تبرید و زندگی

تاریخچه و کاربرد سیستم های تبرید

در ابتدای پیدایش صنعت تبرید، دستگاه های موجود بزرگ و گران بودند و بازده بالایی نداشتند، همچنین باید فردی متخصص از آن ها نگهداری می کرد. به همین دلیل تبرید مکانیکی صرفا در کاربرد های محدودی مانند واحدهای تولید یخ، بسته بندی گوشت و یخچال های بزرگ استفاده می شد ولی تاسیسات این سیستم در دهه های اخیر به سرعت رشد کرده و به صورت امروزی در آمده است. این رشد سریع حاصل چند عامل مختلف بوده است. با پیشرفت روش های تولید دقیق، امکان تولید تجهیزات کوچکتر با بازده بالاتر فراهم شد.

همچنین تهیه مبردهای بی خطر و اختراع موتورهای الکتریکی با قدرت کمتر، امکان ساخت واحدهای تبرید کوچک را که امروزه در کاربردهایی نظیر یخچال ها، فریزرهای خانگی، دستگاه های هواساز کوچک و دستگاه های تجاری مورد استفاده قرار می گیرند فراهم کرد.

امروزه بدون استفاده از سیستم های تبرید، تهیه و نگهداری مواد پروتینی با رشد فزاینده جمعیت امکان پذیر نخواهد بود. همچنین در ساختمان های بزرگ مانند مجتمع های مسکونی، تجاری و صنعتی در صورتی که از تجهیزات تهویه مطبوع و تبرید مکانیکی استفاده نشود به دلیل گرمای محیط در تابستان این ساختمان ها غیر قابل تحمل خواهند بود. علاوه بر کاربرد تبرید در تهویه مطبوع و استفاده از آن در فرآیندهای انجماد و سردخانه ها، در حمل و نقل و نگهداری غذاهای فاسد شدنی از تبرید مکانیکی استفاده می شود.

همچنین با تبرید امکان ساخت سدهای بزرگ برای پروژه های تولید برق و آبیاری فراهم می شود. همچنین تبرید ساخت جاده ها، تونل ها، چاهک فوندانسیون و حفاری در زمین های سست را میسر می سازد. به وسیله تبرید امکان تولید پلاستیک ها، لاستیک های مصنوعی و بسیاری محصولات و مواد مفید دیگر، امکان پذیر می گردد. تولیدکنندگان منسوجات وکاغذ می توانند با استفاده از تبرید سرعت دستگاه های خود را افزایش دهند و محصول بیشتری تولید نمایند. استفاده از تبرید روش های بهتری برای آبکاری فولادهای مورد استفاده در دستگاه ها به وجود می آورد. این موارد تنها گوشه ای از صدها کاربرد تبرید مکانیکی است که امروزه مورد استفاده قرار می گیرد و همه ساله چندین کاربرد جدید به آن ها اضافه می شود.

طبقه بندی کاربردهای تبرید

برای سهولت مطالعه سیستم تبرید می توان کاربردهای تبرید را به شش گروه اصلی تقسیم نمود

• تبرید خانگی
• تبرید تجاری
• تبرید صنعتی
• تبرید حمل و نقل
• تهویه مطبوع ساختمان ها
• تهویه صنعتی

  • تبرید خانگی

موارد مصرف تبرید خانگی محدود می باشد و بیشتر به یخچال و فریزرهای خانگی محدود می شود. ولی به دلیل استفاده زیاد مردم بخش قابل توجه ای از بحث تبرید را شامل می شود. دستگاه های تبرید خانگی معمولا کوچک هستند و با ظرفیت های ورودی ۳۵ تا ۳۷۵ وات تولید می شوند. در این دستگاه ها از کمپرسورهای بسته استفاده می شود.

• • تبرید تجاری

تبرید تجاری به طراحی، ساخت، نصب و تعمیر دستگاه های سردکننده مورد استفاده در مغازه ها، رستوران ها، هتل ها و موسسات تهیه و تولید مواد غذایی و فاسد شدنی محدود می شود.

