Czym zajmują się firmy z branży chłodnictwa przemysłowego?
W tym dziale przybliżamy tematykę systemów chłodniczych stosowanych w przemyśle. Z artykułów zamieszczonych na portalu klimatyzacja.pl w dziale Artykuły - Chłodnictwo - Tematy dla firmy, dowiesz się więcej o projektowaniu i budowie przemysłowych instalacji chłodniczych wykorzystywanych w gastronomii, przetwórstwie i transporcie oraz poznasz ciekawostki i przydatne informacje dotyczące chłodzenia i mrożenia produktów. Poniżej przybliżamy najważniejsze zagadnienia związane z tą tematyką.
Czym jest chłodnictwo przemysłowe?
Chłodnictwo przemysłowe jest stosowane w wielu gałęziach przemysłu — zarówno w przemyśle spożywczym, farmaceutycznym, transportowym, czy przetwórczym, jak i w gastronomii, hurtowniach i sklepach — czyli wszędzie tam, gdzie istnieje potrzeba utrzymania odpowiedniej temperatury w konkretnych przestrzeniach.
To bardzo wymagająca branża, w której każda instalacja potrzebuje przeprowadzenia wnikliwej analizy zgłoszonych potrzeb i takiego doboru urządzeń, by zaproponowane rozwiązania dostosowane były zarówno do możliwości zleceniodawcy, jak i spełniały wytyczne szeregu norm branżowych, a także były funkcjonalne i neutralne dla środowiska.
Najczęściej stosowanymi w przemyśle czynnikami chłodniczymi są:
- dwutlenek węgla — który jako naturalny gaz występujący w przyrodzie nie degraduje środowiska, a jego dodatkową zaletą jest możliwość uzyskiwania bardzo niskich temperatur w warunkach całkowicie bezpiecznych dla ludzi i produktów;
- amoniak — który jest czynnikiem o bardzo dużej wydajności energetycznej, ale jest gazem toksycznym i jego zastosowanie wymaga uzyskania odpowiednich decyzji środowiskowych oraz zapewnienia najwyższego stopnia ochrony realizowanej inwestycji, m.in. przez całodobową, wyspecjalizowaną obsługę techniczną. Czynnik ten stosuje się więc zwykle w bardzo dużych projektach;
- węglowodory — które również występują w postaci naturalnej (w złożach gazu ziemnego) jednak ze względu na swoją łatwopalność, ich wykorzystanie zwykle ogranicza się do małych systemów i agregatów chłodniczych. Przy zastosowaniu odpowiednich zabezpieczeń (na przykład braku źródeł zapłonu wewnątrz instalacji i przy wprowadzeniu obudów przeciwwybuchowych) mogą być stosowane w instalacjach komercyjnych i przemysłowych.
Instalacje chłodnicze — katalog najczęściej stosowanych urządzeń do zamrażania i chłodzenia produktów
Zamrażanie jest jedną z form utrwalania żywności. Polega na pełnej lub częściowej zamianie wody zawartej w produkcie, w lód. W trakcie procesu zamrażania dochodzi do przemieszczania się ciepła w kierunku powierzchni wyrobu, a wraz z nim wody, która pod wpływem obniżania temperatury zamarza, tworząc kryształki lodu. Im wolniej zachodzi proces zamrażania, tym większe kryształki lodu powstają, a to powoduje uszkodzenia struktury wewnętrznej produktu, co ma niekorzystny wpływ na jego walory odżywcze, estetyczne i smakowe. Korzystniejsze jest zamrażanie szokowe, podczas którego powstaje duża ilość, ale znacznie mniejszych kryształków, co nie niszczy tak struktury wyrobu.
Komory przechowalnicze (chłodnicze i mroźnicze)
Komory przechowalnicze to zamknięte przestrzenie, charakteryzujące się bardzo dobrą izolacyjnością przegród zewnętrznych, w których zapewnia się ściśle określone, odpowiednio niskie warunki temperaturowe. Stosowane są głównie do przechowywania produktów spożywczych, zapewniając im świeżość i trwałość, przy zachowaniu walorów smakowych i estetycznych. Wyróżniamy:
- komory chłodnicze, w których wnętrzu panuje temperatura od 0 do 10 OC
- komory mroźnicze, w których temperatury mogą się wahać od -5 do -25 OC.
Komory przechowalnicze stosowane są praktycznie na każdym etapie powstawania i dystrybucji wielu wyrobów spożywczych i farmaceutyków: w zakładach przetwórstwa spożywczego, w przemyśle farmaceutycznym, centrach logistycznych, sklepach oraz w transporcie (w postaci nadwozi izotermicznych).
Komory szokowego schładzania oraz mrożenia produktów
W komorach szokowego schładzania i zamrażania dochodzi do gwałtownego odbioru ciepła od towarów, co zapobiega gwałtownemu parowaniu wody, którego skutkiem jest utrata przez nie masy.
W schładzaniu szokowym zimny nadmuch powietrza o temperaturze - 25 OC schładza produkty do około 3 OC, nawet gdy produkt jest jeszcze gorący. Natomiast w zamrażaniu szokowym powietrze ma temperaturę aż -40 OC, co pozwala skutecznie zamrozić produkty w czasie zaledwie kilkudziesięciu minut.
Dzięki temu produkty zachowują swój smak, aromat i odpowiednią zawartość wilgoci. Do tego gwałtowny przebieg procesu zapobiega rozwojowi bakterii i skraca czas produkcji. Proces jest sterowany automatycznie, a jego przebieg kontrolowany pod względem jakościowym i z zachowaniem bezpieczeństwa samych produktów.
