آشنایی با دستگاه تولید یخ و کارکرد سیستم های خنک کننده

دستگاه تولید یخ و سیستم های خنک کننده به صورت 24 ساعته و در تمام 7 روز هفته کار می کند، که البته این قضیه هم شامل فضاهای داخلی و هم فضاهای خارجی می شود.

درباره این دستگاه های خنک کننده باید بگوییم که هریک از آن ها دستور العمل خاص خود را دارند که در حین کار باید موارد مهم برای نگهداری از آن ها را رعایت نمود.

در ادامه، تعدادی از اصطلاحات مربوط به دستگاه تولید یخ و سیستم های خنک کننده را به شما معرفی خواهیم کرد.

دستگاه تولید یخ چیست؟

دستگاه تولید یخ یا همان یخ ساز یک ماشین صنعتی بوده که توسط سیستم تبرید، آب ورودی را به انواع یخ تبدیل می کند. انواع یخ شامل یخ حبه ای، یخ پودری، یخ خرد، یخ قالبی و یخ پولکی می باشد.

بیشتر بخوانید: قیمت یخساز پولکی

این یخ ها پس از تولید، درون یک محفظه در داخل دستگاه نگهداری می شوند. به منظور رعایت بهداشت نیز لازم است تا به شست و شو و نظافت محفظه یخ ساز توجه ویژه ای شود.

بنابراین می توان یخ ساز را به عنوان دستگاهی که توانایی تولید یخ مورد نیاز مصرف کننده را با رعایت استانداردهای تعریف شده داشته باشد، تعریف کرد.

از دلایل استفاده از دستگاه یخ ساز، خصوصا یخ ساز صنعتی می توان به موارد زیر اشاره کرد:

• استفاده از این دستگاه منجر به کاهش مصرف برق نسبت به سایر روش های تولید یخ می شود.
• یخ های تولیدی با این روش در صورت رعایت استانداردها، بهداشتی تر هستند.
• دستگاه یخ ساز قابلیت تولید یخ در حجم بالا را داراست.
• این محصول به دلیل طراحی خاص خود، دارای سازگاری با محیط های مختلف است.

اصطلاحات موجود در دستگاه تولید یخ

• سیال: نامی برای انواع مایعات و گاز ها می باشد.
• کنترل‌ کننده‌ی فشار پایین: محافظی که اگر فشار مبرد سیستم از مقدار مشخص شده پایین ­تر رود، کارکرد کمپرسور را متوقف می ­کند.
• کنترل کننده‌ی فشار بالا: محافظی که اگر فشار مبرد سیستم از مقدار مشخص شده بالا­تر رود، فن دیگر کندانسور را وارد مدار می­ کند.
• فشار سنج فشار پایین و فشار بالا: محافظی برای تنظیم فشار سیستم است که محدوه فشار را مشخص می­کند و فشار نباید از این حدود تجاوز کند.
• نیتروژن: گازی بدون رطوبت که در تمیز کردن سیستم و آزمایش نشت سیال مورد استفاده قرار می گیرد.
• شیر یک طرفه: شیری است که جریان را در مدار سیال در یک جهت هدایت می‌کند و اجازه جریان معکوس را به سیال نمی­ دهد.
• کنترل کننده‌ی فشار روغن: محافظی که مقدار روغن کمپرسور را کنترل می‌کند و در صورت لزوم، در زمانی که سیستم کم روغن باشد و یا بدون روغن بماند؛ عملکرد سیستم را قطع می‌کند.
• اواپراتور: وسیله ­ای است که با گرفتن گرما از محیط یا ماده­ای که باید خنک شود، مبرد را به گاز تبدیل می کند.
• تصفیه کننده: آلودگی موجود در مواد خارجی را در بخش های مایع، پاکسازی و جدا می کند.
• شیر انبساط: وسیله ­ای که فشار مبرد را کاهش می ­دهد و سبب می ­شود که مبرد حالت دو فاز پیدا کند.
• سایت گلاس: شیشه ای که درون آن جریان سیال و میزان رطوبت داخل سیستم مشاهده می شود.
• تجهیزات حفاظتی شخصی: کلیه ابزارها، تجهیزات و وسایلی که برای جلوگیری از خطرات ناشی از انجام کار توسط اپراتور، نصب یا نگهداری می شود و از اپراتور محافظت می کند.
• کمپرسور: دستگاهی که سبب افزایش فشار مبرد می­شود و آن را به گاز فوق گرم تبدیل می­کند.
• کنترلر اتوماتیک سرعت فن کندانسور: عنصری که سرعت فن را با توجه به فشار تنظیم می کند.
• کندانسور: این دستگاه کاربردی در سیستم های خنک کننده و دستگاه تولید یخ، وظیفه خنک نمودن سیال را بر عهده دارد؛ به طور کلی می توان گفت که گاز را تبدیل به مایع می کند.
• کنترل پنل: واحدی که سیستم در آن به صورت الکترونیکی کنترل می شود.
• مخزن نگهداری سیال مایع: مخزنی که مایعات موجود در سیستم در آن ذخیره شده و سپس به محل های متناسب در سیستم ارسال می شود.
• شیر برقی: شیری که در آن جریان سیال به صورت الکترومغناطیسی کنترل می شود. (قطع و وصل لحظه‌ای)
• شیر شارژ: سوپاپی که با سیستم مایع سیال پر شده است.
• فرآیند تست: تست مقاومت خطوط تکمیل شده از نظر مکانیکی و آب بندی و همچنین اندازه گیری، که با روش های مشخص شده انجام می شود.
• عایق بندی: برای جلوگیری از تأثیر عواملی مانند دما، صدا، برق و سایش داخل سیستم های سرد کننده و دستگاه های تولید یخ، طراحی شده است.

