Produção do frio num supermercado
1. Compressor; 2. Depósito de líquido; 3. Depósito de óleo; 4. Filtro secador; 5. Descarga dos compressores; 6. Aspiração dos compressores; 7. Estrutura de suporte
Por: António Santos | Engenheiro Mecânico Térmico
Resumo
A rede de frio de um supermercado é composta por um conjunto de câmaras, vitrinas e moveis frigoríficos ligados por meio de uma instalação própria, que permite manter as condições interiores adequadas à conservação de cada género alimentar. A produção do frio em cada um dos meios pode ser feita de forma individual ou comum a vários equipamentos, com uso de diferentes técnicas.
Neste trabalho apresenta-se em cinco pontos alguns dos aspetos que permitem caracterizar estas produções de frio comercial. Inicia-se com os sistemas usados no setor alimentar, salientando-se a compressão mecânica como o mais comum, e segue-se com a descrição genérica da constituição da instalação frigorífica e elétrica. Nos dois últimos pontos apresenta-se o princípio de funcionamento da rede frigorífica, referindo-se alguns valores dos principais parâmetros de funcionamento.
Sistemas de produção de frio
Conforme referido nos trabalhos [2] e [3] os equipamentos para conservação alimentar, com uso do frio são construídos de forma a garantir os ambientes de baixas temperaturas, limitando a passagem do fluxo de calor. Pelas leis da física para garantir estes ambientes com níveis de energia interna mais baixos do que a sua envolvente é necessário o uso de sistemas que façam o transporte do calor interior para o ambiente exterior.
Os métodos mais usados para a produção do frio na indústria alimentar são os sistemas líquidos, os sistemas com gelo e os sistemas de compressão mecânica de vapores. Nos líquidos tira-se partido do calor sensível de um fluido frio, que circula no interior de uma serpentina colocada no interior do meio a refrigerar. Com uma capacidade térmica cerca de quatro vezes maior do que o ar, a água é o líquido natural que se usa para estes fins. Por exemplo a uma temperatura média de 9.5ºC, apresenta um valor de 4.189 kJ/(kg °C).
Se um caudal de água de 0.1679 kg/s circular numa bateria fria com uma entrada a 7 °C e uma saída a 12 °C consegue obter uma potência de frio de 3.517 kW (0.1679 × 4.189 × (12 − 7)). Esta potência é suficiente para produzir frio para uma câmara de produtos frescos com 39 m3 de ar.
O uso do gelo para a produção do frio é uma técnica muito antiga, que continua com grande aplicação nos espaços comerciais de hoje. Por exemplo, o pescado após a sua apanha, é arrefecido pelo gelo, mantendo a sua temperatura nos 0ºC (gelo fundente) até aos locais comerciais de venda.
Esta técnica tira partido do calor latente de fusão do gelo, que ao mudar o seu estado físico de sólido a líquido, absorve o calor do produto ou espaço a refrigerar e o transporta para o exterior sob a forma de água. Se na câmara de 39 m3 de frescos forem colocados 1000 kg de gelo sólido, estes ocupam cerca de 1 m3 e têm a mesma potência de frio que o caudal mássico de água anterior (3.517 kW).
Em relação à situação anterior, este sistema apresenta a vantagem no alcance de temperaturas mais baixas, podendo chegar muito próximo de 0 °C; por outro lado, tem como desvantagens uma ocupação elevada de espaço na câmara e uma constante reposição de gelo. Os sistemas de compressão mecânica de vapores, tal como o gelo, tiram partido do calor latente de mudança de fase das substâncias, sendo neste caso uns líquidos.
(continua)
Nota: Artigo publicado na edição impressa da TecnoAlimentar 13.
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