Índice Agradecimentos
5
1. Conservação dos alimentos pelo frio
11
1.1. Os alimentos – constituição e parâmetros
11
1.1.1. Definição
11
1.1.2. Constituição
11
1.1.3. Propriedades térmicas
15
1.2. Noções de microbiologia alimentar
17
1.2.1. Microrganismos
17
1.2.2. Crescimento microbiano
21
1.3. Efeitos do frio sobre os alimentos
24
1.3.1. Físicos
25
1.3.2. Químicos e biológicos
27
1.3.3. Microbiológicos
27
1.4. Processos de conservação pelo frio
28
1.5. Condições de segurança térmica por classes de produtos
30
1.5.1. Fatores de risco
30
1.5.2. Legislação e normalização
31
1.5.3. Pescado e produtos da pesca
32
1.5.3.1. Barcos
32
1.5.3.2. Descarga, desembargue e lotas
36
1.5.3.3. Transporte
38
1.5.3.4. Estabelecimentos de manuseamento de produtos
39
1.5.4. Carnes
41
1.5.4.1. Matadouro
41
1.5.4.2. Transporte e distribuição
43
1.5.4.3. Estabelecimentos de venda
45
1.5.5. Hortofrutícolas
48
1.5.5.1. Tratamento de campo/pré-arrefecimento
48
1.5.5.2. Transporte
53
1.5.5.3. Conservação dos produtos
54
1.5.5.4. Estabelecimentos de venda
56
1.5.6. Outros
59
1.5.6.1. Ovos
59
1.5.6.2. Leite e laticínios
61
1.5.6.3. Pão e doces
63
7
Í N D I CE
2. Técnicas e meios de conservação 2.1. Necessidades de frio 2.1.1. Ganhos por transmissão
65 65 66
2.1.2. Ganhos por produtos
68
2.1.3. Ganhos por entrada de ar
71
2.1.4. Ganhos internos
73
2.1.5. Potência de frio
75
2.1.6. Tempos de arrefecimento
76
2.1.7. Exercícios resolvidos
86
2.2. Aplicações do frio por setores (industrial, comercial, doméstico)
91
2.3. Frio industrial
93
2.3.1. Túneis de congelação e de arrefecimento rápido
94
2.3.1.1. Túneis a ar
94
2.3.1.2. Túneis por imersão de salmoura
101
2.3.1.3. Túneis de placas
101
2.3.1.4. Túneis criogénicos e criomecânicos 2.3.2. Câmaras frigoríficas normais
102 104
2.3.2.1. Condições interiores de conservação
104
2.3.2.2. Constituição das câmaras
105
2.3.2.3. Arrumação em câmaras frigoríficas
115
2.3.3. Câmaras de atmosfera controlada
117
2.3.3.1. Condições interiores de conservação
117
2.3.3.2. Constituição das câmaras
119
2.3.3.3. Princípio de funcionamento
120
2.3.3.4. Teste de estanquicidade
121
2.3.4. Máquinas de gelo 2.4. Frio comercial
122 124
2.4.1. Armários e bancadas de frio
125
2.4.2. Vitrinas e móveis de frio
126
2.4.2.1. Condições interiores de conservação
127
2.4.2.2. Aplicações das vitrinas e móveis
128
2.4.2.3. Constituição das vitrinas e móveis 2.5. Frio doméstico
132 133
2.5.1. Condições inferiores de conservação
133
2.5.2. Constituição de um frigorífico doméstico
134
2.5.3. Arrumação de um frigorífico doméstico
136
2.5.4. Cuidados com um frigorífico doméstico
139
8
143
3.1. Sistemas de produção de frio
143
3.2. Princípio do sistema de compressão mecânica de vapores
145
3.2.1. Descrição
145
3.2.2. Princípio de funcionamento do sistema simples
146
3.2.3. Parâmetros termodinâmicos
148
3.2.4. Influência dos parâmetros no desempenho das instalações
152
3.2.5. Sistemas para instalações comerciais e industriais
155
3.2.6. Exercícios resolvidos
159
3.3. Fluidos e sistemas de produção de frio
162
3.3.1. Fluidos primários
162
3.3.2. Fluidos secundários
165
3.3.3. Classificação dos sistemas de produção de frio
166
3.4. Instalações frigoríficas normais
170
3.4.1. Descrição
170
3.4.2. Aplicação em frio doméstico
