مطالب

پروپوزال نیتروژن ساز PSA برای صنایع غذایی

در این مطلب قصد داریم به خلاصه پیشنهاد فنی فیدار فراز فرتاک به یکی از شرکت های تولید کننده چیپس در ایران بپردازیم:

نیتروژن :

نیتروژن ) Nitrogen( یا ازت ( Azote )گازی بی رنگ، بی بو، بی مزه و در شرایط استاندارد تقریبا بی اثر است که بیش از 78 درصد از جو زمین را تشکیل می‌دهد. این گاز نه تنها یکی از عناصر ضروری برای تداوم حیات موجودات زنده روی زمین است، بلکه در صنایع متعددی نیز کاربردهای مهمی دارد.

چرا باید به جای اکسیژن از نیتروژن برای بسته بندی محصولات غذایی استفاده کرد؟

امروزه نظر به صنعتی شدن جوامع و سهم بالای تولیدات صنعتی غذایی در تغذیه مردم، اطمینان حاصل کردن از کیفیت تغذیه ای و بهداشتی آن ها اهمیت فراوان دارد. هر نوع خوراکی و ماده غذایی از لحظه تولید در معرض فساد و آلودگی قرار دارد، بنابراین نوع و شیوه بسته بندی اهمیت بسیار زیادی در حفظ سلامت و بهداشت مواد غذایی دارد. در شرایطی که مواد غذایی موجود در بسته بندی ها با گاز نیتروژن یا گاز ازت با درجه خلوص بالا احاطه شود محیطی را به وجود می آورد که امکان فساد و خرابی ماده خوراکی به حداقل ممکن و حتی صفر می رسد. وجود ازت سبب می شود برخی از فساد و خرابی مواد غذایی به ویژه مواد غذایی سرخ شده تحت تاثیر آن قرار گرفته و از ترشیدگی موادغذایی که به دلیل اکسیدشدن در محیط بسته بندی ایجاد می شود، پیشگیری شود. از ازت یا نیتروژن در صورتی که خلوص بالایی داشته باشد یک گاز بدون رنگ، بدون بو و بدون طعم است که در اصطلاح به آن گاز خنثی می گویند. از این گاز در صنایع بسته بندی به وفور استفاده می شود. وجود این گاز در بسته بندی محصولات و خوراکی ها به

ویژه انواع اسنک ها کمک می کند تا میزان اکسیژن در بسته بندی ها به زیر یک درصد کاهش پیدا کند و فساد ناشی از باکتری های هوازی و اکسیداسیون در بسته بندی ها را به تاخیر می اندازد و به این ترتیب استفاده از این گاز موجب میشود مدت ماندگاری محصول بیشتر شده و علاوه بر سلامت غذا، شکل و ظاهر زیبای محصول نیز ماندگارتر می شود که باعث از بین بردن نیاز به استفاده از مواد نگهدارنده شییمائی مضر نیر می شود. علاوه بر موارد بهداشتی استفاده از ازت در بسته بندی این گاز باعث ایجاد یک لایه محافظتی بین چیپس ها شده و از خرد شدن آن ها در حین فرآیند حمل و نقل جلوگیری می کند.

شکل 1: میزان استفاده از نیتروژن در بسته بندی چیپس برند های تولید کننده

 

انواع روش های استفاده از نیتروژن در حین بسته بندی :

به طور کلی دو روش اصلی برای استفاده از نیتروژن در حین بسته بندی وجود دارد که شامل:

• استفاده از نیتروژن مایع
• تولید گاز نیتروژن از هوای اتمسفر از طریق روش PSA

در ادامه هر کدام از این روش های به طور جداگانه بررسی می شوند.

استفاده از نیتروژن مایع :

برای استفاده از نیتروژن مایع کارخانه ملزم است تا کپسول های نیتروژن مایع که معمولا در حجم 40 لیتری هستند را به میزان نیاز خود تهیه کند و آن ها را برای فرآیند بسته بندی خود استفاده نماید.