• • تبرید صنعتی

مرز دقیقی بین تبرید صنعتی و تجاری وجود ندارد و اغلب آن ها با یکدیگر اشتباه گرفته می شوند. به طور کلی دستگاه های تبرید صنعتی از نظر اندازه بزرگتر از دستگاه های تجاری می باشند و یک نفر تکنسین با تجربه از آن ها حفاظت می کند. از کاربرد های تبرید صنعتی می توان به واحدهای یخ سازی، بسته بندی مواد پروتینی بزرگ، غذاهای منجمد، نوشابه سازی، بستنی سازی و واحدهای صنعتی نظیر پالایشگاه های روغن، واحدهای شیمیایی، واحدهای لاستیک سازی اشاره کرد.

• • تبرید حمل و نقل

قسمتی از کاربردهای این گروه را می توان به عنوان شاخه ای از تبرید تجاری و قسمتی دیگر را شاخه ای از تبرید صنعتی در نظر گرفت. از کاربرد های تبرید حمل و نقل می توان به تجهیزات تبرید مورد استفاده در کامیون ها برای حمل و نقل اشاره کرد.

• • تهویه مطبوع ساختمان

همان طور که از اسم تهویه مطبوع مشخص است، این نوع تبرید با شرایط هوا در نواحی یا فضاهای مورد نظر در ارتباط می باشد و نه تنها کنترل دما بلکه کنترل رطوبت و سرعت وزش هوا را نیز به همراه تصفیه و تمیز کردن آن شامل می شود. کاربردهای تهویه مطبوع به دو نوع تهویه مطبوع خانگی و صنعتی تقسیم بندی می شود. سیستم هایی که وظیفه عمده آن ها مطبوع کردن هوا برای راحتی انسان است تهویه مطبوع خانگی نامیده می شود. مثالی از این سیستم ها را می توان در منازل، مدارس، دفاتر، مساجد، هتل ها، سوپر مارکت ها، ساختمان های عمومی، کارخانجات، اتومبیل ها، اتوبوس ها، هواپیماها و کشتی ها مشاهده نمود. از طرفی هرگونه مطبوع سازی هوا که هدف اصلی آن رفاه انسان ها نباشد، تهویه صنعتی نامیده می شود.

کاربردهای تهویه صنعتی از نظر تعداد و تنوع نامحدود می باشد. به بیان کلی وظیفه سیستم های تهویه مطبوع صنعتی عبارتند از:

• • • کنترل میزان رطوبت مواد مرطوب
    • کنترل شدت واکنش های شیمیایی و بیوشیمیایی
    • محدود نمودن میزان تغییرات مواد ظریف از لحاظ انبساط و انقباض حرارتی
    • فراهم نمودن هوای تمیز و تصفیه شده که اغلب برای کار راحت و تولید محصولاتی با کیفیت بهتر، لازم می باشد.

موارد استفاده تبرید

در آغاز از صنعت تبرید فقط برای تهیه یخ استفاده می شد ولی امروزه برای تهیه و نگهداری مواد غذایی به طور موثر در سطح وسیعی از صنعت تبرید استفاده می شود. کاربرد تبرید در صنایع مختلف و زندگی موجودات زیاد بوده ولی به طور خلاصه می توان آن ها را به چهار دسته تقسیم کرد:

• تهیه و نگهداری مواد غذایی

• در صنایع شیمیایی

• در دستگاه های سرد کننده

• در تهویه مطبوع و تهویه صنعتی

  • تهیه غذا

مراحل مختلف این امر را در تهیه و نگهداری می توان خلاصه کرد. به این ترتیب که بعضی از مواد غذایی مثل انواع گوشت و سبزیجات و میوه جات که در زمانی از سال فراوان است می توان در سردخانه ها نگهداری و در فصول دیگر آن ها را به بازار عرضه کرد. بعضی دیگر از مواد غذایی روزانه مثل شیر و بستنی نیز بدون استفاده از دستگاه های سردکننده قابل استفاده نخواهد بود. مثلا وقتی شیر در مزرعه و گاوداری ها دوشیده می شود تا زمانی که به کارخانه برسد باید در ظروف مخصوصی نگهداری شود. واضح است که در کارخانه در زمان عملیات پاستوریزه و بسته بندی احتیاج به نگهداری شیر در درجه حرارت پایین بوده و حتی در مرحله توزیع نیز باید از ماشین هایی که دارای اتاق های سرد کننده می باشند، استفاده شود. همچنین برای تهیه و توزیع بستنی نیز در کلیه مراحل، استفاده از عملیات سرد کنندگی لازم و ضروری است.

