Kaip išsirinkti reikiamą šaldymo įrangą?

Renkantis šaldymo kamera atvėsintos produkcijos laikymui

Visų pirma reikia nuspręsti kokį kiekį produkcijos planuojate sandėliuoti ir kokioje taroje bei įpakavime planuojate laikyti. Ar tai bus paletės ar atskiros dėžės? Nuo to priklausys kameros dydis kadangi sandėliuojant paletėmis jos sukraunamos kompaktiškiau, beigi atsiranda galimybė įrengti stelažus ir krauti paletes dvejais ar trejais aukštais. Žinant produkcijos kiekį galima nusibraižyti produkcijos krovimą bei judėjimą ir įvertinti šaldomos patalpos kvadratūrą. Braižant produkciją reikia atsiminti, kad turi būti palikti tarpai / pravažiavimai tarp palečių, kad reikalui esant būtų galimybė atsikrauti tolėliau nuo įvažiavimo esančias paletes neatkraudinėjant visų priekyje esančių palečių.Šaldymo kameros aukštis neturėtų būti didesnis negu reikia patogiam sandėliavimui kadangi kiekvienas papildomas ir nereikalingas aukščio metras didina šalčio nuostolius į aplinką bei elektros energijos sąnaudas reikalingas dirbtiniam šalčiui gauti. Kitas svarbus dalykas - įvažiavimas ar įėjimas į šaldymo kamerą. Jeigu planuojama produkciją sandėliuoti nedidelėse ir nesunkiose dėžutėse, dažniausiai nereikalingas didelis praeinamumas ir užtenka apšiltintų varstomų durų iki 1 metro pločio ir pagal poreikį 1,9 - 2,2 metro aukščio. Platesnių nei 1,2 metro varstomų durų nerekomenduojame, kadangi vyriams tenka didelis krūvis išlaikyti sunkias duris ir laikui bėgant jie gali sulūžti. Jeigu produkciją planuojate sandėliuoti paletuotą tai reikia numatyti galimą palečių aukštį taipogi įvertinant, kad jos įvežamos šiek tiek pakeltos nuo žemės. Pavyzdžiui jei planuojamas palečių aukštis yra 2,2 metro tai rekomenduotume, kad vartų praeinamumas būtų bent jau 2,4 metro. Vartų plotis parenkamas taipogi pagal tai kokių išmatavimų paletės planuojamos krauti plius papildomai mažiausiai po 25 cm iš abiejų kraštų, kitu atvejų patirtis rodo, kad nepatyrę vairuotojai dažnai sulaužo vartų staktas. Tokio tipo vartai montuojami ant stumdomos sistemos ir priešingai nei varstomi norint atidaryti yra nustumiami į šoną. Pasirenkant plotį rekia turėti omenyje, kad nustumiant vartus į šoną šiems reikalinga laisva vieta yra vartų plotis x 1,5. T.y jei numatytas vartų plotis yra 2 metrai tai šiems nuvažiuoti į šoną reikės 3 metrų ilgio sienos. Sekantis, šiek tiek mažiau populiarus vartų tipas - pakeliami vartai, dar kartais vadinami garažo vartais. Šiuos lengva automatizuoti, kad jie atsidarytų bei užsidarytų automatiškai arba pultelio pagalba. Pakeliami vartai standartiškai gaminami iš 40mm storio plokščių todėl tinkami tik pliusinės temperatūros kameroms. Varstomi ir stumdomi vartai reikalui esant gali būti gaminami iš 92 ar net 120mm storio poliuratanu užpildytos plokštės todėl jie tinkami net ir itin žemoms temperatūroms. Darbui minusinėje temperatūroje vartų staktose ir varčiose yra sumontuojami šildymo elementai kurie neleidžia prišalti durims prie staktos ir rasoti.

Šaldymo kamerų sienos ir lubos dažniausiai yra surenkamos iš poliuretanu užpildytų sandwitch tipo plokščių skardiniu, lengvai plaunamu, baltos spalvos paviršiumi. Skirtiengiems produktams reikalinga skirtinga temperatūra, dažniausiai mėsa ir vištiena laikoma +1/+2C temperatūroje, pieno produktai +6C, daržovės ir vaisiai +2/+5C, įvairūs egzotiniai vaisiai +5/+12C, o užšaldyta produkcija iki atitrpinimo laikoma -18/-20C temperatūroje. Priklausomai nuo planuojamos kameros temperatūros sienoms ir luboms parenkamas atitinkamas plokštės storis, pliusinėms kameroms gali būti naudojama 60-80mm storio plokštė, -10C kameroms rekomenduotume naudoti 100-120mm plokštes, -20 ir žemiau siūlytume 160-200mm ar storesnes plokštes. Nuo pasirinkto plokštės storio labai priklauso elektros energijos sąnaudos todėl taupyti šioje vietoje nederėtų, kadangi sutaupius pradinei investicijai atsiranda didesni nuostoliai ilgalaikėje perspektyvoje. Parenkant plokštės storį atliekame modeliavimą su keletu storio variantų ir parenkame optimalų variantą atsižvelgiant į kameros dydį, energetinius nuostolius ir investicijos reikalingos geresniai šiluminei varžai gauti atsiperkamumą.

