مقالات, سردخانه, صنایع برودتی

سردخانه صنعتی و انواع آن

سردخانه صنعتی

استفاده از سردخانه امروزه طوری فراگیر شده که تعداد سردخانه‌های صنعتی یک کشور به عنوان نمادی از توسعه یافتگی آن به حساب آورده می‌شود. استفاده از سردخانه‌ها به قرن نوزدهم میلادی و ساخت نخستین سیکل‌های تبرید تراکمی برمی‌گردد. در سال‌های نخستین سردخانه‌ها بیشتر به شکل یخچال‌هایی با محفظه‌ کوچک ساخته می‌شد و البته راه‌اندازی همین سیستم سرمایشی نیز نیاز به تجهیزات بزرگی داشت. اما به مرور صنعت سرمایش پیشرفت کرده و دستگاه‌های سرمایشی جدید ساخته شدند. امروزه سردخانه‌های صنعتی در مساحت‌های چند هزارمتری ساخته می‌شوند و از آنها برای حفظ و نگهداری مواد غذایی، محصولات کشاورزی، مواد دارویی و … استفاده می‌شود. در این مقاله سردخانه صنعتی چیست قصد داریم بیشتر با این دستگاه‌ها و انواع آن آشنا شویم.

سردخانه صنعتی چیست ؟

حال که قصد داریم دربارۀ این دستگاههای سرمایشی و انواع آن صحبت کنیم، در ابتدا با این شروع کنیم که منظورمان از سردخانه‌ صنعتی چیست ؟ و این صنایع در چه وقت‌هایی مورد نیاز ما قرار می‌گیرد. همین طور که از اسم آن بر می‌آید، منظور از آن محلی است که در آن سرما تولید شده و از این سرمای تولیدی برای نگهداری برخی مواد فسادپذیر استفاده می‌شود. این مواد اغلب شامل مواد غذایی، محصولات کشاورزی و پروتئینی و محصولات دارویی می‌شود. اگرچه در بسیاری از صنایع دیگر مانند صنایع شیمیایی و نظامی نیز ممکن است به اتاقک‌های سرماساز نیاز پیدا شود.

سردخانه‌های صنعتی گاه به صورت قابل حمل طراحی می‌شوند. به شکلی تأسیسات لازم برای راه اندازی سردخانه در یک واحد کانتینر نصب شده و در مواقع لزوم قابل جابه‌جایی است. گاهی نیز سردخانه‌ها به صورت ثابت طراحی می‌شوند. به شکلی که انبار یا ساختمانی برای طراحی سردخانه ساخته شده، سپس تجهیزات لازم برای راه اندازی آن در اتاقکی جدا نصب می‌شود؛ که این تجهیزات در کنار هم وظیفۀ کاهش دما را در انبار یا ساختمان احداث شده برعهده خواهند داشت.

مهم‌ترین کاربرد سردخانه‌های صنعتی همان انبار کالاها و محصولاتی است که در مجاورت با گرما دچار آسیب‌های فیزیکی و شیمیایی شده و تازگی و کیفیت اولیه خود را از دست می‌دهند. این محصولات می‌توانند شامل محصولات پروتئینی مانند انواع گوشت حیوانات، محصولات غذایی، صنایع دارویی، محصولات کشاورزی و … باشد. طبیعی است اگر یک سردخانه صنعتی نتواند محصولات مورد نظر را تحت شرایط طراحی شده طی مدت زمانی خاص و با کیفیتی خاص نگه‌ دارد، به این معناست که سردخانۀ فوق تحت شرایط استاندارد طراحی نشده است و کارایی لازم را ندارد. به همین خاطر کار طراحی و ساخت سردخانه‌های صنعتی به دانش بالا، تجهیزات با کیفیت و نظارت کامل نیاز دارد.

بررسی تاریخچۀ تأسیس سردخانه‌ ها

از گذشته‌های خیلی دور انسان‌ها برای نگهداری از مواد غذایی به سراغ استفاده از سرما می‌رفتند. دفن‌کردن برخی از محصولات غذایی در دل خاک یا انبارکردن این محصولات در سردابه‌ها و استفاده از برف و قالب‌های یخ طبیعی از جمله مثال‌هایی است که در این رابطه می‌‌توان مطرح کرد. اما با پیشرفت تکنولوژی پای صنعت به ساخت دستگاه‌های سرمایشی نیز کشیده شد. در اواخر قرن نوزدهم میلادی نخستین دستگاه‌های تبریدی ساخته شد. در این سیستم‌های تبریدی از گاز آمونیاک یا آب به منظور تولید سرما استفاده می‌شد. بعدها در دهه‌های نخستین قرن بیستم پای گازهای فریونی نیز به میان آمد. فریون گازی بی بو بود که عملکردی ایده‌آل در ساخت سیکل‌های تبریدی داشت. به علاوه که مشکلاتی مانند مسمومیت را هم برای افراد ایجاد نمی‌کرد. ورود گاز فریون به صنایع تبریدی باعث شد تا این صنعت گسترده‌تر شده و نخستین یخچال‌های صنعتی و خانگی نیز به این شکل تولید شوند. اما در سال 1985 در قراردادی که به نام قرارداد وین مطرح گردید، اعلام شد که به خاطر مشکلات زیست محیطی لازم است کشورهای سازندۀ سیکل‌های تبریدی استفاده از گازهای فریونی را محدود کنند. همین عامل سبب شد تا شرکت‌های تولید کننده به سراغ دیگر گازهای مبرد بروند و گازهای مبرد متفاوتی را با فرمول‌های شیمیایی مختلف تولید کنند.

