تبرید صنعتی چیست؟

به زبان ساده، تبرید صنعتی به سیستم‌های سرمایشی اطلاق می‌شود که در مقیاس‌های بزرگ برای خنک کردن فرآیندهای صنعتی، مواد و محصولات استفاده می‌شوند. این نوع سیستم‌ها عمدتاً در صنایع مختلف مانند صنایع غذایی و نوشیدنی، پتروشیمی، داروسازی، تولید فلزات، و سردخانه‌های بزرگ مورد استفاده قرار می‌گیرند. هدف اصلی سیکل تبرید صنعتی، حفظ دماهای پایین در محیط‌های صنعتی و در پروسه‌های تولید و نگهداری محصولات است.

شرایط و ویژگی‌های تبرید صنعتی

دامنه دمایی یکی از مشخصه های تبرید صنعتی است. در سیستم های تبرید دما می تواند از ۷ درجه سانتیگراد بالای صفر جهت استفاده از سیستم های تهویه مطبوع و کلین روم تا دماهای ۶۰ و ۷۰ درجه سانتیگراد زیر صفر جهت استفاده از سیستم های سردخانه، تونل انجماد و غیره کاهش یابد.

در دماهای کمتر از ۷۰ درجه سانتیگراد زیر صفر (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 و دی اکسید کربن مایع با دماهای بسیار پایین در حدود ۲۰۰ درجه سانتیگراد زیر صفر 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.

برای درک بهتر تبرید صنعتی، بهتر است ابتدا با مفهوم دقیق سیکل تبرید آشنا شویم، زیرا تبرید صنعتی، در حقیقت سیکل تبرید در مقیاس بزرگ و برای کاربردهای صنعتی است.

سیکل تبرید یا چرخه تبرید، فرآیندی ترمودینامیکی است که در آن گرما از یک محیط به محیط دیگر منتقل می‌شود تا دمای یک محیط خاص پایین نگه داشته شود. این چرخه معمولاً در سیستم‌های سرمایشی، تهویه مطبوع و سیستم‌های تبرید صنعتی استفاده می‌شود و اساس کار بسیاری از تجهیزات سرمایشی را تشکیل می‌دهد. در ادامه، اجزای اصلی سیکل تبرید تراکمی بخار به عنوان یکی از رایج‌ترین انواع سیکل‌های تبرید آورده شده است.

اجزای اصلی سیکل تبرید تراکمی بخار

قسمت‌های اصلی چرخه تبرید بخار به شرح زیر است:

• کمپرسور: این بخش مبرد را فشرده کرده و فشار و دمای آن را افزایش می‌دهد. مبرد پس از فشرده شدن به سمت کندانسور هدایت می‌شود.
• کندانسور: مبرد در کندانسور خنک شده و از حالت گازی به مایع تبدیل می‌شود. این فرآیند با از دست دادن گرما به محیط اطراف انجام خواهد شد.
• شیر انبساط (یا لوله مویین): مبرد مایع از کندانسور به شیر انبساط منتقل شده و با عبور از آن فشار کاهش یافته و دمای آن پایین می‌آید.
• اواپراتور: مبرد کم‌فشار و کم‌دما وارد اواپراتور شده و با جذب گرمای محیط به بخار تبدیل می‌شود. با این کار، سردسازی محیط اطراف صورت می‌گیرد.

انواع سیستم های تبرید

انواع سیستم‌های تبرید صنعتی شامل روش‌ها و فناوری‌های مختلفی هستند که با توجه به نیازها و کاربردهای خاص هر صنعت طراحی و استفاده می‌شوند. در ادامه به برخی از مهم‌ترین انواع فرآیند تبرید صنعتی اشاره می‌کنیم.

• سیکل تبرید تراکمی

سردسازی یا تبرید تراکمی،  یکی از متداول‌ترین انواع سیستم‌های تبرید است. در این سیستم تبرید، یک سیال مبرد (معمولا یک گاز) در یک چرخه مداوم فشرده، سرد، منبسط و سپس گرم می‌شود. در این فرایند، گرما از یک محیط که می‌خواهیم خنک شود، جذب می‌شود و به محیطی با دمای بالاتر منتقل خواهد شد. یک سیکل تبرید تراکمی از اجزای اصلی مانند کمپرسور، کندانسور، شیر انبساط و اواپراتور تشکیل شده است. 

• سیکل تبرید جذبی

سیکل تبرید جذبی، یک روش جایگزین برای سیکل تبرید تراکمی است که در آن به جای استفاده از کمپرسور مکانیکی برای افزایش فشار مبرد، از یک ماده جاذب و یک منبع حرارتی استفاده می‌شود. این سیکل به دلیل ویژگی‌های منحصر به فرد خود، در برخی کاربردها بر سیکل تراکمی ارجحیت دارد.

