Sumber: NaturalRefrigerants.com
https://naturalrefrigerants.com/news/pennsylvania-processor-185kw-vitalis-co2-refrigeration-system/
Pengolah Makanan Pennsylvania Mengadopsi Pendinginan CO2 185kW untuk Pembekuan Ledakan Suhu Rendah
Apa yang telah terjadi
Pabrikan pendingin Kanada, Vitalis, telah memasok 185kW, atau sekitar 52,7TR, sistem pendingin CO₂ transkritis untuk dipasang di pabrik pengolahan makanan di Betlehem, pennsylvania.
Sistem Roxsta G6 bersuhu rendah akan mendukung pembekuan pangsit kukus dengan suhu penguapan yang dilaporkan sebesar −42°C, setara dengan sekitar −44°F. Pengolah makanan belum disebutkan secara publik dalam laporan yang tersedia.
Vitalis mencirikan proyek ini sebagai contoh teknologi CO₂ transkritis yang berkembang melampaui penerapan yang sudah ada di ritel makanan dan supermarket hingga ke industri pengolahan makanan..
Proyek ini merupakan penyediaan dan pemasangan peralatan saat ini dan bukan studi kasus kinerja yang telah selesai. Tidak ada data pengoperasian terverifikasi mengenai konsumsi energi, waktu beku, throughput produk atau suhu inti produk akhir belum dipublikasikan.
Perbedaan itu penting bagi pembaca B2B. Kapasitas sistem dan kondisi penguapan yang dilaporkan menggambarkan desain pendinginan, namun mereka belum menetapkan efisiensi produksi aktual atau biaya siklus hidup fasilitas tersebut.
Cara Kerjanya
Sistem menggunakan R744, sebutan pendinginan untuk karbon dioksida, dalam siklus pendinginan transkritis.
Sistem transkritis dapat beroperasi dengan sisi tinggi siklus pendinginan di atas titik kritis CO₂. Hal ini memerlukan peralatan, perpipaan, kontrol dan praktik layanan dirancang untuk tekanan pengoperasian yang lebih tinggi dibandingkan banyak sistem berbasis HFC konvensional.
Angka −42°C yang dilaporkan adalah suhu penguapan zat pendingin, belum tentu suhu ruang freezer atau suhu di tengah pangsit.
Suhu penguapan menggambarkan kondisi di mana zat pendingin menyerap panas di dalam evaporator. Udara yang dialirkan ke freezer dan suhu inti akhir produk biasanya akan lebih hangat dan bergantung pada desain peralatan, aliran udara, dimensi produk, pola pemuatan dan durasi proses.
Perbedaan teknis ini penting ketika membandingkan sistem pembekuan ledakan.
Pembeli tidak boleh mengevaluasi kinerja hanya berdasarkan suhu penguapan terendah. Metrik yang lebih berguna mencakup kilogram produk yang dibekukan per jam, suhu awal produk, suhu inti target, total waktu pembekuan, keseragaman suhu dan penggunaan energi per kilogram produk jadi.
Pembekuan ledakan menghilangkan panas lebih cepat dibandingkan penyimpanan beku biasa.
Aliran udara yang tinggi dan perbedaan suhu yang besar membantu produk melewati zona pembekuan kritis dengan lebih cepat. Pembekuan yang lebih cepat dapat mengurangi pembentukan kristal es berukuran besar dan mendukung tekstur yang lebih baik setelah pencairan, meski hasil akhirnya juga tergantung resep, kadar air, bentuk dan kemasan produk.
Oleh karena itu, sistem pendingin harus dirancang bersama dengan penutup freezer, evaporator, penggemar, konveyor atau rak dan proses produksi sebenarnya.
Jika rak pendingin menyediakan kapasitas yang cukup namun aliran udara di sekitar produk tidak merata, beberapa karton mungkin membeku lebih lambat dibandingkan karton lainnya. Jika jalur memasak hulu mengirimkan produk pada suhu yang lebih tinggi atau lebih bervariasi dari yang diharapkan, waktu pembekuan dan beban sistem dapat meningkat.
Gudang beku hilir juga harus berukuran tepat.
Pembekuan ledakan menciptakan beban pendinginan yang tinggi namun terputus-putus. Setelah produk mencapai suhu inti targetnya, itu dipindahkan ke penyimpanan beku dengan beban penahan yang lebih rendah. Jika penyimpanan, penanganan palet atau kapasitas pengiriman tidak mencukupi, produk jadi dapat terakumulasi dan mengurangi efisiensi lini produksi.
Mengapa Itu Penting
Proyek ini memberikan contoh lain dari teknologi pendingin alami yang beralih ke industri pengolahan makanan.
Sistem CO₂ semakin terlihat di supermarket dan aplikasi penyimpanan dingin tertentu, namun pembekuan ledakan industri memerlukan profil pengoperasian suhu rendah yang lebih menuntut.
Vitalis mengatakan sistem CO₂ modularnya dirancang untuk mendukung beban variabel, ekspansi di masa depan dan pemulihan panas opsional. Pabrikan juga memposisikan R744 sebagai cara bagi operator untuk mengurangi paparan terhadap pembatasan di masa depan yang memengaruhi zat pendingin HFC GWP tinggi.
Untuk pengolah makanan, pemilihan zat pendingin telah menjadi keputusan perencanaan modal jangka panjang.