معایب استفاده از کپسول های نیتروژن:

• در صورت نگهداری طولانی رطوبت و چربی به خود جذب می کنند و خلوص خود را از دست می دهند.
• عرضه در حجم های محدود
• انتظار جهت سفارش و تحویل به کارخانه
• نیارمند اپراتور جهت جابه جایی و اپراتور جهت استفاده از آن در خط تولید
• خطرات ناشی از عدم رعایت موارد ایمنی و انفجار کپسول
• خط تولید نمی تواند به صورت 24 ساعته کار کند به دلیل زمان مرده جهت تعویض و جاگذاری محصول
• در حجم های بالا از تولید و نیاز به مقدار زیادی از نیتروژن صرفه اقتصادی ندارد.
• از دست دادن مقدار از خلوص هنگام تزریق به خط و واکنش با هوا
• نوسان قیمت

   

شکل 2: نمونه ای از کپسول های نیتروژن

تولید نیتروژن از اتمسفر به روش PSA:

 کارکرد مولد نیتروژن در این روش به این صورت است که یک سیستم جاذب حاوی دو بستر (Twin Tower) است که از دو مخزن آلیاژی پر شده با مواد جاذب CMS ، مجموعه ای از سوپاپ ها ، فیلتر های هوا ، تنظیم کننده فشار و شیر های پنوماتیکی طراحی و ساخته شده است . عملکرد آن بدین صورت است که هوای خشک و عاری از گرد و غبار که توسط کمپرسور تامین شده به سمت یکی از برج ها هدایت شده و از مواد جاذب CMS  عبور می کند که در این حین با توجه به ساختار منافذ CMS ، اکسیژن و بخار آب سریعتر از نیتروژن جذب می شود ، در نتیجه خلوص نیتروژن جریان گاز به سطح مورد نظر (که از 95 درصد تا 99.999 درصد طبق نیاز مصرف کننده قابل طراحی است ) افزایش پیدا می کند. گاز نیتروژن خروجی از بالای مخزن مورد نظر از طریق شیر پنوماتیکی خروجی با فشار کمتری از هوای فشرده تغذیه وارد مخزن بافر نیتروژن می گردد و پس از همسان سازی فشار گاز به خط مصرف می رسد.

مزایای استفاده از مولد نیتروژن PSA:

• خلوص تضمین شده
• مقدار خروجی نیتروژن تضمین شده
• قابلیت لوله کشی تا خط تولید
• تولید و ذخیره سازی نیتروژن به صورت اتوماتیک
• دارا بودن سنسور خلوص
• هزینه های تعمیر و نگهداری پایین
• قابلیت طراحی و شخصی سازی با توجه به نیاز مشتری

 

مولد نیتروژن شرکت فیدار فراز فرتاک :

مولد نیتروژن شرکت فیدار فراز فرتاک هم از همان اصول کلی تولید نیتروژن به روش PSA پیروی میکند اما طراحی و ساخت آن به نحوی صورت گرفته است تا از بالاترین کیفیت بهره برده باشد اگر بخواهیم به  بخش از ویژگی های مولد نیتروژن شرکت فیدار اشاره کنیم  می توان به :

• شبیه سازی سیستم پیش از تولید جهت امکان سنجی
• استفاده از آلیاژ با کیفیت جهت تولید دستگاه و مخازن
• استفاده از سیستم های کنترلی هوشمند و دیجیتال
• استفاده از مواد جاذب با کیفیت و با دوام
• خلوص و خروجی نیتروژن تضمین شده طراحی ساده با سهولت دسترسی به تمام قطعات دستگاه و تمام اتوماتیک
• قابلیت کارکرد به صورت شبانه روزی
• صفحه نمایش لمسی با قابلیت نمایش کارکرد دستگاه به صورت لحظه ای
• امنیت بالا
• راه اندازی سریع
• طراحی مافلر (صدا خفه کن) برای کمترین میزان صدا در طول فرآیند ها
• شیر های پنوماتیکی با دوام و عمر مفید بیشتر
• تولید نیتروژن بدون هیچ گونه آسیب به محیط زیست با کمترین هزینه
• طراحی با قابلیت تنظیم خلوص نیتروژن خروجی با توجه به نیاز مصرف کننده از 95 درصد تا 99.999 درصد
• کمترین هزینه لوازم مصرفی مولد نیتروژن ساز
• سنسور نیتروژن آنالایزر لیزری از نوع Zirconia با عمر دائمی
• دارای سیستم کنترل از نوع  PLC 
• شیر های پنوماتیک با کیفیت
• INDICATOR & PRSSURE TRANSMITTER   
• مواد جاذب از برند Xintao  با عمر مفید 5 سال و همینطور گارانتی 5 ساله در صورت استفاده در شرایط استاندارد