• سیکل تبرید ترمو الکتریک

در مقایسه با دو نوع قبلی فرایند تبرید، سیکل ترموالکتریک، روشی جدیدتر محسوب می‌شود. این سیکل براساس پدیده ترموالکتریک عمل می‌کند. در این روش، برخلاف سیکل‌های تبرید تراکمی و جذبی که از سیالات مبرد و قطعات متحرک استفاده می‌کنند، از مواد نیمه‌رسانا برای تبدیل انرژی الکتریکی به اختلاف دما بهره می‌برند.

کاربرد تبرید صنعتی

یکی از کاربردهای مهم تبرید صنعتی در صنایع تولیدی و آزمایشگاهی می باشد، یعنی جایی که شرایط خاص، به خصوص دستیابی به دماهای پایین مورد نیاز است. نا گفته نماند کاربرد پمپ کردن گرما (Heat Pump) که گرما از یک فضا با دمای بسیار بالاتر از دمای محیط، به فضای با دمای محیط پمپ می کند (خنک سازی در صنایع فولاد و غیره) نیز می تواند تبرید صنعتی نامیده شود. در ادامه به معرفی کاربرد تبرید در عمل آوری و نگهداری محصولات غذایی می پردازیم.

تبرید در نگهداری مواد غذایی

عمر مفید مصرف اکثر مواد غذایی با کاهش دما افزایش می یابد. در واقع با کاهش دما سرعت رشد میکروارگانیسم ها و در نهایت فساد محصول به تعویق می افتد و در صورت رفتار مناسب می توان زمان مصرف برخی از محصولات را حتی تا بیشتر از یک سال افزایش داد.

• نگهداری میوه و سبزیجات در سردخانه

برای نگهداری برخی از محصولات از جمله موز و سیب دمای نگهداری بهینه از دمای انجماد بالاتر می باشد. میوه جات و سبزیجات به صورت غیر منجمد نگهداری می شوند مثلاً موز، سیب، گوجه فرنگی، کلم، کاهو، سیب زمینی و پیاز در دمای های بالای صفر (بین ۱ تا ۱۴ درجه سانتیگراد) نگهداری می شوند. دمای نگهداری محصولات مختلف در سردخانه را شامل دمای نگهداری، رطوبت نسبی و میزان تنفس می توانید استخراج کنید. لازم به ذکر است 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 معدنی می باشد که نقطه انجماد کمتری را برای این محصولات فراهم می کند.

• نگهداری مواد پروتئینی در سردخانه

مواد پروتئینی شامل دامنه ای وسیعی از محصولات از جمله لبنیات، محصولات گوشتی، ماکیان و آبزیان می باشند. لبنیات به جز در برخی موارد مثل بستنی و خامه قنادی را دماهای کمی بالاتر از صفر نگهداری می کنند. محصولات گوشتی کیفیت خود را در دماهای به اصطلاح سوپر چیلد (Super chilled) یعنی دمایی حدود ۱- درجه سانتیگراد که بصورت غیر منجمد است، برای مدت کوتاه بهتر حفظ می کنند. اما در نگهداری بلند مدت نیازمند دمایی بین ۱۸- تا ۲۵- درجه سانتیگراد هستند.

شرکت برودت کار اطلس یکی از با سابقه ترین شرکت ها در سیستم های تبرید صنعتی می باشد. از خدمات ما می توان به طراحی و ساخت انواع سردخانه،
تونل انجماد، IQF، یخساز، سیستم های تقطیر گاز و غیره اشاره کرد.

جمع‌بندی

در این مقاله به این سوال پرداختیم که سیستم تبرید چیست؛ در پایان خوب است بدانید که تبرید صنعتی، قلب تپنده صنایع مدرن است. از حفظ تازگی مواد غذایی تا تولید داروهای حیاتی، این فناوری نقش بی‌بدیلی ایفا می‌کند. با ایجاد محیط‌های با دمای دقیق و پایدار، تبرید صنعتی امکان تولید محصولات باکیفیت و افزایش طول عمر آن‌ها را فراهم می‌آورد.برودت کار اطلس، آماده است تا با طراحی و اجرای سیستم‌های تبرید متناسب با نیازهای خاص شما، بهینه‌سازی مصرف انرژی و افزایش بهره‌وری را برای شما به ارمغان آورد. از مشاوره رایگان برای انتخاب بهترین سیستم تبرید صنعتی تا نصب و راه‌اندازی و خدمات پس از فروش، ما در کنار شما هستیم.