فن نانوایی صنعتی باید بر اساس نوع آلاینده، دمای هوای خروجی، دبی موردنیاز و افت فشار کل مسیر انتخاب شود؛ نه فقط قطر فن یا قدرت موتور. برای گرمای عمومی سالن می‌توان از سیستم تخلیه و هوای تازه استفاده کرد، اما دود، بخار و محصولات حاصل از پخت بهتر است تا حد امکان نزدیک فر یا منبع تولید توسط هود جمع‌آوری شوند. اگر مسیر کانال طولانی، پرزانو یا دارای تجهیزات مقاومتی باشد، فن سانتریفیوژ با فشار استاتیک مناسب معمولاً انتخاب قابل‌اتکاتری است. غبار آرد نیز مسئله‌ای جداست و به مکش موضعی در نقاطی مانند تخلیه کیسه، توزین و میکسر نیاز دارد.
| شرایط خط | راهکار اصلی | نکته انتخاب فن |
|---|---|---|
| گرمای عمومی سالن | تهویه عمومی و هوای جایگزین | دبی بالا با فشار متناسب با شبکه |
| بخار فر یا تجهیزات | هود موضعی و کانال تخلیه | توجه به رطوبت و کندانس |
| دود و محصولات پخت | مکش موضعی نزدیک منبع | هود مناسب و فشار کافی |
| مسیر کانال طولانی | فن سانتریفیوژ | بررسی افت فشار کل |
| هوای با دمای بالا | فن مناسب دمای کاری | موتور و یاتاقان متناسب با دما |
| غبار آرد | LEV یا مکش موضعی | طراحی مستقل از تهویه آسایشی |
| چند نقطه مکش | شبکه بالانس‌شده | محاسبه دبی هم‌زمان شاخه‌ها |
فن مکنده نانوایی دقیقاً قرار است چه چیزی را خارج کند؟
پیش از انتخاب فن مکنده نانوایی باید مسئله اصلی مشخص شود. در یک کارخانه نان یا خط پخت صنعتی ممکن است چند نوع بار حرارتی و آلودگی به‌صورت هم‌زمان وجود داشته باشد: گرمای تابشی فر، هوای گرم، بخار آب، دود یا محصولات احتراق، بو و در بخش آماده‌سازی خمیر، گردوغبار آرد. این آلاینده‌ها الزاماً با یک روش کنترل نمی‌شوند.
برای مثال، گرمای پخش‌شده در کل سالن را می‌توان با تهویه عمومی کاهش داد؛ اما اگر بخار یا دود مستقیماً از دهانه فر خارج می‌شود، بهتر است همان‌جا جمع‌آوری شود.
در توضیح تهویه صنعتی باید بگوئیم که تفاوت مهمی میان تهویه عمومی و مکش موضعی وجود دارد: در تهویه عمومی، آلاینده وارد فضای کار شده و سپس با هوای تازه رقیق می‌شود؛ درحالی‌که Local Exhaust Ventilation یا LEV برای گرفتن آلاینده در نزدیکی محل تولید طراحی می‌شود. این تفاوت، پایه طراحی تهویه صنعتی نانوایی است.
هود نانوایی صنعتی مهم‌تر از بزرگ کردن فن است
یکی از خطاهای رایج این است که ضعف مکش با خرید فن بزرگ‌تر جبران شود. اگر هود نانوایی صنعتی نتواند جریان گرم و آلوده را درست دریافت کند، افزایش قدرت فن ممکن است فقط مصرف برق، صدا و حجم هوای خروجی را زیاد کند. هود باید در موقعیتی باشد که حرکت طبیعی هوای گرم را به نفع سیستم استفاده کند. فاصله زیاد هود از منبع، جریان‌های جانبی شدید و ابعاد ناکافی می‌توانند باعث فرار دود یا بخار به سالن شوند.
مطالعات و راهنماهای تهویه موضعی نیز نشان می‌دهند هرچه محصورسازی منبع بهتر باشد و هود به آلاینده نزدیک‌تر قرار گیرد، امکان جمع‌آوری مؤثر با دبی منطقی‌تر بیشتر می‌شود.
برای گرما و بخار چه نوع هودی مناسب است؟
در منابع تخصصی، هودهایی که برای جمع‌آوری گرما و بخار بدون بخارات چرب و دود طراحی می‌شوند در دسته متفاوتی نسبت به هودهای مخصوص دود و بخارات چربی قرار می‌گیرند.
هودهای Type II برای جمع‌آوری گرما و بخار در شرایطی معرفی می‌شود که دود یا بخار چربی مسئله اصلی نیست. در مقابل، Type I برای فرایندهایی به کار می‌رود که دود، ذرات چربی یا بخارات قابل‌تراکم تولید می‌کنند. نوع تجهیزات و فرایند واقعی تعیین‌کننده است و الزامات نهایی باید با مقررات محل پروژه تطبیق داده شوند.
برای خط نان صنعتی نیز باید ابتدا مشخص شود خروجی فر واقعاً شامل چه ترکیباتی است؛ استفاده از یک نام عمومی مانند «بخار فر» برای انتخاب سیستم کافی نیست.
مکش دود نانوایی چرا باید نزدیک منبع انجام شود؟
هوای داغ خروجی از فر به دلیل اختلاف دما به سمت بالا حرکت می‌کند و همراه خود بخار، بو و سایر محصولات فرایند را می‌برد. اگر هود بتواند این plume حرارتی را پیش از پخش شدن دریافت کند، حجم بسیار کمتری از سالن درگیر آلودگی خواهد شد. به همین دلیل مکش دود نانوایی باید تا حد ممکن بر کنترل در مبدأ متکی باشد. افزایش تعداد هواکش‌های دیواری سالن ممکن است دمای عمومی را کاهش دهد، اما لزوماً مانع عبور دود از محدوده تنفسی کارکنان نمی‌شود. حتی جریان شدید و نامناسب هوای جانبی می‌تواند عملکرد هود را خراب کند.
درباره هودهای آشپزخانه صنعتی نیز تأکید می‌شود که جریان‌های عرضی می‌توانند Capture & Containment هود را مختل کنند و نحوه ورود هوای جایگزین در عملکرد سیستم نقش جدی دارد. پس قرار دادن یک فن دمنده قوی روبه‌روی دهانه فر همیشه ایده خوبی نیست؛ ممکن است همان جریان هوایی را که قرار بود وارد هود شود از مسیر منحرف کند.
تخلیه بخار نانوایی فقط به دبی بالا نیاز ندارد
تخلیه بخار نانوایی علاوه بر حجم هوا، مسئله رطوبت و کندانس را هم وارد طراحی می‌کند. بخاری که وارد کانال سردتر می‌شود ممکن است روی سطح داخلی کانال یا هود متراکم شود. بنابراین شیب، امکان تخلیه کندانس، جنس مناسب کانال و دسترسی برای نظافت اهمیت پیدا می‌کنند.
در سیستم‌هایی با رطوبت زیاد، استفاده از تجهیزی که بدون در نظر گرفتن شرایط محیطی انتخاب شده باشد می‌تواند در طول زمان باعث خوردگی، جمع شدن آب یا افزایش نیاز به تعمیرات شود. این موضوع یکی از دلایلی است که انتخاب هواکش نانوایی صنعتی نباید فقط بر اساس جدول هوادهی انجام شود. ماهیت هوایی که فن جابه‌جا می‌کند نیز بخشی از مشخصات طراحی است.
چه زمانی فن سانتریفیوژ برای نانوایی مناسب‌تر است؟
هرچه مقاومت مسیر بیشتر شود، نیاز به فشار استاتیک فن اهمیت بیشتری پیدا می‌کند. شبکه‌ای را تصور کنید که شامل هود، چند متر کانال، سه یا چهار زانو، تبدیل مقطع و خروجی سقفی است. فن باید علاوه بر تأمین حجم هوا، بتواند بر مقاومت همه این اجزا غلبه کند.
فن‌های سانتریفیوژ در چنین شبکه‌هایی کاربرد گسترده‌ای دارند. در دسته فن سانتریفیوژ نیز مدل‌های مختلف برای شرایط فشار و هوادهی متفاوت ارائه شده‌اند و در مشخصات برخی مدل‌های بکوارد به کاربرد در شرایط حرارت، رطوبت و گردوغبار اشاره شده است. فن محوری می‌تواند برای تخلیه مستقیم حجم زیادی هوا در مقاومت کم انتخاب مناسبی باشد، اما وقتی شبکه کانال طولانی‌تر و مقاوم‌تر می‌شود، صرفاً مقایسه قطر فن محوری و سانتریفیوژ معیار فنی مناسبی نیست.
چه زمانی سانتریفیوژ فشار قوی لازم می‌شود؟
فشار قوی به معنای انتخاب بهتر برای همه نانوایی‌ها نیست. اگر کانال نسبتاً کوتاه باشد و هود افت فشار زیادی ایجاد نکند، استفاده از فن بسیار پرفشار می‌تواند بیش از نیاز سیستم باشد. در مقابل، کانال‌کشی طولانی، مقاطع کوچک، تجهیزات فیلتراسیون یا تعداد زیاد اتصالات ممکن است فشار موردنیاز را بالا ببرد.
در دسته محصولات کوییک فن، سانتریفیوژ فشار قوی به‌عنوان فن بکوارد با قابلیت ایجاد فشار بالا معرفی شده است و صفحه دسته‌بندی این مجموعه برای این مدل فشارهایی تا ۱۸ هزار پاسکال را ذکر می‌کند. این عدد ظرفیت بالقوه محصول است، نه فشار موردنیاز هر پروژه نانوایی. معیار درست این است که نقطه کاری موردنیاز روی منحنی فن قرار گیرد:
دبی موردنیاز + فشار استاتیک واقعی سیستم
نه اینکه فن صرفاً بالاترین فشار ممکن را داشته باشد.
محاسبه ظرفیت فن نانوایی چگونه انجام می‌شود؟
برای محاسبه ظرفیت فن نانوایی باید مشخص کنیم قرار است چه بخشی محاسبه شود: تهویه عمومی سالن یا مکش یک هود. این دو محاسبه یکی نیستند.
محاسبه اولیه تهویه عمومی سالن
برای تخمین تهویه عمومی می‌توان از رابطه تعویض هوا استفاده کرد:
Q = V × ACH
در این رابطه:
- Q دبی هوا در ساعت است؛
- V حجم سالن بر حسب مترمکعب است؛
- ACH تعداد تعویض هوای موردنیاز در ساعت است.
اگر سالن ۲۰ متر طول، ۱۰ متر عرض و ۵ متر ارتفاع داشته باشد، حجم آن ۱۰۰۰ مترمکعب است. با فرض یک نرخ طراحی مشخص، دبی اولیه از حاصل ضرب حجم در تعداد تعویض هوا به دست می‌آید. اما تعیین مقدار ACH باید بر اساس بار حرارتی، فرایند، تعداد کارکنان، هوای تازه و استاندارد طراحی پروژه انجام شود. انتخاب یک عدد ثابت از اینترنت برای همه نانوایی‌ها روش مهندسی قابل‌اعتمادی نیست.
محاسبه هود متفاوت است
برای هود، حجم سالن معیار اصلی نیست. دبی هود تحت تأثیر ابعاد هود، نوع فر، شدت جریان حرارتی، میزان بیرون‌زدگی هود نسبت به دستگاه، فاصله از منبع و جریان‌های مزاحم قرار دارد.
یک منبع بسیار معتبر نیز تصریح می‌کند که دبی موردنیاز هود به نوع هود، فاصله آن از سطح پخت، ابعاد، صفحات جانبی و نوع تجهیز و فرایند وابسته است. بنابراین یک فن ۱۰ هزار مترمکعب‌برساعت ممکن است برای یک هود مناسب و برای هودی دیگر کاملاً ناکافی یا بیش از حد بزرگ باشد.
افت فشار کانال بخش پنهان انتخاب فن است
بعد از تعیین دبی باید مقاومت مسیر محاسبه شود. افت فشار می‌تواند در این نقاط ایجاد شود:
| بخش | علت افت فشار |
|---|---|
| ورودی هود | تغییر جهت و سرعت جریان |
| کانال مستقیم | اصطکاک با دیواره |
| زانو | آشفتگی و تغییر مسیر |
| سه‌راهی | تقسیم یا ترکیب جریان |
| تبدیل مقطع | تغییر سرعت هوا |
| فیلتر یا جداکننده | مقاومت تجهیز |
| خروجی | افت نهایی مسیر |
در صفحه کانال کوییک فن نیز بر همین موضوع تأکید شده است: کاهش طول غیرضروری مسیر و افت فشار می‌تواند امکان انتخاب فن سبک‌تر، کم‌صداتر و اقتصادی‌تر را فراهم کند. بنابراین قبل از بزرگ کردن موتور، ابتدا خود مسیر کانال را بررسی کنید.
فن مقاوم به حرارت یعنی چه؟
فن مقاوم به حرارت باید برای دمای واقعی هوایی که از فن عبور می‌کند انتخاب شود. دمای داخل فر لزوماً دمای ورودی به فن نیست. هوا ممکن است قبل از رسیدن به فن با هوای محیط مخلوط شود و دمایش کاهش یابد؛ برعکس، در بعضی خطوط خروجی فر مستقیماً وارد کانال گرم می‌شود. برای انتخاب باید حداقل این موارد مشخص باشند:
- دمای عادی جریان؛
- بیشترین دمای احتمالی؛
- مدت قرارگیری فن در دمای بالا؛
- محل موتور نسبت به جریان گرم؛
- جنس پروانه و بدنه؛
- نوع یاتاقان و انتقال قدرت.
مدلی که برای هوای محیط طراحی شده است را نباید صرفاً به دلیل داشتن موتور قوی در مسیر هوای بسیار گرم قرار داد. محدودیت دمایی باید از سازنده برای همان مدل و آرایش موتور تأیید شود.
