولید می‌کند، تحت شرایطی خاص خاصیت اشتعال پذیری دارد و در صورت نشت کردن در محیط می‌تواند موجب مسمومیت شود. همچنین ضریب انتقال حرارت آمونیاک در حالت گازی یا مایع مقدار بالایی است. نکتۀ دیگری که باید دربارۀ آمونیاک گفت این است که در محلول ها حالت بازی دارد و در تماس با هوا یا رطوبت به عنوان یک عامل خورنده مطرح می‌شود.

فریون دسته ای از ترکیبات شیمیایی بدون بویی هستند که‌ آنها را با نام CFC ها می‌شناسند. مهم ترین عناصر سازندۀ این ترکیبات، کلر و فلئور است. این ترکیبات می‌توانند با مولکول های اوزون وارد واکنش شده، تولید مولکول های اکسیژن کنند. دمای جوش فریون ها حدود منفی سی درجه سانتیگراد است. انحلال پذیری ترکیبات فریونی در آب میزان کمی است، خاصیت اشتعال پذیری ندارد و باعث مسمومیت افراد هم نمی‌شود.

تأثیر سیال مبرد بر طراحی دستگاه های سردخانه ای

همین طور که گفته شد، طراحی سردخانه های فریونی و آمونیاکی بر مبنای سیکل تبرید تراکمی صورت می‌گیرد. اما تفاوت نوع سیال مبرد باعث می‌شود که در سایز کردن هر بخش تفاوت هایی ایجاد شود. مهم ترین عواملی که روی اندازۀ هر دستگاه و در مجموع روی ظرفیت سرمایشی سردخانه تأثیر می‌گذارد، نرخ انتقال حرارت سیال مبرد و دمای جوش آن است. به همین خاطر است که از سیال آمونیاک اغلب در ساخت سردخانه های صنعتی بزرگ استفاده می‌شود و از سیال مبرد فریون در ساخت سردخانه های کوچک و متوسط بهره می‌گیرند.