Universidade Federal do Ceará

Centro de Ciências Agrárias

Departamento de Tecnologia de Alimentos

CÂMARAS FRIAS

Alunos:

Francisco Douglas Pontes Dias

Rafael Audino Zambelli

Samira Pereira Moreira

Curso: Engenharia de Alimentos

Disciplina: Tecnologia do Frio e do Calor

Professora: Leila Andrade

Fortaleza, Junho de 2009.

Introdução

A refrigeração industrial tem como objetivo a refrigeração de alguma substância ou meio. Ela apresenta características próprias que envolvem tanto uma mão de obra mais especializada quanto um custo maior de projeto em relação ao condicionamento de ar, é caracterizada por uma faixa de temperatura de operação variando de -60°c a até +20°c. É de fundamental importância para o armazenamento de alimentos congelados e não-congelados, o tempo de exposição da maioria dos alimentos pode ser incrementado através de um armazenamento a baixas temperaturas, no entanto, muitos alimentos não exigem serem congelados, tais como frutas, legumes e verduras.

A indústria de alimentos congelados teve início com o desenvolvimento de técnicas de congelamento rápido, podendo ser realizado em horas, ao invés de dias, preservando características do alimento. Os métodos mais conhecidos de congelamento são: congelamento por contato, por imersão do alimento em salmoura a baixa temperatura e também por câmaras frias.

Câmaras Frias

Os sistemas (ou câmaras) frigoríficas são, no sentido figurado, bombas de calor, uma vez que removem calor de uma região que está sob baixas temperaturas. São equipamentos utilizados em ambientes adequados que conservem alimentos perecíveis, com temperaturas de trabalho abaixo dos 0°C. É sabido que com a redução da temperatura ocorre uma redução das reações químicas, enzimáticas e microbiológicas nos alimentos, sendo assim, tornando-se possível mantê-los com um padrão sensorial aceitável para o mercado consumidor, o alimento pode ser simplesmente resfriado ou congelado (este último torna possível o armazenamento durante longos períodos, sendo necessário o uso de ambientes específicos desenvolvidos com esse propósito, as Câmaras Frias, ou Câmaras Frigoríficas).

O armazenamento refrigerado pode ser dividido em três categorias:

  1. Armazenamento temporário (curto prazo).

  2. Armazenamento a longo prazo.

  3. Armazenagem congelada.

Para 1 e 2 o produto é refrigerado e armazenado a temperaturas acima do seu ponto de congelamento e para 3, utiliza-se temperaturas abaixo do ponto de congelamento do produto. O armazenamento a longo prazo é utilizado, por exemplo, em supermercados, onde precisam manter o alimento por longos períodos (meses), no entanto, o período de armazenamento depende do tipo de alimento, o período máximo de armazenamento a longo prazo é cerca de 10 dias para produtos sensíveis, tais como tomates, e para carnes por exemplo, de 8 meses. Há uma necessidade de se saber a que temperatura devemos acondicionar alguns produtos, segue a tabela abaixo com exemplos:

Produto

Temperatura de Conservação (ºC)

Período de Armazenamento

Cordeiro Congelado

-18

6-8 meses

Porco Congelado

-18

4 - 6 meses

Aves Congeladas

-29

9 - 10 meses

Cereja Congelada

-18

10-12 meses

Caquí

-1

2 meses

Maçã

-1

2 - 6 meses

Peixe Congelado

-18

2 - 4 meses

Crustáceos

0,5

3 - 7 dias

Queijos

-1 .. 7

variável

Leite

0,5

7 dias

Ovas Congeladas

-18

12 meses

Brócolis

0

7 - 10 dias

Cenoura fresca

0

4 - 5 meses

Pão Congelado

-18

mais de uma semana

Alface

0

3 - 4 semanas

Batata

3,3 ... 10

4 - 8 meses

Tomate maduro

-0,5

2 - 7 dias

Abóbora

10 ...13

2 - 6 meses

OBS: Os que estão em negrito, seguem para as câmaras frias.

Como as câmaras frias trabalham com temperaturas muito baixas é necessário que se faça o isolamento correto de sua estrutura com materiais de baixa condutividade térmica de modo que se não se perca energia. Também é necessário evitar o acúmulo de água nos isolantes e a formação de gelo, para isso, impermeabilizam-se paredes, chão e teto, porque o calor atravessa estas estruturas dos ambientes refrigerados, ocasionando diferença entre a temperatura da câmara e o ar externo mais quente, a quantidade de calor dependerá da diferença desta temperatura e do tipo do isolamento feito. Evitando assim a deterioração do equipamento e a redução do isolamento térmico.

A carga térmica deve ser evitada, pois trás um mal-uso do equipamento, ela é composta por: ganhos de calor através das paredes, troca de ar entre sistema e ambiente, produto além de outras cargas de menor importância. Um cálculo seguro deve ser feito, de modo que evite-se gastos desnecessários. A troca de ar é um fator importante que deve ser considerado, a cada vez que a porta da câmara é aberta, o ar externo (mais quente) entra na câmara e deverá ser resfriado na parte interna, aumento o consumo de energia e a carga térmica total. O produto também interfere na carga porque ele sempre chegará à câmara a uma temperatura muito superior, e ele cederá calor ao meio até que sua temperatura abaixe.

