تبرید آمونیاک در سردخانه ها

تاریخچه مختصر: اتر به آمونیاک

در سال ۱۸۳۴ ، اولین دستگاه تبرید تراکم بخار ، که در واقع کار می کرد ، ساخته شد. جیکوب پرکینز ، آمریکایی مقیم انگلستان ، سازنده بود و دستگاه را با اتر شارژ کرد. دستگاه پرکینز از چهار قسمت اساسی موجود در هر سیستم تبرید مکانیکی که امروزه استفاده می شود استفاده می کند:

• کمپرسور
• کندانسور
• شیر انبساط
• اواپراتور

از این آغازهای ساده ، سیستم های تبرید مدرن امروزی توسعه یافتند. آنها از اصول طراحی ، مصالح ساختمانی و کنترل هایی استفاده می کنند که به ما امکان می دهد مواد غذایی را با موفقیت در بازارهای جهانی ذخیره و توزیع کنیم. برای تأسیسات سردخانه بزرگ ، آمونیاک مبرد انتخابی شده است زیرا بیشترین اثر خنک کننده خالص (btu/lb) و اغلب کمترین اسب بخار ترمز به ازای هر تن تبرید (BHP/TR) از هر مبرد صنعتی را تولید می کند.

اگرچه آمونیاک سمی تلقی می شود ، بوی تحریک کننده آن به کارکنان هشدار می دهد که ناحیه ای را که غلظت زیاد است تخلیه کنند. بسته به دما و رطوبت ، انسان می تواند بخار آمونیاک را در هوا با غلظت های ۲۰ قسمت در میلیون (ppm) تشخیص دهد. سوزش متوسط ​​بینی از حدود ۱۰۰ppm شروع می شود و تحریک عمده از ppm 400. مگر اینکه افراد از راههای دیگر ناتوان باشند ، عموماً هر منطقه ای را که نشت یا نشت آمونیاک در آن رخ داده است ، به سرعت تخلیه می کنند ، قبل از رسیدن به خطرات فوری برای زندگی و سلامتی (IDLH).

امکانات سردخانه

تقاضا برای غذاهای راحت در ایالات متحده منجر به ساخت میلیون ها فوت مربع از سردخانه های عمومی و خصوصی شده است. این “انبارهای” سردخانه دارای یخچال و کولرهای وابسته به سیستم های تبرید آمونیاک برای کنترل دمای داخل فضاها برای حفظ کیفیت و طراوت محصول تا زمان حمل است. با ذخیره سازی قفسه مدرن ، یافتن ارزش محصول بیش از ۱۰ میلیون دلار ذخیره شده در یک مرکز غیر معمول نیست.

جدیدترین امکانات ذخیره سازی از سیستم های ذخیره سازی و بازیابی چند سطحی و کاملاً خودکار استفاده می کند و امکان ذخیره یک اثر کوچک (فوت مربع) برای ذخیره حجم زیاد (فوت مکعب) محصول را فراهم می کند. نگرانی اصلی هر صاحب تاسیساتی که از تبرید آمونیاک استفاده می کند باید ایمنی کارکنان باشد ، اگرچه حفظ محصول ، به ویژه هنگامی که مقادیر بالا ذخیره می شود ، نیز باید به دقت مورد توجه قرار گیرد.

آمونیاک تمایل زیادی به رطوبت دارد و به راحتی توسط بسیاری از مواد جذب می شود. حتی اگر سیستم های تبرید آمونیاک مدرن برای جلوگیری از انتشار اتفاقی آمونیاک طراحی شده باشند ، نشت و نشت هر ساله ادامه می یابد و باعث صدمه ، مرگ و از دست دادن میلیون ها دلار محصول می شود. برنامه های واکنش اضطراری ، صرف نظر از اینکه چقدر خوب نوشته شده یا جامع باشند ، در صورت عدم اجرا بی اثر خواهند بود. هر کارمند باید درک کند که نقش او در مواقع اضطراری چگونه خواهد بود و آماده اجرای صحیح برنامه در مواقع لزوم باشد. هر گونه نشت یا نشت می تواند به کارکنان صدمه بزند و به راحتی هزاران یا حتی میلیون ها دلار محصول ذخیره شده را آسیب برساند. حتی در صورت وجود بیمه ، تأثیر مالی بر صاحب تسهیلات می تواند مخرب باشد.برای به حداقل رساندن احتمال نشت یا نشت چه می توان کرد؟ چگونه می توان آثار نشت یا نشت را به حداقل رساند؟

