بالنسبة للعديد من مصانع الأغذية المجمدة، لم تعد تكلفة الطاقة بندًا ثانويًا في الفاتورة الشهرية. تعمل المراوح لساعات طويلة، وتزيد الضغوطات خلال فترات ذروة الاستهلاك، وقد يتحول تراكم قليل من الصقيع على المبخر إلى تكلفة حقيقية. لا يقتصر الهدف على شراء آلة ذات كفاءة طاقة عالية، بل يجب على المصنع تقليل استهلاك الطاقة في المجمدات مع الحفاظ على جودة المنتج وسعته وسلامة الغذاء.
يكمن التحدي في تحقيق هذا التوازن في العديد من المشاريع. فالمجمد الذي يوفر الطاقة عن طريق الدوران ببطء شديد قد يؤثر سلبًا على الإنتاجية. أما المجمد الذي يعمل بدرجة حرارة أقل من اللازم، فقد يبدو آمنًا في البداية، ولكنه سيرفع تكاليف الطاقة في مصنع الأغذية أسبوعيًا. وعادةً ما تُتخذ القرارات الأفضل من خلال خفض الحمل الحراري، ومواءمة المجمد مع المنتج، والحفاظ على نظافة مبادل الحرارة، وإدارة خط الإنتاج بانضباط.
ابدأ بدخول الحرارة إلى المُجمّد
لا يُسبب المُجمد مشكلة الطاقة بمفرده، بل يُزيل الحرارة الناتجة عن عملية التصنيع. فالفطائر المطبوخة الدافئة، والخضراوات الرطبة، والمأكولات البحرية من غرفة التخزين الدافئة تتطلب تبريدًا أكبر من المنتجات المبردة والمُصفّاة جيدًا. وإذا كانت عملية التصنيع الأولية غير مستقرة، فقد تبدو حتى المعدات الجيدة غير فعّالة.
التبريد المسبق ودرجة حرارة المنتج
إحدى الطرق العملية لدعم تجميد الأغذية بكفاءة في استهلاك الطاقة هي التحقق من درجة حرارة المنتج الداخل قبل إلقاء اللوم على المُجمّد. ينبغي على المصنع فصل خطوات الطهي والتبريد والتصفية والتحميل بوضوح. عندما يدخل المنتج إلى المُجمّد بدرجة حرارة منخفضة وثابتة، يُزيل نظام التبريد كمية أقل من الحرارة لكل كيلوغرام، وبالتالي يقلّ دافع المشغلين لتصحيح درجة الحرارة بشكل مفرط باستخدام إعدادات غرفة التبريد.
يجب أن تكون درجة حرارة المخرج أو درجة الحرارة الداخلية المستهدفة واقعية أيضاً. تُخطط العديد من المنتجات المجمدة بحيث تصل درجة حرارتها الداخلية النهائية إلى حوالي -18 درجة مئوية للتخزين، ولكن مدة بقاء المنتج في الثلاجة وإعدادات حجرة التبريد لا تزال تعتمد على حجم المنتج ومحتواه من الماء والتغليف وسرعة خط الإنتاج.
المياه السطحية وتحميل المنتجات
المياه السطحية مكلفة. تتجمد، وتزيد من الحمل الحراري الكامن، وتُكوّن الصقيع، وقد تجعل الأطعمة الصغيرة تلتصق ببعضها. تصفية الخضراوات، والتحكم في طلاء المأكولات البحرية، وإبعاد المنتجات الرطبة عن الهواء الدافئ عادات بسيطة، لكنها مهمة.
يستحق التحميل اهتمامًا خاصًا. فالأجزاء الفارغة من الحزام تُهدر طاقة المروحة وحجم المُجمد. أما الأحزمة المُحمّلة فوق طاقتها فتُعيق تدفق الهواء وقد تُطيل مدة بقاء المنتج. وعادةً ما يكون وجود طبقة ثابتة من المنتج أفضل من التقلبات المتكررة والفجوات.
