در یک کارخانه تولید خوراک دام، انواع مختلفی از خنک‌کننده‌ها برای تنظیم دمای مواد خوراکی و محصولات نهایی در مراحل مختلف تولید استفاده می‌شوند. این خنک‌کننده‌ها به حفظ کیفیت محصول، افزایش عمر مفید و اطمینان از ایمنی و یکپارچگی غذایی خوراک کمک می‌کنند.
انواع كولر / خصوصيات خنك كنندگي در کارخانه فراوری خوراک
بعد از خارج شدن مواد از محفظه دستگاه پلت، پلت ها براي سرد و خشك شدن وارد كولر مي شوند . خوراك هاي پلت شده، معمولاً دستگاه را با دماي بالاتر از 87.7 درجه سانتيگراد و رطوبت بيش از 17 تا 18 درصد ترك مي كنند. براي ذخيره سازي و جابجايي، دماي پلت ها بايد نسبت به دماي محيط 4/9 درجه سانتيگراد بالاتر بوده و به رطوبت به 10 تا 12 درصد برسد. اين عمل با عبور هواي سردتر از دمای پلت از ميان پلت ها و تبديل رطوبت اضافه به بخار انجام مي شود.
كولر مستقيماً زير پرس پلت و بدون هيچگونه انتقال دهنده قرار داده مي شود. ولي اگر به هر دليلي نياز به جابجايي پلت از دستگاه پلت به كولر وجود داشته باشد بهترين راه، استفاده از انتقال دهنده هاي نواري است.
انواع کولر های مورد استفاده در کارخانه خوراک عبارتند از:
خنک‌کننده‌های جریان متقابل (Counter-Flow Coolers)
خنک‌کننده‌های افقی (Horizontal Coolers)
خنک‌کننده‌های عمودی (Vertical Coolers)
خنک‌کننده‌های جریان معکوس (Counter-Current Coolers)
در مطلبی دیگر به طور کاملتر به معرفی هر یک از این خنک کننده خواهیم پرداخت.
پلت ها چگونه خنک می شوند؟
هنگاه ورود پلت به کولر دما و رطوبت آن کاهش می یابد. میزان عملکرد کولر به مقدار حرارت و رطوبت پلت ها بستگی دارد. با کاهش 11 درجه سانتیگراد از دما، میزان رطوبت 1 درصد کاهش خواهد یافت. کولر می تواند رطوبت و حرارت اضافه شده در کاندیشنر و حرارت حاصل از موتور اصلی را کاهش دهد.
مرحله به مرحله با پلت جلو می رویم :
الف- در کاندیشنر بخار مواد خام متراکم شده و موجب افزایش 3 تا 5 درصدی رطوبت مواد می شود. در حین متراکم شدن بخار مقداری حرارت نیز تولید می شود. در کاندیشنر دمای پلت حدود 60 تا 94 درجه سانتیگراد خواهد شد. برای رسیدن به کیفیت خوب محصول اکنون پلت باید خنک و خشک شود.
ب- هنگام خروج پلت از دای، به دلیل خاصیت مویینگی، مقداری از رطوبت جذب می شود.
ج- ساختار کولر به گونه ای است که جریان هوا براحتی در اطراف پلت قرار می گیرد. هوا دارای ظرفیت جذب رطوبت بوده و تبدیل به بخار می گردد و در نتیجه خنک کنندگی اتفاق می افتد.
د- حرارت گرفته شده از پلت موجب گرم شدن هوای داخل مخزن کولر می شود و بدین ترتیب جریان هوا، توانایی بیشتری برای جذب آب پیدا می کند.
مثال :اگر دمای هوا در کولر 20 درجه سانتیگراد و رطوبت نسبی آن 85 درصد باشد، پلت های وارد شده دمایی در حدود48 درجه سانتیگراد داشته باشند ، توانایی جذب رطوبت هوای کولر 5 برابر بیشتر از حالت اولیه خواهد بود. با افزایش رطوبت کولر، تعادل حرارت و رطوبت بهتر خواهد شد.
ک- اگر سطح مرطوب پلت بطور کامل در مجاورت هوا قرار نداشته باشد، پلت به مرحله تعادل حرارت و رطوبت نخواهد رسید. اگر مقدار رطوبت در داخل پلت بیشتر از سطح خارج آن باشد، پلت وضعیتی مثل فتیله پیدا کرده و رطوبت در طول پلت منتشر شده و در اثر حرارت از بین می رود.
