نقش کمپرسور در صنایع غذایی

کمپرسور ماشینی است که هرگونه گازی را دریافت کرده و فشرده میسازد. فشرده‌سازی اهداف گوناگونی دارد. هرگونه ماشینی که با سیالی غیرگازی و مایع کار میکند کمپرسور محسوب نخواهد شد.

کمپرسورها در صنعت غذا و نوشیدنی‌ها دو نقش اصلی را بر عهده دارند. کمپرسورهای سردخانه‌ای همانند کمپرسوری که داخل یخچال خانگی شما کار میکند وظیفه‌ی عملکردی اصلی در سیستم‌های سردخانه را بر عهده دارند و تازگی مواد غذایی از مزرعه تا سفره را حفظ میکنند. از طرف دیگر و در وظیفه‌ای صنعتی‌تر، کمپرسور هوا ماشین‌آلات فرآوری و بسته‌بندی غذایی را به کار می‌اندازد. مهمترین نکته در مورد این کمپرسورها رعایت استانداردهای سختگیرانه‌ی صنایع غذایی و آشامیدنی‌ها و تامین هوای فشرده با استاندارد کلاس صفر است. استاندارد کلاس صفر اصطلاحی است که به معنای هوای فشرده‌ی عاری از روغن و آلودگی هاست.

کمپرسور تبریدی

کمپرسور تبریدی سرمایش مورد نیاز برای سردخانه، فرآوری مواد غذایی و البته حمل و نقل سرد و یخچال‌های فروشگاهی را تامین میکند. فلش فریز یا انجماد ناگهانی محصولات غذایی که بافت سلولی مواد غذایی را بهتر حفظ میکند نیز نیازمند بکارگیری ماشین‌آلات قدرتمند سرمایشی است.

بازدهی و بهره‌وری کمپرسور تبریدی از اهمیت بسیاری برخوردار است و این ماشین‌ها حدود نیمی از کل انرژی مصرفی سیستم سرمایشی را مصرف میکنند. در سالهای اخیر انواع مختلفی از کمپرسورهای دور متغیر با قابلیت کاستومایز به کار گرفته میشوند که در حدود یک سوم از مصرف انرژی این ماشین آلات کاسته است. در جدیدترین مدلهای کمپرسور تبریدی فناوری تزریق بخار بازدهی را باز هم افزایش داده و این کمپرسورها با مبردهای مورد تایید زیست محیطی کار میکنند.

کمپرسور هوا

کمپرسور هوای فشرده یا کمپرسور باد صنعتی هوای محیط را دریافت کرده و فشرده میسازد. هوای فشرده‌ی تولیدی برای گستره‌ی وسیعی از کاربردهای تولیدی استفاده میشود که از آن جمله میتوان به استفاده‌ی مستقیم هوا بر روی محصول نهایی و یا بکارگیری هوای فشرده به عنوان منبع انرژی نام برد. صنایع غذایی در میان صنایع تولیدی از این قاعده‌ی عمومی مستثنی نبوده و محتاج هوای فشرده و نیروی پنوماتیک آن است.

در بخش فرآوری محصولات غذایی انتقال پنوماتیک مواد اولیه را جابجا میکند، همچنین اختلاط مواد، برش زدن و شکل‌دهی آنها نیز با کمک همین نیروی بادی انجام میشود. در بخش بسته‌بندی پر کردن مواد، ساخت قوطی‌ها، درب گذاری و درزگیری خلا که از مهمترین قسمتهای تولید مواد غذایی است بدون کمپرسور هوا ناممکن خواهد بود. همچین کمپرسور هوا در صنایع غذایی مشابه با سایر صنایع مصارف جانبی همچون تمیزکاری محیطی هم دارد. برای خشک کردن محصولات، تمیز کردن ظروف و ضدعفونی ماشین الات با تیغه‌های بادی از کمپرسور هوای فشرده استفاده میشود.

کیفیت هوای فشرده در صنایع غذایی

در سیستم‌های تبریدی تمرکز اصلی بر روی ظرفیت سرمایشی ماشین است، اما در سیستم‌های هوای فشرده و به طور ویژه در صنایع غذایی دغدغه‌ی اصلی و اساسی آلودگی است. هوای فشرده حاوی روغن، ذرات و رطوبت است و همگی موارد مذکور باعث خرابی محصول و بیماری مصرف کننده شمرده میشوند. از قضا بهترین نوع کمپرسور که در صنایع و تولیدی‌ها استفاده میشود کمپرسور اسکروست که به شدت محتاج روغنکاری مداوم است تا بهره‌وری آن حفظ شود.