کدها و استانداردها

سیستم های تبرید امروزی شامل صدها یا هزاران پا لوله کشی و ظروف بزرگ حاوی بخار و مایع آمونیاک است. کدها و استانداردهایی وجود دارد که به تعریف مصالح و روش های ساخت کمک می کند. برای لوله کشی آمونیاک ، از انجمن مهندسان مکانیک آمریکا (ASME) کد B31.5 – لوله کشی مبرد باید استفاده کرد. شناورهای مورد استفاده در سیستم های تبرید باید مطابق با بخش ASME بخش هشتم – کد مخزن تحت فشار بدون شلیک ساخته شوند.

به منظور حفظ “یکپارچگی مکانیکی” سیستم ساخته شده بر اساس کدها و استانداردهای پذیرفته شده ، باید از پرسنل واجد شرایط برای هرگونه تعمیر ، به ویژه تعمیرات جوش داده شده ، یا سایر تغییرات سیستم استفاده شود. استاندارد ANSI/IIAR که توسط موسسه بین المللی تبرید آمونیاک (IIAR) منتشر شده است ، به عنوان راهنمای طراحی ، ساخت ، نصب و استفاده از سیستم های تبرید مکانیکی آمونیاک طراحی شده است. IIAR ( www.iiar.org ) استانداردها ، دستورالعمل ها و مقالات فنی زیادی را برای استفاده ایمن و کارآمد از تبرید آمونیاک منتشر می کند.

عکس: کنسرسیوم تبرید صنعتی – دانشگاه ویسکانسین در مدیسون

صاحب تاسیسات اغلب به مهندس یا پیمانکار تبرید مجرب وابسته است تا با کدها و استانداردهای قابل اجرا برای سیستم های تبرید آمونیاک آشنا باشد. به همین دلیل ، هنگام احداث یک سیستم جدید ، یا در نظر گرفتن تعمیر یا اصلاح سیستم قدیمی تر ، انتخاب دقیق مهندسان و پیمانکاران واجد شرایط ، مورد نیاز است. یک فرآیند راه اندازی کاملاً مستند باید قبل از راه اندازی سیستم های جدید تکمیل شود. IIAR بولتن ۱۰۹ – دستورالعمل هایی برای: حداقل معیارهای ایمنی برای سیستم تبرید آمونیاک ایمن می تواند برای بازرسی و ثبت تمامیت مکانیکی سیستم های تبرید آمونیاک جدید و موجود استفاده شود.

اپراتورهای واجد شرایط

در حالی که داشتن سیستمی که به درستی بر اساس کدها و استانداردهای پذیرفته شده ساخته شده باشد ، می تواند راه زیادی را برای اطمینان از یکپارچگی مکانیکی یک سیستم ایجاد کند ، اما هر سیستمی که به طور نادرست کار کند می تواند خراب شود. مزایای داشتن اپراتورهای سیستم خنک کننده واجد شرایط و آموزش دیده بسیار است. اپراتورهای آموزش دیده می توانند به اطمینان از عملکرد کارآمد سیستم کمک کنند و اغلب مشکلات سیستم را قبل از وقوع خرابی تشخیص می دهند. امکاناتی که تمایلی به سرمایه گذاری در آموزش ندارند و سیستم تبرید خود را در شرایط مطلوب نگه می دارند بیشترین احتمال رهاسازی تصادفی را دارند.

تأسیسات با سیستم های تبرید آمونیاک با بار بیش از ۱۰۰۰۰ پوند تحت مقررات مدیریت ایمنی و بهداشت شغلی (OSHA) مدیریت ایمنی فرآیند (PSM) و مقررات برنامه ریزی مدیریت ریسک (RMP) آژانس حفاظت از محیط زیست ایالات متحده (EPA) قرار می گیرد که مستلزم مستندات رسمی آموزش برای اپراتورها صاحبان سیستم های کوچکتر همچنین مسئولیت حفظ سیستم در شرایط عملکرد خوب را بر اساس “بند وظیفه عمومی” OSHA بر عهده خواهند داشت که در آن آمده است:

“(الف) هر کارفرما –

(۱) برای هر یک از کارکنان خود شغل و محل اشتغال را که عاری از خطرات شناخته شده باشد یا باعث مرگ یا آسیب جسمی جدی برای کارکنان وی می شود ، ارائه دهد. ”