بیشتر بخوانید: افزایش طول عمر کمپرسور

انواع سیستم های خنک کننده

سیستم های خنک کننده را می توان به انواع سیستم تبریدی، تبخیری، و ترموالکتریکی تقسیم بندی کرد، که نوع تبریدی به نسبت متداول تر بوده و خود به دو نوع تبرید تراکمی و تبرید جذبی تقسیم می شود. در ادامه به شرح عملکرد این سیستم خنک کننده پرداخته شده است.

تبرید تراکمی

سیستم های تبرید تراکمی از چهار جزء اصلی تشکیل شده اند که عبارتند از: اواپراتور، کندانسور، کمپرسور، و شیر انبساط. درون مدار بسته این سیستم نیز از مبردهای مختلف همچون فریون، R134a و غیره استفاده می شود.

بیشتر بخوانید: سیستم سرمایشی چیست

عملکرد این سیستم بدین گونه است که  در مرحله اول، مبرد به صورت یک گاز کم فشار وارد کمپرسور شده و توسط آن متراکم می شود و به صورت یک گاز پرفشار اشباع و یا سوپرهیت کمپرسور را ترک و وارد کندانسور می شود.

در کندانسور یا چگالنده، مبرد داغ گازی شکل به دلیل تبادل حرارت با محیط، دمای خود را از دست داده و به مایع کم دمای پر فشار تبدیل می شود. کندانسورهای سیستم های تبرید می تواند به صورت آبی یا هوایی باشند.

حال این مبرد کندانسور را ترک کرده و به مرحله انبساط می رود. برای این منظور از یک شیر تحت عنوان شیر انبساط استفاده می شود. شیر انبساط مبرد مایع را منبسط کرده و فشار آن را پایین می آورد. در این بین، دمای مبرد مایع نیز کاهش می یابد.

در نهایت، مبرد مایع کم فشار و کم دما وارد مرحله تبخیر در اواپراتور می شود. در این مرحله، گرما از محیط اطراف اواپراتور جذب مبرد شده که باعث افزایش دمای آن و تغییر فاز آن از مایع به بخار می شود.

در طرف مقابل، دمای سیال (آب یا هوا) اطراف اواپراتور کاهش می یابد. این مبرد تغییر فاز داده شده مجددا راهی کمپرسور می شود تا سیکل تبرید را ادامه دهد.

تبرید جذبی

سیستم تبرید جذبی شامل تمام مراحل سیستم تبرید تراکمی مانند تراکم، چگالش، انبساط و تبخیر بوده، با این تفاوت که اولا از آمونیاک یا آب به عنوان مبرد استفاده کرده و ثانیا تجهیز کمپرسور در آن حذف شده و به جای آن از ژنراتور و ماده جاذب که می تواند آمونیاک یا لیتیوم بروماید باشد، استفاده شده است.

مراحل تبرید در سیستم تبرید جذبی به شرح زیر است:

1- مبرد کم فشار و کم دما وارد اوپراتور می شود و به دلیل ایجاد خلاء نسبی در آن تبخیر شده و گرمای محیط را جذب می کند.

2- بخار مبرد اواپراتور توسط ماده جاذب جذب شده و از آن خارج می شود. وقتی جذب کننده مبرد را جذب می کند، محلول غلیظ مبرد و جذب کننده تشکیل شده که توسط پمپ با فشار بالا به سمت ژنراتور هدایت می شود.

3-محلول در ژنراتور به صورت شعله مستقیم و یا به کمک هر منبع گرمایی خارجی گرم می شود. این منبع می تواند بخار آب داغ یا هر منبع انرژی دیگری باشد. نهایتا، دمای محلول بالا رفته و مبرد داخل محلول تبخیر شده و با فشار بالا محلول را ترک می کند. مبرد داغ و با فشار بالا وارد کندانسور شده و پس از خنک سازی به شیر انبساط می رود و پس از کاهش فشار مجددا به اواپراتور باز می گردد.