کمپرسور اسکرو دستگاهی است که هوای محیط را به درون مکیده، وارد فضای تنگ میان دو روتور یا مارپیچ نر و ماده میکند. روتورهای کمپرسور اسکرو با سرعت بسیار زیاد تا چند هزار بار در دقیقه میچرخند و هوای دریافتی را فشار داده متراکم میکنند. این هوا از دریچه‌ی خروجی کمپرسور تخلیه شده و وارد سیستم توزیع هوای فشرده و لوله‌کشی میشود. اما همانطور که گفته شد کمپرسور اسکرو معتاد و وابسته‌ به روغنکاری پیوسته است.

روغن کمپرسور در کمپرسور اسکرو جادوهای بسیار دارد که اگر فقط بخواهیم به گوشه‌ای از آنها اشاره کرده باشیم باید روانکاری سطوح فلزی، تفکیک سطوح فلزی و جلوگیری از برخورد قطعات متحرک، خنک کاری و انتقال حرارت کمپرسور، محافظت از سطوح در برابر خوردگی و زنگ، جذب آلودگی‌ها و تخلیه، آب‌بندی کمپرسور و حتی انتقال نیرو از روتور محرک به روتور متحرک را برشماریم. این همه وظیفه به ناگاه در کمپرسور صنایع غذایی حذف میشود.

کمپرسور بدون روغن یا کمپرسور اویل فری دستگاهی کمپرسور اسکرو است، ولی تمام خوبی‌های روغن کمپرسور را از دست داده است. برای حل هرکدام از معضلات ناشی از حذف روغن در کمپرسور اسکرو باید چاره‌ای اندیشید، اما در نهایت باز هم نمیتوان غیبت آن را به طور کامل جبران کرد. این بدین معناست که کمپرسور اویل فری از کمپرسور مشابه اسکرو که با روغن کار میکند ۱. ضعیف‌تر است و ۲. گرانتر است.

فقط یک مثال از حل مسئله در کمپرسور اویل فری را اگر توضیح بدهیم: روغن در کمپرسور اسکرو لایه‌ای نازک ایجاد میکند که کمپرسور را به خوبی آب‌بندی میکند. حذف روغن یعنی حذف آن آب‌بندی، و شاید بهتر باشد برای حل این مشکل کمپرسور را به شدت دقیقتر و در مقیاس‌های ریزتر طراحی کنیم. مثلا فواصل فلزات را کم کنیم تا جای خالی روغن حس نشود.

این راه‌حل خود یکی دیگر از مشکلات کمپرسور بدون روغن را بدتر خواهد کرد. کمپرسور اسکرو اویل فری در دماهایی به شدت بالاتر کار میکند. دمای کاری هسته‌ی اصلی کمپرسور اویل فری یا المنت کمپرسور تا حدود ۴۰۰ درجه سانتیگراد میرسد و از جمله دلایل این افزایش دما یکی همان غیبت روغن است که نقش خنک‌کنندگی هم داشت و دیگری نیاز به کار با قدرت بیشتر برای تامین کمبودهاست. پس نمیتوان فواصل ریز میان قطعات را کمتر کرد. از غذا باید بیشتر هم کرد! چون دمای بالا یعنی انبساط و انبساط فلزات یعنی درگیری آنها با یکدیگر و خرابی یک ماشین ۱۰ میلیارد تومانی.

روکش تفلون برای روتور کمپرسور اسکرو

پس سازندگان کمپرسور هوا و شرکتهای چندملیتی در تحقیق و توسعه روش‌های خاصی را بر بهینه‌سازی عملکرد کمپرسور هوای بدون روغن فراهم آورده اند. آنها روکش‌های مخصوصی نیز بر روی روتورها میکشند که از آشپزخانه ها قرض گرفته شده است!

تفلون نچسب است، پس آلودگی‌ها خودبه‌خود میروند، تفلون اصطکاک را کاهش میدهد، روکش تفلونی روتور کمپرسور اسکرو بر روی سطوح فلزی مینشیند و آب‌بندی را بهبود میبخشد، بدون آنکه معضل انبساط حرارتی فلزی را داشته باشد.

تفلون یا پلی تترا فلوئورو اتیلن از خوردگی و زنگ زدگی روتورهای فولادی کمپرسور اسکرو جلوگیری میکند. به هنگام توقف دستگاه کمپرسور اسکرو رطوبت متراکم شده و میعان رخ میدهد و آب دشمن درجه یک کمپرسور بوده و باعث خرابی است که روکش‌های تفلونی و البته در کمپرسور روغنی روغن کمپرسور این مسئله را حل و فصل میکنند. اما از دماهای بسیار بالا و در حدود ۴۰۰ درجه سانتیگراد گفتیم، آیا روکش تفلونی روتور در چنان دمایی طاقت میاورد؟ خیر.

