حفظ درجه حرارت سردخانه در حفظ کیفیت و دوام محصولات بسیار تاثیرگذار و مهم است. در طراحی و ساخت سردخانه صنعتی توجه به استفاده از عایق حرارتی سردخانه بسیار حائز اهمیت است. همین مسئله باعث می شود در احداث سردخانه علاوه بر جنس مواد به کار رفته، تاثیر رطوبت و فشار را نیز در نظر بگیرید که توجه به تمام این موارد بر روی قیمت و هزینه ساخت سردخانه نیز اثرگذار خواهد بود. در این مقاله شما را با اهمیت عایق حرارتی سردخانه بیشتر آشنا خواهیم کرد.
استفاده از عایق سردخانه (عایق حرارتی) کارآمدترین راه برای حفظ درجه حرارت سرد است. از نظر فنی، این امر شامل به حداقل رساندن انتقال انرژی گرمایی بین فضاهای چسبیده بهم است. با جیمی مارونی، مدیر گروه Infrisa، شرکتی با سابقه‌ی زیاد و کامل در زمینه طراحی و ساخت ساختمان سردخانه در اسپانیا، صحبت کردیم که برای راه‌اندازی بسیاری از پروژه‌های خود با Mecalux همکاری می‌کند. در این مقاله، جیمی نحوه دستیابی به عایق حرارتی در سردخانه ها و تونل انجماد با دمای پایین را توضیح می‌دهد و بر اهمیت طراحی دقیق برای تضمین عملیات بهینه سردخانه تأکید می‌کند.
بیشتر محصولات غذایی در معرض دمای محیط به سرعت خراب و فاسد می‌شوند. استفاده از سرما (از طریق انجماد یا یخچال) یکی از متداول‌ترین روش‌ها برای نگهداری مواد‌غذایی در طول تاریخ بوده است.
در قرن بیستم، سردخانه‌های صنعتی شروع به کار کردند. تحقیقات در توسعه راه‌حل‌های جدید و مدرن که بیش از پیش کارآمد هستند، از بهبود مواد اولیه برای حفظ شرایط سرما تا ساخت تاسیسات و استفاده از سردخانه‌ها با تکنولوژی پیشرفته، اساسی بوده است. توانایی نگهداری غذا برای مدت طولانی تاثیر قابل توجهی از نظر اجتماعی و اقتصادی دارد.
سیر تکامل عایق حرارتی
عایق‌های حرارتی موادی مقاوم در برابر عبور انرژی و گرما هستند. آنها در ساخت تاسیسات سردخانه به کار گرفته می‌شوند تا مانعی برای جلوگیری از انتقال انرژی باشند و فضای داخلی را در دمای مناسب نگه دارند.علاوه بر استفاده از عایق سردخانه باید در انتخاب درب سردخانه نیز دقت لازم انجام شود. این کار از نظر اقتصادی، بهترین راه‌حل برای صرفه‌جویی در انرژی است. انتخاب ماده اولیه درست برای استفاده هنگام ساخت محفظه سردخانه ضروری است. به همین ترتیب، بر اساس تحقیقات و نظر جیمی مارونی: «این صنعت در چند دهه گذشته تکامل یافته و در حال پیشرفت در سیستم‌های جدید و محصولات بیش از پیش کارآمد است.»
ابتدا از چوب پنبه با بخار قیر برای عایق‌بندی استفاده می‌شد. این کار موجب استحکام ساختمان و توسط استاد کار به صورت دستی انجام می‌شد با عایق داخلی سیمانی یا سرامیکی ثابت می‌شدند.
کمی بعد، چوب پنبه با مواد استخراج شده از نفت خام، عمدتا ورق‌های پلی استایرن منبسط شده (EPS) جایگزین شد، اما همچنان با قیر به دیوارها می‌چسبد. پروفیل‌های فلزی موج‌دار به عنوان یک پوشش داخلی کار می‌کنند.با گذشت زمان، محصولات جدید و فناوری‌های چند بخشی ارائه می‌شوند که از دیوارهای ساخته شده، مانند ساندویچ پنل‌ها بسیار مقاوم که در حال حاضر استفاده می‌شود، صرف نظر می‌کنند.
ساندویچ پنل‌ها
در نیمه دوم قرن بیستم، به دلیل افزایش تقاضا برای محفظه‌های برودتی صنعتی و گسترش فناوری، ساندویچ پنل تولید شد. جیمی مارونی تأکید می‌کند که استفاده از این پنل‌ها پیشرفت بزرگی در بخش ساخت‌و‌ساز و عایق‌کاری بود. پنل‌ها مزایایی دارند، از جمله این مزایا می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
- چند بخشی بودن. حمل و نقل و مونتاژ کردن آنها آسان است.
