IQF یا دستگاه انجماد سریع تک به تک

 IQF (Individual Quick Freezing) یا دستگاه انجماد سریع تک به تک معمولاً برای انجماد میوه جات، فرنگی جات، سبزیجات، سیب زمینی فرنچ فرایز، میگو و قطعات کوچک گوشت و مرغ مورد استفاده قرار می گیرد. این دستگاه با کاهش چشمگیر زمان انجماد باعث می شود کریستال های یخ به قدری کوچک باشند که باعث تخریب و پارگی بافت محصول نشوند و بافت سلولی محصول تا حد زیادی سالم باقی بماند. پارامترهایی مانند بو، شکل ظاهری و مزه محصولات با تازگی و سلامت بافت سلولی آن ها ارتباط مستقیم دارند.

دستگاه IQF یک فریزر وزشی است که با ایجاد جریان هوا با سرعت بالا و دمای ۳۵- تا ۴۰- درجه سانتیگراد مواد غذایی را به صورت جدا از هم و در زمانی کوتاه منجمد می نماید. در سایر روش های انجماد که در سالن های سردخانه وزشی یا پلیت فریزر انجام می شوند محصولات به شکل بلوکی از یخ منجمد شده و به یکدیگر می چسبند ولی در روش IQF محصولات به شکل تک به تک و جدا از هم منجمد می گردند.

IQF یا انجماد سریع تک به تک، یکی از مهم ترین نوآوری های صنایع غذایی است. IQF در اوایل قرن بیستم توسعه یافت و تا امروز به ‌عنوان راهکاری مدرن و مؤثر برای انجماد تک به تک محصولات مختلف از جمله میوه‌ها، سبزیجات و قطعات گوشت و مرغ و ماهی مورد استفاده قرار می گیرد.

مقایسه دستگاه IQF با سایر روش های انجماد مکانیزه

اولین دستگاه های فریزر مکانیزه شامل یک نوار نقاله با مش استنلس استیل در یک تونل انجماد بود که نیاز انجماد برای یک محصول در جریان تولید را بر طرف می کرد. نقطه ضعف اصلی این سیستم کنترل کم روی جریان هوا بود که منجر به راندمان پایین فرآیند انتقال حرارت و انجماد می شد. دستگاه های IQF با کنترل دقیق جریان هوا، هوای سرد را به شکل عمودی روی لایه های محصول سیرکوله کرده و باعث ایجاد تماس خوب بین هوای سرد و ذرات محصول و افزایش راندمان فرآیند انجماد می گردد.

عملکرد و فرآیند دستگاه  انجماد سریع

در روش انجماد سریع تک به تک یا IQF محصولات توسط یک نوار نقاله با مش استنلس استیل (۳۰۴ یا ۳۱۶) به داخل کابین هدایت می شوند. در داخل کابین IQF هوای سرد با دمای ۴۰- درجه سانتیگراد توسط فن ها با سرعت بسیار بالا روی محصول گردش می کنند و دمای مغز محصول را تا ۱۸- درجه سانتیگراد کاهش می دهند. پس از انجماد، محصولات از سمت دیگر IQF خارج شده و جهت بسته بندی و دپو در سردخانه آماده سازی می شوند.

 دستگاه های انجماد سریع تک به تک یا IQF می توانند دارای ظرفیت انجماد  از ۵۰۰ تا ۱۵۰۰۰ کیلوگرم در ساعت باشند.  متناسب با ظرفیت دستگاه IQF و نیازهای طراحی، یک سیستم برودتی که با فریون یا آمونیاک کار می کند برودت دستگاه IQF را تأمین می کند.

اجزای دستگاه IQF

دستگاه انجماد سریع IQF از اجزای مختلفی تشکیل شده است. در ادامه اجزای اصلی تشکیل دهنده دستگاه انجماد سریع IQF را معرفی می کنیم.

