در این مقاله به بررسی سردخانه بستنی و نحوه طراحی و ساخت آن میپردازیم اما ابتدا مقدمه ای در مورد سردخانه و نقش آن در نگه داری بستنی گفته می شود پس تا انتهای مقاله با ما همراه باشید.
سردخانه چیست و چرا برای نگه داری بستنی اهمیت دارد؟
مواد فاسد شدنی از جمله مواد غذایی و دارویی معمولاً در کارخانه هایی تولید میشوند که کیلومترها با نقاط مصرف فاصله دارند. از طرف دیگر برای جلوگیری از فاسد شدن، این محصولات باید از زمان تولید تا زمان مصرف در دمای پایین نگهداری شوند.
لذا یکی از زیرساخت های مهم برای تکمیل زنجیره سرد لازم برای نگهداری این محصولات سردخانه ها هستند. از سردخانه ها در مراحل تولید، عمده فروشی، توزیع و خرده فروشی به عنوان انبار مناسب برای نگهداری محصولات غذایی و دارویی استفاده می شود. ( با انواع عایق سردخانه آشنا شوید. )
اهمیت سردخانه ها برای محصولات یخ زده از جمله بستنی ها بسیار بیشتر است چرا که حتی قرار گرفتن کوتاه مدت در معرض دمای بالا می تواند کیفیت آن ها را به شدت کاهش داده یا آن ها به کلی غیر قابل مصرف نماید. گرچه بستنی ها دارای انواع مختلف با مشخصات متفاوتی هستند ولی می توان گفت که عموماً قرار گرفتن بستنی ها در معرض دماهای بالاتر از C° 12- اثرات مخربی بر بدنه، ساختار و طعم آن ها خواهد داشت.
نقش سردخانه در نگهداری و تولید بستنی
یخ زده نگه داشتن بستنی ها از محل تولید تا فریزرهای فروشگاه ها کاملاً ضروری است. برای این منظور معمولاً بستنی ها باید در طول زنجیره سرد همواره در دماهایی کمتر از C° 18- قرار گرفته و در سردخانه در دماهایی بین C° 25- تا C° 35- نگهداری شوند. البته شرایط دقیق نگهداری بسته به نوع بستنی متفاوت است و برای مثال دمای مناسب نگهداری رایج ترین انواع بستنی ها در سردخانه در جدول زیر ارائه شده است.
بدین ترتیب سردخانه های بستنی از نوع سردخانه های زیر صفر بوده و دارای کمترین دما در بین سردخانه های معمول هستند. نگهداری بستنی ها در چنین دماهای پایینی سبب حفظ پایداری آن ها می شود.
مخرب ترین عامل در انبار و حمل و نقل بستنی ها نوسانات دما است. هنگامی که بستنی در معرض دمای بالا قرار می گیرد شروع به آب شدن می کند و کریستال های یخی آن ذوب می شوند. وقتی که بستنی مجدداً در دمای پایین قرار گیرد دوباره یخ می زند، ولی این بار کریستال های یخ سخت تر و بزرگتر از حالت اولیه خواهند بود. این تغییر سبب افت کیفیت بافت خامه ای بستنی می شود.
از سردخانه همچنین در تولید بستنی ها نیز استفاده می شود. فرآیند سخت کردن(Hardening) در آخرین مرحله تولید بستنی انجام می گیرد. در این مرحله، بستنی به صورت نرم(Soft Serve) داخل بسته بندی قرار داده می شود.
سپس بسته ها وارد اتاق سخت کردن می شوند که یک بلست فریزر(Blast Freezer) با دمای بسیار پایین است. بدین ترتیب با یخ بستن سریع بستنی، محصول نهایی ساختار نرم و خامه ای را حفظ می کند.
بستنی ها معمولاً بین 6 تا 10 ساعت در اتاق سخت کردن نگه داشته می شوند. سپس به یک سردخانه منتقل شده و تا زمان حمل به فروشگاه ها در آن جا نگهداری می شوند. جدول زیر برای نمونه شرایط اتاق سخت کردن برای بستنی های با قوطی 5 گالنی را نشان می دهد.
