سردخانه‌ها یکی از مهم‌ترین بخشهای صنایع کشاورزی و مواد غذایی هستند، چرا که توسط سردخانه می‌توان مواد غذایی، میوه‌ها و دیگر مواد فاسد شدنی را به مدت طولانی نگهداری کرد به طوری که کیفیت خود را از دست ندهند، نتیجه این کار کاهش دورریز صنایع کشاورزی و غذایی و همچنین در دسترس بودن انواع مواد خوراکی در طول سال خواهد بود. سردخانه‌ها دارای انواع مختلفی هستند که در این مقاله قصد داریم در خصوص سردخانه‌های بالای صفر مطالبی ارائه کنیم.
آشنایی اجمالی با سردخانه
همان طور که می‌دانیم، بسیاری از مواد غذایی از جمله میوه، سبزیجات، گوشت قرمز، مرغ، ماهی و… سرعت فاسد شدن بالایی داشته و در صورتی که در دمای محیط نگهداری شوند، به زودی کیفیت بافت خود را از دست داده و دیگر قابل مصرف نخواهند بود. اما اگر این مواد در دمای مناسبی نگهداری شوند، کیفیت بافتشان کاهش پیدا نکرده و می‌توان مدت نسبتاً طولانی آن‌ها را سالم نگه داشت و سپس مصرف کرد.
به انبار مواد غذایی که دمای آن در یک نقطه مطلوب ثابت نگه داشته می‌شود تا از فاسد شدن مواد جلوگیری شود، سردخانه گفته می‌شود. سردخانه‌ها با استفاده از تجهیزات مخصوص، دمای داخل خود را تا نقطه مطلوبی پایین آورده و در آن نقطه ثابت نگه می‌دارند، این دما متناسب با نوع محصول تنظیم می‌شود. به این ترتیب، محصولی که در داخل سردخانه وجود دارد، کیفیت خود را حفظ کرده و از فاسد شدن آن جلوگیری می‌شود.
اغلب سردخانه‌ها برای کاهش دما و عمل سردسازی از سیستمی استفاده می‌کند که به سیستم تبرید تراکمی معرف است، البته برخی از سردخانه‌ها از سیستم تبرید جذبی نیز استفاده می‌کنند. اصول کارکرد سردخانه‌هایی که از سیستم تراکمی استفاده می‌کنند به یکدیگر شبیه است اما با توجه به حجم و ظرفیت برودتی از تجهیزات متفاوتی استفاده می‌کنند. به عنوان مثال یخچال فریزهای خانگی نیز از سیستم تبرید تراکمی بهره می‌برند.
سردخانه‌ها دارای دسته‌بندی‌های مختلفی هستند. یکی از انواع دسته‌بندی‌های سردخانه، بر حسب دمای آن‌هاست. به این ترتیب سردخانه‌ها به دو دسته تقسیم می‌شوند:
- سردخانه‌های بالای صفر
- سردخانه‌های زیر صفر
منظور از دما، همان دمای مطلوب برای نگهداری محصول است، پس می‌توان نتیجه گرفت که هر کدام از انواع سردخانه‌های بالای صفر و زیر صفر، کاربرد خاص خود را دارند.در ادامه با سردخانه‌های بالا صفری بیشتر آشنا خواهیم شد.
سردخانه بالای صفر چیست؟
همان طور که اشاره شد، سردخانه‌ها عمدتاً از سیکل تبرید تراکمی برای عمل سردسازی استفاده می‌کنند. سردخانه‌های بالای صفر نیز با استفاده از سیستم تراکمی، دمای محیط خود را چند درجه سانتی‌گراد بالاتر از صفر ثابت نگه می‌دارند. از سردخانه های بالای صفر برای نگهداری میوه، سبزیجات، دارو، برخی از انواع لبنیات و هر نوع محصولی که برای نگهداری آن به دمای زیر صفر نیاز نباشد استفاده می‌شود.
به عنوان مثال دمای مناسب برای نگهداری انار 3 تا 5 درجه سانتی‌گراد بالای صفر است، که در سردخانه‌های بالای صفری با این دما می‌شود تا 3 ماه آن را نگهداری کرد.
سیستم مورد استفاده در سردخانه‌های بالای صفر سیستم تبرید تراکمی است. این سیکل با استفاده از چهار مرحله، باعث تغییر حالت دادن یک سیال می‌شود که به مبرد معروف است، به این ترتیب گرمای داخل سردخانه به بیرون منتقل شده و دمای آن تا نقطه مطلوب پایین می‌آید.
