עיצוב מערכות קירור והקפאה כעניין תברואתי
העניין של משתמשי הקצה בעיצוב הסניטרי של מערכות קירור והקפאה גובר. אם זמן רב היו שיקולי יעילות בראש סדר העדיפויות, הרי שכעת בחירת החומרים ועיצוב הם השיקולים הראשונים, והם מוכתבים על ידי בטיחות המזון
מערכות קירור והקפאה הן גדולות ויקרות ופועלות על פי עקרונות של מכניקה, כימיה ופיזיקה. מדובר במערכות מורכבות, שבהן השיפורים נכנסים לתחום בהדרגה - חלקם ייחודיים להקפאה, אחרים הם טרנדים כלליים במגוון סוגים של ציוד עיבוד. לאחרונה, גובר העניין של משתמשי הקצה בעיצוב סניטרי. במשך זמן רב היו שיקולי יעילות בראש סדר העדיפויות, הן מבחינת עלויות והן מבחינת תפעול, אך כעת, בחירת החומרים והעיצוב הם שיקולים המוכתבים על ידי בטיחות המזון, ובמיוחד תברואה.
"הייתי אומר שהצד הבטיחותי במזון קיבל עדיפות על פני כל דבר אחר בשנתיים האחרונות", אומר מייק אנדרסון, מנהל המכירות של אייר מנג'מנט טכנולוגי (Air Management Technology), חברה לבניית תהליכים לתמיכה תרמית ופתרונות. "תברואה קשורה הן לבטיחות מזון והן ליעילות", אומר טורביורן פרסון, מנהל מכירות של מקפיאים מעוגלים בחברת JBT, ומוסיף: "לבטיחות המזון יש נראות גבוהה יותר באמצעות דרישות מחמירות יותר לעיצוב היגייני".
השאיפה לסניטציה היא בחלקה עניין של תכנון מוצרים לניקוי קל, על פי עקרונות שהושתתו למגוון סוגים של מכונות מזון. בלי פינות חדות או קמטים, בלי בליטות - בעיקרון, בלי מקומות שבהם יכולים להצטבר לכלוך, שאריות מוצר וזיהומים אחרים.
היבט אחר, בעייתי קצת יותר, הינו בחירת החומרים. בעבור מקפיאי Blast, במיוחד קופסאות גדולות כגון מקפיאים ספירליים. הבחירה הנפוצה ביותר היא פלדה מגולוונת ואלומיניום, בעיקר לרכיבי הקירור, יחד עם קירות מתכת מבודדים, מאחר שרמת הביצועים הנדרשת הושגה בעלות נמוכה למדי. לדברי אנדרסון, עם העלייה בדרישות בטיחות המזון, יש עלייה בביקוש לרכיבי נירוסטה, אשר יש להם עמידות טובה בפני כימיקלים תברואתיים. "האתגר הוא לנסות להחזיר את ההשקעה עם כל השיפורים האלו, כיוון שהלקוח עדיין רוצה לשלם אותו סכום ששילם כאשר השתמשנו בחומרים מגולוונים", הוא מסביר.
מעבדי מזון מבינים היטב את התרומה של חומרי נירוסטה להארכת חיי הציוד ולבטיחות המזון. האתגר הוא למזער השקעות הון נוספות. ההוצאה הנוספת משתקפת בשתי דרכים: רוב ציוד הקירור מנירוסטה נעשה בהתאמה אישית בהשוואה לרכיבים מגולוונים נגישים יותר, ונירוסטה פשוט יקרה.
אחד האתגרים הגדולים ביותר בתברואת קירור הוא בהפיכת הפנים ליבש לחלוטין לפני שמורידים שוב את הטמפרטורה. מאחר שמקפיאים הם יחידות הקפאה סגורות, הייבוש שלהם קשה, אפילו עם מאווררים חזקים. הייבוש נעשה, בדרך כלל, על ידי אוורור במהירות גבוהה, בדומה למדיח כלים. הבעיה היא שאם לא פותחים את הדלת, אף פעם לא משיגים ייבוש מלא כיוון שקשה להיפטר מכל הלחות. כך נוצר מצב של מקפיא חם מאוד, שלוקח לו זמן רב להתקרר, ועדיין נשארת בו לחות מרובה.
כדי לנסות להתגבר על בעיה זו, פיתחה חברת ג'יי.בי.טי. (JBT) את LVS QuickDry. הרכיב מעבה את הלחות למאייד לפני שהוא מחמם אותו מחדש באמצעות גז חם, כך שהלחות שקפאה על המאייד מטפטפת לרצפה. הדבר עוזר להוציא את הלחות מהמקפיא מהר ככל האפשר.
