مقدمه: نقش حیاتی سردخانه‌ها در زنجیره تأمین غذایی مشهد
شهر مشهد، به‌عنوان یکی از قطب‌های اصلی صنایع غذایی، لبنی و گوشت کشور، صدها سردخانه فعال دارد که در زنجیره‌ی تأمین مواد غذایی، نقشی کلیدی در حفظ ایمنی، کیفیت و سلامت محصولات ایفا می‌کنند. عملکرد صحیح کمپرسورهای تبرید، قلب تپنده‌ی این سردخانه‌ها است. اما پایداری و راندمان این کمپرسورها مستقیماً به انتخاب و نگهداری روغن صنعتی Food Grade (درجه غذایی) وابسته است.
در سیستم‌های تبرید صنعتی، روغن نه تنها وظیفه‌ی روانکاری دارد، بلکه در فرآیند تبادل حرارتی و جلوگیری از سایش قطعات، کنترل فشار داخلی، و جلوگیری از آلودگی نقش مستقیم ایفا می‌کند. این مقاله با نگاهی فنی و مهندسی به بررسی ویژگی‌ها، استانداردها و عملکرد روغن‌های Food Grade در سردخانه‌های صنعتی مشهد می‌پردازد.
معرفی روغن‌های Food Grade و تفاوت آن‌ها با روغن‌های صنعتی عمومی
روغن‌های Food Grade، روانکارهایی هستند که در تماس غیرمستقیم یا حتی در برخی موارد تماس مستقیم با مواد غذایی قرار می‌گیرند. ویژگی متمایز آن‌ها، غیربرخوردار بودن از ترکیبات سمی و فلزات سنگین است.
بر اساس استاندارد NSF:
تماس تصادفی با مواد غذایی مجاز
بدون تماس غذایی
برای محافظت سطوح فلزی در محیط‌های غذایی (مانند ضدزنگ‌ها)
در سردخانه‌های مشهد که عمدتاً برای ذخیره محصولات گوشتی، لبنی و میوه استفاده می‌شوند، روغن‌های Food Grade نوع H1 بهترین گزینه هستند. این روغن‌ها پایه‌ای از پلی‌آلفااولفین (PAO) یا پلی‌الکل‌اتیلن گلیکول (PAG) دارند که خواص ضدسایش، ضد‌اکسیداسیون و پایداری حرارتی بالایی را فراهم می‌کنند.
عملکرد کمپرسورهای سردخانه و نقش روغن
در سیستم تبرید صنعتی، کمپرسور وظیفه فشرده‌سازی گاز مبرد و حفظ چرخه ترمودینامیکی را دارد. در این میان، روغن کمپرسور سه وظیفه اصلی دارد:
روانکاری قطعات متحرک (یاتاقان‌ها، پیستون‌ها، روتورها)
دفع حرارت از سطوح تماس فلزی
درزبندی بین اجزای متحرک برای جلوگیری از نشت مبرد
در کمپرسورهای اسکرو و پیستونی، روغن باید علاوه بر روانکاری، در تماس مستقیم با گاز مبرد (Ammonia یا R404A و R507) نیز پایداری شیمیایی خود را حفظ کند. به همین دلیل، روغن‌های Food Grade از نوع سنتتیک انتخاب می‌شوند تا در تماس با گازهای قطبی یا هیدروفلوئوروکربن‌ها دچار تفکیک نشوند.
ویژگی‌های فنی روغن Food Grade برای سیستم‌های تبرید
| ویژگی فنی | توضیح | محدوده پیشنهادی |
| ویسکوزیته در ۴۰°C | تعیین‌کننده ضخامت فیلم روانکار | 46 – 100 cSt |
| نقطه ریزش (Pour Point) | حداقل دمای عملکرد روغن | تا °C -45 |
| پایداری حرارتی | مقاومت در برابر تجزیه در دمای بالا | تا °C 220 |
| فشار بخار پایین | کاهش تبخیر روغن در سیستم | کمتر از 1×10⁻⁵ Pa |
| عدد اسیدی (TAN) | نشان‌دهنده میزان اکسیداسیون | زیر 0.05 mgKOH/g |
| سازگاری با مبرد | عدم تفکیک فاز در حضور آمونیاک و HFC | کاملاً پایدار |
این پارامترها تعیین‌کننده عمر مفید روغن و پایداری عملکرد کمپرسور هستند. روغن‌هایی که فشار بخار بالایی دارند، باعث حمل روغن توسط مبرد و تشکیل رسوب در اواپراتور می‌شوند؛ موضوعی که بازده تبرید را تا ۳۰٪ کاهش می‌دهد.