شرایط نگهداری بستنی در سردخانه
دمای مناسب داخل سردخانه برای نگهداری بیشتر بستنی ها بین C° 25- تا C° 35- است و دما باید حداقل زیر C° 22- باشد. در صورتی که دما کمتر از C° 22- باشد بستنی سختی لازم را نخواهد داشت، دچار تغییر شکل شده و ماندگاری آن کاهش می یابد. معمولاً سردخانه های بستنی بر اساس دمای داخل C° 25- طراحی می شوند. ( با اصول چیدمان مواد غذایی در سردخانه بیشتر آشنا شوید. )
علاوه بر حفظ دمای مناسب نکات دیگری نیز باید در نگهداری بستنی ها در سردخانه رعایت شوند که برخی از مهم ترین آن ها عبارتند از:
- نوسانات دما: همان طور که در بخش قبل اشاره شد نوسانات دما می تواند اندازه کریستال های یخ در بستنی را افزایش داده و تأثیر نامطلوبی بر ساختار آن داشته باشد. لذا باید تا حد امکان از نوسان دما در سردخانه جلوگیری کرد. همچنین برای این منظور بهتر است بستنی ها تا جایی که ممکن است در فواصل دورتری از درب سردخانه انبار شوند، چرا که نوسانات دما در نزدیکی درب سردخانه بیشتر اتفاق می افتند.
- جداسازی محصولات: برای جلوگیری از مخلوط شدن طعم و بوی بستنی های مختلف باید آن ها را در سردخانه مطابق طعمشان به طور جداگانه انبار کرد. برخی از طعم ها دارای رایحه قوی تری بوده و سایر بستنی ها را تحت تأثیر قرار می دهند. علاوه بر اقدامات ذکر شده، قرار دادن جوش شیرین در داخل سردخانه می تواند بوی محصولات مختلف را جذب کند.
- بهداشت: تمیزکاری روزانه سردخانه باید با به خوبی انجام گیرد. سردخانه باید قبل از بارگیری هر محموله بستنی تمیز باشد و باید در طول مدت نگهداری نیز به طور مرتب تمیز شود.
طراحی و ساخت سردخانه بستنی
طراحی و ساخت یک سردخانه بستنی باید با توجه به شرایط مورد نیاز برای نگهداری بستنی ها انجام گیرد. برخی از نکات در ساخت یک سردخانه بستنی عبارتند از:
- سیستم سرمایشی: دما در یک سردخانه بستنی نسبت به سردخانه های سایر محصولات غذایی و دارویی کمتر است و از طرف دیگر بستنی ها حساسیت زیادی به نوسانات دمایی دارند. لذا برای ساخت سیستم سرمایش یا تبرید باید از تجهیزات با کیفیت و با قابلیت اطمینان بالا استفاده کرد. همچنین با استفاده از سیستم های کنترلی دقیق و یخ زدایی اتوماتیک می توان شرایط داخل سردخانه را به خوبی در محدوده مجاز حفظ کرد.
- عایق کاری: به دلیل این که سردخانه های بستنی دارای دمای بسیار پایینی هستند عایق کاری آن ها باید با دقت و کیفیت بیشتری انجام گیرد. برای مثال می توان از پانل های پلی اورتان 150 میلی متری با روکش استیل 0.5 میلی متری استفاده کرد. همچنین محل اتصال دیواره ها به زمین باید کاملاً درزگیری شود تا از نفوذ هوا و هدر رفت انرژی جلوگیری کرد. برای مطالعه بیشتر مقاله ساندویچ پانل سردخانه ای چیست و کاربردهای آن را مطالعه کنید.
- کف سردخانه: کف سردخانه بستنی باید از بتن یا سایر مصالح نفوذناپذیر که به راحتی قابل تمیز کردن هستند ساخته شود. همچنین کف سردخانه باید صاف و دارای شیب بندی و زهکشی مناسب بوده و با توجه به دمای پایین سردخانه بستنی، ممکن است نیاز به تعبیه سیستم های پیشگیری از یخ زدگی کف (Frost Heave Prevention Systems) نیز باشد. این سیستم ها که بیشتر برای سردخانه های بزرگ به کار گرفته می شوند، از کاهش بیش از حد دمای کف سردخانه جلوگیری می کنند.