LVS QuickDry
אפשרויות קירור
בעיית בטיחות פוטנציאלית אחרת קשורה לבחירת המקפיא. במשך זמן רב היה השימוש הנפוץ ביותר באמוניה. היא זולה, אמינה, אינה פוגעת בשכבת האוזון ואינה תורמת להתחממות גלובלית. זאת בניגוד לאלטרנטיבה המרכזית, 22R, אשר בהדרגה יוצאת מכלל שימוש. הבעיה עם אמוניה היא רמת הסיכון. היא רעילה מאוד, ולכן דליפות במערכת הקירור עלולות להיות קטלניות. זו הסיבה שהיא מותרת אך ורק בסביבות תעשייתיות, שם יש אזעקות ומוניטורים לשעת חירום.
אחת הדרכים להקטין את סיכון החשיפה לאמוניה, היא המעטת השימוש בה באמצעות שילובה עם קירור שפיר יותר כגון פחמן דו-חמצני. הדבר נעשה בתהליך הקרוי "מערכת מפל", התקנה דו-שלבית. האמוניה מקררת את דו-תחמוצת הפחמן בשלב העיבוי של מחזור הקירור שלה; ה-CO2 נכנס לסלילי המאייד ומקרר אותו כדי ליצור אוויר קר מהמאווררים הסמוכים. התקנה זו מגבילה את האמוניה לחלקים הפנימיים של מערכת הקירור, הרחק מאנשים ומוצרים. "האמוניה עדיין שם, אך הכמות שלה פשוט מופחתת מאוד", אומר רנדי פיטרסון, מנהל פרויקטים ותיק בקבוצת סטלר (Stellar Group).
בכל מקרה, פיטרסון דוחה את הרעיון שמערכות אמוניה הינן מסוכנות מטבען. לטענתו, "כל נוזל שמשתמשים בו עלול להיות מסוכן ועשוי להיות בטוח. הכול תלוי בתכנון המערכת".
חיסכון באחסון
המערכת (סלילים, מעבים וכדומה) איננה המקום היחיד שאפשר למצוא בו חדשנות בקירור. קחו לדוגמה חברה המבצעת שינוי במרחבי אחסון קרים. הפעולה עשויה להפחית את עלויות האנרגיה ב-35% או יותר. חברת ויקינג קולד סולושן (Viking Cold Solutions) משווקת מערכת המבוססת על מה שהיא מכנה Phase Change Material (PCM). המערכת מאוחסנת בתאים ארוכים ודקים הנמצאים בדרך כלל בחלק העליון של המדפים באזור האחסון הקר. החומר, שילוב של מים ומלחים אנאורגניים המתגבשים לדרישות הטמפרטורה המיוחדות של כל אזור, קופא ושומר על קור, ויחד עם מפוחים הנעים באוויר מעליו, מסייע לקירור החדר. על ידי הקפאה אסטרטגית של התאים, המערכת יכולה לקבל "דחיפה קרה" המפחיתה את תצרוכת האנרגיה בתקופות של עלות שיא. לוויקינג קולד מערכת בקרה, בדרך כלל שילוב של תוכנה וחומרה, אשר יכולה להתחבר למערכת הקירור הקיימת ולהשיא "עצות" לביצועי שיא. "המערכת שלנו מספקת המלצות לבקרות קיימות", אומר ואנס. ביסודו של דבר, היא מבצעת את ההחלטות מרגע לרגע בהתבסס על מספר גורמים כגון טמפרטורת האוויר ומבנה תעריף השירות.
קריוגנים
קירור מכני הוא אחת משתי החלופות העיקריות הזמינות למעבדי מזון. החלופה השנייה היא קירור קריוגני. יש לה עלויות תפעוליות גבוהות יותר, אך עלויות הון נמוכות הרבה יותר, וכן יותר ורסטיליות. קריוגנים לא רק יכולים לקרר מוצרים מוגמרים / ארוזים, הם יכולים להיות משולבים בתוך תהליכי הייצור. לדברי כריס ג'ונסון, מנהל פיתוח עסקי בפראקסייר (Praxair), באפשרויות נכללות הזרקה של חנקן נוזלי או פחמן דו-חמצני לתוך צינור אבקה פניאומטי כדרך לשלוט בטמפרטורות או לשלב טמפרטורות, והזרקה לתוך כלי ערבוב רציף, או ישירות לתוך המוצר.
מערכת שליטה להזרקת קריוגנים של חברת לינד
חברת לינד אל.אל.סי (Linde LLC) השיקה לאחרונה מערכת שליטה חדשה לקריוגנים, בשם SmartChill. המערכת מיועדת לקריוגנים המוזרקים ישירות למוצרים כגון בשר טחון. היא מתאימה אוטומטית את היחס בין קריוגן נוזלי למזון במטחנה / מיקסר ומפצה על שינויי לחץ לבקרת טמפרטורה עקבית. אחת הבעיות הקשורות להזרקה תחתונה של קריוגנים היא חרירים סתומים. החברה התגברה על מכשול זה באמצעות הזרקת Lixshooter אשר מכיל בוכנה המסוגלת לסגור את הצמצם כאשר איננו בשימוש. הליך פשוט לכאורה זה חוסך את פעולת האחזקה המצריכה שחרור של סתימות בכל מיתקן ערבוב / קירור, ובכך נחסכות עלויות התחזוקה.