Instalacje zamrażania płytowego
Zamrażanie kontaktowe (płytowe) jest jedną z najbardziej efektywnych form zamrażania żywności, pozwalającej na zachowanie wysokiej jakości produktu, przy jednoczesnym obniżeniu kosztów produkcji. Zamrażarka płytowa to szybki i skuteczny sposób na mrożenie żywności z zachowaniem jej walorów konsumpcyjnych, to jest zachowania: idealnej konsystencji, naturalnego smaku oraz wartości odżywczych produktów. Zamrażanie płytowe wykorzystywane jest głównie w gastronomii. Na rynku dostępne są zamrażarki płytowe pionowe i poziome.
Zamrażarki płytowe pionowe
Urządzenie jest zbudowane z kilku (do kilkunastu) pionowych płyt z przestrzeniami pomiędzy nimi, które wypełnia się produktami do zamrożenia. Schłodzone do bardzo niskich temperatur płyty wywołują proces mrożenia, a dzięki ograniczeniom spowodowanym przez płyty zamrożone produkty mają wygodny kształt bloków, które w łatwy sposób można poddać dalszej obróbce — na przykład pakowaniu i przechowywaniu.
Zamrażarki płytowe poziome
Pionowa zamrażarka płytowa działa na tej samej zasadzie co zamrażarka płytowa pionowa, z tą różnicą, że płyty ułożone są w poziomie. Zamrożone w ten sposób bloki i porcje żywności są łatwe do przechowywania. Zamrażarki płytowe poziome są również wykorzystywane w nowoczesnych, systemach przetwórstwa żywności, gdzie ich praca jest w pełni zautomatyzowana, wysokoproduktywna i może przebiegać w sposób ciągły. Ten sposób mrożenia produktów jest często wykorzystywany na pokładach statków, ale także w stacjonarnych fabrykach. Urządzenia mogą być dostosowane zarówno do określonych rozmiarów (z uwagi na dostępną przestrzeń), jak i do wymagań co do wydajności.
Przemysłowe wytwornice lodu
Wytwornice lodu są szeroko stosowane w branży HORECA, ponieważ wytworzony przez nie lód płatkowy jest w stanie dokładnie pokryć powierzchnie i wydajnie chłodzić wystawione do ekspozycji świeże produkty, jak: ryby, mięsa, czy owoce morza, ale i także efektywnie schładzać napoje w butelkach. Jest przy tym łatwy w transporcie i wygodny w użyciu. Wytwornice lodu zbudowane są z ustawionego pionowo lub poziomo bębna, którego wewnętrzną powierzchnię zalewa się wodą, która w wyniku zetknięcia się z zimną płaszczyzną bębna tworzy warstwę lodu. Lód ten po dochłodzeniu i skruszeniu przez specjalny nóż zostaje oderwany od bębna i spada do ustawionego poniżej zbiornika. Urządzenia wykonywane są ze stali nierdzewnej, co ułatwia ich czyszczenie i pozwala na zachowanie wysokich standardów higienicznych.
Systemy chłodzenia maszyn i urządzeń wodą lodową
Chłodzenie wodą lodową maszyn, urządzeń i procesów technologicznych jest szeroko wykorzystywane w wielu gałęziach przemysłu: spożywczym, farmaceutycznym, chemicznym, papierniczym czy mechanicznym. Wiele urządzeń m.in. piece, młyny, wytłaczarki czy ekstrudery do prawidłowej pracy wymaga sprawnych układów chłodzących.
Wodę lodową wytwarza się w absorpcyjnych agregatach, o ściśle wyliczonej wydajności, zdolnej pokryć zapotrzebowanie na odebranie ciepła technologicznego lub odpadowego wytwarzanego podczas realizacji procesów produkcyjnych. W części zakładów stosuje się również systemy centralnego układu instalacji wody lodowej, w których ciepło jest oddawane przez poszczególne maszyny do jednego, centralnego układu obiegu wody lodowej zaopatrzonego w stosowne wymienniki ciepła, chillery i agregaty chłodzące. Cały układ jest sterowany przez specjalnie zaprojektowany system sterowania, który zapewnia optymalne wydajności poszczególnych elementów.
Odzysk ciepła z instalacji chłodniczych stosowanych w przemyśle
Odzysk ciepła z instalacji chłodniczych jest możliwy dzięki zastosowaniu specjalnego sprężarkowego urządzenia, które pozwala na odzyskiwanie ciepła skraplania. Bez niego ciepło oddawane przez skraplacz byłoby przekazywane bezpośrednio do otoczenia.
Realizacja odzysku ciepła polega na podłączeniu do instalacji (w sposób szeregowy lub równoległy) dodatkowego wymiennika ciepła z automatyką, sterującą transferem ciepła pomiędzy czynnikiem chłodniczym a nośnikiem ciepła. Odzyskane ciepło może być wykorzystywane jako dodatkowe źródło energii w różnych instalacjach: na przykład przy podgrzewaniu ciepłej wody użytkowej, w celach grzewczych, czy jako źródło energii w innych procesach technologicznych w zakładzie — często wykorzystuje się je do odtajania chłodnic. Możliwe jest również rozbudowanie systemu odzysku ciepła o bufor o odpowiedniej objętości, dzięki któremu ciepło jest akumulowane w czasie pracy układu chłodniczego a wykorzystywane w innym czasie.
Odzyskiwanie ciepła odpadowego z układów chłodniczych stanowi już normę w nowo powstających instalacjach, ale staje się też przyczyną modernizacji wielu istniejących układów. Któż bowiem w dobie wysokich cen i potrzeby oszczędnego gospodarowania energią może sobie pozwolić na takie straty?
Pogłębiaj swoją wiedzę, czytaj poradniki
Opracowanie redakcja [A.K].
Materiał objęty prawem autorskim. Publikacja w części lub w całości wyłącznie za zgodą redakcji.