سیستم تبرید سردخانه بستنی
سیستم سرمایشی یک سردخانه بستنی مبتنی بر سیکل ترمودینامیکی تراکم بخار بوده و بنابراین دارای چهار جزء اصلی است. این چهار جزء که شامل اواپراتور، کمپرسور، کندانسور و شیر انبساط می شوند باید با توجه به شرایط طراحی سردخانه انتخاب شوند.
اواپراتور
در اواپراتور، مبرد حرارت را از هوای داخل سردخانه دریافت کرده و از حالت مایع اشباع به حالت گازی تغییر پیدا می کند. ساختمان اواپراتور از کویل های پره داری تشکیل می شود که یک فن هوا را بر روی آن ها می دمد. مبرد که باید دمایی کمتر از دمای هوای سردخانه داشته باشد در داخل کویل ها جریان داشته و حرارت را از هوای دمیده شده بر کویل ها جذب می کند.
با توجه به دمای پایین سردخانه های بستنی، اواپراتور این سردخانه ها باید برای کاربرد در دماهای مذکور مناسب باشد. از طرف دیگر پایین بودن دما مشکل تشکیل برفک بر روی کویل های اواپراتور را تشدید می کنند و لذا باید سیستم یخ زدایی (Defrost) مناسب تعبیه شده باشد.
کمپرسور
مبرد گازی خارج شده از اواپراتور وارد کمپرسور می شود و در آن جا فشار آن تا فشار کندانسور افزایش می یابد. با افزایش فشار، دمای مبرد گازی نیز افزایش می یابد. افزایش فشار در کمپرسور باید به اندازه ای باشد که دمای مبرد بیشتر از دمای هوای محیط بیرون شده و امکان انتقال حرارت از مبرد به هوای بیرون در کندانسور فراهم شود.
هر چه اختلاف دمای اواپراتور و کندانسور بیشتر باشد اختلاف فشار آن ها نیز بیشتر بوده و در نتیجه نسبت فشار کمپرسور باید بالا باشد. در مواردی مثل سردخانه های بستنی که اختلاف دما و فشار کندانسور و اواپراتور زیاد است بهتر است از کمپرسورهای دو مرحله ای استفاده کرد. این کمپرسورها در واقع دو کمپرسور ادغام شده هستند که فشار مبرد را در دو مرحله افزایش می دهند. (مطالعه بیشتر در مورد کمپرسور: کمپرسور چیست؟)
کندانسور
مبرد پر فشار و گرم خروجی از کمپرسور وارد کندانسور شده، در آن جا حرارت خود را از دست داده و به صورت مایع سابکول خارج می شود. برای مطالعه بیشتر به مقاله کندانسور تبخیری چیست و آشنایی با اجزایی آن مراجعه کنید.
شیر انبساط
فشار و دمای مایع سابکول خارج شده از کندانسور با عبور از شیر انبساط کاهش می یابد و به حالت مخلوط مایع و بخار اشباع، با دما و فشار اواپراتور در می آید.
جمع بندی
بستنی ها از جمله دسرهای یخ زده محبوبی هستند که در اقصی نقاط کشور مورد استفاده قرار می گیرند. فاصله محل تولید بستنی ها تا محل مصرف معمولاً زیاد بوده و از طرف دیگر کاهش یا نوسانات دما پس از تولید بستنی می تواند سبب افت کیفیت یا خرابی بستنی شود. بنابراین بستنی ها باید در طول دوره تولید تا مصرف در دمای پایین و در سردخانه نگهداری شوند تا کیفیت خود را از دست ندهند.
علاوه بر این از سردخانه ها در فرآیند تولید بستنی ها خصوصاً مرحله سخت کردن نیز استفاده می شود. سردخانه های بستنی معمولاً دارای دماهایی بین C° 25- تا C° 35- هستند که دماهای نسبتاً پایینی بوده و لذا ساخت و انتخاب تجهیزات سردخانه باید مطابق با آن انجام گیرد.