Įrenginėjant kameras kuriose planuojama minusinė temperatūra įpatingas dėmesys yra skiriamas grindims, kadangi ten numatomi didžiausi šalčio nuostoliai. Tinkamai neparuošus grindų elektros sąnaudos gali būti iki keleto kartų didesnės nei su tinkamai paruoštomis grindimis. Taip pat pastoviai esant neigiamai temperatūrai ir grindims peršalus iki grunto betonas gali būti sugadintas, t.y sutrūkinėti bei būti iškilnotas. Kad taip neatsitiktų prieš įrengiant minusinę kamerą reikalingus specialus pasiruošimas. Įrenginėjant nedidelio pločio, iki 3-4 metrų kamerą paprasčiausias variantas dėti ant žemės sandwitch plokštę, tokią kaip naudojama sienoms ir lubos montuoti, tai pigiausias variantas, bet reikia susitaikyti su tuo, kad kamera turės slenkstį. Kraunant rankomis tai didelių problemų nesukels, bet jei planuojama naudoti vežimėlius tai reikalinga nenidelė rampa užvažiavimui. Įrenginėjant dideles minusines kameras grindis pradžiai reikia įgilinti žemiau planuojamo grindų lygio apytiksliai 1 metrą. Tada išliejamas lengvas pagrindas - juodgrindės ant kurio statomos būsimos sienos ir išvedžiojama šildymo sistema: pasirinktinai elektrinis kabelis, vamzdeliai gliukoliui, arba leidžiant tam tikroms sąlygoms vamzdeliai šiltam aplinkos orui cirkuliuoti. Taip apsaugomas gruntas galimo izoliacijos sluoksnio peršalimo atveju. Išvedžiojus šildymo sistemą, ant jos dedama apie 40cm putų polistirolio plokštės sudarančios užkardą šalčio nutekėjimui į žemę. Paskutinis etapas - 15-20cm grindų, vadinamojo "nulio" išliejimas ant kurio jau bus galima važinėti autokrautuvais ir vykdyti kitą veiklą. Tikslius visų sluoksnių storius paskaičiuoja įmonės atliekančios betonavimo darbus ir įrenginėjančios grindis priklausomai nuo to kokia technika bus naudojama krovimui, kokios planuojamos grindų apkrovos bei koks betono mišinys bus naudojamas.