اختر نوع المجمد المناسب للطعام
لا يوجد نوع واحد من المجمدات هو الأكثر كفاءة لجميع أنواع الطعام. النوع المناسب التجميد السريع الفردي معدات التجميد ينبغي أن تتناسب مع شكل المنتج، ونسبة الرطوبة، وخطر الالتصاق، والسعة، والمساحة الأرضية المتاحة. وهنا يصبح توفير الطاقة في التجميد السريع الفردي مسألة اختيار، وليس مجرد مسألة تشغيل.
تحتاج المنتجات الصغيرة غير المتماسكة إلى حركة هواء تفصل القطع دون إتلافها. مجمد نفق ذو طبقة سائلة تستخدم هذه التقنية هواءً باردًا عالي السرعة لتعليق الجزيئات الفردية في حالة سائلة، مما يُحدث تبادلًا حراريًا حول المنتج. تُناسب هذه الطريقة الروبيان، والتوت، والبازلاء، والخضراوات المقطعة، والأطعمة السائبة المماثلة التي يُسبب تكتلها إعادة معالجتها.
قد تحتاج المنتجات المسطحة أو الحساسة إلى حل آخر. مجمد حزام ذو لوحة اصطدام تستخدم شركة يونغشينغ نظام تدفق هواء عالي السرعة من الأعلى والأسفل، مما يُساهم في خفض درجة حرارة سطح المنتج بسرعة. وتُطبّق هذه التقنية على المحار، وشرائح السمك، والروبيان، واللحوم المسطحة، والمنتجات المكعبة، والمنتجات الحبيبية. ويُمكن لنمط تدفق الهواء المُناسب أن يدعم كفاءة التبريد الصناعي دون تعريض المنتج للمعالجة القاسية.
حزام شبكيs أو أن الأنظمة الحلزونية أكثر منطقية
بالنسبة للمنتجات المائية والدواجن واللحوم ومنتجات المعجنات والمنتجات المعلبة والأطعمة الجاهزة، مجمد حزام شبكي متداخل قد يكون هذا مفيدًا لأنه يستخدم حزامًا شبكيًا عالي المتانة من الفولاذ المقاوم للصدأ SUS304 ونظامًا لتنظيم السرعة بسلاسة عبر محول تردد. كما أن إمكانية ضبط وقت التجميد تساعد المصنع على تجنب استخدام وصفة ثابتة لكل منتج.
يُغيّر المُجمّد الحلزوني مشكلة المساحة ووقت الإقامة. تُقدّم شركة يونغشينغ هذا الحل. مجمد حلزوني مزدوج مناسب للمنشآت المتوسطة والكبيرة التي تتطلب قدرة تجميد عالية، وأتمتة متقدمة، ومساحة صغيرة. تشير بيانات المنتج أيضًا إلى حجم عزل صغير نسبيًا، ومسار تبادل حراري طويل، واستهلاك منخفض للطاقة.
حافظ على نظافة مبادل الحرارة وتوقع أدائه.
تعتمد كفاءة التبريد الصناعي بشكل كبير على نقل الحرارة النظيف. فوجود الصقيع على المبخر، أو اتساخ الملفات، أو تلف أختام الأبواب، أو انسداد المصارف، أو عدم تنظيف الأحزمة بشكل جيد، كلها عوامل قد تزيد من جهد النظام للحصول على نفس درجة التجميد. وغالبًا ما تكشف فاتورة الكهرباء عن المشكلة مبكرًا.
إزالة الجليد ليست مجرد إجراء صيانة روتيني.
ترتبط استراتيجية إزالة الجليد ارتباطًا مباشرًا بتوفير الطاقة في التجميد السريع الفردي (IQF). فإذا تأخرت عملية إزالة الجليد، انخفض معدل التبادل الحراري. أما إذا تكررت كثيرًا، فقد يتوقف الإنتاج في المصنع. تتضمن معلومات مجمدات YONGXING ذات نظام التجميد بالنفث نماذج تستخدم نظامًا مُدمجًا لغسل الماء وإزالة الجليد بالأمونيا الساخنة للحفاظ على نظافة المبخرات، وتحسين التبادل الحراري، وتقليل استهلاك الطاقة.