گ- این فرآیند ادامه یافته تا زمانی که رطوبت ایجاد شده در حین کاندیشنینگ توسط حرارت از بین برود. بعد از خنک شدن رطوبت در طول پلت یکسان خواهد بود. اگر هوای کولر بیش از حد خشک باشد موجب کاهش بیش از اندازه رطوبت پلت شده و پلت شکننده خواهند شد. در شرایطی که قبل از رسیدن کاندیشنر به مخلوط مقداری آب اضافه گردد، و نتوان حرارت لازم را برای از بین بردن رطوبت تامین کرد در چنین وضعیتی رطوبت پلت از حد نرمال بالاتر خواهد شد.
ه- در زمان خروج پلت از کولر، دمای هوای کولر 5 تا 8 درجه گرمتر از وضعیت اولیه آن خواهد بود. مثلاً اگر دمای کولر در زمان ورود پلت 15 درجه سانتیگراد باشد در زمان خروج، دما 20 تا 23 درجه سانتیگراد خواهد بود.
وضعیت پلت را تا حدي می توان به روش های زیر بهبود داد :
انتخاب سایز درست کولر
طرح مناسب سیستم تهویه
استفاده از حرارت دهنده های مناسب برای از بین بردن رطوبت اضافی
خنک شدن و خشک شدن بطور همزمان اتفاق می افتد:
1- خنک شدن با تبخیر رطوبت: با تبخیر رطوبت اضافی، حرارت داخلی پلت ها خارج می شود.
2- خشک شدن: حرارت در کاندیشنر اضافه شده و دای رطوبت را از پلت می گیرد.
3-خنک شدن با جریان هوا : با عبور جریان هوا از سطح پلت، خنک شدن اتفاق می افتد. حرارت و رطوبت توسط سیستم تهویه خارج می شود. برای خشک شدن و خنک شدن به مقدار کافی هوا و مدت زمان ماندگاری مناسب در کولر نیاز است. مدت زمانی نیز برای خروج رطوبت اضافی از مرکز پلت به سطوح خارجی نیاز است. برای خنک کردن پلت هایی با طول بیشتر به مدت زمان ماندگاری بیشتری نیاز است. بنابراین کیوب ها نسبت به پلت های کوچک به مدت زمان ماندگاری کمتری نیاز دارند.
پلت ها برای خنک شدن به سه دسته تقسیم می شوند :
1- پلت های نرمال (2.4 تا 4.4 میلیمتر) : به مدت حداقل 7 تا 8 دقیقه خنک می شوند. در خوراک گاوهای شیری که حاوي اوره هستند باید پلت را به اندازه کافی خنک کرد. در غیر اینصورت خراب خواهند شد. وجود رطوبت در غلات و ملاس در فرمول موجب نرم و اسفنجی شدن پلت ها شده و خاکه زیادی تولید خواهند کرد.
2-پلت هایی که حاوی سطوح بالایی از اوره (4 درصد) و نمک (2 درصد) هستند: بخصوص در رطوبت بالای محیط باید به اندازه کافی خنک شوند، در صورت خنک شدن زیاد پلت ها، رطوبت هوای اطراف را جذب کرده و خراب می شوند. پلت های بیش از حد خنک شده هیچگونه علامتی از خراب شدن در کولر را نشان نمی دهند اما چون مقدار رطوبت زیادی را با خود دارند فرآیند فساد سریعتر اتفاق خواهد افتاد.
– 80 درصد رطوبت، 30 دقیقه خنک کردن، 1 درصد آب برداشته می شود
– 90 درصد رطوبت، 30 دقیقه خنک کردن، 2 درصد آب برداشته می شود
– 100 درصد رطوبت، 30 دقیقه خنک کردن، 3 درصد آب برداشته می شود
– 80 درصد رطوبت، 45 دقیقه خنک کردن، 3 درصد آب برداشته می شود
در حین کارکرد خوراک، کولر نباید بیشتر از حد لازم روشن باشد. اگر به هر دلیلی دستگاه پلت خاموش شود، فن کولر نیز باید خاموش شود.
3- کیوب : چون اندازه بزرگی دارند به مدت زمان بیشتری برای خنک شدن نیاز خواهند داشت. حتی در شرایطی نیز برای برداشتن رطوبت تزریق بخار نیاز باشد. کیوب ها اگر زیر حد لازم خنک شوند، نرم و خراب خواهند شد.
انتخاب كولر :
انتخاب نوع كولر (عمودي يا افقي) بستگي به فضاي مورد نظر دارد. كولر هاي افقي براي خنك كردن پلت هاي حاوي چربي، ملاس و اوره زياد مناسب است اما در كولر هاي عمودي امكان چسبيدگي پلت زياد است.