170
3.4.3. Aplicação em frio comercial
172
3.4.3.1. Instalação de câmara frigorífica
172
3.4.3.2. Instalação centralizada para câmaras frigoríficas de carne e frutas
175
3.4.3.3. Instalação para expositor de congelados
177
3.4.4. Aplicação em frio industrial
179
4. Medições no setor alimentar
183
4.1. Sistema HACCP
183
4.1.1. Descrição
183
4.1.2. Princípios
184
4.2. Princípios da metrologia
186
4.2.1. Descrição
186
4.2.2. Termos usados em metrologia
187
4.2.3. Grandezas e unidades
188
4.2.4. Erros
190
4.3. Técnicas e equipamentos de medida
192
4.3.1. Temperatura
192
4.3.2. Humidade relativa
201
4.3.3. Velocidade do ar
203
4.3.4. Pressão
205
4.3.5. Equipamentos elétricos
209
4.4. Estatística aplicada à medição
211
Referências bibliográficas
217
9
Í N D I CE
3. Fundamentos técnicos da produção do frio
A N TÓ N I O J O S É DA A N U N C I A DA S A N TO S
CO N S E RVAÇ ÃO D O S A L I M E N TO S P E LO FR I O
1
Bolores São microrganismos que crescem normalmente na superfície dos alimentos, com um aspeto de algodão, por vezes pigmentado. Muitos bolores exercem um efeito de contaminação dos alimentos, no entanto, outras espécies são úteis à sua transformação (por exemplo, o caso dos queijos Roquefort e Camembert). Aspergillus flavus: São os bolores mais abundantes e crescem em alimentos ricos em açúcar e sal. Algumas espécies são responsáveis pelas alterações dos alimentos e outras são usadas na sua transformação.
Figura 1.1. Micrografia de bolor (Aspergillus flavus). Fonte: StudyBlue
Leveduras Tal como os bolores, as leveduras podem ser benéficas ou prejudiciais. Como exemplo de uso benéfico destes seres microscópicos temos as fermentações produzidas na elaboração do pão, da cerveja, dos vinhos e do vinagre. Saccharomyces: Espécie usada nas indústrias alimentares, com uso de variedades específicas na fermentação do pão, cerveja e vinhos.
Figura 1.2. Micrografia da levedura (Saccharomyces cerevisiae). Fonte: Marcel Flikweert
18
O F R I O N O S E TO R A L I M E N TA R
Extrínsecos Estes fatores englobam os elementos que permitem um melhor controlo por parte das instalações de frio e ventilação: temperatura, humidade relativa ambiental e níveis de oxigénio. Temperatura: Os microrganismos são capazes de crescer ao longo de uma vasta gama de temperaturas. A classificação microbiana também é normalmente feita de acordo com as suas temperaturas de sobrevivência, de acordo com os valores da tabela seguinte. Tabela 1.4. Classificação dos microrganismos com a temperatura. Fonte: Bruges Costa, adaptado de Garbutt, 1997 Temperatura °C Grupos
Mínimo
Ótimo
Máximo
–10
20-30
42
Mesófilos
5
28-43
52
Termófilos
30
50-65
70
Psicrotróficos
Psicrotróficos: São organismos capazes de crescer a temperaturas negativas e são a principal causa de deterioração dos alimentos perecíveis. Crescem mais devagar quando comparados com os mesófilos e os termófilos, com taxas máximas de crescimento de 1-2 horas ou mais. Mesófilos: Têm uma faixa de crescimento ligeiramente mais estreita do que os psicrotróficos, com uma gama de 5-52 °C, e com uma banda ótima de 28-43 °C. A maioria dos patogénicos 1 pertence a este grupo, com uma temperatura ótima de crescimento semelhante à do corpo humano, 37 °C. 1
Que provocam doenças de origem alimentar.