Sistem pendingin baru dapat beroperasi selama bertahun-tahun. Perusahaan harus mempertimbangkan tidak hanya biaya peralatan saat ini, tetapi juga ketersediaan zat pendingin, perubahan peraturan, kemampuan teknisi, harga energi, persyaratan pemeliharaan dan kemungkinan perluasan di masa depan.
CO₂ menawarkan beberapa keuntungan strategis, termasuk penggunaan zat pendingin alami dan menghindari HFC dengan GWP tinggi. Pada saat yang sama, pengoperasian yang sukses memerlukan komponen bertekanan tinggi yang sesuai, kontrol tingkat lanjut, commissioning yang cermat dan teknisi yang terlatih dalam sistem transkritis.
Penerapan Betlehem sangat relevan karena melibatkan makanan beku yang disiapkan dan bukan hanya penyimpanan di ruang dingin.
Pengolah makanan siap saji menghadapi perubahan jadwal produksi, beberapa SKU dan muatan produk yang bervariasi. Sistem pendingin harus merespons secara efisien ketika blast freezer terisi penuh namun tetap stabil selama periode produksi atau sanitasi parsial.
Oleh karena itu, kinerja beban sebagian sama pentingnya dengan kapasitas terukur maksimum.
Proyek ini juga mempunyai potensi implikasi pemulihan panas. Panas yang dibuang dari sistem pendingin mungkin berguna untuk air panas, pembersihan atau pemanasan gedung, tergantung pada desain akhir. Laporan proyek saat ini tidak mengkonfirmasi bahwa pemulihan panas disertakan, jadi setiap peluang seperti itu perlu dievaluasi secara terpisah.
Dampak B2B
Untuk pengolah makanan beku, proyek ini menunjukkan bahwa CO₂ sekarang harus dipertimbangkan bersama amonia, HFC dan alternatif A2L yang muncul untuk aplikasi industri suhu rendah.
Perbandingan yang benar harus mencakup biaya modal, penggunaan listrik, pemeliharaan, redundansi pendinginan, risiko pendingin, pelatihan staf dan profil produksi yang diharapkan.
Kualifikasi prosesor harus fokus pada produk dan bukan hanya pada pabrik pendingin.
Program commissioning harus mendokumentasikan suhu awal produk, pengaturan pemuatan, aliran udara, durasi pembekuan, suhu inti akhir dan variasi antara posisi produk terhangat dan terdingin.
Prosesnya harus diuji dengan beban produksi yang representatif. Uji tarik ke bawah pada ruangan kosong tidak membuktikan bahwa sistem dapat membekukan seluruh makanan kemasan secara seragam.
Untuk kontraktor pendingin, pemasangannya memerlukan disiplin desain tekanan tinggi, integrasi kontrol dan prosedur keselamatan yang jelas.
Kontraktor harus mengkonfirmasi peringkat tekanan, sistem bantuan, kinerja pendingin gas, pementasan kompresor, pengelolaan minyak, strategi pencairan es, deteksi kebocoran dan tanggap darurat. Ketersediaan teknisi servis terlatih dan suku cadang setempat harus dimasukkan dalam rencana pengoperasian.
Untuk operator cold storage dan gudang, Kapasitas blast-freezer harus dikoordinasikan dengan kapasitas penyimpanan dan pengiriman.
Freezer cepat dapat dengan mudah memindahkan kemacetan ke hilir jika posisi palet, kapasitas truk angkat atau dermaga pemuatan tidak dapat menampung volume akhir. Oleh karena itu, data WMS dan jadwal produksi harus dihubungkan dengan ketersediaan freezer dan inventaris ruang dingin.
Untuk merek dan pengecer makanan, proses pembekuan yang lebih terkontrol dapat mendukung konsistensi produk dan manajemen umur simpan. Pembeli tetap harus mengandalkan spesifikasi produk jadi dan pengendalian proses yang terdokumentasi daripada berasumsi bahwa setpoint pendinginan yang lebih rendah secara otomatis menghasilkan kualitas yang lebih tinggi..
Untuk pemasok kemasan, proses freezer dapat mempengaruhi pemilihan bahan.
Karton, liner, film, label dan perekat harus mempertahankan kinerjanya pada suhu rendah. Pengemasan juga perlu memungkinkan aliran udara yang cukup selama pembekuan sekaligus melindungi produk selama penyimpanan dan distribusi.
Untuk tim energi dan keberlanjutan, evaluasi proyek harus menggunakan data operasi terukur setelah commissioning.
Metrik yang relevan mencakup kWh per kilogram beku, kebutuhan listrik puncak, kebocoran refrigeran tahunan, pemanfaatan pemulihan panas, biaya pemeliharaan dan ketersediaan sistem. Kapasitas peralatan saja tidak cukup untuk menentukan kinerja lingkungan.
Untuk penyedia teknologi, proyek ini menciptakan peluang untuk menghubungkan kontrol pendinginan dengan penjadwalan produksi, pemuatan freezer dan data suhu inti produk. Sistem yang lebih cerdas dapat menyesuaikan kapasitas berdasarkan permintaan proses aktual dibandingkan hanya mengandalkan suhu udara ruangan.
Pembelajaran yang lebih luas adalah bahwa pendinginan berkelanjutan telah memasuki rantai pendingin pangan yang lebih dalam.
Proyek Vitalis menunjukkan bahwa CO₂ transkritis sedang dipertimbangkan untuk aplikasi pembekuan ledakan industri yang menuntut. Signifikansi komersial sebenarnya akan bergantung pada kinerja produk yang tervalidasi, penggunaan energi terukur dan pengoperasian yang andal setelah commissioning.