كولر ها دماي پلت را به 10 درجه سانتيگراد رسانده و ميزان رطوبت آن به 50 درصد رطوبت اوليه (17 تا 18درصد) مي رسد. اگر پلت بطور صحيح سرد و خنك نشود وضعيت آنها بدتر شده و در نتيجه خاكه بيشتر توليد مي گردد. علاوه بر آن رشد قارچ و كپك نيز در آنها بيشتر خواهد شد.
کولر عمودی
کولر های عمودی از 2 ستون پلت و یک ستون مرکزی با جریان هوای گرم تشکیل شده است. دیواره دو ستون دارای شبکه های سیمی و توری است که هوا از این توری، توسط فن به پلت ها هدایت می شود.
قسمت های مختلف آن شامل:
1- مخزن و وسیله دریافت برای نگهداری پلت های آماده شده در جلو ستون خنک کننده
2- ستون های خنک کننده
3- محفظه هوا
4- موتور چرخ دنده تخلیه و کنترل
5-چرخ دنده های تخلیه
6- فن گریز از مرکز
7- موتور فن هدایت کننده هوا
نحوه کار خنک کننده های عمودی بسیار ساده است. پلت از دستگاه پلت وارد مخزن شده و سپس به داخل ستون ها هدایت می شود. پلت های داغ به داخل ستون ها وارد شده و هوا توسط فن در بین آنها جریان می یابد. زمانی که پلت های داخل مخزن به سطح تراز برسد موتور تخلیه شروع به کار کرده و با حرکت چرخ دنده، تخلیه شروع می شود و مواد از زیر هر ستون خارج شده و پلت های داغ وارد می شوند. در حین عملیات، توده گردوغبار جمع شده ممکن است فضای مخزن را پر کند. بنابراین قبل از شروع مجدد، باید مخزن از وجود این توده های گردوغبار تمیز شوند. در این نوع کولر ها ظرفیت نگهداری ثابت است. برای کاهش نرخ تولید، مدت ماندگاری را می توان افزایش داد.
از مزایای این نوع کولر می توان به موارد زیر اشاره کرد :
نیاز به حداقل فضای بستر
ظرفیت بالا
نیاز کم به جریان هوا
تاثیر گذار بر شروع و پایان عملیات
مکانیسم ساده
محدودیت های این خنک کننده:
برای خشک و خنک شدن مواد ریز مناسب نیست.
ایجاد یکنواختی در تمام قسمت ها مشکل است.
جریان هوای کم
بیشتر موجب خشک شدن می شود تا خنک شدن
نکات :
مقدار ورود و خروج پلت ها را کنترل نمایید. دریچه های هوا محفظه مرکزی را همیشه تمیز کنید. مطمئن باشید توری ها در هر دو طرف ستون پلت تمیز و سالم اند. جریان پلت ها از کولر به غلطک های کرامبل و توری نیز بسیار مهم است. اگر جریان یکنواخت نباشد لازم است دریچه های کنترل محل ورود خوراک تنظیم شوند. مطمئن باشید تمام دریچه ها، میله ها و بلبرینگ ها به راحتی کار می کنند.
کولر افقی
طرز کار کولر های افقی شبیه کولر های عمودی است و تنها از نظر شکل ظاهری متفاوتند. در کولرهای عمودی پلت ها به دو ستون منتقل می شوند، اما در کولر های افقی پلت ها روی بستری که بصورت صفحه استیل منفذدار است یا در سطحی که توسط تسمه نقاله حرکت می کند قرار می گیرند و بخارسرد به آرامی از روی پلت ها عبور داده می شود.
کولر افقی در دو نوع یک طبقه و دو طبقه وجود دارند. در کولر یک طبقه پلت روی یک نوار متحرک قرار گرفته و در انتها مسیر تخلیه می شوند . اما در کولر دو طبقه دو نوار متحرک وجود دارد. پلت روی نوار بالایی حرکت کرده و روی نوار پایینی می افتند و در انتهای مسیر تخلیه می شوند.
مدت ماندگاری و عمق بستر توسط تنظیمات درست نوار یا تنظیم شیارها در عمق های مختلف بستر قابل تنظیم است.
بخش های مختلف کولر افقی شامل موارد زير است:
1- فیدر
2-تسمه نقاله تولیدات
3-محفظه هوا
4-ورودی هوا
5- تجهیزات چرخ دنده خنک کننده
فاکتورهای موثر بر عملکرد این کولر عبارتند از:
دمای هوای ورودی : اگر هوا سرد باشد ظرفیت نگهداری آب کم و در هوا گرم ظرفیت جذب آب زیاد است.
عمق بستر کولر : معمولاً عرض بستر بین 30/5 تا 38 سانتیمتر می باشد.
