شیر خام از لحظه دوشیدن با یک ساعت معکوس روبه روست. دمای آن هنگام خروج از پستان دام حدود ۳۵ تا ۳۷ درجه است و در این دما باکتری ها با سرعت زیادی تکثیر می شوند. هر دامدار یا مدیر کارخانه لبنی می داند که شیری که دیر خنک شود، بار میکروبی بالاتری دارد، در آزمایشگاه کارخانه افت کیفیت می خورد و در نهایت با قیمت کمتری خریداری می شود. آیس بانک شیر یکی از مطمئن ترین راه ها برای رسیدن به سرمایش سریع، پایدار و کم هزینه است.
در این مقاله به جای تعریف کلی، سراغ بخش عملی می رویم: اینکه ساخت آیس بانک از چه مراحلی تشکیل می شود، محاسبات آیس بانک را چطور قدم به قدم انجام دهیم، کویل آیس بانک را چگونه انتخاب کنیم و چه اشتباهاتی را نباید تکرار کرد. اگر هنوز با مفهوم پایه آشنا نیستید، پیشنهاد می کنیم ابتدا مقاله آیس بانک چیست را بخوانید.
چرا شیر باید سریع خنک شود؟
استاندارد رایج در صنعت لبنیات این است که شیر خام در مدت حدود ۲ تا ۳ ساعت پس از دوشش به دمای حدود ۴ درجه سانتی گراد برسد و تا زمان تحویل به کارخانه در همین دما بماند. دلیل آن ساده است:
- رشد باکتری ها: در دمای بالای ۱۰ درجه، جمعیت میکروبی شیر در چند ساعت چند برابر می شود. در دمای ۴ درجه این رشد تقریبا متوقف می شود.
- کیفیت و قیمت فروش: کارخانه های لبنی شیر را بر اساس شمارش میکروبی، اسیدیته و کیفیت چربی و پروتئین ارزیابی می کنند. شیر سرد و تازه امتیاز بهتری می گیرد.
- ماندگاری و فرآوری: در کارخانه، شیری که خوب خنک شده بهتر پاستوریزه می شود و محصولاتی مثل پنیر و ماست با کیفیت یکنواخت تری تولید می شوند.
مشکل اینجاست که بار سرمایشی شیر به صورت ناگهانی و در زمان کوتاه وارد می شود؛ یعنی در ساعات دوشش. اگر بخواهید این بار را مستقیم با کمپرسور جواب دهید، به دستگاهی بسیار بزرگ نیاز دارید که بیشتر ساعات روز بیکار است. اینجاست که آیس بانک وارد عمل می شود.
آیس بانک شیر متناسب با تولید روزانه شما
محاسبه رایگان ظرفیت، مشاوره فنی و دریافت کاتالوگ آیس بانک تمام استیل صابکول📞 تماس با کارشناس: 021-74223101
آیس بانک شیر چگونه کار می کند؟
ایده اصلی آیس بانک «ذخیره سرما» است. سیستم در ساعاتی که بار کمی وجود دارد یا برق ارزان تر است، به آرامی یخ می سازد و این یخ را در یک مخزن عایق نگه می دارد. در زمان دوشش، آب یخ زده اطراف کویل با پمپ به مبدل شیر (یا دیواره دوجداره مخزن شیر) فرستاده می شود و شیر را در زمان کوتاه خنک می کند.
شارژ شبانه، تخلیه روزانه
- مرحله شارژ (یخ سازی): کمپرسور معمولا در ساعات شب یا ساعات کم باری کار می کند. مبرد در کویل غوطه ور در آب جریان دارد و لایه ای از یخ دور لوله ها شکل می گیرد.
- مرحله تخلیه (ذوب): هنگام دوشش، آب یخ با دمای نزدیک به صفر تا یک درجه به مبدل حرارتی شیر پمپ می شود، گرمای شیر را می گیرد و برمی گردد و با ذوب یخ دوباره سرد می شود.
مزیت اصلی: کاهش توان و پیک مصرف
چون یخ در طول چند ساعت ساخته می شود اما در زمان کوتاهی مصرف می شود، ظرفیت کمپرسور لازم بسیار کمتر از حالت سرمایش مستقیم است. نتیجه این است که:
- کمپرسور و تابلو برق کوچک تری لازم دارید.