با اینکه ساخت سیکل‌های تبرید از اواخر قرن نوزدهم میلادی شروع شده بود، اما بیش از سی سال طول کشید تا اولین دستگاه‌های سرماساز به صورت رسمی مورد استفاده قرار بگیرند. نخستین سردخانه‌ها در کارخانه‌های آبجو سازی مورد بهره برداری قرار گرفتند. از گاز آمونیاک نخستن مرتبه در فرانسه استفاده شد و بعدها امریکایی‌ها نیز به استفاده از این گاز به عنوان مبرد روی آوردند. در سال 1900 میلادی به صورت رسمی دستگاه‌های تبرید تراکمی وارد بازار تجاری شدند و در صنایع غذایی، شیمیایی و یخ سازی مورد استفاده قرار گرفتند. سردخانه‌ها به طور کلی در چهار دسته گنجانده می‌شوند.

  • سردخانه‌های خانگی یا همان یخچال‌ها و فریزرها
  • سردخانه‌های فروشگاهی که گاه به اسم یخچال‌های فروشگاهی نیز شناخته می‌شوند.
  • سردخانه‌های تجاری که در فروشگاه‌های زنجیره‌ای و رستوران‌های بزرگ به منظور انبارگردانی استفاده می‌شوند.
  • سردخانه‌های صنعتی که در صنایع مختلف به منظور انبار کردن محصولات فساد پذیر مورد استفاده هستند.

امروزه صنایع سرمایشی به قدری پیشرفت کرده‌اند که سردخانه‌ها در مساحت‌های متفاوت و در صنایع مختلفی مورد استفاده قرار می‌گیرند. تونل‌های انجماد، سردخانه‌های بالای صفر و سردخانه‌های زیر صفر، آیس بانک‌ها، کارخانه‌های یخ‌سازی و … از جمله موارد مختلفی از سردخانه‌های صنعتی و زیرمجموعه‌های آن است که امروزه از آن‌ها استفاده می‌شود.

بررسی عملکرد سردخانه ‌های صنعتی

در طراحی و ساخت سردخانه‌های صنعتی نیز به مانند دیگر سیستم‌های سرمایشی از سیکل تبرید تراکمی استفاده می‌شود. در این سیکل‌ها از یک سیال مبرد به منظور سرماسازی کمک گرفته می‌شود. نقطۀ شروع هر سیکل تبریدی کمپرسور آن است. به همین خاطر است که از کمپرسور به عنوان قلب سیکل‌های تبریدی نام برده می‌شود. سیال مبرد که می‌تواند از ترکیبات فریونی یا آمونیاک باشد، در ابتدا وارد کمپرسور می‌شود. فعالیت کمپرسور باعث بالا رفتن دما و فشار سیال مبرد می‌گردد. فشار ایجاد شده حکم نیروی محرکه را برای طی کردن سیکل تبرید بازی می‌کند.

در دومین مرحله، سیال مبرد وارد کندانسور می‌شود. در این مرحله هدف اصلی کاهش دمای سیال مبرد است. برای این کار ممکن است از جریان آب یا فن‌های دمندۀ هوا استفاده شود؛ که انتخاب نوع خنک کننده بستگی به ظرفیت سرمایشی سردخانه و همچنین دسترسی به منابع مورد نیاز است. کندانسور در حقیقت به مانند یک مبدل حرارتی پوسته لوله عمل کرده و دمای سیال را کاهش می‌دهد. سیالی که از کندانسور خارج می‌شود، وارد سومین مرحله از سیکل تبرید تراکمی می‌گردد. سومین مرحله عبور سیال مبرد از یک شیر فشار شکن است. در اینجا فشار سیال به یک باره کاسته می‌شود. به نحوی که بخش اعظمی از سیال مبرد به واسطۀ این کاهش فشار به گاز اشباع تبدیل می‌شود.

آخرین مرحله در سیکل‌های تبریدی عبور سیال مبرد از بخش اواپراتور است. اواپراتور نیز مانند کندانسور در حقیقت یک مبدل حرارتی است که امکان انتقال گرما از محیط را به گاز مبرد برقرار می‌کند. سیال مبرد در این بخش گرمای محیط را جذب کرده و به صورت کامل به گاز اشباع یا داغ تبدیل می‌شود. این گاز مجدداً به کمپرسور فرستاده می‌شود تا سیکل تبرید دوباره تکرار شود. انتخاب نوع کمپرسور و سایر تجهیزات روی عملکرد کلی سردخانه‌های صنعتی تأثیر مستقیم می‌گذارد. به همین خاطر است که در طراحی سردخانه‌ها لازم است محاسبات لازم برای انتخاب دقیق مشخصات هر دستگاه انجام گیرد. در ادامه به معرفی انواع سردخانه‌ها و مزایا و معایب آن‌ها خواهیم پرداخت.

