Instalações frigoríficas a amoníaco para a indústria alimentar
António Santos
Engenheiro Mecânico Térmico
RESUMO
O amoníaco é um fluido muito antigo usado nos sistemas de produção de frio industrial, com forte aplicação no ramo alimentar. As suas boas propriedades termodinâmicas fazem deste fluido um bom produtor de frio e amigo do ambiente, usado normalmente em instalações do tipo inundado. Neste trabalho apresenta-se em três pontos os principais aspetos relacionados com as instalações que usam este fluido. Inicia-se com uma breve descrição histórica do fluido e suas propriedades e segue-se com os principais sistemas frigoríficos usados. Num terceiro e último ponto faz-se uma descrição dos principais elementos usados nas instalações.
Palavras-chave: Refrigeração, Congelação, Amoníaco, Indústria, Alimentos.
O AMONÍACO COMO FLUIDO REFRIGERANTE
História
A indústria alimentar é um setor de atividade humana que há muito tempo utiliza o amoníaco como fluido refrigerante. Foi em França, em meados do seculo XIX, que o fluido foi usado pela primeira vez, como refrigerante e, posteriormente, usado nos Estados Unidos na produção de gelo. Surgem então por volta dos anos setenta deste seculo as primeiras patentes em máquinas de refrigeração com o uso do amoníaco. A partir deste ponto foram sendo ampliadas as aplicações do amoníaco como refrigerante, com o seu uso à produção de gelo, pistas de patinagem, indústria química, processamento dos alimentos, em equipamentos de refrigeração doméstica e mesmo em sistemas de ar condicionado. Deste os princípios do seculo XX que a indústria alimentar e os sistemas de refrigeração a amoníaco registaram uma evolução conjunta, motivados principalmente pela boa eficiência energética e pela boa informação económica. Nos dias de hoje o amoníaco permanece como o fluido refrigerante mais usado nos sistemas de refrigeração industrial, com o objetivo de processar e conservar a maioria dos alimentos e bebidas. As suas aplicações muito comuns são nos armazéns frigoríficos de distribuição, nos túneis de congelação, nas instalações de processamento de alimentos (como os matadouros, fábricas de sorvetes, entre outros) e nas embarcações de pesca.
Propriedades do amoníaco
Com a fórmula química NH3, o amoníaco é um fluido inorgânico constituído por um átomo de nitrogénio e por três átomos de hidrogénio, que apresenta umas características termodinâmicas e outras não termodinâmicas, que estabelecem umas condições próprias de funcionamento e uns equipamentos e materiais próprios a ser usados.
Das principais propriedades termodinâmicas retira-se que as instalações levam tubagens sujeitas a altas pressões e que as temperaturas de evaporação podem alcançar valores em uma larga gama de trabalho, o que permite construir uma instalação, para alimentar, em simultâneo, serviços de várias temperaturas, como por exemplo, as câmaras em regime de frescos de +0/-10 ºC e túneis em regime de congelados a -33 ºC.
O seu elevado calor latente de vaporização, associado às boas propriedades de transporte, vai proporcionar uma elevada troca de calor por unidade de superfície nos equipamentos da instalação. Por este motivo, as instalações a amoníaco levam equipamentos de troca de calor mais pequenos (com menos material), que as instalações convencionais de outros fluidos, isto quando têm potências frigorificas semelhantes. O baixo volume específico na linha de aspiração origina, também, o uso de compressores de menor cilindrada e uma redução no diâmetro das tubagens, e também a possibilidade de se poder aumentar a velocidade de circulação, quer nos tubos como nos orifícios com perdas de carga aceitáveis.
Das propriedades não termodinâmicas, refere-se à imiscibilidade com os óleos, ao seu poder corrosivo e aos impactos com o ser humano e ambiente. A não miscibilidade com os óleos, vai originar a existência de um separador de óleo, para permitir recuperar a maior parte do óleo que é arrastado do compressor; o seu poder corrosivo, vai atacar o cobre, o zinco, e as ligas (bronze, latão, entre outras) e a maioria dos plásticos, o que canaliza o aço como o material usado normalmente neste tipo de instalações. Dos impactos ao ser humano destaca-se a sua alta toxicidade e a baixa inflamabilidade. Este motivo origina o uso de sistemas mistos com amoníaco-agua, nas instalações comerciais ou mesmo em ar condicionado. No entanto é um fluido que não destrói a camada de ozono, nem tem efeitos negativos sobre o efeito de estufa.
Nota de Redação
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