4- مراحل فوق مجددا برای سیکل تبرید بعدی نیز تکرار می شود.

بیشتر بخوانید: سیکل تبرید چیست ؟

بررسی استاندارد برای تولید یخ

تولید یخ به عنوان یک فرآیند صنعتی نیازمند رعایت دقیق استانداردهای مختلف است تا اطمینان حاصل شود که یخ تولیدی نه تنها از نظر بهداشتی و ایمنی قابل تایید است بلکه از نظر بهره‌وری انرژی نیز بهینه عمل می‌کند.

دستگاه‌های تولید یخ باید مطابق با الزامات بین‌المللی و استانداردهای مربوطه طراحی و تولید شوند تا علاوه بر تضمین کیفیت، بهره‌وری بالا و کاهش اثرات زیست‌محیطی را نیز فراهم آورند.

در این بخش، استانداردهایی که در تولید یخ باید رعایت شوند و تأثیر آن‌ها بر عملکرد دستگاه‌های تولید یخ بررسی خواهد شد.

1- استانداردهای بهداشتی و ایمنی

تولید یخ در صنایع غذایی و دارویی یک فرآیند حساس است که نیاز به رعایت بالاترین سطح بهداشت و ایمنی دارد. سازمان‌های بهداشت جهانی (WHO) و سازمان غذا و دارو (FDA) برای دستگاه‌های تولید یخ الزامات خاصی دارند که باید در طراحی و تولید این دستگاه‌ها رعایت شوند.

برخی از استانداردهای بهداشتی و ایمنی عبارتند از:

• ISO 22000 :  این استاندارد سیستم مدیریت ایمنی مواد غذایی را برای اطمینان از ایمنی یخ تولیدی را تضمین می‌کند. طبق این استاندارد، تمام مراحل تولید یخ باید به‌طور دقیق کنترل و نظارت شوند، از جمله منابع آب استفاده‌شده، فرآیندهای تولید و تجهیزات مورد استفاده که باید تمیز و به‌طور منظم ضدعفونی شوند.
• HACCP  (تحلیل خطر و کنترل نقاط بحرانی): این استاندارد به طور ویژه در صنعت غذایی برای شناسایی و کنترل خطرات احتمالی میکروبی در تولید یخ استفاده می‌شود. دستگاه‌های تولید یخ باید به گونه‌ای طراحی شوند که بتوانند در تمامی مراحل تولید، از ورود آلودگی به محصول جلوگیری کنند. به همین دلیل، این استاندارد به طور خاص به کنترل مواد اولیه (آب)، نظارت بر فرایند تولید و بررسی وضعیت بهداشتی دستگاه‌ها توجه می‌کند.

• FDA ( سازمان غذا و دارو آمریکا):  طبق مقررات FDA، تمامی دستگاه‌های تولید یخ باید توانایی تولید یخ بهداشتی با استفاده از آب سالم و بدون آلودگی را داشته باشند. این سازمان همچنین به نظارت بر اجزای دستگاه‌ها و فرآیندهای ضدعفونی آن‌ها می‌پردازد تا از هرگونه آلودگی میکروبی یا شیمیایی جلوگیری شود.

2- استانداردهای انرژی و بهره‌وری

یکی از الزامات مهم در طراحی دستگاه‌های تولید یخ، رعایت استانداردهای مربوط به بهره‌وری انرژی است. این الزامات به منظور کاهش مصرف انرژی و همچنین به حداقل رساندن اثرات زیست‌محیطی در نظر گرفته شده است. برخی از استانداردهای انرژی عبارتند از:

• ISO 50001:2018 :  این استاندارد سیستم‌های مدیریت انرژی را شامل می‌شود و به شرکت‌ها کمک می‌کند تا مصرف انرژی خود را کاهش داده و بهره‌وری انرژی در دستگاه‌های تولید یخ را افزایش دهند. دستگاه‌های تولید یخ که مطابق با این استاندارد طراحی شده‌اند، توانایی کاهش مصرف انرژی در حین فرآیند تولید را دارند و به همین دلیل در بسیاری از کارخانه‌ها و صنایع مورد استفاده قرار می‌گیرند.
• EU Energy Efficiency Directive :  دستورالعمل بهره‌وری انرژی اتحادیه اروپا یکی دیگر از استانداردهای مهم در طراحی دستگاه‌های تولید یخ است که بر کاهش مصرف انرژی و بهینه‌سازی فرآیندهای تولید یخ تأکید دارد. دستگاه‌های تولید یخ باید به‌گونه‌ای طراحی شوند که با حداقل مصرف انرژی بیشترین بازدهی را داشته باشند.