Exemplos:

Composição

Uma câmara fria é composta por um módulo frigorífico que pode ser em forma de painel frigorífico (portátil e desmontável) ou de alvenaria (onde necessita de paredes para a fixação do aparelho isolador térmico). É composto também por uma porta frigorífica (que pode ser de forma giratória, de correr ou guilhotina). Por um equipamento de refrigeração, na forma de Split System (controle remoto) ou via Plug-In (aquele que é fixado na parte lateral da câmara). E os últimos acessórios acoplados ao equipamento podem ser: Cortina, estantes, pallets e estrados.

Split System são sistemas de refrigeração utilizados em equipamentos que conduzem ar, o seu funcionamento é chamado de ciclo de refrigeração por compressão de vapor. É baseado no deslocamento do gás refrigerante que é impulsionado por uma compressão através do compressor. Esse sistema possui um mecanismo acoplado a um motor elétrico que desloca o gás, o comprimindo na cabine de compressão.

OBS: Estes equipamentos atingem temperaturas de até -45°C, para temperaturas menores é necessário a utilização de equipamentos na forma de cascata, ou seja, o primeiro estágio refrigera o segundo e este por sua vez refrigera o seguinte que mantém a temperatura no valor adequado, abaixo de -45°C.

O sistema Plug-In ou monobloco frigorífico é aquele que consiste na extensão do conceito de ar condicionado de janela para aplicação em câmaras frigoríficas. Seus componentes são agrupados em um único chassis, encaixados na parede da câmara e sendo plugado na tomada.

Split Monobloco

Projeto de Instalação

Antes de iniciar compras de equipamentos para a montagem de câmaras frigoríficas de pequeno ou grande porte, é necessário o conhecimento de algumas informações como:

  • Quantidade de pessoas que trabalharão no ambiente;

  • Informações arquitetônicas; etc;

  • Tipo de produto a ser armazenado;

  • Quantidade de produto a ser estocado;

  • Entrada e saída de produto;

  • Necessidade de isolamento térmico e higroscópico (impermeabilização), entres outras informações.

Um grande problema com a estocagem refrigerada é a formação de gelo no chão, nas paredes e no evaporador, causadas pela umidade do ar ou por produtos não-embalados.

Aplicações

As câmaras frias possuem várias aplicações, dentre elas, câmaras frigoríficas para sementes (é necessário um desumidificador, equipamento utilizado para tirar a umidade do ambiente).

A Câmara frigorífica para amadurecimento artificial de frutas é utilizada para acelerar o amadurecimento de lotes de frutas e possui uma grande vantagem, pois você poderá fornecer frutas imediatamente a partir de frutas verdes no estoque, contém um desumidificador também, além de um dosador de etileno).

Câmara de Amadurecimento Artificial

Esquema geral de uma câmara frigorífica

Câmaras frias são utilizadas também para congelar carcaças de carne, para armazenamento em geral de alimentos congelados por diversos métodos e salas de finalização para sorvete. O ar é geralmente circulado por ventiladores (como mostrado em fotos nas páginas anteriores) para promover distribuição uniforme da temperatura.

As Câmaras de resfriamento rápido são aquelas que conduzem a uma rápida redução da temperatura de produtos, sejam eles perecíveis ou não, tudo com o intuito de preservar as suas características o mais próximo do estado natural. Geralmente a linha dos produtos para congelamento rápido conta com equipamentos altamente dimensionados para atingir o tempo total de 1 hora para o total congelamento, todo o processo é operado por controladores eletrônicos e microprocessadores, garantindo a precisão do processo. Mas, o que interessa para a indústria é a eficácia do equipamento, ele reduz 30% do consumo de energia além de ser rápido com capacidades padronizadas de 20 a 50kg por hora.

Deve-se atentar para o fato de que a potência do equipamento em instalações frigoríficas é a relação ente a quantidade de produto e o tempo pretendido para cada “corrida” *.

*ou seja, a potência do equipamento para produzir frio é maior quanto mais carga queira resfriar ou congelar e quanto menor for o tempo necessário ao processo.

Câmara de Congelamento Rápido

Bibliografia

Stroecker, W. F. Refrigeração Industrial, 2ª Ed. São Paulo: Blucher, 2002.

Althouse, A. D. Modern refrigeration and air conditioning, 1ª Ed. Chicago: Goodheart-

Wukkcix Co. INC, 1956.

Elonka, S. M. Manual de refrigeração e ar condicionado, 1ª Ed. São Paulo: Mcgraw-hill, 1978.

Fellows, P.J. Tecnologia do processamento de alimentos: princípios e prática; tradução Florencia Cladera Oliveira – 2ª Ed. – Porto Alegre, Artmed, 2006.

http://www.cabano.com.br/câmaras_frigoríficas.htm (Acesso em: 17/06 às 15:14).

http://www.tectermica.com.br/camara-frigorifica.htm (Acesso em: 19/06 às 21:30).

http://www.pladil.com.br/htm/sistemas-plugin.htm (Acesso em: 20/06 às 16:00)

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