Sekantis ne ką mažiau svarbus etapas yra tinkamos šaldymo įrangos pasirinkimas. Reikiamas šaldymo agregato galingumas susideda iš keleto faktorių. Pirmasis kurį jau galime paskaičiuoti turėdami būsimos kameros duomenis tai yra šilumos pritekėjimas iš išorės per sienų ir lubų plokštes bei grindis. Šis dydis priklauso nuo patalpos dydžio, izoliacijos storio ir oro temperatūros vietoje kur bus sumontuota šaldymo kamera. Jei tai pastato viduje esanti kamera tai tikriausiai aplinkos temperatūra nebus aukštesnė nei 25C, bei jei montuojama lauke tai reikia atsižvelgti, kad oro temperatūra gali siekti 30C ir daugiau bei galimi tiesioginiai saulės spinduliai. Sekantis faktorius įtakojantis agregato galingumą yra papildomai montuojamos įrangos bei kameros užimtumo faktorius. Skaičiuojant šį pridėtinį galingumą atsižvelgiama į tai kiek ir kokio tipo šviestuvų yra sumontuota bei kokia jų darbo trukmė per parą, kiek žmonių ir kiek laiko planuoja dirbti viduje (dėlioti, krauti, rūšiuoti prekes), ar bus viduje naudojami autokrautuvai ar kiti mechanizmai (pvz. mėsmalės, fasavimo aparatai), kaip dažnai bus darinėjami vartai (retai, vidutiniškai, dažnai). Ilgo saugojimo kameros kur produkcija atkraunama, įvežama ir išvežama retai - reikalingas nedidelis papildomas galingumas, tačiau kamerose kuriose intensyvus judėjimas šis faktorius gali sudaryti nemažą dalį agregato galingumo. Trečiasis, pats svarbiausias reikiamo agregato galingumo faktorius yra planuojama laikyti produkcija. Mažiausiai galingumo reikalauja jau atvėsintos produkcijos sandėliavimas. Jei produkcija "negyva" tokia kaip pvz. mėsa ar pieno produktai, taip pat vakuumuota, koncervuota produkcija tai galia reikalinga temperatūros palaikymui nėra didelė, tačiau sandėliuojant "gyvą" produkciją t.y kai kurias daržoves bei vaisius, gėles mums reikia pašalinti jų, kad ir nedidelę, bet skleidžiamą "kvėpavimo šilumą". Kartais norint išlaikyti šiuos produktus šviežesnius reikia stebėti CO lygį kameroje ir esant reikalui iš lauko tiektį šviežią orą. Jei planuojate produkciją kameroje atvėsinti, reikia numatyti kiek tonų ir kokios produkcijos (pvz. jei tai vaisiai - kokia vaisių rūšis arba keletas rūšių?) per kokį laiko tarpą norite atvėsinti. Kartais vykdant greitą realizaciją arba norint išlaikyti  geresnę produkto kokybę jei jis nėra hermetiškai įpakuotas (šaldant produkciją visada netenkama atitinkamo kiekio drėgmės, kuo ilgiau šaldome tuo daugiau drėgmės, o tuo pačiu ir svorio netenkame) reikia kuo greičiau tą produkciją atvėsinti (3-6 valandas), kitu atveju galime leisti vėsti palaipsniui per 24-36 valandas. Skirtumas tarp 6 ir 24 valandų gali keturiais kartais sumažinti  elektros sąnaudas reikalingas produkcijos atvėsinimui, beigi sumažinti investicijas reikalingas įrenginiui įsigyti. Reziumuojant aprašymą, norint teisingai įvertinti šalčio mašinos našumą turime žinoti: patalpos konstrukcinius parametrus, kokia įranga bus naudojama viduje darbo metu, ar bus intensyviai vykdoma veikla kameroje, aplinkos kurioje stovės kamera sąlygos, planuojamos saugoti produkcijos kiekis ir tipas, įvežamo produkto temperatūra, galutinė saugojimo temperatūra bei laikas per kurį norima pasiekti šią temperatūrą.

Šokinio - greito užšaldymo kameros

Šokinio šaldymo kamerose produkcija iš gamybos linijos per kuo trumpesnį laiko tarpą užšaldoma iki sandėliavimo temperatūros (dažniausiai -18/-20C) ir išvežama į gatavos produkcijos kameras kur paliekama tolimesniam saugojimui. Greito užšaldymo esmė yra kuo greitesnis ledo kristalų formavimasis gaminyje taip siekiant pagerinti kokybę, skonį ir išvaizdą pakartotinai jį atitirpinus. Kitas svarbus aspektas yra svorio praradimas - kuo ilgiau gaminį šaldome tuo daugiau atimame drėgmės kas įtakoja galutinį jo svorį. Parenkant šaldymo agregatą šokinei kamerai vadovaujamasi jau aukščiau nurodytais kriterijais, tačiau čia didesnis dėmesys skiriamas pačiai produkcijai kadangi visas procesas pasiskirsto į tris etapus. Pirmuoju etapu produkcija atvėsinama iki maždaug 0C temperatūros kaip ir įprastose saugojimo kamerose, šis procesas pareikalauja apie 20% viso energijos kiekio reikalingo atšaldyti produkcijai nuo pradinės iki saugojimo temperatūros. Sekantis ir pats svarbiausias etapas vyksta kai pasiekiama 0/-2C temperatūra ir prasideda ledo kristalų iš drėgmės esančios produkte formavimasis - kuo greičiau įvyksta fazės virsmas tuo gaunama geresnė numatomo produkto kokybė. Šis procesas pareikalauja vidutiniškai 60% iš viso energijos kiekio. Trečias etapas yra atšaldymas iki saugojimo temperatūros kuriam panaudojama likę 20% viso energijos kiekio. Dažniausiai montuojamos dviejų tipų šokinio tipo kameros. Konvejerinėse kamerose yra palaikoma žema (-30/-35C) oro temperatūra ir produktas ten įvežamas nuolatos, vežimėliais arba juostomis - vienas paskui kitą. Įvežus nešaldytos produkcijos vežimėlį per vienas duris per kitas duris išvažiuoja užšaldytos produkcijos vežimėlis kuris toliau vežamas į fasavimo aparatus. Tokių kamerų įrengimas brangesnis, jos naudingos tais atvejais kai vyksta itin greita konvejerinė produkto gamyba ir nėra galimybės laukti kol bus pagaminama sekanti produkto porcija. Kitas tipas - ciklinės kameros. Pastarosios labiau tinkamos kai gamyba vyksta porcijomis. Pagaminus atitinkamą kiekį produkcijos visas kiekis suvežamas į kamerą ir uždaromas numatytam laiko tarpui. Laiko tarpas parenkamas toks koks reikalingas naujai porcijai pagaminti. Kol gaminama nauja produkcija senoji produkcija užšaldoma ir išvežama, tada suvežama nauja produkcija. Šis kamerų tipas tinkamas įmonėms kur mažiau automatizuotų konvejerinių linijų ir produkcija gabenama vežimėliais ar skardomis, daugiau darbo atliekama žmogaus pagalba.