- دیماند و پیک برق مصرفی پایین می آید و قبض برق، به ویژه با تعرفه های زمان دار، کاهش پیدا می کند.
- اگر برق برای مدتی قطع شود، یخ ذخیره شده همچنان می تواند شیر را خنک کند.
برای آشنایی بیشتر با راهکارهای کاهش مصرف انرژی در سیستم های سرمایشی، مقاله صرفه جویی انرژی در سردخانه را ببینید.
مراحل ساخت آیس بانک شیر
ساخت آیس بانک یک کار مهندسی است و هر جزء آن روی عملکرد نهایی اثر مستقیم دارد. اجزای اصلی و نکات هر کدام را مرور می کنیم.
۱. مخزن (تانک)
مخزن معمولا از ورق استیل یا ورق گالوانیزه با پوشش مناسب ساخته می شود. حجم مخزن باید هم آب و یخ لازم را در خود جا دهد و هم فضای کافی برای گردش آب اطراف کویل داشته باشد. دسترسی برای بازدید، شیر تخلیه و درپوش مناسب از نکات ساده اما مهم طراحی مخزن است.
۲. عایق کاری
عایق ضعیف یعنی بخشی از یخی که شب با صرف برق ساخته اید، روز بدون استفاده ذوب شود. عایق پلی یورتان با ضخامت مناسب در دیواره ها، کف و درپوش، همراه با جلوگیری از پل حرارتی در پایه ها و اتصالات، اهمیت زیادی دارد. در مناطق گرم یا جایی که دستگاه در فضای باز نصب می شود، این موضوع حساس تر است.
۳. کویل یخ ساز
قلب آیس بانک کویل آن است؛ جایی که مبرد تبخیر می شود و یخ دور لوله ها شکل می گیرد. جنس، قطر، فاصله و طول لوله ها تعیین می کنند که چقدر یخ و با چه سرعتی ساخته شود. در ادامه بخش جداگانه ای به کویل آیس بانک اختصاص داده ایم.
۴. کمپرسور و کندانسینگ یونیت
واحد تبرید شامل کمپرسور، کندانسور، شیرهای کنترلی و لوله کشی مبرد است. برای بیشتر دامداری ها کندانسینگ یونیت هوا خنک گزینه ساده و رایجی است؛ نمونه آن را در صفحه آیس بانک هوا خنک صابکول می توانید ببینید. انتخاب کمپرسور باید بر اساس دمای تبخیر پایین (معمولا چند درجه زیر صفر) و شرایط محیطی محل نصب انجام شود.
۵. همزن (اجیتیتور)
همزن یا دمنده هوا، آب داخل مخزن را به حرکت درمی آورد تا یخ یکنواخت ساخته شود و هنگام تخلیه، آب سرد به طور یکسان به همه نقاط یخ برسد. بدون همزن، یخ به صورت نامنظم ذوب می شود و دمای آب خروجی بالا می رود.
۶. پمپ آب یخ
پمپ، آب سرد را از آیس بانک به مبدل یا جداره مخزن شیر می فرستد. دبی پمپ باید با بار سرمایشی و اختلاف دمای رفت و برگشت آب هماهنگ باشد. پمپ ضعیف باعث می شود حتی با یخ کافی، شیر دیر خنک شود.
۷. سیستم کنترل
سنسور ضخامت یخ، ترموستات آب و شیر، تایمر برای کار در ساعات کم باری و حفاظت های برقی و فشاری، بخش کنترل را تشکیل می دهند. کنترل ضخامت یخ مهم است؛ یخ بیش از حد باعث به هم چسبیدن یخ لوله ها و انسداد مسیر آب می شود.
محاسبات آیس بانک شیر قدم به قدم
مهم ترین بخش ساخت آیس بانک، محاسبه درست ظرفیت است. اگر ظرفیت کم باشد، یخ قبل از پایان دوشش تمام می شود؛ اگر بیش از حد بزرگ باشد، سرمایه و برق هدر رفته است. روش کلی محاسبات آیس بانک را با یک مثال عددی دنبال می کنیم. برای آشنایی کلی با روش های محاسبه بار، مقاله محاسبه بار برودتی نیز مفید است.