23
1 CO N S E RVAÇ ÃO D O S A L I M E N TO S P E LO FR I O
Para a maioria dos microrganismos, o crescimento ótimo ocorre para um pH neutro, ou de 7. Já alguns organismos, tais como os bolores, têm valores de pH variados (2-8.5). As leveduras apresentam valores de crescimento ideal de 4.0-5.0.
A N TÓ N I O J O S É DA A N U N C I A DA S A N TO S
CO N S E RVAÇ ÃO D O S A L I M E N TO S P E LO FR I O
1
tendem a originar uma rutura celular, com a perda de água associada. Esta migração de água do interior da célula para o exterior contribui para o aumento dos cristais entre células, logo, para o aumento da degradação da estrutura celular. Quando os alimentos são descongelados existe uma perda associada do seu conteúdo celular, e logo do seu valor nutritivo, sabor, aroma e consistência. Como conclusão, pode-se dizer que na congelação lenta existe uma formação de cristais de grandes dimensões, que destroem a estrutura celular, danificando os produtos alimentares.
Figura 1.6. Estrutura celular durante uma congelação lenta. Fonte: Linde
Na congelação rápida existe uma rápida formação dos cristais de pequenas dimensões no interior das células, não danificando a estrutura celular, garantindo a qualidade do produto.
Figura 1.7. Estrutura celular na congelação rápida. Fonte: Linde
26
O F R I O N O S E TO R A L I M E N TA R
1 CO N S E RVAÇ ÃO D O S A L I M E N TO S P E LO FR I O
Figura 1.8. Barco de captura de pescado. Fonte: GEA
Nos barcos, a congelação do pescado e produtos da pesca, que não tenham sofrido uma refrigeração prévia, deve começar tão cedo quanto possível após a captura. Os produtos selecionados devem apresentar características correspondentes a uma boa frescura do ponto de vista comercial, podendo ser eviscerados, descabeçados, cortados ou filetados, segundo as espécies e os casos que se pretendam. Depois destas operações, e antes da congelação, os produtos devem ser lavados em água limpa a uma temperatura de 3-5 °C. A congelação do pescado deve ser feita de forma a obter uma temperatura interna não superior a –18 °C o mais rápido possível, e manter o produto a essa temperatura nos porões de armazenamento devidamente acondicionado.
33
A N TÓ N I O J O S É DA A N U N C I A DA S A N TO S
CO N S E RVAÇ ÃO D O S A L I M E N TO S P E LO FR I O
1
Figura 1.11. Venda de pescado em estabelecimento público. Fonte: GEA
As condições de temperatura, rotulagem e venda dos produtos da pesca e aquicultura congelados, ultracongelados e descongelados, são indicadas nos artigos 5.º e 6.º do DL n.º 37/2004: Artigo 5.º (Temperatura): “1. Os produtos congelados e ultracongelados devem ser mantidos a uma temperatura estável de –18 °C ou inferior, em todos os seus pontos. No transporte e venda, admitem-se as seguintes tolerâncias máximas quanto à temperatura dos produtos: Congelados e ultracongelados: a) No transporte: 3 °C; b) Nos expositores de venda: 6 °C. 3. Os produtos descongelados devem ser mantidos à temperatura do gelo fundente.”