• نوار نقاله IQF

انتقال محصول به داخل کابین IQF و خروج از آن به عهده نوار نقاله می باشد. این نوار نقاله می تواند از جنس استنلس استیل، پلاستیک و یا آلومینیوم بوده و دارای خواص زیر نیز می باشد:

• نوار نقاله به راحتی و نرمی حرکت می کند تا از آسیب زدن و هدر رفت محصول جلوگیری شود. همچنین نوار نقاله قابلیت ویبره (Vibration) جهت جلوگیری از چسبندگی محصولات به یکدیگر را دارا می باشد.
• نظافت نوار نقاله IQF به راحتی صورت می پذیرد تا مصرف آب و مواد شیمیایی تمیز کننده و همچنین مدت زمان تمیز کردن دستگاه به حداقل برسد.
• از نظر بهداشتی منطبق با استاندارد های FDA و EC1935/2004 جهت تماس مستقیم با مواد غذایی را می باشد.
• نوار نقاله مقاوم بوده و ریسک آلودگی و خرابی آن بسیار پایین می باشد.
• هزینه های تعمیر و نگهداری نوار نقاله بسیار کم بوده و قابلیت مدولار شدن را جهت توسعه و یا تعویض بخشی از نوار دارد.

• درایو نوار نقاله IQF

نوار نقاله در دستگاه IQF توسط یک الکتروموتور با قدرت متناسب با ظرفیت دستگاه کار می کند. سرعت و گشتاور نوار نقاله با ترکیب یک درایو VFD یا (Variable-Frequency Drive) و یک گیربکس از طریق صفحه نمایش لمسی HMI کاملاً قابل تنظیم می باشد.

• فن های سیرکوله هوا

فن های دستگاه انجماد سریع IQF متناسب با ظرفیت انجماد طراحی و انتخاب می شوند تا بتوانند هوادهی و سرعت لازم را روی سطح محصول ایجاد کنند. فن ها از نوع صنعتی و مناسب جهت کارکرد در دمای انجماد بوده و قابلیت سرویس دهی و تمیز کردن آسان را دارا می باشند.

• اواپراتور دستگاه IQF

سرمایش هوای داخل کابین توسط اواپراتور IQF که می تواند از جنس آلومینیوم یا فولاد دیپ گالوانیزه (جهت استفاده با مبرد آمونیاک) و یا مس (جهت استفاده با مبرد فریون) باشد. فاصله فین اواپراتور از نوع ترکیبی ۱۴-۱۲ میلیمتر می باشد تا بتواند فواصل زمانی بین دو دیفراست را به حداکثر برساند.

• بدنه دستگاه

بدنه دستگاه IQF از ورق ها، پروفیل ها و تجهیزات قسمت داخلی (به جز موتورها، گیربکس ها و اقلام خاص) از جنس استنلس استیل با گرید ۳۰۴ هستند. همچنین دیواره های دستگاه توسط عایق پلی یورتان تزریقی با ضخامت ۱۵ سانتیمتر و دانسیته ۴۰ با پوشش داخلی از جنس ورق استنلس استیل با ضخامت ۰/۸ میلیمتر عایق می شوند. در راستای به حداقل رساندن اتلاف انرژی در قسمت ورودی و خروجی دستگاه IQF دریچه های قابل تنظیم تعبیه شده است.

• تابلو برق

تابلو برق دستگاه IQF مونتاژ شده با تجهیزات و استاندارد های روز دنیا و از برند های معتبر می باشد. کنترل دستگاه به واسطه سیستم اتوماسیون و اینترفیس لمسی HMI به سادگی صورت می پذیرد و کنترل پارامتر هایی مانند سرعت نوارنقاله، دمای دستگاه IQF، مدیریت دیفراست و غیره از این طریق انجام می شود.