قدم اول: جرم شیر روزانه
فرض کنید یک دامداری روزانه ۲۰۰۰ لیتر شیر تولید می کند. چگالی شیر حدود ۱٫۰۳ کیلوگرم بر لیتر است:
m = ۲۰۰۰ × ۱٫۰۳ = ۲۰۶۰ کیلوگرم
قدم دوم: اختلاف دما
دمای شیر هنگام دوشش حدود ۳۵ درجه و دمای هدف ۴ درجه است:
ΔT = ۳۵ − ۴ = ۳۱ درجه
قدم سوم: گرمای لازم برای سرمایش شیر
گرمای ویژه شیر حدود ۳٫۹ کیلوژول بر کیلوگرم کلوین است. از رابطه Q = m · c · ΔT داریم:
Q = ۲۰۶۰ × ۳٫۹ × ۳۱ = ۲۴۹٬۰۵۴ کیلوژول
قدم چهارم: ضریب اطمینان
اتلاف حرارتی از دیواره ها، گرمای پمپ و همزن، تغییرات دمای محیط و احتمال افزایش تولید شیر، باید با یک ضریب اطمینان پوشش داده شوند. در این مثال ضریب ۱٫۲۵ را در نظر می گیریم:
Q طراحی = ۲۴۹٬۰۵۴ × ۱٫۲۵ ≈ ۳۱۱٬۳۱۸ کیلوژول
قدم پنجم: مقدار یخ لازم
گرمای نهان ذوب یخ ۳۳۴ کیلوژول بر کیلوگرم است:
جرم یخ = ۳۱۱٬۳۱۸ ÷ ۳۳۴ ≈ ۹۳۲ کیلوگرم
یعنی این دامداری به ذخیره حدود یک تن یخ نیاز دارد.
قدم ششم: ظرفیت کمپرسور و مقایسه با سرمایش مستقیم
اگر بخواهیم این مقدار یخ را در حدود ۱۰ ساعت شبانه بسازیم:
ظرفیت تبرید = ۳۱۱٬۳۱۸ ÷ (۱۰ × ۳۶۰۰) ≈ ۸٫۶ کیلووات
در مقابل، اگر شیر بدون آیس بانک و مستقیم در ۲٫۵ ساعت خنک شود:
بار لحظه ای = ۲۴۹٬۰۵۴ ÷ (۲٫۵ × ۳۶۰۰) ≈ ۲۷٫۷ کیلووات
این مقایسه نشان می دهد آیس بانک چطور با کمپرسوری حدودا یک سوم، همان کار را انجام می دهد. البته در عمل، به دلیل دمای تبخیر پایین تر در یخ سازی، کمپرسور را کمی بزرگ تر از عدد ۸٫۶ کیلووات انتخاب می کنند.
جدول خلاصه مثال عددی
| پارامتر | مقدار | توضیح |
|---|---|---|
| شیر روزانه | ۲۰۰۰ لیتر | فرض مثال |
| جرم شیر | ۲۰۶۰ کیلوگرم | چگالی ۱٫۰۳ |
| دمای اولیه و نهایی | ۳۵ و ۴ درجه | اختلاف دما ۳۱ درجه |
| گرمای ویژه شیر | 3.9 kJ/kg·K | مقدار تقریبی |
| گرمای لازم (Q) | ۲۴۹٬۰۵۴ کیلوژول | m · c · ΔT |
| ضریب اطمینان | ۱٫۲۵ | اتلاف و توسعه |
| گرمای طراحی | ۳۱۱٬۳۱۸ کیلوژول | Q × ۱٫۲۵ |
| گرمای نهان ذوب یخ | 334 kJ/kg | ثابت فیزیکی |
| یخ لازم | حدود ۹۳۲ کیلوگرم | گرمای طراحی ÷ ۳۳۴ |
| ظرفیت تبرید شارژ ۱۰ ساعته | حدود ۸٫۶ کیلووات | بدون احتساب افت دمای تبخیر |
| بار سرمایش مستقیم در ۲٫۵ ساعت | حدود ۲۷٫۷ کیلووات | برای مقایسه |
نکته مهم: اگر دوشش دو یا سه نوبت در روز است، باید بار هر نوبت و فاصله زمانی بین نوبت ها را جداگانه بررسی کنید؛ چون ممکن است فرصت کافی برای شارژ مجدد یخ بین دو نوبت وجود نداشته باشد. همچنین اگر از پیش سرد کن صفحه ای با آب چاه استفاده شود، دمای ورودی شیر پایین تر و یخ لازم کمتر می شود. برای پروژه های خاص، طراحی اختصاصی آیس بانک بهترین راه برای رسیدن به عدد دقیق است.