- آنها طیف گسترده‌ای از ضخامت‌های هسته و روکش‌های ورق فلز را برای نماها ارائه می‌دهند. مشخصات آنها به استفاده از پنل بستگی دارد.
- مشخصات مکانیکی بسیار خوب.
- موانع بخار کارآمد.
- بسیار مقاوم در برابر حرارت.
- بهداشتی بودن. تمیز کردن آسان و مقاوم در برابر میکروب.
- هزینه مقرون به صرفه.
امروزه، محفظه‌های برودتی مدرن از ساندویچ پنل‌ها با هسته عایق‌بندی شده‌ی پلی اورتان (PUR) ساخته شده‌اند (اگرچه استفاده از پلی ایزوسیانورات (PIR) به دلیل محافظت در برابر آتش در حال افزایش است) که بین دو لایه بیرونی قرار می‌گیرد و می‌تواند فلزی باشد یا غیر‌فلزی (به طور کلی از فولاد یا آلومینیوم ساخته شده است).
PUR و PIR فوم های سلولی سفت و سختی هستند که از دو مایع پلی ال و ایزوسیانات تشکیل شده‌اند و در نسبت‌های مختلف با یک ماده کف‌کننده و سایر مواد افزودنی فرمول‌بندی شده‌اند. زمانی که فوم تشکیل شد، به هر دو طرف می‌چسبد. تراکم کف نهایی حدود ۲.۵ پوند بر فوت(lb/ft) است.
شکل پنل‌ها معمولاً از ورق‌های فولادی گالوانیزه و با رنگ سیلیکون پلی‌استر (به عنوان لاک الکل شناخته می‌شود) ساخته می‌شوند. این روکش دارای حداقل ضخامت حدود ۱.۶۴ اینچ تا حداکثر ۱.۳۲ اینچ است و دارای موج است که باعث مقاومت و استحکام بیشتر آن می‌شود. از نظر زیبایی، می‌توان آنها را با طیف گسترده‌ای از رنگ‌ها تزئین کرد.
در انبارهایی که در محیط‌های سخت (دریایی، صنعتی و غیره) قرار دارند و یا محصولات ویژه‌ای مورد استفاده و فرآوری قرار می‌گیرند (مواد‌غذایی که در نمک نگهداری می‌شوند، مواد‌غذایی بسته‌بندی نشده و غیره)، معمولاً از پوشش‌های ضد زنگ مانند HDX، PVDF یا PET استفاده می‌کنند.
تولیدکنندگان غالباً پنل‌هایی تولید می‌کنند که اندازه آنها بین ۳.۶ و ۳.۹۳ است و امکان حمل‌و‌نقل استاندارد و مونتاژ آنها را فراهم می‌کند. آنها برای جلوگیری از بریدن پنل‌ها در محل کار، پنل‌ها را به اندازه مناسب در خط تولید بریده می‌برند.
اتصال طولی پنل‌ها یکی از حیاتی‌ترین و حساس‌ترین عناصر است که باید در هنگام مونتاژ به آن توجه شود. هر تولید‌کننده راه‌حل خاص خود را ارائه می‌دهد. اتصال ساندویچ پنل‌ها مختلف برای مونتاژ و عایق‌بندی در محل باید با دقت انجام شود تا از انتقال حرارت، ورود بخار آب و ایجاد پل‌های حرارتی جلوگیری شود.
در مورد وضعیت فعلی ساندویچ پنل‌ها، جیمی مارونی می‌گوید که مشخصات و فرآیندهای تولید آنها تحت بررسی و توسعه مداوم قرار دارد و کیفیت و مقاومت آنها را بهبود می‌بخشد. «به گفته وی، امروز یک خط تولید می‌تواند میلیون‌ها فوت مربع در سال مطابق با استانداردهای دقیق جهانی بسازد. این امر نتیجه سرمایه‌گذاری‌های چند میلیون دلاری در R&D&i و ذات پیشرو صنایع است.»
پنل‌ها در محفظه‌های تبرید و کارخانه‌های فرآوری مواد‌غذایی صنعتی، یا در محدوده بالای صفر (در دمای بین ۳۲ تا ۵۰ درجه فارنهایت در اسکله‌ها یا اتاق کار) و همچنین در محدوده زیر صفر (تونل های انجماد و محفظه‌های ذخیره‌سازی محصول منجمد، معمولا در ۱۳ درجه فارنهایت) استفاده می‌شوند.