هوای خروجی باید جایگزین شود
یک تهویه صنعتی نانوایی متعادل فقط فن تخلیه ندارد. اگر مثلاً حجم زیادی هوا در هر ساعت از سالن خارج شود ولی مسیر کنترل‌شده‌ای برای ورود هوا وجود نداشته باشد، فضای داخل به فشار منفی می‌رود. نتیجه می‌تواند ورود شدید هوا از درها و شکاف‌ها، سخت شدن کنترل دمای سالن و برهم خوردن عملکرد هود باشد. هوای جایگزین یا Make-up Air باید با مکش هماهنگ شود.
همچنین در منابع مختلف تأکید می‌شود که مقدار، جهت و سرعت ورود هوای جایگزین بر توانایی هود در گرفتن جریان آلوده اثر دارد و هوای ورودی پرسرعت در نزدیکی هود حتی می‌تواند عملکرد مکش را کاهش دهد. پس اضافه کردن یک دمنده بزرگ در کنار هود بدون محاسبه، راه‌حل مناسبی برای جبران هوای تخلیه‌شده نیست.
غبار آرد را با هواکش سالن حل نکنید
در کارخانه نان، یک موضوع جدا از گرما و بخار، غبار آرد است. تخلیه کیسه آرد، توزین، الک، ریختن مواد در میکسر و برخی مراحل فرم‌دهی می‌توانند ذرات آرد را وارد هوا کنند. برای این نقاط، مکش موضعی نزدیک منبع اهمیت بیشتری از افزایش تعویض هوای کل سالن دارد.
HSE غبار آرد را یک عامل شناخته‌شده آسم شغلی معرفی می‌کند و استفاده از روش‌هایی مانند کاهش تولید غبار، محصورسازی و Dust Extraction را توصیه می‌کند. همان‌طور که در راهنمای HSE اشاره شده است:
«مواجهه با غبار آرد باید تا حدی که به‌طور منطقی امکان‌پذیر است کاهش یابد.»
این مسئله نشان می‌دهد طراحی فن نانوایی صنعتی فقط به بخش پخت محدود نیست. ممکن است برای سالن تولید به دو سیستم با مأموریت متفاوت نیاز باشد: یکی برای گرما و بخار و دیگری برای غبارگیری نقاط تولید آرد.
یک چک‌لیست کوتاه قبل از سفارش فن
پیش از انتخاب مدل، پاسخ این سؤال‌ها باید مشخص باشد:
- منبع اصلی مشکل گرماست، بخار است، دود است یا غبار؟
- دمای هوایی که واقعاً وارد فن می‌شود چقدر است؟
- هود چه ابعادی دارد و در چه فاصله‌ای از منبع نصب می‌شود؟
- دبی طراحی هر نقطه مکش چقدر است؟
- طول کانال و تعداد زانوها چقدر است؟
- افت فشار کل شبکه چند پاسکال محاسبه شده است؟
- فن قبل یا بعد از تجهیز تصفیه نصب می‌شود؟
- هوای خروجی از چه مسیری جایگزین خواهد شد؟
- آیا مسیر برای نظافت و سرویس دوره‌ای دسترسی کافی دارد؟
اگر این اطلاعات وجود نداشته باشند، مقایسه دو فن فقط بر اساس کیلووات موتور یا قطر پروانه اطلاعات کافی برای تصمیم‌گیری نمی‌دهد.
مکش خوب از خود فن شروع نمی‌شود
عملکرد مناسب فن نانوایی صنعتی حاصل هماهنگی هود، کانال، فن و هوای جایگزین است. هودی که جریان گرم را درست نمی‌گیرد با فن بزرگ‌تر الزاماً اصلاح نمی‌شود و یک فن قدرتمند پشت کانالی با افت فشار محاسبه‌نشده نیز ممکن است در نقطه کاری نامناسب کار کند.
برای بخار و دود، جمع‌آوری نزدیک منبع در اولویت است؛ برای گرمای عمومی باید بار حرارتی و تعویض هوای سالن دیده شود و برای غبار آرد بهتر است سیستم مکش موضعی مستقل بررسی شود. در مسیرهای کانال‌دار، فن سانتریفیوژ زمانی انتخاب مناسبی است که منحنی عملکرد آن دبی موردنیاز را در فشار استاتیک واقعی شبکه تأمین کند. در یک نانوایی صنعتی، بهترین فن لزوماً بزرگ‌ترین یا پرفشارترین مدل نیست؛ فنی است که دقیقاً برای دمای جریان، مقاومت مسیر و مأموریتی که از آن انتظار می‌رود انتخاب شده باشد.