محاسبه رایگان ظرفیت آیس بانک با صابکول: اگر نمی خواهید ریسک محاسبه اشتباه را بپذیرید، کافی است مقدار شیر روزانه و تعداد نوبت های دوشش را به کارشناسان صابکول بگویید. ظرفیت یخ، کمپرسور و کویل مناسب پروژه شما را محاسبه می کنیم و پیشنهاد فنی می دهیم.
آیس بانک شیر متناسب با تولید روزانه شما
محاسبه رایگان ظرفیت، مشاوره فنی و دریافت کاتالوگ آیس بانک تمام استیل صابکول📞 تماس با کارشناس: 021-74223101
کویل آیس بانک؛ انتخاب درست، عملکرد درست
کویل آیس بانک تعیین می کند که یخ با چه سرعتی ساخته شود، چقدر یخ ذخیره شود و سیستم چه مدت عمر کند.
جنس کویل: مس، فولاد یا استیل
- کویل مسی: انتقال حرارت بسیار خوب و شکل دهی آسان دارد و در سیستم های کوچک و متوسط با مبردهای فریونی رایج است. در برابر آب با کیفیت نامناسب باید مراقب خوردگی بود.
- کویل فولادی گالوانیزه: مقاوم و اقتصادی است و بیشتر در سیستم های بزرگ و آمونیاکی استفاده می شود.
- کویل استیل ضد زنگ: مقاومت عالی در برابر خوردگی و بهداشت بالا دارد و برای صنایع غذایی و لبنی گزینه ای مطمئن است، هرچند هزینه اولیه بالاتری دارد.
آیس بانک صابکول به صورت تمام استیل ساخته می شود. کویل آن از لوله استنلس استیل TP304L با فین داخلی و بیرونی و مطابق استاندارد ASTM A249 است و شاسی و بدنه آن هم از استیل ۳۰۴ ساخته می شوند. فین ها سطح انتقال حرارت را بیشتر می کنند و استیل در برابر خوردگی و از نظر بهداشتی برای صنعت لبنیات بهترین انتخاب است. همین کویل در هر دو سیستم فریونی و آمونیاکی قابل استفاده است.
قطر لوله و فاصله لوله ها
قطر لوله روی سطح انتقال حرارت و افت فشار مبرد اثر دارد. فاصله بین لوله ها باید طوری باشد که با رسیدن یخ به ضخامت طراحی (معمولا حدود ۲۵ تا ۳۵ میلی متر)، یخ لوله های کناری به هم نچسبد و کانال عبور آب باز بماند. فاصله کم یعنی انسداد مسیر آب و ذوب نامنظم؛ فاصله زیاد یعنی مخزن بزرگ تر و هزینه بیشتر.
ذوب داخلی و ذوب خارجی
- ذوب خارجی (External Melt): آب سرد مستقیم از اطراف یخ عبور می کند و یخ از بیرون ذوب می شود. پاسخ سریع و دمای آب خروجی پایین دارد و برای سرمایش شیر بسیار مناسب است.
- ذوب داخلی (Internal Melt): سیال گرم از داخل لوله ها عبور می کند و یخ از داخل ذوب می شود. بیشتر در تهویه مطبوع و سیستم های گلیکولی کاربرد دارد.
رابطه طول کویل با ظرفیت
مقدار یخ ذخیره شده مستقیما به طول کویل وابسته است. یک مثال تقریبی برای لوله ساده: لوله ای با قطر خارجی ۲۵ میلی متر و یخی با ضخامت ۳۰ میلی متر، قطر خارجی حلقه یخ را به ۸۵ میلی متر می رساند. سطح مقطع این حلقه حدود ۰٫۰۰۵۲ متر مربع است و با چگالی یخ حدود ۹۱۷ کیلوگرم بر متر مکعب، هر متر لوله حدود ۴٫۷ کیلوگرم یخ نگه می دارد. برای ۹۳۲ کیلوگرم یخ مثال قبل، به حدود ۲۰۰ متر لوله ساده نیاز است. در کویل فین دار این عدد تغییر می کند و در طراحی نهایی، نوع فین، سرعت یخ سازی، افت فشار مبرد و تعداد مدارها هم بررسی می شود.
