Komory chłodnicze produktów nabiałowych – systemy chłodzenia oraz problemy eksploatacyjne

Omawiane w poprzednich artykułach problemy dotyczyły w znacznej mierze zagadnień związanych z wytwarzaniem w mleczarniach tzw. „wody lodowej”. Drugim, równie istotnym problemem jest schładzanie i przechowywanie produktów w komorach o określonych warunkach klimatycznych.

Chłodzenie i mrożenie żywności zajmuje od prawie 40 lat czołowe miejsce pośród sposobów konserwacji w przemyśle spożywczym. Ze względu na minimalny wpływ na smak, barwę, kształt czy też zawarte w produktach witaminy, białka czy tłuszcze, chłodzenie i mrożenie żywności określa się mianem najbardziej racjonalnej metody utrwalania żywności.

Poniższy tekst stanowi zwięzłe omówienie podstawowych spraw związanych ze składowaniem produktów mleczarskich. Pominiemy tu cały szereg zagadnień wynikających z technologii produkcji. Przede wszystkim zaprezentujemy najczęściej spotykane rozwiązania oraz podstawowe problemy. W pierwszej części ukażemy systemy schładzania pomieszczeń magazynowych, w drugiej podejmiemy kilka zagadnień eksploatacyjnych, między innymi sposobu odtajania chłodnic.

Systemy schładzania produktów mleczarskich

Ze względu na kolejne ograniczenia i wymogi dotyczące stosowania freonów, liczne zakłady stają przed problemem wyboru sposobu chłodzenia przestrzeni magazynowych. Choć w większości mleczarni, chłodzenie komór to około 10% całkowitej wydajności chłodniczej, warto wskazać rozwiązania ekonomiczne i skuteczne. Problemy z uzyskaniem niskiej temperatury pojawiają się na przełomie wiosny i lata, kiedy wyższe temperatury zewnętrzne przekładają się na większe zyski ciepła w schładzanych pomieszczeniach. Urządzenia chłodnicze powinny zapewnić stabilne warunki klimatyczne przez cały rok, przy korzystnym ilorazie nakładu inwestycyjnego i kosztu eksploatacji.

Podobnie jak w przypadku schładzania wody do celów technologicznych, w zależności od zastosowanego czynnika należy liczyć się z różnymi kosztami odebrania każdej kcal ciepła. W przypadku tradycyjnych oziębiaczy wody lodowej (akumulacyjnych czy też innego typu), substancją pośredniczącą w przekazywaniu ciepła jest woda. W razie ewentualnych nieszczelności instalacji, nie dochodzi do skażenia produktów mleczarskich, ponieważ nie mają one najczęściej bezpośredniej styczności z wodą lodową. W przypadku rozszczelnienia instalacji w komorze, może dojść do kontaktu żywności i chłodziwa, lub czynnika chłodniczego. Pomimo, iż w przypadku nowoczesnej instalacji wykonanej zgodnie z obowiązującymi przepisami i sztuką inżynierską, ryzyko wycieku czynnika chłodniczego jest minimalne, popularne staje się chłodzenie komór w układzie pośrednim. Do zalet takiego rozwiązania należy prostsza konstrukcja i wynikająca z tego regulacja temperatury w komorach, wyższe bezpieczeństwo pracy oraz mniejsza wrażliwość na zakłócenia zewnętrzne pracy układu. Wśród wad najważniejszą jest większe o kilkanaście procent zapotrzebowanie na energię elektryczną, spowodowane dodatkowymi pompami chłodziwa oraz koniecznością obniżenia temperatury odparowania (co z kolei oznacza wyższy spręż i większą wymaganą wydajność sprężarki). Wśród kosztów inwestycyjnych wspomnieć trzeba dodatkowy wymiennik ciepła „chłodziwo – czynnik chłodniczy” oraz większe przekroje rurociągów. Wstępna charakterystyka wskazuje więc iż nie ma systemu idealnego. Wybór rozwiązania musi być racjonalnym kompromisem opartym na doświadczeniu i wiedzy wykonawcy i inwestora.

Decydując się na wykonanie pośredniego systemu, należy wybrać chłodziwo – a więc czynnik pośredniczący w wymianie ciepła. W zależności od wymaganych temperatur, można wyróżnić dwie grupy chłodziw:

• systemy o temperaturach powyżej 0°C, gdzie stosuje się głównie wodę – ze względów termodynamicznych będącą najlepszym chłodziwem,
• systemy o temperaturach poniżej 0°C, w których jako chłodziwo stosuje się roztwory wodne soli, alkoholi czy glikoli.

W praktyce, chcąc uzyskać w komorze temperaturę około 5°C lub niższą, stosuje się chłodziwa z drugiej grupy. Najczęściej są to wodne roztwory glikoli propylenowych lub etylenowych. Zasadniczą różnicą jest tutaj toksyczność i parametry termodynamiczne. Powoli coraz powszechniejsze staje się stosowanie tzw. lodu binarnego, czyli dwufazowego (w stanie ciekłym z drobinami stałymi). Pozwala on osiągnąć wysoką wydajność układu przy pełnym bezpieczeństwie żywności. Ponieważ nie jest on jeszcze stosowany powszechnie, pominiemy szczegóły związane z jego zastosowaniem.