تبرید صنعتی

دامنه دمایی یکی از مشخصه های تبرید صنعتی می باشد. در حالیکه دمای تبخیر مبرد (Evaporating Temperature) می تواند از دمای 15 درجه سانتیگراد باشد ( جهت استفاده از سیستم های تهویه مطبوع و کلین روم ) و نیز می تواند تا دماهای 60- و 70- کاهش یابد ( جهت استفاده از سیستم های سردخانه، تونل انجماد و غیره ). در دماهای کمتر از 70- درجه سانتیگراد ( جهت استفاده از سیستم های IQF با نیتروژن مایع ) وارد مقوله صنعت کرایوجنیک (Cryogenic) می شویم که در آن از گاز مایع طبیعی، نیتروژن مایع، اکسیژن مایع، دی اکسید کربن  و دیگر مبرد های با دمای تبخیر بسیار پایین استفاده می شود. اگر تبرید صنعتی را در حوزه صنایع غذایی، شیمیایی و صنایع پردازش نفت و گاز بیان کنیم، می توان گفت تقریباً دو سوم کاربرد آن را پوشش داده ایم. شکل زیر موتورخانه یک سردخانه نگهداری محصولات پروتئینی را نشان می دهد. یکی دیگر از کاربردهای مهم در صنایع تولیدی و آزمایشگاهی می باشد، یعنی جایی که شرایط خاص، به خصوص دستیابی به دماهای پایین مورد نیاز است. نا گفته نماند دامنه دمایی پایین شاید بتواند بهترین مثال از مشخصه های تبرید صنعتی باشد اما کاربرد پمپ کردن گرما (Heat Pump) که گرما از یک فضا با دمای بسیار بالاتر از دمای محیط، پمپ می شود ( خنک سازی در صنایع فولاد و غیره ) نیز می تواند تبرید صنعتی نامیده شود. در ادامه به معرفی مختصر برخی از کاربردهای اصلی تبرید صنعتی در عمل آوری و نگهداری محصولات غذایی و صنایع شیمیایی و آزمایشگاهی و همچنین صنایع ساختمانی می پردازیم.

تبرید صنعتی

نگهداری مواد غذایی غیر منجمد:

عمر مفید اکثر مواد غذایی با کاهش دما افزایش می یابد. البته که برای نگهداری برخی از محصولات از جمله موز و سیب دمای نگهداری بهینه از دمای انجماد بالاتر می باشد. اکثر محصولات به صورت غیر منجمد نگهداری می شوند و به ندرت محصولی بصورت منجمد نگهداری می شود مثلاً موز، سیب، گوجه فرنگی، کلم، کاهو، سیب زمینی و پیاز به صورت غیر منجمد نگهداری می شوند. شرایط نگهداری محصولات را که از دو جنبه اقتصادی و نگهداری بهینه تدوین گردیده است، می توانید استخراج کنید. همانطور که مشاهده می کنید برخی از میوه ها را می توان در دمای کمی کمتر از صفر درجه سانتیگراد بدون اینکه یخ بزنند، نگهداری نمود. برای اینکه آب موجود در میوه ها به شکل محلول در شکر و سایر مواد می باشد که نقطه انجماد کمتری را برای این محصولات فراهم می کند. بعضی از محصولات گوشتی و ماکیان کیفیت خود را در دماهای به اصطلاح سوپر چیلد (Super chilled) یعنی دمایی حدود 1- درجه سانتیگراد که بصورت غیر منجمد است، بهتر حفظ می کنند.

بلافاصله پس از برداشت، میوه جات و سبزیجات معمولاً گرم هستند. اگرچه با انبار محصول در سردخانه نهایتاً سرد می شوند. سرعت این نوع سردسازی خیلی آهسته می باشد. به همین دلیل گاهی عملیاتی به نام پیش سرد سازی یا Precooling مورد استفاده قرار می گیرد.  پیش سردکن ها می توانند با استفاده از هوای خنک (Forced air circulation)، یخ (Ice bank) یا آب (Hydrocooling) کار کنند.

 غذای منجمد :

تاریخچه ی غذای یخ زده به اواسط قرن نوزدهم بر می گردد. در آن زمان ماهی را با یخ و نمک بین 8 تا 10 ماه نگهداری می کردند. اولین حمل و نقل دریایی گوشت یخ زده که به شکل موفق انجام شد مربوط به یک کشتی فرانسوی بود. این کشتی محصول صید شده خود را از بوینس آیرس به فرانسه حمل کرد. چند سال بعد تر یک محموله گوشت منجمد از استرالیا به انگلستان حمل شد. در آمریکا در جریان یک سفر پژوهشی به لابرادور کانادا، یکی از اعضای هیئت اعزامی به نام آقای کلارنس بردسی (Clarence Birdseye) ملاحظه کرد که ماهی منجمد شده در دماهای زیر صفر کیفیتش را در مدت زمان های طولانی حفظ می کند.

عصر مدرن برای غذای منجمد با اختراع فریزرهای سریع آغاز شد. با فریز کردن محصولات در طول مدت چند ساعت ( یا چند دقیقه برای غذای های با تکه های کوچکتر) به نسبت چند روز، از تشکیل کریستال های یخ میکروسکوپی در بافت محصول جلوگیری میگردد. بازار غذاهای منجمد در ایالات متحده از 180 تن در سال 1942 به 6 میلیون تن در سال 1995 رشد داشته است.

روش های انجماد غذای مطرح شامل:

  • انجماد وزشی (Air blast freezing) که هوا با دمای پایین با سرعت بالا روی پکیج های غذا می وزد. مثل : سردخانه، پیش سردکن و یا تونل انجماد
  • انجماد تماسی (Contact freezing) که غذا بین صفحات سرد قرار می گیرد. مثل پلیت فریزر
  • انجماد با براین (immersion freezing) که غذا به کمک آب نمک با دمای پایین منجمد می شود. مثل سیستم آیس بانک
  • فریزرهای نوار نقاله ای (Belt Freezers) که مواد غذایی توسط نوار نقاله به یک محفظه با سیرکولاسیون هوای سرد منتقل شده و منجمد می شوند. مثل IQF با سیکل تراکمی و یا اسپیرال فریزر
  • فریزرهای کرایوجنیک (Cryogenic) که با استفاده از نیروژن و یا دی اکسید کربن مایع به انجماد محصول می پردازند. مثل IQF با نیتروژن مایع

در زنجیره ی پخش ، غذاهای منجمد باید اول در سردخانه های بزرگ و سپس در مقدارهای کمتر نزدیک مغازه ها ذخیره شوند. دمای نگهداری مواد غذایی معمولاً باید بین 20 تا 23 درجه سانتیگراد زیر صفر باشد، این در حالی است که برخی محصولات از جمله بستنی در دمای پایین تری نگهداری می شود.

این مطلب توسط شرکت برودت کار اطلس از منابع معتبر جهانی شامل ASHRAE استخراج و تدوین گردیده است.