ویژگی های دستگاه IQF شرکت برودت کار اطلس 

• نوار نقاله مقاوم و با دوام از جنس استنلس استیل با گرید ۳۰۴ (استنلس استیل با گرید ۳۱۶ نیز قابل سفارش می باشد.)
• کویل اواپراتور ساخته شده از جنس های گالوانیزه، آلومینیوم و مس با راندمان بسیار بالا و مجهز به تجهیزات سیستم دیفراست
• فن های با قدرت هوادهی و راندمان بسیار بالا
• فروش دستگاه IQF به شکل پکیح ساخته شده در کارخانه
• استفاده از آلومینیوم و استنلس استیل ۳۰۴ جهت تمامی قطعات داخلی

مزایا انجماد سریع IQF

• حفظ کیفیت محصول

IQF در مقایسه با محصولاتی که توسط تکنولوژی های غیر سریع منجمد می شوند به شکل مؤثری از تخریب سلول مواد غذایی در پروسه انجماد جلوگیری می کند. همچنین مانع از دست رفتن تازگی و مواد مغذی موجود در غذا می شود. در واقع می توان گفت در کیفیت محصولات منجمد شده با دستگاه IQF قبل از انجماد و پس از یخ زدایی تغییری حاصل نمی شود.

• کاهش زمان انجماد 

زمان انجماد در IQF بسیار کمتر از سایر روش ها است. به عنوان مثال برای انجماد نخودفرنگی به روش سنتی حداقل ۴ ساعت زمان لازم است در حالی که با استفاده از دستگاه های IQF می توان این زمان را تا ۴ دقیقه کاهش داد. این امر باعث کاهش میزان تبخیر سطحی از سطح محصول و در نهایت افت وزنی بسیار اندک می گردد. در واقع دو عامل مهمی که در افت وزنی محصول نقش مهمی ایفا می کنند، زمان انجماد و دمای انجماد هستند که در دستگاه انجماد سریع تک به تک IQF هر دو مشخصه به نقطه ای بهینه رسیده اند.

• کاهش اتلاف غذا 

انجماد سریع IQF روشی است که تکه های غذا را تک به تک منجمد می کند. بنابراین مواد غذایی به شکل مجزا منجمد و بسته بندی می شوند. با دسته بندی و بسته بندی غذا به شکل جدا از هم وقتی شما غذا لازم دارید فقط کافی است مقدار مورد نیاز را از بسته بردارید و پس از یخ زدایی مصرف کنید و لازم نخواهد بود که به عنوان مثال یک ماهی کامل و بزرگ را یخ زدایی کنید. سرعت فساد غذا نیز بدین ترتیب کاهش می یابد که می تواند برای کسب کارهایی مانند رستوران ها و هتل ها جذاب باشد.

معایب انجماد سریع IQF

• قیمت دستگاه IQF ارزان نیست! 

قیمت دستگاه های IQF در مقایسه با ظرفیت مشابه در دیگر روش ها مانند تونل انجماد گرانتر می باشد. البته در نظر داشته باشید که کیفیت انجماد نیز در روش انجماد سریع IQF بسیار مطلوب تر است.

• اشغال فضای بیشتر 

دستگاه IQF نیازمند فضای بیشتری نسبت به اتاق های انجماد دارد. در واقع طول نوار نقاله که محصولات را جهت انجماد جا به جا می کند باعث زیاد بودن طول دستگاه IQF می باشد.

انواع دستگاه IQF

• دستگاه IQF خطی یا Continues

IQF خطی محصولات را از طریق نوار نقاله مجهز به ویبراتور از یک سمت به داخل کابین IQF هدایت کرده و از سمت دیگر آن بصورت منجمد خارج می کند. جهت ورود و خروج محصول در این نوع IQF در یک راستا می باشد. ظرفیت انجماد این مدل می تواند از ۱۰۰۰ تا ۱۵۰۰۰ کیلوگرم در ساعت باشد. دستگاه با لوله های مبرد (فریون و یا آمونیاک) به موتورخانه متصل می گردد.این مدل معمولاً برای محصولاتی مانند سبزیجات غیر برگی یعنی باقالی، نخود فرنگی، ذرت، لوبیا سبز، هویج، کلم و فرنچ فرایز (سیب زمینی نیم پخت شده) استفاده می شود.

• اسپیرال فریزر

این مدل عمدتاً برای انجماد در خطوط تولید کاخانجات مواد غذایی مورد استفاده قرار می گیرد. ظرفیت انجماد در IQF اسپیرال معمولاً بین ۵۰۰ تا ۵۰۰۰ کیلوگرم در ساعت می باشد. اسپیرال فرزیر معمولاً‌ برای محصولاتی مانند تکه های مرغ و گوشت، کتلت، سمبوسه، همبرگر، ماهی به صورت خام یا نیمه آماده مورد استفاده قرار می گیرد.