جیمی مارونی خاطرنشان می‌کند که Infrisa همچنین محفظه‌های بسیار پیچیده‌ای را طراحی کرده و ساخته است که در دمای بسیار پایین‌تر، حتی تا ۷۶ درجه فارنهایت، برای حفظ کنسرو ماهی تن کار می‌کنند. قرار دادن قفسه‌های فلزی در انبارها تحت این شرایط موضوعی حساس است و مستلزم این است که تیم فنی تامین‌کننده، در این مورد Mecalux، پژوهش دقیقی را برای یافتن مناسب‌ترین راه‌حل انجام دهد، زیرا در دمای زیر ۳۱ درجه فارنهایت فولاد شکننده است و مقاومت کمتری دارد.ضخامت پنل‌های نصب شده در محفظه‌های برودتی صنعتی در دمای بالای صفر درجه از ۳.۹۳ اینچ تا ۴.۹۲ اینچ و در دمای زیر صفر درجه بین ۶.۸۹ اینچ تا ۷.۸۷ اینچ است.
طراحی محفظه‌های یخچال دار
طراحی انواع سردخانه به دو صورت انجام می‌شود: سنتی و قفسه دار. در هر دو نوع، جیمی مارونی از نظریه Mecalux استفاده می‌کند که برای طراحی داخلی و بیرونی مناسب است.
در ساخت، توسعه و کارایی انبار، تمام تجهیزات ذخیره سازی و حمل و نقل را مطابق با قوانین بررسی و سپس از قسمت داخلی شروع به انجام کار می‌نمایند. بسته به نیازهای شرکت، توزیع و سازماندهی سیستم‌های ذخیره سازی طراحی می‌شود.
پس از اتمام طراحی فضای داخلی، با استفاده از پارامترهای انبار و محغظه‌های آن نمای بیرونی طراحی می‌شود. به اتصالات سنگفرش و عایق بندی با پنل‌ها در دیوارها، سقف‌ها و کف زمین (با سیستم مشابهی که مانع یخ زدگی کف می‌شود)، درها و ورودی‌ها، دریچه‌های تعادل فشار، محوطه‌های مناسب، سیستم احتراق و غیره اهمیت زیادی داده شده است.
طراحی تاسیسات و محفظه‌ها به روشی چند منظوره انجام می‌شود و همه عوامل موثر در عملیات و نحوه تعامل آنها با یکدیگر مورد ارزیابی قرار می‌گیرد. انجام این کار به تحقیقی دقیق نیاز دارد که در کنار مشتری یا نمایندگان مشتری انجام شود. هدف انجام کار در حضور مشتری آگاهی از همه ویژگی‌های متمایز و متغیرهای انبار، نیازهای تدارکاتی و دیدگاه‌های شرکت و همچنین سیستم‌های ذخیره سازی است. نتیجه این اقدامات یک نصب سفارشی سازگار با ویژگی‌ها و نیازهای هر شرکت است.
این طرح بسیاری از جنبه‌های با اهمیت مانند اندازه و ویژگی‌های طرح، مقررات هر کشور، منطقه و شهر، ویژگی‌ها و نیازهای خاص هر مشتری، قوانین مربوط به ایمنی در برابر آتش سوزی، وضعیت فناوری و مواد اولیه موجود در هر بازار و غیره را در نظر می‌گیرد. این تحقیقات با شیوه‌ایی بسیار دقیق انجام می‌شوند و این مورد را در نظر می‌گیرند که برخی از استانداردها ممکن است در کشورهای اروپا، آفریقا یا آمریکای لاتین متفاوت باشد.
محفظه سردخانه سرمایه گذاری عالی و سودآوری می‌باشد. به همین دلیل، جیمی مارونی نیز تایید می‌کند که برای داشتن سردخانه با کارکرد طولانی، طراحی خوب بسیار ضروری است.در بخش تدارکات یخچال، راه حل‌های ذخیره سازی خودکار به طور چشمگیری پیشرفت کرده‌اند. این ویژگی‌ها ظرفیت ذخیره سازی را به حداکثر می‌رسانند.
محفظه‌های قفسه دار
در پایان قرن ۲۰ و آغاز ۲۱، انبارهای اتوماتیک و بزرگ بسیار پیشرفت کردند. در این نوع انبار از تمام ارتفاع و سطح انبار برای بهینه سازی ظرفیت ذخیره سازی و بهبود عملکرد جریان‌های لجستیکی استفاده می‌کنند. فقط با استفاده از فضای موردنیاز، هزینه برق برای نگهداری مداوم نصب در دمای پایین کاهش می‌یابد.
این انبارها ساختمان‌هایی مستقل و مجزا هستند که از قفسه فلزی ساخته شده‌اند و پلن، روکش عمودی و سقف روی آنها قرار گرفته است. از آنجایی که در مدت کوتاهی و با کارهای عمرانی محدود ایجاد می‌شوند، ساخت آن با محفظه‌های سنتی متفاوت است. هنگام نصب عایق بندی حرارتی، قرارگیری درست ساندویچ پنل‌ها ضروری است.