روکش PTFE یا همان تفلونی در دماهای عملیاتی بالای ۲۰۰ درجه سانتیگراد و در حقیقت برای کمپرسورهای قوی‌تر مناسب نیست. این روکش برای کمپرسورهایی با الکتروموتور زیر ۱۶۰ کیلووات خوب کار میکند. دمای بالای محیط یا فشار بالا باعث خرابی این روکش است و سازندگان کمپرسور از روکش متفاوتی همچون روکش مولیبدنوم سولفید استفاده میکنند.

راستی!‌ اگر بسیار رعایت میکند و ماهیتابه‌ی تفلونی را از آشپزخانه حذف کرده اید تا سرطان نگیرید، باید بدانید پوشش‌های مخصوص تفلونی تاییدیه سازمان غذا و داروی آمریکا یا FDA را برای بکارگیری در کمپرسور اویل فری صنایع غذایی دریافت کرده اند.

جالب است بدانیم روکش تفلونی در سیستم‌های تبرید نیز به کار میروند و از انجماد جلوگیری کرده، اتلاف حرارت را به حداقل رسانده،‌ سرمایش را بهبود بخشید و کلی مزایای دیگر دارند که بحث آن مربوط به روز دیگری است.

استانداردهای صنایع غذایی و کاهش ریسک آلودگی

صنایع غذایی برای کاهش ریسک آلودگی‌ها استانداردهای سختگیرانه‌ای چون ایزو ۸۵۷۳-۱:۲۰۱۰ را رعایت میکنند. استاندارد ایزوی مذکور خلوص ذرات جامد، آب و روغن مجاز را تعیین کرده و بالاترین سطح کیفی آن همانطور که گفته شد کلاس صفر است و از هرگونه آلودگی روغنی تهی است.

۳ جبهه‌ی جنگ صنایع غذایی علیه آلودگی هوای فشرده

همانطور که گفته شد این کارخانجات از کمپرسور اسکرو معمولی استفاده نمیکنند و به سراغ کمپرسورهای گرانتری با نام کمپرسور اسکرو اویل فری میروند. کمپرسور اسکرو اویل فری به قول خارجی‌ها استاندارد طلایی صنایع غذایی است، به ویژه وقتی هوای فشرده به طور مستقیم در تماس با مواد غذایی و مصرفی خواهد بود. برای مصارف غیرمرتبط همچون تمیزکاری محیط کارخانه میتوان یک کمپرسور اسکرو معمولی یا روغنی نیز داشت.

پس شماره‌ی یک و جبهه‌ی نخست خریداری کمپرسور مناسب و اویل فری است. راستی در بازار کمپرسور اویل فری با اسامی کمپرسور بدون روغن، اویل لس (نسخه ضعیف‌تر) و کمپرسور هوای خشک نیز شناخته میشود.

جبهه‌ی ۲ تجهیزات تصفیه‌ی هواست. در این جبهه یک نکته‌ی کلیدی را مبنا قرار میدهیم. اوکی داخل کمپرسور هیچ روغنی به هوای فشرده تحمیل و اضافه نشده است، اما آیا هوای دریافتی کمپرسور هم عاری از آلودگی و روغن بوده؟ به زبان ساده آیا هیچگونه شکی به هوای اتاق ندارید؟ بخصوص که پس از فشرده‌سازی هوا، غلظت آن آلودگی‌ها افزایش هم خواهد یافت!

پس در این مرحله و علاوه بر تهیه کمپرسور اویل فری گران‌قیمت، از درایر یا خشک‌کن کمپرسور برای حذف رطوبت و از فیلترهای دقیق برای حذف ذرات باقیمانده‌ی روغن و جامدات بهره میبریم. درایر کمپرسور با کاهش نقطه‌ی شبنم و تحت فشار رطوبت هوای فشرده‌ی تولیدی را حذف کرده و از رشد میکروبی ناشی از حضور رطوبت جلوگیری میکند.

سومین سنگر و جبهه البته به کارگیری و انطباق کار کارخانه با دستورالعملهای به روز است. مثلا انجمن هوای فشرده‌ی بریتانیا یا BCAS در سال ۲۰۲۶ میلادی راهنمای جدیدی برای خلوص ذرات با شعار ۱-۲-۱ و به ترتیب برای قسمت در میلیون ذرات، آب و روغن ارائه داده است.