يجب أن تتضمن مواصفات المجمدات عالية الجودة أسئلة حول كيفية بدء عملية إزالة الجليد، ومدة العملية، وكيفية تصريف المياه بعد التنظيف. إذا كانت عملية إزالة الجليد والتعقيم صعبة التنفيذ، فسيتغير خط الإنتاج. يُعدّ هذا التغير الطفيف اليومي أحد أسباب ارتفاع تكلفة الطاقة في مصانع الأغذية عن التقديرات الأولية لمرحلة الشراء.
يجب أن يصل تدفق الهواء إلى المنتج
لا يقتصر توفير الطاقة في التشغيل على تقليل تدفق الهواء في كل مكان، بل يتعلق بتوجيه الهواء المناسب إلى السطح المناسب. فوجود انسداد في مسارات عودة الهواء، وعدم انتظام عمق المنتج، وتلف في الموجهات، وارتخاء في الستائر، كلها عوامل تُقلل من تدفق الهواء المفيد. وخفض درجة الحرارة المطلوبة لا يُخفي السبب الحقيقي.
ينبغي على المصانع تسجيل الأعراض المتعلقة بتدفق الهواء: مثل التجمد البطيء على حافة الحزام الناقل، والصقيع في منطقة واحدة، والالتصاق بعد وردية عمل معينة، أو زيادة عدد الكراتين المرفوضة بعد تغيير الوردية. تساعد هذه المؤشرات فرق الصيانة على إصلاح النظام بدلاً من البحث عن إعدادات غير مناسبة.
تحكم في خط الإنتاج، وليس فقط في المجمد.
تُعدّ المُجمّدة جزءًا من خط الإنتاج. فإذا تغيّرت عمليات الطهي أو التشكيل أو الغسيل أو التعبئة والتغليف في المراحل السابقة من خط الإنتاج كل ساعة، يجب على المُجمّدة استيعاب هذا التغيير. ويُقلّل التحكم الجيد في خط الإنتاج من الهدر، إذ يُمكن تشغيل المُجمّدة بالقرب من حمولتها المُخطط لها.
يُعدّ التحكم في التردد، وإعدادات سرعة السير، وتسجيل درجة الحرارة أمورًا مفيدة عندما يستخدمها الفريق بانضباط في العمليات. يجب أن يكون لكل وحدة تخزين (SKU) إعداد قابل للتكرار: عمق المنتج، ونطاق درجة حرارة المدخل، وسرعة السير، وإعدادات الحجرة، ودرجة حرارة المخرج، وفترة التنظيف. هذا يُسهّل تكرار عملية تجميد الطعام الموفرة للطاقة بين نوبات العمل.
قياس ما يحدث أثناء الإنتاج الفعلي
لا ينبغي للمصنع الذي يرغب في تقليل استهلاك الطاقة في المجمدات أن يعتمد فقط على الطاقة المتصلة. يجب قياس استهلاك الطاقة عند بدء التشغيل، والإنتاج المستمر، وإزالة الجليد، ووقت التوقف، والتنظيف، وتغيير المنتجات بشكل منفصل. قد ينتج أكبر قدر من الهدر عن تشغيل السيور الناقلة فارغة أو استخدام إعداد تبريد واحد لكل منتج.
من المفيد أيضاً مقارنة استهلاك الطاقة لكل كيلوغرام من المنتج المقبول، وليس فقط إجمالي الطاقة. فإذا كان المُجمّد يستهلك كهرباء أقل ولكنه يُنتج توتاً متكتلاً، أو زلابية متشققة، أو مأكولات بحرية مجففة، فإن التكلفة تكون قد انتقلت إلى الهدر.