• IQF با نتیروژن مایع

نیتروژن مایع در دمای ۱۹۶- درجه سانتیگراد در فشار جو تبخیر می شود. در دستگاه IQF با نیتروژن مایع، مواد غذایی توسط نوار نقاله به داخل محفظه هدایت می شوند که دمای آن توسط نیتروژن مایع بین ۵۰- تا ۱۹۰- درجه سانتیگراد تنظیم گردیده است. نیتروژن مایع از مخزن کرایوجنیک به نازل های نیتروژن هدایت می شوند و در مقاطع مختلف توسط نازل با سوراخ های فوق ریز (Micro-Hole) به داخل محفظه تزریق می شود. در همین حین اگزاست فن ها نیتروژن تبخیر شده را به سرعت از داخل کابین به هوای آزاد اگزاست می کنند. مواد غذایی نیز در تماس با نیتروژن مایع در حال تبخیر قرار گرفته و دمای آنها به سرعت کاهش می یابد.

معرفی نیتروژن مایع

Liquid Nitrogen در واقع همان نیتروژن در حالت مایع در دمای کمتر از ۱۹۵/۷۹- درجه سانتیگراد در فشار ۱ اتمسفر می باشد. نیتروژن مایع از تقطیر جزء به جزء هوا مایع تولید می شود. نیتروژن مایع یک مایع بی رنگ با ویسکوزیته کم می باشد که به صورت گسترده به عنوان یک سرد کننده مورد استفاده قرار می گیرد. حدود ۸۰ درصد از هوایی که تنفس می کنیم گاز نیتروژن می باشد بنابراین برای کار کردن با این ماده از نظر بهداشتی نگرانی خاصی وجود ندارد البته نا گفته نماند که نیتروژن مایع در صورت تماس مستقیم با پوست باعث ایجاد سوختگی شدید و از بین رفتن بافت سلولی پوست می گردد.

خواص فیزیکی نیتروژن مایع

نیتروژن مایع یا به اختصار LN2 (Liquid Nitrogen) یک ماده خنثی، بی بو، بی رنگ، غیر قابل اشتعال، و بسیار سرد می باشد. نیتروژن مایع یک سیال کرایوجنیک است که می تواند به سرعت بافت های زنده را منجمد می کند. برای جابجایی و ذخیره نیتروژن مایع نیاز به فلاسک با فشار وکیوم می باشد. بسته به سایز و طراحی زمان نگهداری این فلاسک ها بین چند ساعت تا چند هفته می باشد. البته توسعه مخازن وکیوم سوپر عایق امکان نگهداری و حمل و نقل نیتروژن مایع را در زمان های طولانی تر را با اتلاف ۱% در روز فراهم کرده است.

IQF با نیتروژن مایع | جنبه های غذایی و بهداشتی

نیتروژن در واقع بیش از ۷۸% از هوایی است که تنفس می کنیم. بنابراین در تماس به مواد غذایی و خوراکی هیچ نگرانی ای ایجاد نمی کند. از طرفی به واسطه سرعت بسیار بالا در انجماد به این روش کریستال های یخ ایجاد شده بسیار کوچک بوده و به بافت سلولی محصول هیچ گونه آسیبی وارد نمی کند. به همین دلیل کیفیت محصول شامل: ظاهر،طعم و رنگ تا حد بسیار بالایی حفظ می شود.

ظرفیت دستگاه های IQF با نیتروژن مایع از ۵۰۰ کیلوگرم در ساعت تا ۱۰۰۰۰ کیلوگرم در ساعت و بیشتر قابل سفارش می باشد. این دستگاه انجماد برای انواع مواد غذایی از جمله : ماهی، میگو، گوشت و مرغ قطعه بندی شده، میوه جات، شیرینی، نان و غیره قابل استفاده می باشد.