بسیاری از منابع آموزشی خوب در دسترس است. سازمان هایی مانند IIAR ، انجمن مهندسان و تکنسین های برودتی (RETA – www.reta.com ) ، و کنسرسیوم تبرید صنعتی (IRC – www.irc.wisc.edu ) منابع خوبی برای دوره های آموزشی طراحی شده برای ارتقاء طراحی و عملکرد کارآمد هستند. سیستم های تبرید آمونیاک

برنامه ریزی برای مواقع اضطراری

داشتن یک سیستم با یکپارچگی مکانیکی خوب که توسط پرسنل آموزش دیده کار می کند ، مطمئناً احتمال نشت یا نشت تصادفی را به حداقل می رساند ، اما هیچ تضمینی وجود ندارد که تأسیسات شما دچار حادثه نشود. خرابی های مربوط به حرکت محصول در تاسیسات (آسیب ناشی از ضربه) می تواند در صورت عدم محافظت از لوله کشی یا تبخیر کننده سیستم رخ دهد. در ذخیره سازی قفسه ، فضای پالت در مجاورت اجزای سیستم باید از توقف های مکانیکی یا وسایل دیگر برای جلوگیری از احتمال برخورد عملیات لیفتراک استفاده کند.

در طول سالها کارکرد ، یک سیستم می تواند در معرض خوردگی ، فرسایش ، ناراحتی ، ارتعاش و سایر شرایطی قرار گیرد که ممکن است منجر به نشت یا نشت شود. همانطور که قبلاً نیز اشاره شد ، ایمنی کارکنان اصلی ترین نگرانی خواهد بود. مسیرهای تخلیه باید برنامه ریزی شود و کارکنان تعیین شده مسئول اطمینان از تخلیه مناسب و تماس با پرسنل واکنش اضطراری خواهند بود. یکی از سخت ترین س questionsالاتی که باید برای صاحبان تاسیسات پاسخ داده شود این است که “چه کسی به نشت یا نشت آمونیاک پاسخ می دهد؟” اگر کارکنان پاسخ دهند ، آنها به آموزش و تجهیزات مناسب برای کمک به مکان یابی و جداسازی هرگونه نشت یا نشت نیاز دارند. مقررات مختلف OSHA سطح آموزش مورد نیاز و الزامات ارتباطات خطر را مشخص می کند. داشتن کارکنان آموزش دیده و مجهز به عنوان “اولین پاسخ دهندگان” به جداسازی سریع نشت یا نشت کمک می کند ،و خاموش شدن ایمن سیستم

با توجه به سمی بودن آمونیاک ، بسیاری از صاحبان تاسیسات به واحدهای آتش نشانی محلی یا تیم های HAZMAT برای پاسخ به نشت یا نشت آمونیاک وابسته هستند. این ممکن است برای محافظت از کارکنان م beثر باشد ، اما احتمال انتشار زیاد و از دست دادن قابل توجه محصول در انبار را افزایش می دهد. صاحبان تسهیلات باید تأثیر کلی یک نسخه بزرگ بر عملیات آنها را در نظر بگیرند. وقفه در کسب و کار ، از دست دادن مشاغل ، آسیب به نام تجاری ، محدودیت بیمه نامناسب و استناد به OSHA و EPA می تواند از نظر مالی برای صاحب تاسیسات مخرب باشد.

کنترل نشت و نشت

علاوه بر اطلاع رسانی از پرسنل اصلی تأسیسات و واکنش اضطراری ، یک برنامه اضطراری خوب باید شامل روشهای کنترل نشت/نشت آمونیاک مانند جداسازی منطقه ، خطوط تامین مایعات آمونیاک در صورت نیاز و تعطیلی سیستم تبرید باشد. روشهای پاکسازی و خنثی سازی نیز باید تعریف شود. پرسنل واکنش اضطراری باید با برگه اطلاعات ایمنی مواد (MSDS) برای آمونیاک بدون آب آشنا باشند. تهویه و خنثی سازی اسپری آب سرد دو روش رایج برای به حداقل رساندن آلودگی است. با این حال ، آب نباید مستقیماً روی آمونیاک مایع پاشیده شود.