تأثیر اقلیم مشهد بر عملکرد روغن تبرید
مشهد دارای اقلیم سرد زمستانی و گرم خشک تابستانی است. در سردخانه‌هایی که در حاشیه شهر و مناطق صنعتی نظیر کلات، طرق و شهرک صنعتی توس قرار دارند، دمای محیطی بین -۵ تا +۴۵ درجه متغیر است. این نوسان دما، تأثیر مستقیمی بر رفتار روغن دارد:
در دمای پایین: روغن باید روانی کافی برای شروع کار کمپرسور را حفظ کند (Pour Point پایین).
در دمای بالا: نباید تبخیر یا اکسید شود (Flash Point بالا).
به همین دلیل، روغن‌های پایه سنتتیک با شاخص گرانروی (VI) بیش از ۱۴۰ و افزودنی‌های آنتی‌اکسیدانت و آنتی‌فوم، بهترین عملکرد را در سردخانه‌های مشهد دارند.
استانداردهای بین‌المللی و الزامات بهداشتی
استفاده از روغن‌های غیرتخصصی در صنایع غذایی خطر آلودگی و رد صلاحیت بهداشتی را به‌دنبال دارد. در مشهد، که بسیاری از سردخانه‌ها تحت نظارت دامپزشکی و وزارت بهداشت فعالیت می‌کنند، رعایت استانداردهای زیر الزامی است:
- NSF H1 Certification برای روغن‌های دارای تماس تصادفی با مواد غذایی
- ISO 21469 در زمینه بهداشت تولید روانکار
- FDA CFR 21 برای مواد مجاز در فرمولاسیون روغن
- Halal Certification برای صنایع غذایی اسلامی
رعایت این استانداردها علاوه بر ایمنی، موجب افزایش طول عمر کمپرسور و کاهش هزینه‌های تعمیراتی نیز می‌شود.
تحلیل رفتار ترمودینامیکی روغن در سیکل تبرید
در چرخه تبرید، بخشی از روغن به همراه مبرد در سیستم حرکت می‌کند. اگر روغن چگالی و فشار بخار متفاوتی نسبت به مبرد داشته باشد، منجر به جدایش فازی و اختلال در تبادل حرارتی خواهد شد. برای جلوگیری از این اتفاق، پارامترهای زیر حیاتی‌اند:
PVT Compatibility Curve بین روغن و مبرد
Solubility Index برای جلوگیری از فاز دوم
Return Ratio در لاین ساکشن کمپرسور
تحقیقات نشان می‌دهد روغن‌های PAG در تماس با آمونیاک (NH₃) رفتار محلولی بهتری دارند، درحالی‌که روغن‌های POE (Polyol Ester) برای مبردهای R404A و R507 مناسب‌ترند. در مشهد، با توجه به استفاده گسترده از کمپرسورهای Bitzer و Sabroe، انتخاب نوع روغن باید متناسب با مبرد سیستم صورت گیرد.
جدول مقایسه برندها و فرمولاسیون‌های Food Grade
| برند | نوع روغن | پایه شیمیایی | استاندارد | مناسب برای مبرد | کشور تولید |
| Klüber Summit FG-68 | Food Grade | PAO | NSF H1, ISO 21469 | R404A, NH₃ | آلمان |
| Mobil SHC Cibus 100 | Food Grade | PAO | NSF H1, FDA Approved | R507, CO₂ | آمریکا |
| Fuchs Reniso FG 68 | Food Grade | POE | NSF H1 | R134a, R404A | آلمان |
| Behran Cool FG 68 | Food Grade | Group III Base | NSF H1 | R22, R404A | ایران |
| Total Nevastane N 100 | Food Grade | Synthetic Ester | NSF H1 | NH₃, HFC | فرانسه |
فرآیند انتخاب روغن مناسب بر اساس نوع کمپرسور
در سردخانه‌های مشهد، دو نوع کمپرسور بیشترین استفاده را دارند:
- Reciprocating (پیستونی): نیازمند روغن با ویسکوزیته بالاتر و خاصیت ضد‌کف.
