دليل إدارة درجة الحرارة في معالجة الأغذية ضمن سلسلة التبريد

التفاوت الحراري البيئي والعزل الحراري

في شهر يوليو، تؤدي درجات الحرارة المحيطة في الهواء الطلق بمرفق الإنتاج التابع لشركة تيانباو للأغذية (天宝食品公司) إلى خلق بيئة ذات درجات حرارة مرتفعة باستمرار، حيث تصل درجات حرارة سطح الأرض إلى مستويات قصوى. وعلى النقيض من ذلك، يتعين على ورش المعالجة بالتجميد السريع الحفاظ على مستويات أساسية منخفضة للحرارة لمنع تلف الأغذية والحد من نمو البكتيريا.

يفصل بين هاتين المنطقتين باب عازل حراري عالي الأداء، يحافظ على فرق في درجة الحرارة ($\Delta T$) يبلغ حوالي $40^\circ\text{C}$. ويُعد هذا الحاجز بمثابة نظام الدفاع التقني الأساسي للحفاظ على نضارة المواد الخام وضمان مراقبة صارمة للجودة.

ديناميات الانتقال الحراري عبر حدود ورش العمل

للحفاظ على بيئة المعالجة المطلوبة ذات درجة الحرارة المنخفضة، يجب أن تعمل أنظمة التبريد باستمرار على تعويض الحرارة التي تدخل إلى ورشة العمل. ويُحسب معدل انتقال الحرارة عبر الجدران الفاصلة والأبواب العازلة في ورشة العمل باستخدام قانون فورييه القياسي للتوصيل الحراري:

$$Q = \frac{k \cdot A \cdot \Delta T}{d}$$

المكان:

• $Q$ = معدل نقل الحرارة ($\text{W}$)
• $k$ = الموصلية الحرارية للوحة العزل المصنوعة من البولي يوريثان ($0.022 \text{ واط / (م} \cdot \text{ك})}$ [1])
• $A$ = مساحة سطح باب الحاجز العازل ($\text{م}^2$)
• $\Delta T$ = فرق درجة الحرارة بين البيئة الخارجية وورشة العمل ذات درجة الحرارة المنخفضة ($^\circ\text{C}$ أو $\text{K}$)
• $d$ = سماكة لوح الحاجز العازل ($\text{م}$)

على سبيل المثال، لنفترض أن هناك بابًا عازلًا تبلغ مساحته $6.0\text{ م}^2$، وسمكه $0.15\text{ م}$ ($150\text{ مم}$)، وفارق درجة حرارة ($\Delta T$) يبلغ $40^\circ\text{C}$ ($38^\circ\text{C}$ في الخارج مقابل $-2^\circ\text{C}$ في الداخل)، يُحسب معدل التوصيل الحراري في حالة الاستقرار على النحو التالي:

$$Q = \frac{0.022 \cdot 6.0 \cdot 40}{0.15} = 35.2\text{ واط}$$

يجب أن يقوم نظام التبريد بإزالة هذا الحمل الحراري، إلى جانب الأحمال الحرارية الناتجة عن الهواء المتسرب من فتحات الأبواب، بشكل مستمر لمنع تقلبات درجة الحرارة [1].

المعايير الفنية لغرف معالجة الأغذية ذات درجات الحرارة المنخفضة

تنقسم ورش العمل ذات درجات الحرارة المنخفضة إلى مناطق متميزة وفقًا لمتطلبات سلامة الأغذية ومعالجتها. وداخل منطقة معالجة الثوم المجمد سريعًا، يقوم العاملون بعمليات الفرز والوزن والإغلاق.

يوضح الجدول أدناه معايير درجة الحرارة والرطوبة النسبية والتعقيم التي يتم الالتزام بها في بيئات المعالجة الباردة هذه:

بروتوكولات بيئة العمل البشرية ومعدات الحماية

يشكل العمل داخل ورشة باردة في الوقت الذي يشعر فيه الموظفون بحرارة الصيف في الخارج تحديات كبيرة من الناحية الهندسية. ويضطر الموظفون إلى التنقل بشكل متكرر بين مناطق مناخية مختلفة، مما يضع ضغطًا جسديًا على الجسم البشري.

من أجل الحد من المخاطر الصحية والحفاظ على المهارات الحركية الدقيقة أثناء أداء المهام التي تتطلب دقة عالية، مثل الفرز والوزن، تطبق شركة تيانباو للأغذية بروتوكولًا إلزاميًا بشأن معدات الحماية الشخصية (PPE).

• الطبقات الحرارية: يجب على المشغلين ارتداء سترات متعددة الطبقات ومعزولة بالألياف الاصطناعية لحبس حرارة الجسم الداخلية.
• الحواجز التنفسية: يلزم ارتداء أقنعة واقية من الغبار عالية الفلترة لحماية الجهاز التنفسي من الهواء الجاف والبارد وجزيئات غبار الثوم العالقة في الهواء.
• الحماية اللمسية: يرتدي العمال قفازات نتريل عازلة تقي من قضمة الصقيع، مع الحفاظ في الوقت نفسه على البراعة اليدوية اللازمة لإزالة فصوص الثوم المعيبة.

تحسين العمليات وسير عمل مراقبة الجودة

لضمان سلامة الأغذية وتقليل الاختناقات في عملية المعالجة إلى أدنى حد، تم تنظيم خط معالجة الثوم وفقًا لسير عمل خطي أحادي الاتجاه. ويمنع هذا التصميم حدوث التلوث المتبادل بين المكونات الخام والمنتجات النهائية المعبأة:

• الفرز البصري: يقوم العمال بفحص فصوص الثوم على طاولات من الفولاذ المقاوم للصدأ لإزالة القطع التي تغير لونها أو التالفة أو المعيبة.
• المعايرة الدقيقة: تقوم الموازين الرقمية بوزن الثوم المصنف للتأكد من أن كل عبوة تستوفي متطلبات الوزن الصافي.
• الإغلاق المحكم: تقوم آلات التعبئة والتغليف الآلية بإغلاق الأكياس لحماية المنتج من الرطوبة والهواء أثناء التخزين.

المراجع والمعايير الهندسية

• [1] دليل ASHRAE — التبريد, ، الفصل 14: كيمياء أنظمة التبريد ومعايير العزل.
• [2] ISO 22000:2018 أنظمة إدارة سلامة الأغذية, ، المتطلبات اللازمة لأي مؤسسة في سلسلة الأغذية – ضوابط درجة الحرارة في معالجة سلسلة التبريد.