عکس: کنسرسیوم تبرید صنعتی – دانشگاه ویسکانسین در مدیسون

روش های واقعی با توجه به چیدمان امکانات ، نوع محصول در انبار و نحوه بسته بندی متفاوت است. برای محصولاتی که روی پلاستیک آب بندی شده اند ، ممکن است فرصت های خوبی برای نجات وجود داشته باشد. در موارد دیگر ، اگر یک سازمان تنظیم کننده مانند اداره غذا و داروی ایالات متحده (FDA) یا وزارت کشاورزی ایالات متحده (USDA) محصول را محکوم کند ، ممکن است هزینه های بسته بندی بسیار زیاد باشد یا ممکن نباشد. جداسازی صحیح محصول ممکن است آلوده باشد ، تعریف و مستند سازی روش های آزمایش ، کمک های بسیار مهمی در هرگونه تلاش برای نجات است. مکان امکانات ذخیره سازی جایگزین و برنامه ای برای انتقال محصول به خارج از منطقه آلوده نیز باید در برنامه شما گنجانده شود.

تشخیص و جداسازی آمونیاک

عوامل زیادی می توانند بر نحوه اجرای برنامه واکنش اضطراری تأثیر بگذارند. برنامه های اضطراری باید به طور معمول تمرین شوند و کارکنان باید به طور کامل از مسئولیت های خود آگاه باشند تا این طرح م effectiveثر واقع شود. پرسنل واکنش اضطراری باید با چیدمان تاسیسات شما و محل تجهیزات تبرید آشنا باشند.

استراتژی دیگری که صاحبان تاسیسات باید هنگام تدوین یک برنامه موثر واکنش اضطراری برای نشت یا نشت نصب سیستم تشخیص آمونیاک را در نظر بگیرند. اگرچه طراحی های اولیه سیستم مستعد سفرهای مزاحم بود ، اما امروزه یک سیستم برنامه ریزی شده و طراحی شده می تواند در کنترل میزان بخار یا مایع از دست رفته در یک انتشار تصادفی بسیار مثر باشد. شما باید با تعریف دقیق آنچه از سیستم تشخیص آمونیاک انتظار دارید انجام دهید. این بستگی به چیدمان امکانات و نوع محصول در انبار دارد.

به عنوان مثال ، اگر تاسیسات فقط از یک یا دو فریزر بزرگ تشکیل شده باشد ، باید عایق کاری در منبع تغذیه مایع اصلی یا شیر “king” واقع در خروجی گیرنده اصلی و خاموش شدن خودکار سیستم را در نظر گرفت. با این حال ، اگر تأسیسات شما دارای چندین اتاق کوچکتر است که فقط یک یا دو تبخیر کننده در هر اتاق دارد ، عایق تامین مایع خطوط شاخه در حالی که سیستم را در حال کار نگه می دارید تا از فساد محصول جلوگیری شود ، مناسب خواهد بود. به طور کلی ، هر استراتژی جداسازی که به کاهش حجم نشت یا نشت و جلوگیری از اتلاف کل شارژ سیستم کمک می کند ، باید مورد توجه قرار گیرد.

سنسورهای آمونیاک

هنگام تلاش برای تعیین نوع سنسور ، تنظیم و محل قرارگیری سنسورهای فردی آمونیاک ، نوع محصول و حساسیت آن به آلودگی (زیاد ، پایین ، متوسط) باید در نظر گرفته شود. شرایط محیطی نیز باید در نظر گرفته شود. به عنوان مثال در انبار انگور ، بخور با دی اکسید گوگرد می تواند برای برخی از انواع حسگرهای آمونیاک بسیار مضر باشد. برای محدودیت سنسور یا سیستم خاص آنها باید از ادبیات تولیدکنندگان استفاده کرد. برای محصولاتی مانند میوه های تازه در انبار “جو کنترل شده” (CA) که اکسیژن به سطوح بسیار پایین کاهش می یابد ، ممکن است به سنسورهایی که قابلیت اطمینان سطوح پایین (۱۵ ppm یا کمتر) را دارند ، نیاز داشته باشیم.

کارتهای سنجش آمونیاک (تغییر رنگ) با قابلیت تشخیص سطح آمونیاک در محدوده ppm 1-5 نیز به عنوان هشدار اولیه برای محصولاتی که بسیار مستعد آلودگی آمونیاک هستند در دسترس هستند. کارت ها ارزان هستند و در صورت عدم وجود آمونیاک به رنگ اصلی باز می گردند. با این حال ، آنها نباید به عنوان جایگزینی برای سیستم تشخیص و جداسازی آمونیاک طراحی شده در نظر گرفته شوند. اگر از سیستم تشخیص نوع آمونیاک نمونه برداری استفاده می شود ، باید تدابیری اتخاذ شود که فواصل نمونه برداری تا حد ممکن پایین (کمتر از ۱۵ دقیقه) باشد. سیستم های نمونه برداری نیاز به سطح بالاتری از نگهداری و بررسی های مکرر دارند تا اطمینان حاصل شود که آنها به درستی به نشت یا نشت واکنش نشان می دهند.  