- Screw (روتوری): نیازمند روغن با پایداری برشی و مقاومت در برابر کف.
- برای انتخاب روغن مناسب باید موارد زیر رعایت شود:
- بررسی نوع مبرد و فشار کاری
- مطالعه نمودار انحلال روغن و مبرد
- کنترل نقطه ریزش و تبخیر
- استفاده از توصیه‌نامه تولیدکننده کمپرسور
در کارخانه‌های لبنی مشهد که از کمپرسورهای Bitzer اسکرو استفاده می‌شود، روغن‌های POE با ویسکوزیته 68 یا 100 بهترین انتخاب هستند.
پایش وضعیت روغن (Oil Analysis) در سردخانه‌ها
آنالیز دوره‌ای روغن، بخش جدایی‌ناپذیر از نگهداری پیشگیرانه در صنایع تبرید است.
پارامترهای کلیدی شامل:
- ویسکوزیته (نشانه‌ی اکسیداسیون یا آلودگی)
- TAN (عدد اسیدی) برای تشخیص اکسیداسیون
- میزان رطوبت که از ورود مبرد یا نشتی نشان دارد
- تعداد ذرات معلق بر اساس ISO 4406
با تحلیل منظم این داده‌ها، مهندسان سردخانه می‌توانند زمان دقیق تعویض روغن را پیش‌بینی و از خرابی‌های ناگهانی جلوگیری کنند. موتورآرا رازین این خدمات را به‌صورت تخصصی برای واحدهای سردخانه‌ای مشهد ارائه می‌دهد.
نگهداری و انبارداری روغن Food Grade
روغن‌های درجه غذایی باید در محیط خشک، بدون تابش مستقیم خورشید و در دمای زیر ۳۰ درجه نگهداری شوند. ظروف فلزی یا پلاستیکی باید درپوش کاملاً آب‌بندی‌شده داشته باشند. هرگونه تماس با روغن‌های غیرغذایی باعث آلودگی متقاطع و از بین رفتن گواهی بهداشتی می‌شود.در سردخانه‌های بزرگ، استفاده از سیستم توزیع مرکزی روغن با فیلتر دوبل (Dual Filtered System) توصیه می‌شود تا آلودگی ذرات به حداقل برسد.
چالش‌های عملیاتی در سردخانه‌های مشهد
- نوسانات برق باعث افزایش دمای کمپرسور و اکسیداسیون روغن می‌شود.
- مبردهای قدیمی مانند R22 با روغن‌های جدید سازگاری محدود دارند.
- رطوبت هوای مشهد در تابستان، نفوذ آب به روغن را تسهیل می‌کند.
- در بسیاری از سردخانه‌ها، فیلترهای برگشت روغن دیر تعویض می‌شوند که منجر به سایش روتور و یاتاقان‌ها می‌شود.
با برنامه‌ریزی دقیق PM (Preventive Maintenance)، این چالش‌ها قابل کنترل است.
آنالیز اقتصادی استفاده از روغن‌های Food Grade
بررسی‌های میدانی در سردخانه‌های مشهد نشان می‌دهد استفاده از روغن‌های Food Grade نسبت به روغن‌های معدنی معمولی، هزینه اولیه بیشتری دارد اما:
- مصرف انرژی کمپرسور تا ۱۰٪ کاهش می‌یابد،
- عمر مفید روغن ۲ تا ۳ برابر افزایش پیدا می‌کند،
- و تعویض فیلترها تا ۴۰٪ کمتر می‌شود.
در نتیجه، بازگشت سرمایه (ROI) این تغییر در کمتر از ۶ ماه حاصل می‌شود.
توسعه سیستم‌های هوشمند پایش روغن در سردخانه‌های مشهد
در سال‌های اخیر، سردخانه‌های بزرگ مشهد به سمت استفاده از فناوری‌های پایش هوشمند روغن (Smart Oil Monitoring Systems) حرکت کرده‌اند. این سیستم‌ها، ترکیبی از سنسورهای آنلاین، الگوریتم‌های تحلیلی هوش مصنوعی و نرم‌افزارهای مدیریت نگهداری (CMMS) هستند که امکان کنترل لحظه‌ای سلامت روغن و عملکرد کمپرسور را فراهم می‌سازند.