40
O F R I O N O S E TO R A L I M E N TA R
1.5.6. Outros 1.5.6.1. Ovos O ovo é composto por quatro partes principais: casca, membrana da casca, a gema e a clara. A casca representa cerca de 12% do peso do ovo, a gema cerca de 28% e a clara cerca de 60%. A casca é uma estrutura única, com funções principais de proteção do conteúdo interno, contra as ações mecânicas e entrada de microrganismos, controlo da troca de gases e evaporação da água através dos porões da casca e o fornecimento de cálcio para o desenvolvimento embrionário. A casca tem pequenos poros que permitem estabelecer a troca de gases, que estão cobertos por uma cutícula de cera que protege o ovo contra a perda de água e impede a entrada de microrganismos. No mercado os ovos são classificados em quatro classes: S, ovos pequenos até 53 gramas; M, ovos médios de 53-63 gramas; L, ovos grandes com 63-73 gramas; e XL são os chamados de ovos gigantes, com mais de 73 gramas. 1
Figura 1.15. Estrutura da composição do ovo:
2 3 4 5 6 7
8 9 10 11
12
1. Casca;
9. Blastodisco;
2. Membrana externa;
10. Gema amarela;
3. Membrana interna;
11. Gema branca;
4. Calaza;
12. Córion;
5 e 6. Clara;
13. Calaza;
7. Membrana vitelina;
14. Espaço aéreo.
8. Gema;
Fonte: ASAE
13 14
59
1 CO N S E RVAÇ ÃO D O S A L I M E N TO S P E LO FR I O
um varrimento das paredes e chão, e segue-se uma passagem com água sobre pressão, em conjunto com um detergente. Nas proximidades da zona da porta de entrada é o local onde se observa maior contaminação, devendo ser um local que se deve ter especial cuidado. A zona de acesso às câmaras e espaços de armazenamento são espaços que devem estar bem limpos, a fim de evitar o transporte da sujidade para o interior da câmara.
A N TÓ N I O J O S É DA A N U N C I A DA S A N TO S
Q2r = m × CR × 24/1000 Onde: Q2r = calor libertado durante a respiração em kWh/dia; m = massa de produto em kg/dia; CR = calor de respiração em W/kg. Nos gráficos seguintes mostra-se a evolução deste parâmetro com a temperatura do produto para algumas frutas e verduras. Alguns hortícolas têm evoluções com valores muito próximos, sendo estes representados por uma evolução média.
Calor de respiração, CR, em W/kg
TÉCN I C AS E M EI O S D E CO N S ERVAÇ ÃO
2
Os frutos frescos e vegetais, quando em temperaturas positivas, libertam calor no processo de combinação do oxigénio com o carbono nos tecidos do produto, chamado de respiração. Esta quantidade de calor libertada aumenta com a temperatura de armazenamento e também deve ser quantificada no balanço frigorífico.
Temperatura do produto, T, em °C Figura 2.3. Energia de respiração de verduras a várias temperaturas: 1. média para ameixas, laranjas, uvas;
4. morangos;
2. maçãs;
5. peras;
3. média para mirtilos e pêssegos;
6. média para todas as frutas.
70
A N TÓ N I O J O S É DA A N U N C I A DA S A N TO S
Q3 = Nd × V × Δh/3600 Onde: Q3 = energia térmica de ganhos por entrada de ar em kWh/dia; V = volume interior da câmara em m3; Δh = diferença de entalpias do ar entre o exterior e o interior em kJ/m3. Este parâmetro é obtido a partir do diagrama psicrométrico ou por tabelas específicas. Os valores práticos são: 65.47 kJ/m3 com interior a 0 °C e exterior a 30 °C, com 50% de humidade relativa; 99.62 kJ/m3 com interior a −20 °C e exterior a 30 °C, com 50% de humidade relativa; Nd = número de renovações do ar interior por dia aconselhado para a câmara. No gráfico seguinte apresentam-se alguns dados para câmaras que trabalham a temperaturas positivas e outras negativas.
Número de renovações diárias, Nd
TÉCN I C AS E M EI O S D E CO N S ERVAÇ ÃO
2
das portas, pelos orifícios na envolvente de passagem de cabos e de tubos, ou pela ventilação, quando existe a necessidade de renovação do ar interior. Esta parcela energética pode ser quantificada por uma relação entre o volume da câmara e valores de renovações de ar por dia, em função do tipo e do volume da câmara.