به غیر از هشدارهای صوتی و/یا بصری ، باید تصمیم بگیرید که چه عملکردهای اضافی باید توسط سیستم تشخیص آمونیاک فعال شود و در چه سطحی باشد. از آنجا که روغن مورد استفاده در سیستم های تبرید به گونه ای طراحی شده است که به راحتی با مبرد مخلوط می شود و تله های روغن ۱۰۰ درصد م effectiveثر نیستند ، برخی از حمل و نقل روغن رخ می دهد. این امر میزان اشتعال طبیعی آمونیاک بدون آب (۱۶ تا ۲۵ درصد حجمی در هوا) را کاهش می دهد زیرا در حال حاضر مخلوطی از روغن و آمونیاک است. برای یک اتاق ماشین ، تنظیم ۱۰۰ ppm تا ۲۰۰ ppm ممکن است مناسب باشد ، با فعال کردن خودکار فن های تهویه برای حفظ غلظت زیر محدوده قابل اشتعال. برای فریزرهایی که برای نگهداری مواد غذایی منجمد بسته بندی شده استفاده می شود ، ۵۰ ppm یک تنظیم معمول است.

در حالی که سنسورهای الکتروشیمیایی متداول ترین نوع سنسور مورد استفاده هستند ، فناوری های دیگر سنسور مانند سنسورهای مادون قرمز ، حالت جامد ، فیلم پلیمری و نیمه هادی می توانند به افزایش عمر سنسور و کاهش هزینه ها و نیازهای نگهداری کمک کنند. صاحب تاسیسات ، اپراتورهای سیستم و پرسنل تعمیر و نگهداری باید در عملکرد و طراحی سیستم تشخیص و جداسازی آمونیاک خود آگاه باشند. از آنجا که این موضوع می تواند موضوعی بسیار پیچیده باشد ، باید از منابع مختلف صنعت مشورت کرد.

انجمن ابزار آمریکا ISA-RP 92.03.02-1999 (نصب ، بهره برداری و نگهداری ابزارهای تشخیص آمونیاک (مقیاس کامل ۲۵-۵۰۰ پی پی ام)) را به عنوان کمکی در انتخاب ، عملکرد و نگهداری سیستمهای تشخیص آمونیاک منتشر کرده است. این واقعیت که سرمایه گذاری مورد نیاز برای خرید و نصب یک سیستم تشخیص آمونیاک با طراحی خوب اغلب کمتر از ۱ درصد ارزش محصول در انبار است ، دلایل عدم انجام چنین سرمایه گذاری می تواند به سرعت از بین برود.

خلاصه

سیستم های تبرید مکانیکی با استفاده از آمونیاک سالهاست که همراه ما هستند. در بیشتر موارد ، آنها چندین ساعت کارکرد مطمئن را بدون هیچ گونه حادثه ای ثبت می کنند. صاحبان تاسیسات سردخانه باید به طور کامل تأثیر کلی ترشح آمونیاک بر عملکرد آنها را ارزیابی کنند و اینکه چه کسی به جداسازی و پاکسازی نشت یا نشت واکنش نشان می دهد. داشتن اپراتورهای آموزش دیده می تواند به پیشبرد عملکرد م ofثر سیستم تبرید آمونیاک و شناسایی مشکلات عملکرد سیستم قبل از خرابی کمک کند.

سیستم هایی با درجه یکپارچگی مکانیکی بالا احتمال نشت یا نشت را کاهش می دهند ، اما هیچ تضمینی در برابر انتشار تصادفی ندارند. داشتن یک برنامه مدون و مکتوب برای واکنش اضطراری که به طور معمول تمرین و بهبود می یابد ، می تواند اثر هرگونه نشت یا نشتی که ممکن است رخ دهد را به حداقل برساند. یک سیستم تشخیص و جداسازی خودکار آمونیاک می تواند برنامه کنترل شما را با کنترل اندازه ترشحات تصادفی ، اغلب برای سرمایه گذاری که کمتر از ۱ درصد ارزش محصول ذخیره شده در تأسیسات شما است ، افزایش دهد.