Skyčio šaldymo agregatai - čileriai

Daugelyje pramonės šakų naudojamas skystis vėsinti įvairiems gamybiniams įrengimams ir produkcijai. Galimas tiesioginis arba netiesioginis kontaktas. Tiesioginis naudojamas kai skystis tiesiogiai kontaktuoja ir aušina reikiamą produktą, netiesioginis kontaktas kai reikia aušinti gamybos agregatus t.y įvairius autoklavus, liejimo ir presavimo formas, CO2 lazerius, šilumokaičius ir talpyklas. Renkantis skysčio šaldymo agregatą reikia žinoti kokį šilumos kiekį reikia pašalinti iš aparato arba produkto. Tą padaryti galime žinodami pratekančio skysčio kiekį (debita), į aparatą įtekančio ir ištekančio skysčio temperatūras arba skirtumą tarp jų bei skysčio termodinamines savybes. Kitas  labai svarbus parametras - slėgio nuostoliai transportuojant skystį, be šio parametro parinkti tinkamą cirkuliacinį siurblį galima tik empiriškai. Jis dažniausiai būna nurodytas kilopaskaliais (kPa) ant aušiname įrenginyje esančio šilumokaičio. Visi kiti slėgio nuostoliai paskaičiuojami pagal šaldymo mašinos ir vamzdynų parametrus. Žinant šiuos parametrus galima pradėti projektuoti sistemą. Šaldymo mašinos gali būti dviejų tipų - uždaros arba atviros. Uždaro tipo mašinos montuojamos metaliniame korpuse, dažniausiai ant stogo, atsparios lietui ir sniegui, visa sistema integruota vienoje dėžėje. Šios dėžės patogios montavimo atžvilgiu tačiau turi keletą neigiamų savybių. Korpuso kaina kartais ženkliai įtakoja visos mašinos kainą. Nerekomenduojama sistemą užpildyti vandeniu kadangi žiemos metu įvykus gedimui ar žmogiškąjai klaidai vanduo gali užšalti ir sugadinti įrangą. Tokiais atvejais dažniausiai naudojamas vandens ir gliukolio mišinys - antifrizas. Itin didelėse sistemose šio mišinio panaudojimas taip pat gali gautis ganėtinai brangus, tačiau jei produkto vėsinimui reikalinga minusinė skysčio temperatūra tai yra neišvengiama. Kitas čilerių tipas - atviro tipo čileriai. Tokiems čileriams visi agregatai montuojami ant metalinio rėmo ir įrengiami patalpų viduje laisvoje erdvėje į lauką išnešant tik kondensatorių. Tokiu čilerių kaina yra mažesnė kadangi nereikia gaminti korpusų jiems, jie lengvai ardomi ir transportuojami jei reikia perkelti į kitą vietą, nereikalingi kranai kėlimui ant stogo. Galima nesibaiminti dėl vandens užšalimo jei patalpose laikosi pastovi teigiama temperatūra.

Jei šaldymo mašina planuojama naudoti ir šaltuoju metų laiku tai verta prieš įsigijant apsvarstyti šilumos grąžinimo patalpų šildymui galimybę. 30-50 kW galingumo čileris pastoviai dirbdamas išmeta 45-70 kW šilumos į aplinkos orą lauke, tačiau sumontavus papildomą šilumokaitį ir kaloriferius galima apšildyti nemažas gamybines patalpas ar kabinetus. Jei gamykloje naudojamas karštas vanduo, ženkliai galima sutaupyti pašildant vandenį čilerio išmetamos šilumos pagalba. Net ir pakėlus 5-10 laipsnių vandentiekio temperatūros vandenį karšto vanens ruošimo boileris turės gerokai mažiau apkrovos ir naudos mažiau papildomos energijos taip sumažindamas gamybos kaštus.