3- استانداردهای عملکردی و ایمنی دستگاه

برای اطمینان از عملکرد ایمن و موثر دستگاه‌های تولید یخ، رعایت استانداردهای عملکردی و ایمنی الزامی است. این استانداردها تضمین می‌کنند که دستگاه‌ها به طور بهینه کار کرده و خطرات احتمالی ناشی از خرابی یا نقص در سیستم‌های الکتریکی و مکانیکی به حداقل برسد.

• EN 60204 :  این استاندارد به ایمنی دستگاه‌ها و ماشین‌آلات صنعتی پرداخته و به اطمینان از عملکرد صحیح دستگاه‌های تولید یخ کمک می‌کند. طبق این استاندارد، تمامی اجزای الکتریکی و مکانیکی دستگاه باید به گونه‌ای طراحی شوند که در برابر خطرات احتمالی مانند اتصال کوتاه، سوختگی، و سایر مشکلات الکتریکی مقاوم باشند.
• ISO 9001 :  این استاندارد مربوط به سیستم‌های مدیریت کیفیت است که اطمینان حاصل می‌کند دستگاه‌های تولید یخ از بالاترین سطح کیفیت برخوردار باشند. دستگاه‌ها باید به گونه‌ای ساخته شوند که تمام مراحل تولید یخ با دقت و بدون خطا انجام گیرد.

4- استانداردهای مواد و اجزای سازنده دستگاه

مواد اولیه به کار رفته در دستگاه‌های تولید یخ باید مطابق با استانداردهای بین‌المللی باشند تا از آلودگی شیمیایی یا فیزیکی به یخ تولید شده جلوگیری شود.

• ASTM Standards :  استانداردهای ASTM برای مواد صنعتی شامل ارزیابی و تست مواد مختلف به کار رفته در دستگاه‌های تولید یخ هستند. این استانداردها به‌ویژه برای مواد فولادی، آلومینیومی، و پلاستیکی که در ساخت دستگاه‌های تولید یخ استفاده می‌شوند، اهمیت دارند.
• FDA Compliance :  به دلیل ارتباط مستقیم یخ با مواد غذایی، تمام اجزای دستگاه باید مطابق با استانداردهای FDA برای تماس با مواد غذایی طراحی شوند. این شامل مواد مقاوم به خوردگی، ضدزنگ، و فاقد هرگونه ترکیبات شیمیایی مضر است.

5- استانداردهای محیطی و اثرات زیست‌محیطی

با توجه به مشکلات زیست‌محیطی ناشی از مصرف زیاد انرژی و گازهای گلخانه‌ای، استانداردهای زیست‌محیطی نیز برای دستگاه‌های تولید یخ اهمیت زیادی دارند.

• ISO 14001 :  این استاندارد سیستم مدیریت زیست‌محیطی را پوشش می‌دهد و به کارخانه‌ها کمک می‌کند تا اثرات منفی تولید یخ بر محیط زیست را کاهش دهند. دستگاه‌های تولید یخ که مطابق با این استاندارد طراحی شده‌اند، به کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای و استفاده بهینه از منابع انرژی کمک می‌کنند.

انواع دستگاه یخ ساز

دستگاه های یخ ساز نیز اغلب از سیستم های تبریدی، خصوصا نوع تراکمی استفاده کرده و با توجه به یخ تولیدی آن ها و بر اساس تولیدی شرکت به موارد زیر تقسیم بندی می شوند:

1. دستگاه یخ ساز پولکی (Flake Ice)
2. دستگاه یخ ساز پودری (Crushed Ice)
3. دستگاه یخ ساز یخ قالبی (Block Ice)

ظرفیت تولید یخ برای هر دستگاه یخ ساز معمولا از ۵۰۰ کیلو در ساعت تا ۵۰,۰۰۰ کیلوگرم در ساعت متغیر بوده، و با ترکیب آن ها می توان ظرفیت های بالاتری را ایجاد کرد. همچنین انتخاب نوع یخ ساز بستگی به کاربرد مورد نظر مشتری دارد.

جمع بندی

یخ ساز ها از جمله سیستم های خنک کننده محسوب شده که برای تولید یخ با شکل های مختلف و در تناژهای نسبتا بالا مورد استفاده قرار می گیرند. عملکرد این تجهیزات معمولا بر اساس سیکل خنک کنندگی تبرید بوده که روش تراکمی آن متداول تر است.

از اجزای این سیستم خنک کنندگی می توان به کمپرسور، کندانسور، اواپراتور، و شیر انبساط اشاره کرد. علاوه بر این موارد تجهیزاتی برای سنجش عملکرد سیستم، کنترل، و حفاظت آن نیز مورد استفاده قرار می گیرد. برای کسب اطلاعات بیشتر می توانید با کارشناسان فراسرد در ارتباط باشد.

سوالات متداول: