۰۴
مهر

دانشنامه جامع کمپرس یخ53

فصل ۵۳

 

دانشنامه جامع کمپرس یخ و ژل‌پک

 

طراحی ژل‌پک مخصوص دمای ۵ تا ۱۰ درجه؛ بررسی فرمول آب و پلی‌آکریلات، کاهش سرمایش بیش از حد، انتخاب دمای اولیه، جرم و ضخامت بسته، عایق‌کاری، چیدمان و روش حفظ دمای محصول در محدوده ۵ تا ۱۰ درجه سانتی‌گراد

 

53-1 ـ مقدمه

 

ژل‌پک مخصوص محدوده ۵ تا ۱۰ درجه سانتی‌گراد با ژل‌پک‌هایی که برای ایجاد سرمایش شدید یا دماهای زیر صفر طراحی می‌شوند، تفاوت دارد. در این کاربرد، هدف اصلی معمولاً کنترل و کاهش سرعت افزایش دمای محصول است، نه رساندن آن به پایین‌ترین دمای ممکن.

 

بنابراین طراحی باید میان ظرفیت سرمایشی، دمای اولیه ژل‌پک، جرم، ضخامت، عایق، چیدمان و مدت زمان موردنیاز تعادل ایجاد کند.

 

—

 

53-2 ـ تعریف دمای هدف

 

اگر محدوده هدف چنین تعریف شود:

 

[

5\leq T_{product}\leq10^\circ C

]

 

تمام اجزای سیستم باید برای رسیدن و ماندن محصول در این محدوده بررسی شوند.

 

این تعریف از ابتدا باید مشخص کند که اندازه‌گیری مربوط به:

 

– مرکز محصول؛

– سطح محصول؛

– هوای جعبه؛

 

یا ترکیبی از آنهاست.

 

برای کنترل واقعی، دمای خود محصول معمولاً اهمیت بیشتری دارد.

 

—

 

53-3 ـ تفاوت سرمایش شدید و سرمایش کنترل‌شده

 

در سرمایش شدید، ممکن است هدف این باشد که دما در سریع‌ترین زمان ممکن کاهش یابد.

 

اما در محدوده ۵ تا ۱۰ درجه، ممکن است کاهش بیش از حد دما مطلوب نباشد.

 

بنابراین دو سیستم با یک ظرفیت سرمایشی مشابه می‌توانند به دلیل تفاوت در دمای اولیه و چیدمان، نتایج کاملاً متفاوتی ایجاد کنند.

 

—

 

53-4 ـ چرا دمای اولیه مهم است؟

 

فرض کنید دو ژل‌پک دارای جرم و فرمول یکسان باشند:

 

– ژل‌پک A با دمای بسیار پایین؛

– ژل‌پک B با دمای بالاتر.

 

ممکن است A در ابتدای کار سرمایش بسیار شدیدی ایجاد کند و B سرمایش ملایم‌تری داشته باشد.

 

برای محدوده ۵ تا ۱۰ درجه، این تفاوت می‌تواند اهمیت زیادی داشته باشد.

 

—

 

53-5 ـ ژل‌پک با دمای اولیه نزدیک صفر

 

یک ژل‌پک نزدیک صفر درجه می‌تواند برای بسیاری از کاربردهای ۵ تا ۱۰ درجه مناسب باشد، اما نحوه استفاده اهمیت دارد.

 

اگر تماس مستقیم و بدون عایق با محصول برقرار شود، ممکن است دمای سطح محصول بیش از حد پایین بیاید.

 

پس فاصله و چیدمان باید کنترل شود.

 

—

 

53-6 ـ ژل‌پک با دمای اولیه بالاتر

 

در بعضی طراحی‌ها می‌توان ژل‌پک را تا دمای بالاتری پیش‌سرد کرد.

 

مزیت احتمالی:

 

– کاهش شوک سرمایشی؛

– کاهش احتمال ایجاد نقطه سرد؛

– کنترل تدریجی‌تر دما.

 

اما ظرفیت سرمایشی مفید نیز کاهش پیدا می‌کند.

 

—

 

53-7 ـ ظرفیت سرمایشی پایه

 

برای بخش محسوس می‌توان از رابطه زیر استفاده کرد:

 

[

Q=mC_p\Delta T

]

 

مثلاً اگر ۱ کیلوگرم آب از 25°C به 8°C برسد:

 

[

Q=1\times4.18\times17

]

 

بنابراین:

 

[

Q\approx71.1;kJ

]

 

این فقط یک محاسبه نمونه برای بخش محسوس است.

 

—

 

53-8 ـ نقش تغییر فاز

 

اگر آب موجود در ژل‌پک منجمد شود، علاوه بر سرمایش محسوس، انرژی نهان نیز وارد محاسبات می‌شود.

 

برای آب خالص، گرمای نهان ذوب یخ در شرایط مرجع تقریباً:

 

[

334;kJ/kg

]

 

است.

 

اما در ژل‌پک پلیمری، همه آب الزاماً رفتار مشابه یخ آب خالص ندارد؛ بنابراین ظرفیت واقعی باید با آزمایش تعیین شود.

 

—

 

53-9 ـ آیا باید ژل‌پک حتماً کاملاً منجمد شود؟

 

خیر، پاسخ به کاربرد بستگی دارد.

 

اگر هدف نگهداری محصول در محدوده ۵ تا ۱۰ درجه باشد، یک ژل‌پک کاملاً منجمد ممکن است بیش از نیاز سرمایش ایجاد کند.

 

گاهی یک سیستم پیش‌سردشده اما غیرمنجمد یا نیمه‌منجمد می‌تواند رفتار کنترل‌شده‌تری ایجاد کند.

 

البته این موضوع باید با آزمون واقعی تأیید شود.

 

—

 

53-10 ـ آب و پلی‌آکریلات

 

فرمول پایه می‌تواند از:

 

آب + پلی‌آکریلات سدیم

 

تشکیل شود.

 

آب، جزء اصلی ظرفیت حرارتی است و پلی‌آکریلات آب را در ساختار ژل نگه می‌دارد.

 

در این کاربرد، مقدار پلیمر باید به اندازه‌ای باشد که ژل پایدار باشد، بدون اینکه مصرف پلیمر غیرضروری افزایش یابد.

 

—

 

53-11 ـ نسبت آب به پلیمر

 

نسبت فرمولاسیون:

 

[

R=\frac{M_w}{M_p}

]

 

است.

 

برای مثال:

 

۱۰۰۰ گرم آب + ۱۰ گرم پلی‌آکریلات:

 

[

R=100

]

 

این عدد صرفاً نسبت آب به پلیمر است و نباید با ظرفیت جذب واقعی برابر فرض شود.

 

—

 

53-12 ـ طراحی اقتصادی فرمول

 

در محدوده ۵ تا ۱۰ درجه، گاهی افزایش بیش از حد پلیمر هیچ مزیت حرارتی متناسبی ایجاد نمی‌کند.

 

بنابراین بهتر است چند نمونه ساخته شود.

 

برای مثال:

 

نمونه| آب| پلیمر

A| 1000 g| 5 g

B| 1000 g| 7.5 g

C| 1000 g| 10 g

D| 1000 g| 15 g

 

و سپس عملکرد واقعی مقایسه شود.

 

—

 

53-13 ـ معیار انتخاب فرمول

 

هر نمونه از نظر موارد زیر بررسی شود:

 

– آب آزاد؛

– یکنواختی ژل؛

– پایداری؛

– سرعت انجماد؛

– زمان ذوب؛

– ظرفیت سرمایشی؛

– قابلیت پرکردن؛

– نشتی؛

– قیمت.

 

فرمولی که فقط ارزان باشد، الزاماً بهترین فرمول تولیدی نیست.

 

—

 

53-14 ـ کنترل آب آزاد

 

آب آزاد زیاد می‌تواند مشکلاتی ایجاد کند.

 

از جمله:

 

– جابه‌جایی مایع داخل بسته؛

– فشار موضعی؛

– تغییر شکل بسته؛

– جدایش ژل؛

– تغییر رفتار سرمایشی.

 

بنابراین قبل از آزمایش حرارتی، پایداری ژل باید بررسی شود.

 

—

 

53-15 ـ اثر کیفیت آب

 

آب سخت و شور می‌تواند رفتار پلی‌آکریلات را تغییر دهد.

 

وجود یون‌هایی مانند:

 

– کلسیم؛

– منیزیم؛

– سدیم؛

– کلرید؛

– سولفات؛

 

می‌تواند ظرفیت تورم را تحت تأثیر قرار دهد.

 

به همین دلیل آب مورد استفاده در تولید باید مشخص و کنترل‌شده باشد.

 

—

 

53-16 ـ استفاده از آب تصفیه‌شده

 

اگر هدف تولید یکنواخت است، می‌توان آب تصفیه‌شده را آزمایش کرد.

 

اما استفاده از آب بسیار خالص نیز باید از نظر هزینه بررسی شود.

 

برای تولید انبوه باید میان:

 

ثبات کیفیت + هزینه آب + عملکرد پلیمر

 

تعادل ایجاد شود.

 

—

 

53-17 ـ اثر نمک

 

در این نوع ژل‌پک، افزودن نمک فقط زمانی منطقی است که دلیل فنی مشخصی وجود داشته باشد.

 

نمک می‌تواند نقطه انجماد را کاهش دهد، اما ممکن است تورم پلی‌آکریلات را نیز کاهش دهد.

 

پس اگر هدف صرفاً رسیدن به محدوده ۵ تا ۱۰ درجه است، ابتدا فرمول بدون نمک آزمایش شود.

 

—

 

53-18 ـ چرا فرمول ساده بهتر است؟

 

هر ماده اضافی می‌تواند یک متغیر جدید ایجاد کند.

 

فرمول:

 

آب + پلی‌آکریلات

 

مزیت توسعه‌ای دارد زیرا:

 

– تعداد متغیرها کم است؛

– هزینه کنترل آسان‌تر است؛

– تکرارپذیری ساده‌تر است؛

– علت تغییرات عملکرد راحت‌تر مشخص می‌شود.

 

پس افزودنی باید تنها در صورت نیاز واقعی وارد فرمول شود.

 

—

 

53-19 ـ طراحی ژل‌پک تخت

 

برای محدوده ۵ تا ۱۰ درجه، ژل‌پک تخت معمولاً امکان توزیع سرمایش مناسبی ایجاد می‌کند.

 

مزایا:

 

– سطح تماس زیاد؛

– ضخامت کمتر؛

– انتقال حرارت سریع‌تر؛

– امکان قرارگیری بین یا کنار محصولات.

 

اما ظرفیت کل باید با جرم بسته هماهنگ شود.

 

—

 

53-20 ـ ضخامت مناسب

 

ضخامت بیشتر:

 

– جرم بیشتری در واحد سطح ایجاد می‌کند؛

– ظرفیت سرمایشی بیشتری می‌دهد؛

– اما انتقال حرارت از مرکز را کندتر می‌کند.

 

ضخامت کمتر:

 

– سریع‌تر با محیط تبادل حرارت می‌کند؛

– ولی ممکن است زودتر گرم شود.

 

بنابراین ضخامت باید با مدت زمان هدف تعیین شود.

 

—

 

53-21 ـ نسبت سطح به حجم

 

هرچه سطح مؤثر نسبت به حجم بیشتر باشد، انتقال حرارت سریع‌تر می‌شود.

 

به‌صورت مفهومی:

 

[

\frac{A}{V}\uparrow

\Rightarrow

\text{انتقال حرارت سریع‌تر}

]

 

این رابطه در طراحی بسته‌های تخت اهمیت زیادی دارد.

 

—

 

53-22 ـ یک بسته بزرگ یا چند بسته کوچک

 

برای یک جرم سرمایشی مشابه، چند بسته کوچک ممکن است امکان توزیع بهتر در جعبه را ایجاد کنند.

 

مثلاً به جای یک بسته ۲ کیلوگرمی:

 

– دو بسته ۱ کیلوگرمی؛

– یا چهار بسته ۵۰۰ گرمی

 

قابل بررسی هستند.

 

انتخاب نهایی باید بر اساس هزینه، تعداد دوخت‌ها و عملکرد حرارتی انجام شود.

 

—

 

53-23 ـ جلوگیری از نقطه سرد

 

اگر محصول نباید کمتر از ۵ درجه شود، باید نقطه سرد کنترل شود.

 

راهکارهای احتمالی:

 

– فاصله بین ژل‌پک و محصول؛

– جداکننده؛

– لایه عایق نازک؛

– کاهش جرم موضعی ژل‌پک؛

– تغییر دمای اولیه.

 

هر راهکار باید در آزمون واقعی بررسی شود.

 

—

 

53-24 ـ نقش جعبه

 

جعبه بخشی از سیستم سرمایش است.

 

پارامترهای مهم:

 

– جنس؛

– ضخامت عایق؛

– درزها؛

– درپوش؛

– نفوذ هوا؛

– پل‌های حرارتی.

 

اگر جعبه ضعیف باشد، ظرفیت بیشتر ژل‌پک ممکن است فقط هزینه و وزن را افزایش دهد.

 

—

 

53-25 ـ محاسبه ساده ورود گرما

 

مدل ساده:

 

[

\dot Q=UA(T_{out}-T_{in})

]

 

که در آن:

 

– (U) ضریب انتقال حرارت کلی؛

– (A) سطح انتقال؛

– (T_{out}-T_{in}) اختلاف دما.

 

است.

 

کاهش U از طریق عایق مناسب می‌تواند نرخ ورود گرما را کاهش دهد.

 

—

 

53-26 ـ دمای محیط

 

یک ژل‌پک ممکن است در محیط 20°C عملکرد مناسبی داشته باشد اما در محیط 35°C مدت نگهداری بسیار کوتاه‌تری داشته باشد.

 

بنابراین آزمون باید در دمای محیط مشخص انجام شود.

 

در صورت فروش صنعتی، بهتر است عملکرد در چند شرایط محیطی آزمایش شود.

 

—

 

53-27 ـ تابش خورشید

 

در حمل‌ونقل بیرونی، تابش خورشید می‌تواند بار حرارتی اضافی ایجاد کند.

 

جعبه‌ای که زیر آفتاب قرار دارد الزاماً همان عملکرد جعبه داخل انبار را ندارد.

 

در طراحی واقعی باید شرایط سخت‌تر نیز بررسی شود.

 

—

 

53-28 ـ گردش هوا

 

جریان هوا در اطراف بسته می‌تواند نرخ انتقال حرارت را تغییر دهد.

 

در جعبه بسته، جریان طبیعی هوا متفاوت است.

 

در جعبه‌ای که فضای خالی زیادی دارد، جابه‌جایی داخلی می‌تواند متفاوت باشد.

 

بنابراین حجم خالی جعبه نیز اهمیت دارد.

 

—

 

53-29 ـ پیش‌سرد کردن محصول

 

اگر محصول از ابتدا دمای بالایی داشته باشد، بخشی از ظرفیت ژل‌پک صرف پایین آوردن دمای اولیه محصول می‌شود.

 

بنابراین پیش‌سرد کردن محصول قبل از بسته‌بندی می‌تواند بار حرارتی اولیه را کاهش دهد.

 

این موضوع از نظر اقتصادی نیز مهم است.

 

—

 

53-30 ـ مثال بار حرارتی محصول

 

فرض کنید:

 

– جرم محصول = 5 kg

– دمای اولیه = 18°C

– دمای هدف = 8°C

– (C_p=4;kJ/(kg.K))

 

آنگاه:

 

[

Q=5\times4\times10=200;kJ

]

 

بنابراین حداقل ۲۰۰ کیلوژول ظرفیت محسوس برای این بخش لازم است.

 

گرمای ورودی محیط جداگانه محاسبه می‌شود.

 

—

 

53-31 ـ ظرفیت مفید ژل‌پک

 

نباید تمام ظرفیت تئوری را مستقیماً برای محصول در نظر گرفت.

 

بخشی از انرژی ممکن است صرف:

 

– خود جعبه؛

– هوای داخلی؛

– دیواره؛

– عایق؛

– گرم‌شدن خود ژل‌پک

 

شود.

 

پس بهتر است ضریب اطمینان در طراحی در نظر گرفته شود.

 

—

 

53-32 ـ مفهوم ضریب اطمینان

 

اگر بار حرارتی محاسبه‌شده ۲۰۰ kJ باشد، ممکن است طراح ظرفیت دقیقاً ۲۰۰ kJ را انتخاب نکند.

 

برای مثال:

 

[

Q_{design}=SF\times Q_{load}

]

 

که (SF) ضریب اطمینان است.

 

مقدار آن باید بر اساس عدم قطعیت، شرایط محیطی و تجربه آزمون تعیین شود.

 

—

 

53-33 ـ آزمون ۱۲ ساعته

 

در آزمون ۱۲ ساعته ثبت شود:

 

– دمای اولیه محصول؛

– دمای اولیه ژل‌پک؛

– دمای محیط؛

– دمای هوای جعبه؛

– دمای مرکز محصول؛

– دمای پایان.

 

همچنین باید مشخص شود محصول چه مدت در محدوده ۵ تا ۱۰ درجه باقی مانده است.

 

—

 

53-34 ـ آزمون ۲۴ ساعته

 

در آزمون ۲۴ ساعته، علاوه بر دما:

 

– تغییر شکل بسته؛

– نشتی؛

– آب‌اندازی؛

– وضعیت دوخت؛

– وضعیت جعبه

 

بررسی شود.

 

این آزمون دید بهتری از عملکرد واقعی سیستم می‌دهد.

 

—

 

53-35 ـ آزمون ۴۸ ساعته

 

برای حمل طولانی، آزمون ۴۸ ساعته نیز قابل انجام است.

 

اما باید مشخص شود:

 

دمای محیط آزمون چند درجه بوده است؟

 

نتیجه آزمون بدون ذکر شرایط محیطی قابل مقایسه نیست.

 

—

 

53-36 ـ ثبت منحنی دما ـ زمان

 

یک ثبت ساده مانند:

 

زمان| دمای محصول

0 h| 18°C

2 h| 10°C

4 h| 7°C

8 h| 6°C

12 h| 7°C

24 h| 9°C

 

می‌تواند اطلاعات بسیار بیشتری از یک عدد نهایی ارائه کند.

 

—

 

53-37 ـ زمان ورود به محدوده هدف

 

برای محصولی که از 18°C شروع شده، رسیدن به 8°C یک شاخص مهم است.

 

می‌توان تعریف کرد:

 

[

t_{reach}= \text{زمان رسیدن محصول به دمای هدف}

]

 

اما علاوه بر آن، مدت ماندن در محدوده هدف نیز باید گزارش شود.

 

—

 

53-38 ـ مدت ماندگاری در محدوده

 

مثلاً اگر محصول:

 

– ساعت 3 به 10°C برسد؛

– ساعت 4 به 8°C برسد؛

– ساعت 20 به 10°C برسد؛

 

آنگاه مدت حضور تقریبی در محدوده ۵ تا ۱۰ درجه حدود ۱۶ ساعت خواهد بود.

 

این شاخص برای مقایسه طرح‌ها بسیار کاربردی است.

 

—

 

53-39 ـ مقایسه سه طراحی

 

سه نمونه می‌توان ساخت:

 

طراحی| دمای اولیه| ضخامت| هدف

A| پایین| کم| سرمایش سریع

B| متوسط| متوسط| تعادل

C| بالاتر| کم/متوسط| سرمایش ملایم

 

پس از آزمایش مشخص می‌شود کدام ساختار با نیاز واقعی سازگارتر است.

 

—

 

53-40 ـ اهمیت تکرار آزمایش

 

یک آزمایش به تنهایی کافی نیست.

 

بهتر است هر طراحی حداقل چند بار تکرار شود تا مشخص شود نتیجه ناشی از:

 

– فرمول؛

– شرایط محیطی؛

– خطای اندازه‌گیری؛

– اختلاف ساخت

 

نیست.

 

جهت پیام به گردآورنده: ۰۹۳۸۸۴۰۶۷۱۶

 

—

 

53-41 ـ کنترل وزن بسته

 

اگر وزن اسمی ۱۰۰۰ گرم باشد، وزن واقعی همه بسته‌ها دقیقاً یکسان نخواهد بود مگر اینکه فرآیند کنترل شود.

 

اختلاف وزن باعث اختلاف ظرفیت سرمایشی و زمان عملکرد می‌شود.

 

بنابراین وزن‌کشی بخشی از کنترل کیفیت است.

 

—

 

53-42 ـ کنترل ابعاد

 

دو بسته با وزن یکسان ولی ضخامت متفاوت می‌توانند زمان انجماد و ذوب متفاوتی داشته باشند.

 

بنابراین علاوه بر وزن باید:

 

– طول؛

– عرض؛

– ضخامت

 

نیز کنترل شوند.

 

—

 

53-43 ـ کنترل دوخت

 

دوخت ضعیف می‌تواند باعث شکست محصول شود.

 

پارامترهای دستگاه دوخت باید برای فیلم انتخاب‌شده تعیین و ثبت شوند.

 

پس از انجماد نیز باید کیفیت دوخت مجدداً بررسی شود.

 

—

 

53-44 ـ چرخه انجماد و ذوب

 

برای محصول قابل استفاده مجدد، آزمون چرخه‌ای اهمیت زیادی دارد.

 

مثلاً:

 

انجماد → استفاده → ذوب → بازرسی → انجماد مجدد

 

چند بار تکرار شود.

 

در هر چرخه عملکرد حرارتی و مکانیکی بررسی شود.

 

—

 

53-45 ـ اثر پلی‌آکریلات بر چرخه عمر

 

اگر پلیمر ساختار ژل را به خوبی حفظ کند، حرکت آب آزاد کمتر می‌شود.

 

اما فشار، انجماد، ذوب و کیفیت آب می‌توانند در طول زمان بر ساختار ژل اثر بگذارند.

 

بنابراین چرخه‌پذیری باید با آزمون واقعی تعیین شود.

 

—

 

53-46 ـ فرمول نهایی چگونه انتخاب شود؟

 

فرمول نهایی باید بر اساس یک جدول امتیازدهی فنی داخلی مقایسه شود؛ اما بهتر است معیارها به‌صورت عددی و قابل اندازه‌گیری باشند:

 

– مدت ماندن در ۵–۱۰°C؛

– زمان انجماد؛

– ظرفیت سرمایشی؛

– آب آزاد؛

– نشتی؛

– وزن؛

– هزینه.

 

این روش از انتخاب سلیقه‌ای جلوگیری می‌کند.

 

—

 

53-47 ـ مشخصات فنی پیشنهادی محصول

 

برگه مشخصات یک ژل‌پک ۵ تا ۱۰ درجه می‌تواند شامل موارد زیر باشد:

 

مشخصه| مقدار

جرم اسمی| طبق طراحی

ابعاد| طبق طراحی

ماده ژل‌کننده| پلی‌آکریلات

پایه| آب

محدوده هدف| ۵ تا ۱۰°C

روش پیش‌سردسازی| طبق دستورالعمل

نوع فیلم| طبق مشخصات

قابلیت استفاده مجدد| پس از آزمون

شرایط نگهداری| طبق آزمون

 

از درج ادعاهای قطعی بدون داده آزمون باید خودداری شود.

 

—

 

53-48 ـ خطاهای رایج در طراحی

 

۱. استفاده از ژل‌پک بسیار سرد برای هر کاربرد.

 

۲. نادیده گرفتن دمای مرکز محصول.

 

۳. افزایش بی‌دلیل مقدار پلی‌آکریلات.

 

۴. افزودن نمک بدون آزمایش.

 

۵. پرکردن بیش از حد بسته.

 

۶. بی‌توجهی به فیلم در دمای پایین.

 

۷. آزمایش در یک دمای محیط و تعمیم نتیجه به همه شرایط.

 

۸. ارزیابی ژل‌پک بدون جعبه واقعی.

 

—

 

53-49 ـ پروتکل پیشنهادی ساخت و آزمون

 

برای توسعه نمونه:

 

1. محدوده ۵ تا ۱۰ درجه را به عنوان هدف ثبت کنید.

2. دمای اولیه محصول را تعیین کنید.

3. دمای اولیه ژل‌پک را مشخص کنید.

4. چند نسبت آب به پلی‌آکریلات بسازید.

5. آب آزاد را بررسی کنید.

6. ژل را در فیلم مشخص پر کنید.

7. وزن و ابعاد را کنترل کنید.

8. دوخت را کنترل کنید.

9. نشتی اولیه را بررسی کنید.

10. بسته‌ها را در شرایط مشخص پیش‌سرد کنید.

11. جعبه را آماده کنید.

12. محصول را داخل جعبه قرار دهید.

13. سنسورها را نصب کنید.

14. دما را حداقل ۲۴ ساعت ثبت کنید.

15. مدت حضور در محدوده ۵ تا ۱۰ درجه را محاسبه کنید.

16. آزمایش را تکرار کنید.

17. فرمول و چیدمان را اصلاح کنید.

18. پس از تأیید، مشخصات تولید را تثبیت کنید.

 

جهت پیام به گردآورنده: ۰۹۳۸۸۴۰۶۷۱۶

 

—

 

53-50 ـ جمع‌بندی فصل

 

ژل‌پک مخصوص ۵ تا ۱۰ درجه سانتی‌گراد باید با رویکرد «کنترل دما» طراحی شود، نه صرفاً با هدف تولید بیشترین سرمایش.

 

در این نوع سیستم، عوامل زیر اهمیت ویژه دارند:

 

– دمای اولیه ژل‌پک؛

– جرم آب؛

– مقدار پلی‌آکریلات؛

– نسبت آب به پلیمر؛

– کیفیت آب؛

– مقدار آب آزاد؛

– ضخامت بسته؛

– سطح تماس؛

– نوع فیلم؛

– فضای خالی؛

– کیفیت دوخت؛

– عایق جعبه؛

– چیدمان بسته‌ها؛

– دمای محیط؛

– دمای اولیه محصول؛

– مدت زمان حمل.

 

رابطه پایه ظرفیت حرارتی:

 

[

Q=mC_p\Delta T

]

 

و در صورت وجود تغییر فاز، باید سهم انرژی نهان نیز در نظر گرفته شود.

 

اما مهم‌ترین معیار برای یک ژل‌پک ۵ تا ۱۰ درجه، صرفاً مقدار انرژی تئوری نیست؛ بلکه این است که محصول واقعی چه مدت و با چه میزان نوسان در محدوده موردنظر باقی می‌ماند.

 

در فرمول آب و پلی‌آکریلات، آب بخش اصلی ظرفیت حرارتی را تشکیل می‌دهد و پلی‌آکریلات وظیفه نگهداری آب را دارد. افزایش مقدار پلیمر باید با دقت انجام شود، زیرا پلیمر بیشتر الزاماً به معنی ظرفیت سرمایشی بیشتر نیست.

 

همچنین افزودن نمک برای تغییر نقطه انجماد باید با احتیاط انجام شود؛ زیرا مواد یونی می‌توانند ظرفیت تورم پلی‌آکریلات را کاهش دهند.

 

برای رسیدن به یک محصول صنعتی، بهترین روش این است که چند فرمول و چند هندسه در شرایط یکسان آزمایش شوند و برای هر نمونه منحنی دما ـ زمان ثبت شود. سپس شاخص‌هایی مانند زمان رسیدن به محدوده ۵ تا ۱۰ درجه، مدت ماندگاری در این محدوده، ظرفیت سرمایشی، نشتی، دوام، وزن و هزینه مقایسه شوند.

 

در نهایت، ژل‌پک، جعبه عایق، محصول و شرایط محیطی باید به‌عنوان یک سیستم حرارتی واحد در نظر گرفته شوند.

 

جهت پیام به گردآورنده: ۰۹۳۸۸۴۰۶۷۱۶

 

پیشنهاد موضوع فصل ۵۴

 

طراحی ژل‌پک زیر صفر با پلی‌آکریلات سدیم؛ بررسی کاهش نقطه انجماد، اثر نمک‌ها بر جذب پلیمر، مقدار آب و پلی‌آکریلات، رفتار ژل در دماهای منفی، انتخاب فیلم، انبساط، استحکام دوخت و آزمون عملکرد در دماهای زیر صفر