   

شکل 3: نمونه ای از مولد نیتروژن PSA  شرکت فیدار فراز فرتاک

 

 

شبیه سازی مدل طراحی شده در نرم افزار  Aspen Adsorption V14:

مدل طراحی شده به صورت اختصاصی برای شرکت کیش چیپس برای ارزیابی و امکان سنجی توسط تیم فنی و مهندسی شرکت فیدار فراز فرتاک تولید شد و نتایج آن بررسی گردید.

 

شکل 4: مدل طراحی شده داخل نرم افزار

                                                                                                      

نمودار عملکرد سیستم:

در شکل 5 نمودار مقدار خلوص نیتروژن خروجی در یک ساعت بررسی شده است.

 

 

شکل 5: نمودار عملکرد  شبیه سازی شده سیستم PSA شرکت فیدار فراز فرتاک

 

طراحی و شبیه سازی برج های تحت فشار :

طراحی و شبیه سازی برج تحت فشار مولد نیتروژن توسط تیم فنی مهندسی شرکت فیدار فراز فرتاک داخل نرم افزار PVElite 2019  با توجه به استاندار های ASME SEC VIII Div.1 صورت گرفت که تصویری از این شبیه سازی را در شکل 6 می توانید مشاهده کنید.

شکل 6: تصویر طراحی برج جذب مولد نیتروژن

 

نکات قابل توجه :

• سیستم نیتروژن ساز شرکت فیدار فراز فرتاک این امکان را به شما می دهد تا یک کنترل روم جداگانه برای دستگاه خود داشته باشید و عملکرد سیستم به صورت آنلاین نظارت کنید.
• اکثر تعمیر نگهداری این پکیج مربوط به کمپرسور و سایر متعلقات آن است که این نگهداری ها هم شامل تعویض لوازم مصرفی مثل روغن و فیلتر ها می باشد و خود مولد نیتروژن ساز تعمیر نگهداری زیادی ندارد و اصلی ترین بخش آن خود مواد جاذب هستش که پس از زمان اعلام شده ما به شما باید تعویض گردد.
• سیستم PSA به افزایش دما،افت فشار بیش از حد مجاز،رطوبت و روغن حساس هست و هر یک از این عوامل باعث کاهش خلوص نیتروژن خروجی سیستم می شود لذا حتما باید تمهیدات لازم جهت جلوگیری از این عوامل انجام گیرد.
• با توجه به فاصله زیاد یکی از خطوط انتقال موجود در شرکت شما نیاز به بوستر تقویت فشار نیتروژن جهت انتقال بدون افت خلوص نیتروژن لازم است همچنین به خاطر غیراسیدی بودن و بی اثر بودن نیتروژن نیازی نیست اتصالات استیل ضد زنگ باشند اما در صورت وجود باعث افزایش عمر خط لوله می شود نکته ای دیگر راجب انتقال که بسیار مهم است این می باشد که خط لوله حتما باید عایقی مناسب و با کیفیت داشته باشد زیرا همانطور که پیش تر اشاره شده افزایش دما باعث کاهش خلوص نیتروژن خروجی می شود.

باید از آب بندی بودن همه اتصالات و لوله ها اطمینان حاصل نمود زیرا وجود نشتی باعث افت خلوص و کاهش خروجی نیتروژن می شود.

 

جهت مشاوره دقیق نیاز شما و اطلاع از قیمت های روز از طریق راه های ارتباطی ذیل با ما تماس حاصل فرمایید:

تلفن تماس:02182802290-02146077424

www.fidarfaraz@gmail.com