انواع سردخانه صنعتی

آشنایی با انواع سردخانه ‌های صنعتی

نخستین مبنا برای دسته‌بندی سردخانه‌های صنعتی محدوده دمایی است که تجهیزات به کار گرفته شده با هدف رسیدن به آن محدوده به کار گرفته می‌شوند. به طور کلی سردخانه‌های صنعتی از این نظر به دو دستۀ سردخانه‌ صنعتی بالای صفر و سردخانه‌های صنعتی زیر صفر تقسیم‌بندی می‌شوند. در ادامه به بررسی جزئیات انواع سردخانه‌های صنعتی خواهیم پرداخت.

سردخانه صنعتی بالای صفر

نگه‌داری برخی از محصولات خوراکی و دارویی دز دماهای زیر صفر می‌تواند باعث از بین رفتن بافت شیمیایی و فیزیکی محصول شده و کیفیت آن را از بین ببرد. همچنین گاهی در صنایع تولیدی ممکن است نیاز به اتاقکی جهت سرماسازی تا دمای مشخصی وجود داشته باشد. در این گونه از موارد است که کارفرمایان به سراغ ساخت سردخانه‌های دما بالا می‌روند. محدوده دمایی این سردخانه‌ها معمولاً بین مثبت یک درجه تا مثبت پانزده درجه سانتیگراد در نوسان است. انتخاب محدوده دمایی بستگی به کارایی سردخانه و هدف اصلی از تأسیس آن دارد. مهم‌ترین موارد استفاده از سردخانه‌های دما بالا برای وقتی است که بخواهید محصولی را برای مدت زمانی کوتاه نگهداری کنید. البته این مورد بیشتر در رابطه با محصولات کشاورزی و انواع میوه‌ها و سبزیجات است. در این گونه موارد بهتر است دمای محصول به نقطۀ انجماد آن نرسد و تازگی اولیه محصول حفظ شود. این مدت زمان در حداکثر حالت ممکن نباید بیشتر از پانزده روز شود. در سردخانه‌های کوتاه مدت با توجه به اینکه محصولات پیوسته در حال گردش بوده و با محصولات جدید جایگزین می‌شود، نیاز به ظرفیت انبارداری زیادی ندارد. البته سردخانه‌های دما بالا با هدف نگهداری بلندمدت از برخی محصولات نیز ممکن است ساخته شوند. در این سرخانه‌ها به طور معمول پروتکل مشخصی وضع شده و محصولات تحت شرایطی خاص در سردخانه نگهداری می‌شوند. از جمله موادی که برای نگهداری آن ها از سردخانه‌های دما بالا کمک گرفته می‌شود می‌توان به محصولات لبنی، پروتئینی، دارویی، گل و گیاه و … اشاره کرد.

سردخانه صنعتی 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.

سردخانه صنعتی دو مداره

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.

جمع‌بندی

سردخانه صنعتی امروزه به طور گسترده مورد استفاده صنایع مختلف، باغ داران، تجارت کنندگان و تولیدکنندگان قرار می‌گیرد. تاریخچۀ ساخت سردخانه‌ها به قرن بیستم میلادی برمی‌گردد. نخستین سردخانه‌ها به کمک سیال آمونیاک و سیکل تبریدی ساخته شدند. نخستین شرکت‌هایی که از این سردخانه‌ها برای گسترش تجارت خود کمک گرفتند تولید کنندگان آبجو بودند. به مرور سردخانه‌ها جایگاه خوبی در صنایع کشاورزی، دارویی، غذایی و … پیدا کرد. هدف اصلی از به کارگیری سردخانه‌ها نگهداری کوتاه مدت یا طولانی مدت از مواد غذایی و محصولات تولیدی است.

به نحوی که کیفیت کلی محصولات حفظ شود و برای مدتی طولانی قابل استفاده باشند. سردخانه‌های صنعتی به طور کلی به دو دستۀ سردخانه‌های بالای صفر و سردخانه‌های زیر صفر تقسیم می‌شوند. البته لزوم استفاده از سردخانه‌ها با ویژگی‌های دمایی مختلف باعث شده امروزه سردخانه‌های صنعتی به صورت دو مداره نیز تولید شوند. سردخانه‌های دو مداره ویژگی‌ مشترک هر دو دسته را دارند و بسته به موقعیت می‌تواند مورد استفاده قرار بگیرد. جهت طراحی سردخانه خود با کارشناسان گروه صنعتی دی تماس بگیرید.

نوشته های مشابه

2 دیدگاه در “سردخانه صنعتی و انواع آن

  1. پناهیان گفت:

    ممنون تان

  2. زمانی گفت:

    بسیار عالی بود
    مفید واقع شد

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد.

*

code