اتصال کامل پنل‌ها، همچنین موقعیت آنها (افقی یا عمودی) و حفاظت دقیق از نقاط اتصال به منظور جلوگیری از کششی که سبب ایجاد چین و چروک در پلن‌های صفحه می‌شود، بسیار اهمیت دارد. جیمی مارونی می‌گوید: «پنل‌ها زمانی که دائما در معرض تغییر دما قرار می‌گیرند، جهت جلوگیری از ورود گرما، در نقاط اتصال محکم به هم می‌چسبند. همچنین روکش‌ها باید حتما ضد آب باشند».
هنگام ساخت این انبارها باید از سایر عوامل حیاتی محافظت شود. مورد اول اینکه، پنل باید به درستی عایق بندی شده و در برابر فشارهای متحرک و غیرمتحرک مقاومت داشته باشد. سپس برای بخش بعدی یعنی محل قرار گرفتن تبخیر کننده‌ها، دریچه‌ها، لوله‌ها و کابل‌های سردخانه، تاسیسات برقی و آتش نشانی، برنامه ریزی انجام می‌شود. در پایان نوبت به مونتاژ ایمن با تجهیزات بالابر برای کار در ارتفاع بیش از ۹۸ فوت و غیره می‌رسد.
ایمنی در برابر آتش
به دلیل کار در دمای پایین، ایمنی و حفاظت در برابر آتش سوزی در سردخانه ضروری و پیچیده است. برای انجام این کار می‌توان با دقت زیاد جرقه‌ها که در مناطقی که تحمل آتش بالاتری دارند، توزیع کرد، و یا از مواد با خطر آتش سوزی کمتر و تکنیک‌هایی برای جلوگیری یا تاخیر در گسترش آتش استفاده کرد.
ساندویچ پنل‌ها به دلایل ایمنی و همچنین جلوگیری از آتش سوزی اجازه بخش بندی در انبارها را می‌دهند. آنها به طور غیر قابل باوری ایمن هستند- به خصوص هسته‌هایی با جنس پشم سنگ (که بخش‌هایی در برابر آتش سوزی دارند). همچنین آنهایی که هسته PIR دارند، مانع گسترش آتش می‌شوند. همچنین برای اطمینان از مقاومت این محصولات در برابر آتش، روی آنها آزمایشات گران و زیادی صورت گرفته است.
مخصوصا ساندویچ پنل‌ها با هسته‌های پشم سنگ نسوز در صورت اتصال به یک سازه ضد آتش، محافظی عالی در برابر آتش هستند. با این وجود، ظرفیت عایق ساندویچ پنل‌ها کمتر است، بخار آب بیشتری جذب می‌کنند و سنگین‌تر هستند. جیمی مارونی درباره Infrisa می‌گوید: «سیستم‌های ایمنی در برابر آتش به صورت فعال و منفعلانه ادغام می‌شوند. آنها همچنین سیستم Infrisa RF Cold را طراحی کردند که برای موارد خاص در دمای زیر صفر بسیار مناسب است. اگرچه هیچ زمانی ساندویچ پنل‌ها عامل اصلی آتش سوزی در ساختمان‌هایی با پنل‌های پر از هسته‌های فوم پلی اورتان (PUR) نبوده‌اند اما در گذشته باعث گسترش شعله‌های آتش شده‌اند. استفاده از پلن PIR در صورت داشتن محصولی با خطر پایین آتش سوزی، به طور چشمگیری خطرات را کاهش می‌دهد».
معمولاْ در شرایط زیر آتش سوزی رخ می‌دهد:
- بی احتیاطی انسان: جوشکاری، برش پنل‌ها با ابزار تولید جرقه، ته سیگار و غیره
- خرابی برق: اتصال کوتاه، کابل و اتصال در شرایط نامساعد، حوادث در منطقه شارژ باتری لیفتراک و غیره
- گسترش آتش سوزی همسایه‌ها: از طریق ساختمان‌ها یا وسایل نقلیه.
امروزه به دلیل با فناوری موجود و افزایش پلن‌هایی با هسته‌های عایق، تعداد زیادی از آتش سوزی‌ها گسترش نمی‌یابند.
همچنین تهویه دود در محفظه‌های سردخانه نیز بسیار مهم و پیچیده است. این کار از طریق استخراج طبیعی یا اجباری دود تولید شده، با موانع محدود کننده پخش دود و یک سیستم تهویه مخصوص که باعث خروج دود از انبار می‌شود، صورت می‌گیرد.
سخن آخر یک طراحی دقیق و با جزئیات همراه با اطلاعات کافی، توجه به مشخصات و مقررات و همچنین استفاده از جدیدترین و مقاوم‌ترین مواد اولیه موجود در بازار، امکان ساخت سردخانه‌ایی فرای انتظارات مشتری را فراهم می‌کند.