در مورد گوشت از موقع ذبح و بسته بندی تا زمان مصرف از دستگاه های تبرید و سردخانه جهت حفظ آن از فاسد شدن استفاده می شود. حتی محل بسته بندی و برش گوشت نیز باید به وسیله دستگاه های تبرید سرد شوند. همچنین برای نگهداری گوشت به مدت طولانی از سردخانه هایی که دارای درجه حرارت های پایین می باشند باید استفاده کرد. دستگاه های سرد کننده همچنین در وسایل حمل و نقل مورد استفاده قرار می گیرند، مثلا وقتی که ماهی صید می شود تا زمانی که کشتی به بندر برگردد و از آن جا به سردخانه منتقل گردد در این مدت سرد کردن و نگهداری ماهی در کشتی یک امر حیاتی است. در داخل کشتی سرد کردن ماهی به وسیله یخ و نگهداری آن برای مدت کوتاه امکان پذیر است، ولی در عوض انجماد سریع به وسیله دستگاه های تبرید در داخل کشتی در کیفیت و سالم ماندن ماهی کمک موثری می نماید. کارخانه های تهیه و تولید مشروبات، نوشابه ها و آب میوه نیز الزام به استفاده از وسایل تبرید هستند.

• • صنایع شیمیایی

اغلب کاربرد تبرید در صنایع شیمیایی است. خدماتی که به وسیله تبرید در صنایع شیمیایی انجام می شوند عبارتند از:

• • • جدا کردن گازها
    • تقطیر گازها
    • رطوبت گیری هوا
    • جدا سازی ماده از محلول
    • نگهداری مایع در فشار کم
    • عملیات سرد کردن
    • دفع حرارت در تحولات شیمیایی
    • کنترل تخمیر ترکیبات شیمیایی مصارف مخصوص

توسعه روز افزون دستگاه های مختلف تبرید تغییر محسوسی در زندگی ما به وجود آورده است و هنوز هم در حال توسعه و تکمیل است. یکی از مصارف اختصاصی تبرید سرد کردن فلزات به منظور عملیات سفت کردن آن ها است که در دستگاه های مخصوص و در مدت تعیین شده برای هر نوع فلز با روش خاصی انجام می پذیرد.

در صنعت داروسازی نیز برای تهیه انواع مختلف داروها از تبرید استفاده می شود. همچنین برای نگهداری خون در یخچال های مخصوصی به نام بانک خون در سطح وسیعی از  تبرید استفاده می شود. از دیگر مصارف مخصوص تبرید، سالن های اسکی روی یخ می باشد که با عبور ماده سرمازا و ایجاد برودت از داخل لوله هایی که در کف سالن جاسازی شده اند موجب منجمد شدن کف سالن می گردد. در ساختمان های بتونی، به خصوص در ایجاد سدها از اعمال سرد کردن بتون قبل از بتن ریزی به منظور کم کردن حجم مخصوص آن و فشردگی بیشتر ذرات و استحکام و مقاومت سد در مقابل فشار آب استفاده می شود. شیرین کردن آب دریا که از ضروریات زندگی امروز انسان ها می باشد و در آینده نیز مسئله مهمی برای ادامه زندگی بشر خواهد بود با استفاده از تبرید امکان پذیر است. به این ترتیب که با انجماد آب شور دریا و جدا شدن نمک از یخ و آب کردن مجدد یخ و تبدیل آن به آب شیرین یکی از روش های شیرین کردن آب دریا می باشد. استفاده روز افزون یخ در رستوران ها، منازل و صنایع، ساخت انواع ماشین های یخ سازی را افزایش داده و در نتیجه تهیه یخ به اندازه و فرم های مختلف خود یکی از کاربردهای موثر تبرید به شمار می رود.

• • تبرید در تهویه ساختمان

تهویه مطبوع ساختمان ها در جهت رفاه و سلامتی ساکنین آن یک امر ضروری است که این عمل در ساختمان های مسکونی به نام تهویه مطبوع و در کارخانجات و مراکز صنعتی به نام تهویه صنعتی شناخته می شود. در تهویه مطبوع در جهت سرد کردن هوای داخل ساختمان ها از دستگاه های تبرید تراکمی و یا جذبی در سطح وسیعی استفاده شود. تهویه صنعتی نیز به عنوان یک امر حیاتی در کارخانجات و آزمایشگاه هایی مانند کارخانه چاپ، کارخانجات ذوب آهن، کارخانجات نساجی و امثال آن ها مورد نیاز است.