راستی یک سوال. چرا این همه زحمت و سختی را به جان میخریم و کمپرسور اسکرو را با حذف روغن باز‌ طراحی میکنیم؟ مگر کمپرسورهای دیگری نیستند که ذاتا بدون روغن کار کنند یا راحتتر بدون روغن شوند؟

پاسخ این سوال در اولین کامنت خواهد بود.

چند مدل کمپرسور اسکرو اویل فری از مخزن جهان کمپرسور

کمپرسورهای قدیمی اطلس کوپکو همچنان هم در کارخانجات ایرانی پیدا میشوند. این کمپرسورها دیگر تولید نشده و به بیان کارخانه‌ای دیس کانتینیو شده اند. از جمله‌ی آنها میتوان به ZR 3 – ZR 4- ZR 5 – ZR 6 اشاره کرد که در پستی به آنها پرداخته شده است. این کمپرسورها در سالهای بعد و تا به حال حاضر در مدلهای بهبودیافته و با نام‌های جدیدی تولید میشوند. در کمپرسورهای اویل فری فعلی اطلس کوپکو نامگذاری حاوی کیلووات یا توان الکتروموتور است. از مدلهای آن میتوان به ZR 55 – ZR 75 – ZR 90 اشاره کرد. این کمپرسورها در توانهای بالاتر با فشار و هوادهی قوی‌تر هم تولید میشوند که از جمله میتوان به ZR 250 مراجعه کرد. کمپرسور ZR کمپرسور اویل فری اطلس کوپکو در مدلهای آب خنک است. در کمپرسورهای اویل فری نسخه‌های آب‌خنک نسبت به مشابه کمپرسور روغنی آب‌خنک محبوب تر هستند. زیرا در کمپرسوری که بدون روغن کار میکند اهمیت خنک‌سازی مضاعف بوده و خنک‌سازی آب‌خنک قوی‌تر است. نسخه‌های هواخنک این کمپرسورها با عنوان ZT شناخته میشوند و از آن جمله عبارت است:

کمپرسور اسکرو برقی ZT 37 اطلس کوپکو و کمپرسور اسکرو برقی ZT 30 اطلس کوپکو

اطلس کوپکو کمپرسور دیزلی اویل فری هم میسازد. این کمپرسورهای پرتابل برای مصارفی که دسترسی به الکتریسیته صنعتی پایدار ندارند ولی نیازمند هوای فشرده‌ی بدون روغن هستند مناسب است. در سایت‌های کارگاهی کمپرسور اسکرو دیزلی اویل فری PTS 800 و کمپرسور دیزلی PNS 1250 را ملاقات خواهید کرد.

برگه فنی کمپرسور اسکرو دیزلی PNS 1250

برندهای دیگر هم کمپرسور اویل فری میسازند، اما محبوب‌ترین کمپرسورهای اویل فری اسکرو با اختلاف محصولات اطلس کوپکو سوئد هستند. این کمپرسورها در کارخانجات آنتورپ بلژیک و ووکسی چین تولید میشوند و نمونه چینی ۲۰ تا ۳۰ درصد به دلایل مشخصی چون نیروی کار ارزان و تامین قطعات چینی قیمت پایینتری دارد.

برندهای دیگر کدام ها هستند؟ اینگرسولرند مدلهای کمپرسور باد صنعتی L37 اینگرسولرند و مدلهای جدیدتر و مدرن‌تری چون کمپرسور اسکرو اینگرسولرند E185i-A155 را تولید و عرضه میکند. در ایران نایابند. تعمیر و تامین قطعات کمپرسور اسکرو به خودی خود به اندازه کافی عذاب آور و ریسکی هستند، چه رسد به کمپرسور اویل فری. حال تصور کنید به سراغ کمپرسور اسکرو اویل فری کمتر شناخته شده یا کمتر موجودی بروید. شک نکنید تعمیرکار کمپرسور اسکرو برای شما طاقچه بالا خواهد گذاشت، بماند که حق هم دارد. کمپرسورهای اویل فری کایزر از اینگرسولرند شناخته‌شده‌تر و محبوبتر هستند، البته که آنها هم در ایران نادر یافت خواهند شد؛ اما کایزر به پروفایل سیگما و بهینه‌سازی روتورهای خود شناخته میشود و قطعا کیفیت بهتری را در کمپرسور اویل فری محتاج بهینه‌سازی تحویل شما خواهد داد. نمونه‌ی آن را میتوان در کمپرسور کایزر مدل FSG 300 دید.

برندهای درجه دو هم کمپرسور اویل فری میسازند. از کمپرسور چینی فوشنگ و کایشان بگیرید تا کمپرسورهای ژاپنی کوبلکو یا کمپرسور آلمانی آلمیگ.