Volume de câmara, V, em m3 Figura 2.5. Número de renovações de ar da câmara por dia, pela abertura de portas para condições normais de trabalho: T > 0 = câmaras de temperaturas positivas;
T < 0 = câmaras de temperaturas negativas. Fonte: Ramírez, J. A., 2000
72
O F R I O N O S E TO R A L I M E N TA R
Q = m × C × (Ti – Tf) = ρ × V × C × {Ti – [Te + (Ti – Te) × e–m×t]} Q = ρ × V × C × {(Ti – Te) – (Ti – Te) × e–m×t} Q = ρ × V × C × (Ti – Te) × (1 – e–m×t) Q = quantidade de calor transferida no processo de arrefecimento em J. As restantes variáveis são as descritas anteriormente no cálculo do parâmetro de temperatura, Y. Exemplo: Uma ameixa, com uma forma aproximada a uma esfera de 3 cm, com 27 °C iniciais de temperatura, foi submetida a uma corrente de ar de 0 °C, com uma velocidade que conduz a um coeficiente de convecção de 10 W/(m2 °C). A estas condições, o método apresenta um Bi dentro da gama de validade com 0.09. V = 1/6 × π × D3 = 1/6 × π × 0.033 = 0.00001414 m3 A = π × D2 = π × 0.032 = 0.00283 m2 L=
Bi =
α=
m=
K ρ×C Bi × α L2
V A
=
h×L K =
=
0.00001414
= 0.005 m
0.00283 =
10 × 0.005
= 0.09
0.536
0.536 1048 × 3738
= 1.368 × 10–7 m2/s
0.09 × 1.368 × 10–7 0.0052
= 0.0004925 s–1
79
2 TÉCN I C AS E M EI O S D E CO N S ERVAÇ ÃO
A energia perdida pelo produto, ao longo do período de arrefecimento, é determinada de forma simples, pela equação da primeira lei da termodinâmica anteriormente referida, com a temperatura final do produto determinada pela equação anterior.
A N TÓ N I O J O S É DA A N U N C I A DA S A N TO S
TÉCN I C AS E M EI O S D E CO N S ERVAÇ ÃO
2
Os equipamentos pertencentes à categoria do frio comercial são todos aqueles que foram concebidos para trabalhar no comércio alimentar, como empresas destinadas à venda a retalho, venda ao público (como os supermercados, peixarias, talhos, frutarias, doçarias, restaurantes e bares), comércio de hotelaria, cantinas de lares, creches, etc. Estes equipamentos são de dimensões e potências de frio e elétricas médias, com consumos mais baixos em relação a uma instalação industrial. São equipamentos menos resistentes que os anteriores, concebidos normalmente para estabelecimentos públicos, onde o desenho do equipamento é um aspeto levado em conta para a integração com o mobiliário ambiental.
Figura 2.9. Ambiente comercial de um supermercado.
Para o frio doméstico, consideram-se todos os equipamentos que foram projetados e concebidos para trabalhar nas residências de habitação. Esta divisão do frio, de acordo com o local da sua produção, não significa que existe um tipo de máquina para cada um destes setores. Na prática, os fabricantes de equipamentos produzem as máquinas com modelos e potências variáveis, que as permitem aplicar a mais do que um setor. Por exemplo, os fabricantes de máquinas de gelo produzem equipamentos de potências reduzidas que as permitem aplicar aos supermercados (aqui está-se perante um equipamento comercial), mas também produzem máquinas de gelo de elevadas potências, que produzem gelo para gelar toda a carga de peixe de um barco que dá entrada num cais de descarga (estando aqui perante uma máquina de gelo industrial).
92
O F R I O N O S E TO R A L I M E N TA R
3
2 4
5 6
7
8 9
1
Figura 2.12. Túneis de congelação a ar forçado em espiral: 1. estrutura de chão, soldada e inclinada;
6. fluxo de ar horizontal;
2. envolvente em aço inoxidável;
7. estrutura transportadora;
3. topo;
8. interface de operação;
4. perfis;
9. sistema de recirculação.
5. evaporadores;
Fonte: GEA
São encontrados modelos simples, de uma passagem do produto, modelos mais complexos, com duas e três passagens, e modelos em cascata. Por exemplo, um modelo simples permite congelar cerca de 1100-3000 kg/hora de ervilhas verdes a −21-−18 °C.