اشتباهات رایج در انتخاب کویل
- انتخاب کویل فقط بر اساس حجم مخزن، بدون محاسبه یخ لازم.
- فاصله کم لوله ها و به هم چسبیدن یخ.
- طول بیش از حد یک مدار و افت فشار زیاد مبرد که باعث یخ سازی نامتوارن می شود.
- بی توجهی به کیفیت آب و خوردگی لوله ها.
- نبود سنسور ضخامت یخ و یخ زدگی بیش از حد.
کویل آیس بانک صابکول، طراحی شده برای همان پروژه: کویل آیس بانک صابکول تمام استیل ۳۰۴ و فین دار است و در سیستم های فریونی و آمونیاکی کار می کند. در صابکول کویل هر آیس بانک بر اساس محاسبات همان پروژه طراحی و ساخته می شود؛ از قطر لوله تا فاصله لوله ها و تعداد مدارها. این همان رویکردی است که در پروژه های لبنی صابکول، از جمله برنا لبن و سحرگاه لبن، به کار رفته است.
چک لیست انتخاب و خرید آیس بانک شیر
پیش از سفارش ساخت آیس بانک، این موارد را مشخص کنید:
- مقدار شیر روزانه فعلی و برنامه توسعه در چند سال آینده.
- تعداد نوبت های دوشش و ساعت هر نوبت.
- دمای شیر ورودی و وجود یا نبود پیش سرد کن.
- زمان مجاز برای رسیدن به ۴ درجه.
- ظرفیت برق در دسترس و تعرفه برق در ساعات مختلف.
- شرایط محیطی محل نصب: دمای تابستان، فضای سرپوشیده یا باز.
- جنس کویل، نوع عایق و کیفیت ساخت مخزن.
- خدمات پس از فروش، تامین قطعات و امکان بازدید فنی.
برای آشنایی با گزینه های موجود و شرایط سفارش، صفحه قیمت و خرید آیس بانک را ببینید. همچنین می توانید کاتالوگ آیس بانک صابکول را از طریق سایت دریافت کنید یا با تماس با کارشناسان فروش، کاتالوگ و مشخصات فنی را درخواست کنید.
ساخت آیس بانک شیر با صابکول
صابکول (شرکت صنایع برودتی وحید) در زمینه طراحی و ساخت آیس بانک، سردخانه و تجهیزات برودتی فعالیت می کند و در صنعت لبنیات پروژه هایی برای مجموعه هایی مانند برنا لبن، پنیر پیتزا مطهر، دومینو، سحرناز و سحرگاه لبن اجرا کرده است. آیس بانک های صابکول تمام استیل ۳۰۴ و با کویل فین دار ساخته می شوند. اگر می خواهید آیس بانک شیر دامداری یا کارخانه شما با محاسبات دقیق و کویل مناسب ساخته شود، اطلاعات تولید روزانه و شرایط محل را با کارشناسان ما در میان بگذارید. برای مشاوره رایگان، دریافت کاتالوگ آیس بانک و استعلام شرایط ساخت، با شماره ۰۲۱۷۴۲۲۳۱۰۱ تماس بگیرید.
نگهداری آیس بانک شیر
یک آیس بانک خوب ساخته شده با نگهداری ساده، سال ها بدون دردسر کار می کند:
- آب مخزن: سطح آب را مرتب بررسی کنید و در صورت نیاز آب را تعویض یا با مواد مناسب ضد رسوب و ضد جلبک کنترل کنید.
- کندانسور: پره های کندانسور هوا خنک را به خصوص در فصل گرم از گرد و غبار تمیز کنید.
- همزن و پمپ: صدا، لرزش و عملکرد را بررسی کنید.
- سنسورها و کنترل: درستی کار سنسور ضخامت یخ و ترموستات را به صورت دوره ای کنترل کنید.
- مبرد: فشارها و نشتی احتمالی را در سرویس دوره ای توسط کارشناس بررسی کنید.
