آمونیاک مایع (NH₃) یکی از رایج‌ترین و مؤثرترین مبردهای صنعتی است که در سیستم‌های تبرید صنایع غذایی مورد استفاده قرار می‌گیرد. به دلیل ظرفیت بالای جذب حرارت، راندمان انرژی مطلوب و تأثیر زیست‌محیطی کم، این ماده در سردخانه‌ها، واحدهای فرآوری مواد غذایی و سیستم‌های حمل‌ونقل سردخانه‌ای به‌کار می‌رود.
ویژگی‌های ترمودینامیکی آمونیاک مایع در تبرید
آمونیاک مایع دارای خواص فیزیکی و شیمیایی خاصی است که آن را به یک مبرد ایده‌آل برای صنایع غذایی تبدیل می‌کند: ظرفیت خنک‌کنندگی بالا: گرمای نهان تبخیر بالا (۱۳۷۰ kJ/kg): این ویژگی باعث می‌شود که مقدار کمی آمونیاک بتواند مقدار زیادی حرارت را جذب کند، در نتیجه عملکرد سیستم تبرید را بهینه می‌کند.ضریب انتقال حرارت بالا: آمونیاک تبادل حرارت مؤثری دارد که موجب افزایش راندمان مبدل‌های حرارتی در تبرید صنعتی می‌شود.
پایداری شیمیایی و عدم تجزیه در شرایط عملیاتی
آمونیاک در دمای پایین و فشار معمولی تبرید پایدار است و دچار تجزیه حرارتی نمی‌شود. برخلاف برخی مبردهای مصنوعی، با روغن‌های تبریدی و قطعات فلزی سیستم واکنش شیمیایی نامطلوبی ایجاد نمی‌کند.
فشار کاری مناسب
فشار کاری آمونیاک مایع در سیستم‌های تبرید صنعتی نسبت به برخی مبردهای دیگر مانند R-22 یا R-134a کمی بالاتر است، اما به دلیل چگالی پایین‌تر، سیستم‌های طراحی‌شده برای آمونیاک نیاز به لوله‌های کم‌حجم‌تری دارند.
کاربردهای تبرید آمونیاکی در صنایع غذایی
سردخانه‌های مواد غذایی
نگهداری گوشت، مرغ و ماهی: برای جلوگیری از رشد باکتری‌ها و افزایش ماندگاری این محصولات، دمای سردخانه‌ها معمولاً بین ۱- تا ۴- درجه سانتی‌گراد تنظیم می‌شود نگهداری سبزیجات و میوه‌ها: برخی محصولات نیاز به دمای دقیق و رطوبت کنترل‌شده دارند که با استفاده از سیستم‌های تبرید آمونیاکی فراهم می‌شود.انبارهای نگهداری محصولات لبنی: دمای ایده‌آل برای لبنیات مانند شیر، کره و پنیر معمولاً بین ۲ تا ۵ درجه سانتی‌گراد است که با سیستم‌های تبرید مبتنی بر آمونیاک مایع به‌خوبی کنترل می‌شود.
فرآیندهای انجماد سریع (IQF – Individual Quick Freezing)
سیستم‌های IQF برای انجماد سریع مواد غذایی مانند میوه‌ها، سبزیجات، گوشت، غذاهای دریایی و نان‌های منجمد استفاده می‌شوند. آمونیاک مایع در این سیستم‌ها با ایجاد دمای ۴۰- درجه سانتی‌گراد یا کمتر، موجب انجماد سریع می‌شود که باعث:حفظ بافت و کیفیت مواد غذایی می‌شود. جلوگیری از تشکیل کریستال‌های یخ بزرگ در بافت مواد غذایی، که می‌تواند کیفیت محصول را کاهش دهد.
| بیشتر بخوانید: کاربرد اکسیژن مایع در تولید سوخت پاک |
|
تونل‌های انجماد
تونل‌های انجماد آمونیاکی در کارخانه‌های تولید غذاهای منجمد، برای انجماد سریع محصولات گوشتی، سبزیجات و فرآورده‌های لبنی استفاده می‌شوند این سیستم‌ها دارای جریان هوای سرد قوی و یکنواخت هستند که باعث می‌شود محصول به‌طور یکدست منجمد شود.
سیستم‌های تبرید در خطوط فرآوری مواد غذایی
در خطوط تولید مواد غذایی مانند تصفیه شیر، تولید ماست، بستنی، گوشت فرآوری‌شده و نوشیدنی‌ها، سیستم‌های تبرید مبتنی بر آمونیاک مایع برای حفظ دمای مناسب در طی فرآیندهای مختلف تولید و بسته‌بندی مورد استفاده قرار می‌گیرند.
حمل‌ونقل مواد غذایی منجمد و سرد
در کامیون‌های حمل‌ونقل یخچالی و کانتینرهای مخصوص، سیستم‌های تبرید آمونیاکی به کار گرفته می‌شوند تا دمای مناسب برای حمل محصولات حساس به دما فراهم شود.
خطرات احتمالی آمونیاک مایع در سیستم‌های تبرید
نشتی آمونیاک
آمونیاک در غلظت بالا سمی است و می‌تواند باعث تحریک سیستم تنفسی و سوزش چشم شود. نشتی آن ممکن است موجب آلودگی مواد غذایی شود.
واکنش با مس
آمونیاک با لوله‌های مسی واکنش نشان می‌دهد، بنابراین در سیستم‌های تبرید آمونیاکی باید از لوله‌های فولادی یا آلومینیومی استفاده شود.
برای استفاده ایمن از آمونیاک مایع در تبرید صنایع غذایی، رعایت استانداردهای بین‌المللی ضروری است:
ASHRAE 15 :استاندارد سیستم‌های تبرید برای جلوگیری از نشت آمونیاک و افزایش ایمنی.
OSHA 1910.119 : الزامات ایمنی برای جلوگیری از حوادث صنعتی ناشی از نشت آمونیاک.
IIAR (International Institute of Ammonia Refrigeration) : استانداردهای طراحی، بهره‌برداری و نگهداری سیستم‌های تبرید آمونیاکی.
| بیشتر بخوانید: کاربرد نیتروژن مایع در بیوتکنولوژی |
|
اقدامات ایمنی در هنگام کار با آمونیاک مایع
سیستم‌های تبرید باید به‌طور منظم بررسی شوند تا از نشتی و خطرات احتمالی جلوگیری شود.
کارگران باید از تجهیزات ایمنی مناسب مانند ماسک، دستکش و عینک محافظ استفاده کنند.
حسگرهای نشت آمونیاک و سیستم‌های تهویه اضطراری باید در محل نصب شوند تا در صورت بروز نشتی، اقدامات لازم به‌سرعت انجام شود.
آمونیاک مایع یکی از کارآمدترین و پایدارترین مبردها برای سیستم‌های تبرید صنایع غذایی است. با استفاده از این ماده در سردخانه‌ها، خطوط تولید، انجماد سریع و حمل‌ونقل مواد غذایی، می‌توان محصولات غذایی را در شرایط بهینه نگهداری کرد. بااین‌حال، به دلیل خطرات احتمالی نشت و سمیت آمونیاک، رعایت استانداردهای ایمنی در هنگام استفاده از این سیستم‌ها ضروری است.