97
2 TÉCN I C AS E M EI O S D E CO N S ERVAÇ ÃO
ordem dos 3-11 minutos. Este método de congelar origina os chamados IQF – Individually Quick-frozen, ou congelados individualmente de forma rápida. Pois, ao contrário dos métodos anteriores, que congelam os alimentos em blocos, este método introduz a melhoria já referida na rapidez de congelação, que traz os benefícios acrescidos à qualidade do produto. Por exemplo, estima-se que o tempo de congelação das ervilhas a −29 °C é menor em 8 minutos do que num de cintas normais.
A N TÓ N I O J O S É DA A N U N C I A DA S A N TO S
TÉCN I C AS E M EI O S D E CO N S ERVAÇ ÃO
2
de produtos embalados. Um fabricante produz um modelo com diferentes tempos de retenção que permite acomodar simultaneamente peças inteiras de carne, cortes ou partes arrefecidas, com capacidades de produção que variam de 5000-32000 kg/h. Nos gelados, a máquina permite congelar 3-10 tipos diferentes em simultâneo. No arrefecimento de queijos, o túnel permite levar 15 tipos diferentes, garantindo a mesma temperatura de saída do produto, independentemente da embalagem e do seu tamanho. Este também permite um controlo da temperatura dos iogurtes/produtos fermentados, que garante o rigor da qualidade e do prazo de validade.
7 3
6
4 5
2
1
Figura 2.14. Túnel a ar, Carton freezer, do tipo SRT: 1. zona de acumulação na entrada por tipo de produto ou por tempo de retenção; 2. transferência de carga para o transportador SRT; 3. passo opcional, de movimento de carga para uma acumulação de produto/ racionalização do produto no ambiente de congelação; 4. transferência do produto para prateleiras por meio de braço mecânico;
100
5. levantamento da transportadora por meio do elevador de transferência e inserção no rack SRT; 6. passagem das embalagens de produtos pelo interior do SRT, em contrário ao fluxo de ar; 7. transferência do produto para a esteira de saída, deixando a prateleira vazia para novo produto.
O F R I O N O S E TO R A L I M E N TA R
e
SP
e + 102
L
D 90
L + 200
°
H + 140
H
H + 30
B
A
FIXAÇÃO STANDARD
D C L + 70 L + 280
A
Figura 2.25. Porta pivotante: A. um marco com perfil tubular em PVC;
C. soleira inox;
B. uma folha batente (isolamento em poliuretano + 2 chapas termolacadas);
D. cobertura em aço inox da face do painel no vão da porta. Fonte: Arneg
Nas salas de trabalho e de desmanche, entre outros usos industriais, é costume usar-se portas do tipo vaivém, para garantir uma passagem constante dos trabalhadores. Estas portas são aconselhadas para temperaturas maiores ou iguais a 12 °C (ΔT ≤ 12 °C, Hr ≤ 60%). Os materiais dos componentes normais da porta têm semelhanças aos anteriores apresentados nas portas pivotantes para câmaras, pois esta porta também se enquadra nessa categoria.
113
2 TÉCN I C AS E M EI O S D E CO N S ERVAÇ ÃO
3. Portas As portas de uma câmara frigorífica de acesso ao interior são normalmente opacas, podendo também existir em vidro, para permitir a visualização do interior. As opacas são classificadas em pivotantes ou deslizantes. As pivotantes são integradas nos próprios painéis, podendo ser centradas ou descentradas, e têm dobradiças normais que permitem uma abertura lateral. As deslizantes opacas têm uma abertura de correr e funcionam sobre guias inferiores e superiores, com uns batentes nos extremos a limitar o curso.