در این سامانه‌ها، پارامترهایی مانند:
- ویسکوزیته دینامیکی،
- دمای لحظه‌ای روغن،
- میزان رطوبت،
- شاخص رسانایی الکتریکی (برای تشخیص آلودگی فلزی)،
- و فشار برگشت روغن،
به‌صورت پیوسته پایش می‌شود. داده‌ها از طریق شبکه محلی یا اینترنت صنعتی (IIoT) به سرور مرکزی ارسال شده و نرم‌افزارهای تحلیلی با استفاده از مدل‌های یادگیری ماشین، وضعیت سلامت روغن را بر اساس الگوهای پیش‌بینی خرابی (Predictive Failure Models) ارزیابی می‌کنند.
به‌عنوان مثال، در سردخانه‌های بزرگ مواد پروتئینی در شهرک صنعتی توس، استفاده از سنسورهای سری IFM و نرم‌افزارهای مانیتورینگ AbroSense منجر به کاهش ۳۵٪ توقف‌های اضطراری کمپرسورها شده است.همچنین، در پروژه‌ای آزمایشی در سردخانه صادرات زعفران مشهد، ترکیب داده‌های حرارتی و تحلیل TAN آنلاین باعث شد تعویض روغن از دوره‌ی ۵۰۰۰ ساعت به ۸۰۰۰ ساعت افزایش یابد، بدون هیچ افت عملکردی در تبرید.استفاده از این فناوری‌ها، علاوه بر کاهش مصرف روغن و انرژی، به صنایع سردخانه‌ای مشهد کمک می‌کند تا به سمت نگهداری پیشگویانه (Predictive Maintenance) حرکت کنند — رویکردی که با استانداردهای بین‌المللی ISO 17359 در زمینه مانیتورینگ وضعیت دارایی‌ها هم‌راستا است.شرکت موتورآرا رازین نیز در این مسیر، با ارائه‌ی خدمات آنالیز آنلاین، نرم‌افزارهای پایش وضعیت و مشاوره در انتخاب حسگرهای تخصصی روغن، به‌عنوان یکی از پیشگامان دیجیتالی‌سازی فرآیند روانکاری صنعتی در ایران شناخته می‌شود.
سؤالات متداول
۱. آیا روغن‌های Food Grade قابل اختلاط با روغن‌های معدنی هستند؟
خیر، ترکیب آن‌ها باعث از بین رفتن گواهی بهداشتی و تغییر خواص فیزیکی می‌شود.
۲. هر چند وقت یک‌بار باید روغن در کمپرسور تعویض شود؟
بسته به نوع کمپرسور و دمای کار، هر ۴۰۰۰ تا ۶۰۰۰ ساعت کارکرد.
۳. آیا می‌توان از روغن Food Grade در صنایع غیرغذایی هم استفاده کرد؟
بله، در محیط‌هایی که پاکیزگی و ایمنی مهم است، مانند داروسازی یا بسته‌بندی.
۴. چه برندهایی در بازار مشهد موجودند؟
Fuchs، Klüber، Behran و Total از برندهای پرکاربرد در این منطقه‌اند.
جمع‌بندی
در سردخانه‌های صنعتی مشهد، پایداری کمپرسور و ایمنی مواد غذایی به انتخاب صحیح روغن وابسته است. روغن‌های Food Grade، با فرمولاسیون‌های سنتتیک و بدون افزودنی‌های مضر، نه‌تنها ایمنی مواد غذایی را تضمین می‌کنند، بلکه بازدهی و عمر مفید تجهیزات تبرید را نیز افزایش می‌دهند.موتورآرا رازین با ارائه مجموعه‌ای از روغن‌های Food Grade دارای استانداردهای بین‌المللی NSF، ISO و FDA، به همراه خدمات آنالیز، مشاوره فنی و پایش وضعیت روغن، پشتیبان واحدهای سردخانه‌ای مشهد است.برای دریافت مشاوره انتخاب روغن مناسب و اجرای برنامه PM در سردخانه‌ها، همین امروز با کارشناسان فنی موتورآرا رازین تماس بگیرید.
بدون نظر