مقدار هوای وارد شده
نکات
پلت ها باید بطور کامل در عرض بستر و در عمق ثابتی قرار گیرند تا جریان هوای ثابتی از بین پلت ها عبور کند. قبل از راه اندازی مجدد، کولر باید کاملاً تخلیه شده باشد.
از مزاياي کولر های افقی نسبت به کولرهای عمودی این است که کولرهای افقی دارای سطح متحرکی هستند که بطور مکانیکی حرکت کرده و پلت ها را تخلیه می کند. این امر جریان مثبتی ایجاد خواهد کرد زیرا پلتهای فرآوری شده تمایل به سفت شدن دارند ( روی هم قرار می گیرند و سفت می شوند).
در کولرهای عمودی پلت هایی که سفت می شوند (مثل پلت هایی که حاوی ملاس های زیادی هستند)، در حین عملیات به هم می چسبند، خشک شده و از جریان نرمال جلوگیری می کنند.
طول کولر افقی و سرعت تسمه نقاله مدت خنک شدن را تعیین می کند. عرض کولر و عمق بستر نیز تعیین کننده ظرفیت تولید هستند. عمق بستر، عرض کولر، اندازه و طول لوله های هوا و اندازه و نوع تجهیزات جمع کننده گردوغبار میزان نیاز به فن را مشخص می کنند.
کولر جریان متقارن
جریان هوای خنک از زیر کولر به سمت بالا و بین پلت ها جریان می یابد. پلت نیز به سمت پایین و داخل محل تخلیه حرکت می کنند. مدت ماندگاری و عمق بستر پلت را می توان توسط سنسورهای مخصوص و تنظیم دریچه های تخلیه تنظیم نمود.
توجه :
کولر باید مجهز به وسیله قفل دریچه ورود باشد. پلت را در عرض صفحه تخلیه پراکنده کنید. مراقب باشید در این کولرها قبل از تخلیه از بالا، قسمت زیر دستگاه (مخزن) خالی باشد.
زمان ماندگاری پلت در كولر:
مدت زمان ماندگاري به زمان مورد نياز براي انتقال رطوبت از مركز پلت به سطح خارجي گفته مي شود. اين زمان بستگي به اندازه پلت و تركيبات سازنده آن دارد.
زمان ماندگاري در اغلب فرمول ها بيشتر از 5 تا 10 درصد اجزاي مايع خوراك نيست. معمولاً براي پلت با قطر كم 6 دقيقه زمان مناسب است. تحت هيچ شرايطي نبايد زمان ماندگاري كمتر از 6 دقيقه باشد. در پلت هاي حاوي بيشتر از 10 درصد ملاس زمان ماندگاري حداقل 20 درصد افزايش خواهد يافت. علاوه بر زمان، مقدار هواي مورد نياز نيز بررسي مي شود.
تعيين هواي مورد نياز:
مقدار هواي مورد نياز با نرخ توليد در داخل كولر ارتباط مستقيم دارد اما به اندازه كولر يا سايز دستگاه پلت وابسته نيست.ايجاد ميعان در سيستم تهويه، به مقدار هواي موردنياز براي خنك شدن پلت ها بستگي دارد. به دليل تنوع در تركيبات پلت، تنوع در رطوبت نسبي هواي كولر ايجاد مي شود.
فرض كنيم دستگاه پلت با ظرفيت توليد حداكثر 20 تن در ساعت، پلت با قطر 4 ميليمتر توليد مي كند. اگر مقدار هواي مورد نياز در هر تن800 فوت مکعب در دقیقه و نرخ توليد 20 تن در ساعت باشد، مقدار هواي مورد نياز 16000 فوت مکعب در دقیقه خواهد بود.
البته خصوصيات ویژه هر كدام از خوراك ها و شرايط آب و هوايي منطقه نيز در راندمان و نيازهاي دستگاه بي تاثير نيست. مثلاً اگر رطوبت نسبي در منطقه اي بين 85 تا 100 درصد باشد افزايش مقدار جريان هوا لازم است ولي در آب و هواي خشك به جريان هواي كمتري نياز است.
جدول – مدت ماندگاري در كولر و مقدار هواي مورد نياز
پیام هایی که حاوی تهمت یا افترا باشد منتشر نخواهد شد.
پیام هایی که به غیر از زبان فارسی یا غیر مرتبط با خبر باشد منتشر نخواهد شد.
با توجه به آن که امکان موافقت یا مخالفت با محتوای نظرات وجود دارد، معمولا نظراتی که محتوای مشابه دارند، انتشار نمی‌یابند بنابراین توصيه مي‌شود از مثبت و منفی استفاده کنید.