چهار مرحله سیکل تبرید تراکمی عبارت است از:
- تراکم: در این مرحله مبرد توسط دستگاه کمپرسور، متراکم شده و فشار آن افزایش می‌یابد، به این ترتیب می‌تواند در دمای بالاتری تقطیر شود.
- چگالش: در مرحله دوم مبرد در کندانسور یا چگالنده، حرارت خود را از دست می‌دهد و تبدیل به مایع می‌شود. کندانسورهای سردخانه‌های بالای صفر معمولاً از نوع هوا خنک می‌باشند.
- انبساط: در سومین مرحله مایع مبرد توسط شیر انبساط، دچار افت فشار شده تا بتواند در دمای پایین (دمای سردخانه)، تبخیر شود.
- تبخیر: آخرین مرحله از سیکل در اواپراتور که داخل سردخانه نصب شده است، اتفاق می‌افتد، در اینجا مبرد حرارت موجود در سردخانه را جذب کرده و تبخیر می‌شود، به این ترتیب حرارت داخل سردخانه را به بیرون منتقل می‌کند.
این چهار مرحله به سیکل تبرید تراکمی معروف است، و همان طور که دیدیم، سردخانه‌هایی که از این سیکل استفاده می‌کنند دارای چهار جزء اصلی‌اند:
- اواپراتور، که از نوع هوایی می‌باشد
- شیر انبساط، که می‌تواند از نوع ترموستاتیک یا برقی باشد
- کمپرسور، که معمولاً پیستونی است، ولی می‌تواند اسکرو یا اسکرال نیز باشد
- کندانسور، که عمدتاً هوایی است
البته مبرد نیز نقش اساسی در تکمیل سیکل دارد، مبردهای مورد استفاده در سردخانه‌های بالای صفر یا از نوع فریونی‌اند یا آمونیاکی.
از مبرد آمونیاک در سردخانه‌های بالای صفری استفاده می‌شود، که دارای فضای بزرگ و حجم نگهداری محصول بالایی باشند. مبرد آمونیاک بسیار سمی و خطرناک می‌باشد.
مبردهای فریونی برای انواع سیستم‌ها قابل استفاده هستند، که خود شامل مبردهای مختلفی می‌شوند. به عنوان مثال، یکی از پرکاربردترین مبردهای سردخانه‌ها R22 می‌باشد، این گاز قدیمی علی‌رغم خواص حرارتی و ترمودینامیکی مناسب، به علت اثرات زیست محیطی مخربی که دارد، در کشورهای توسعه یافته ممنوع شده و گازهایی با اثرات زیست محیطی کمتر مانند R404، R407، R410 و … به عنوان جایگزین آن استفاده می‌شوند.
طراحی سردخانه بالای صفر به این ترتب است که ابتدا باید نوع محصول مشخص شود تا دمای مطلوب با توجه به استانداردهای نگهداری مواد غذایی در سردخانه بدست آید. سپس با توجه به حجم محصول و ابعاد سردخانه و همچنین شرایط آب و هوایی منطقه و دیگر مواردی که بر مقدار گرمای موجود تاثیر گذار است اقدام به محاسبه ظرفیت سردخانه می‌کنند.
با توجه به ظرفیت یا بار برودتی مورد نیاز سردخانه، کمپرسور، اواپراتور، کندانسور، شیر انبساط و دیگر قطعات و تجهیزات انتخاب می‌شوند. انتخاب تجهیزات باید به گونه‌ای باشد که بتواند بار برودتی مورد نیاز را تامین کرده و دما را به نقطه مطلوب برساند.
جنس دیوارها و درب سردخانه نیز، از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است. جنس دیوارهای سردخانه باید به گونه‌ای باشد تا حرارت را به داخل منتقل نکند، طراحی درب سردخانه نیز باید طوری باشد که همزمان با دسترسی آسان به داخل سردخانه از ورود حرارت به آن تا حد ممکن جلوگیری کند.
سردخانه‌های بالای صفر می‌توانند به شکل ثابت، قابل حمل و یا کانکسی ساخته شوند، که این امر بستگی به نوع کاربرد و شرایط موجود دارد.
جمع‌بندی
سردخانه‌ها بر حسب دمای نگهداری محصول به دو دسته بالای صفر و زیر صفر تقسیم می‌شوند. در این مقاله با سردخانه‌های بالای صفری، تجهیزات مورد استفاده در آن‌ها، موارد کاربردشان و انواع ان‌ها آشنا شدیم. شما می‌توایند جهت مشاروه در خصوص طراحی و احداث سردخانه‌های بالای صفری و زیر صفری با مشاورین گروه صنعتی دی در تماس باشید.