حدد متطلبات الطاقة قبل الطلب
ينبغي مناقشة كفاءة استهلاك الطاقة قبل تقديم طلب الشراء. على المشترين تحديد الطاقة الإنتاجية بالساعة، ونوع المنتج المُجمد، وحجمه، ودرجة حرارة المدخل والمخرج، ونوع غاز التبريد المُفضل، وتصميم ورشة العمل، وساعات التشغيل، ومتطلبات النظافة، وأي متطلبات خاصة بالأتمتة. تطلب شركة يونغشينغ هذه التفاصيل للمشروع لأن أداء نفس فئة الآلات قد يختلف باختلاف المنتجات والمواقع.
النطاق الأوسع من يونغشينغ يشمل ذلك معدات التجميد السريع الفردي، ومجمدات الأنفاق المميعة، والمجمدات الحلزونية، ومجمدات الأنفاق بالصدم، ومعدات خطوط إنتاج الأغذية، وغيرها من آلات معالجة الأغذية للمنتجات المائية والفواكه والخضروات واللحوم والأطعمة المصنوعة من القمح والتجميد السريع والأطعمة الجاهزة.
تُعدّ إمكانيات المصنع عاملاً بالغ الأهمية. فالمعدات المصنّعة بأجزاء دقيقة من الفولاذ المقاوم للصدأ، ولحام مستقر، ومسارات سير نظيفة، ونقاط صيانة يسهل الوصول إليها، تحافظ على أدائها الأمثل. تشمل مرافق إنتاج شركة يونغشينغ معدات القطع بالليزر الأوتوماتيكية، واللحام الأوتوماتيكي، والتثقيب باستخدام الحاسوب (CNC).
أسئلة يجب طرحها قبل مقارنة الاقتباسات
قبل مقارنة الأسعار، اسأل عن الافتراضات التي استند إليها تقدير استهلاك الطاقة. هل يشمل ذلك نظام التبريد أم فقط جسم المُجمد؟ ما هي درجة حرارة مدخل المنتج المستخدمة؟ ما هو عمق تحميل الحزام المفترض؟ كيف تتم عملية إزالة الصقيع؟ ما هي إمكانية الوصول المتاحة للمبخرات والأحزمة والمصارف والأختام؟
تُحوّل هذه الأسئلة طلب الطاقة إلى نقاش حول المشروع. كما أنها تمنع خطأً شائعاً في الشراء: اختيار رقم طاقة منخفض لا يُمكنه الحفاظ على جودة المنتج بالقدرة المُخطط لها. إذا كنت ترغب في معرفة المزيد، يُرجى اقرأ هذه المقالة.
التعليمات
س1: ما هي أسرع طريقة لتقليل استهلاك الطاقة في المجمدات في مصنع أغذية قائم؟
أ1: ابدأ بدرجة حرارة المدخل، وتصريف المنتج، وحمل الحزام، وضبط الباب، ونظافة المبخر، وتوقيت إزالة الصقيع. يمكن فحص هذه العناصر غالبًا قبل استبدال المعدات الرئيسية.
س2: هل يحتاج خط تجميد الطعام الموفر للطاقة دائمًا إلى مجمد جديد؟
ج٢: ليس دائمًا. إذا كان حجم المجمد الحالي مناسبًا، فإن تحسين عمليات التحميل والتنظيف والصيانة والتشغيل قد يقلل من الهدر. أما إذا كان نوع المجمد لا يتناسب مع المنتج، فقد يلزم استبداله أو إعادة تصميم خط الإنتاج.
س3: ما المعلومات التي تساعد يونغشينغ على مناقشة توفير الطاقة في مشروع IQF؟
أ3: أرسل نوع المنتج، وحجمه، وسعته بالساعة، ودرجة حرارة المدخل والمخرج، ونوع غاز التبريد، ومساحة الأرضية، وساعات التشغيل، واحتياجات التنظيف، وأي متطلبات خاصة. هذه البيانات تساعد في اختيار المجمد الأنسب ومناقشة استهلاك الطاقة بشكل أكثر دقة.