A N TÓ N I O J O S É DA A N U N C I A DA S A N TO S
Figura 2.31. Máquina de gelo em flocos:
2
1. motor redutor;
TÉCN I C AS E M EI O S D E CO N S ERVAÇ ÃO
2. depósito de enchimento; 2
3. raspador/cortador de gelo helicoidal;
1
4. controlador de nível de refrigerante;
3
5. cilindro de parede dupla fixa;
5
6. linha de líquido de HP (alta pressão); 4
7
7. isolamento de poliestireno com revestimento de PVC;
9
8. eletroválvula de líquido; 9. rodo de borracha;
10 12 13 14
6
10. gelo;
8
11. regulador;
11
12. superfície de evaporação; 13. bomba doseadora; 14. bomba de água. Fonte: GEA
2.4. Frio comercial A cadeia de frio comercial engloba uma enorme diversidade de máquinas frigoríficas que permitem a conservação dos alimentos antes de entrar no domínio do consumidor. Os equipamentos neste setor do frio devem ter capacidade suficiente para receber os produtos que vêm do setor industrial. Logo, deve esperar-se que os produtos que entram nestes equipamentos venham com temperaturas mais altas em relação aos seus valores nominais de armazenamento. Por exemplo, o pescado congelado deve ser conservado com uma temperatura interior que ronda os −18 °C, aceitando-se tolerâncias de 3 °C para o transporte e 6 °C nos expositores de venda. Isto significa que a mercadoria pode chegar a um estabelecimento comercial (um supermercado) com um valor de −15 °C (−18 + 3). Chegado ao estabelecimento comercial, este produto deve ser colocado numa câmara de conservação de congelados para sofrer uma recuperação térmica, e só depois ser exposto nos expositores de venda. Nestes equipamentos, o produto pode sofrer um aumento na sua temperatura, para um valor que ronda os −12 °C (−18 + 6).
124
O F R I O N O S E TO R A L I M E N TA R
A. com motor à distância, com temperaturas de exercício de −18-−21 °C; B. com motor incorporado com temperaturas de exercício de −22-−25 °C.
A
B
Figura 2.34. Ilha horizontal aberta: A. com motor à distância;
B. com motor incorporado. Fonte: Arneg
Mural horizontal Tal como as ilhas, são móveis que se usam para expor vários tipos de alimentos congelados em espaços comerciais, onde as pessoas têm acesso ao seu interior a partir de um plano horizontal. Como já referido, são murais porque são construídos para serem encostados às paredes ou a outros móveis.
129
2 TÉCN I C AS E M EI O S D E CO N S ERVAÇ ÃO
Ilha horizontal As ilhas são móveis de frio, amplamente usados em espaços comerciais onde as pessoas têm um fácil acesso ao produto a partir de um plano horizontal. Servem para conservação de diversos alimentos frescos e congelados (peixe, carne, legumes, etc.), e, tal como as vitrinas, são fabricadas para trabalhar com motor incorporado ou à distância. Os modelos com motor incorporado apresentam amplas áreas de exposição e são usados grandemente para promover as vendas dos produtos alimentares de grande consumo. Podem ser colocadas em pontos estratégicos das superfícies comerciais e alterar o seu local sempre que necessário. Os modelos com grupos à distância são instalados nos locais previamente projetados, e só podem ser removidos com intervenções na instalação de frio. Na figura 2.34 mostram-se exemplos de ilhas horizontais abertas para produtos congelados:
A N TÓ N I O J O S É DA A N U N C I A DA S A N TO S
O que não deve ser feito: TÉCN I C AS E M EI O S D E CO N S ERVAÇ ÃO
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t Colocar este tipo de equipamento junto a fontes de calor, como fornos, fogões, ou locais com incidência solar direta. Quanto menor for a carga térmica que entra para o interior do frigorífico, menor será o esforço que o equipamento faz em remover esse calor. Segundo a Direção-Geral de Geologia e Energia (2004), baixando a temperatura da envolvente do equipamento em 5 °C pode-se atingir, aproximadamente, uma economia de energia de 30%; t Colocar a comida quente ainda no frigorífico. Quanto menor for a quantidade de calor que é transportada para o interior do frigorífico, menor será a quantidade de calor que este terá de transportar para o exterior, logo, será menor o esforço associado;
Figura 2.46. Posição do frigorífico face às fontes de calor. Fonte: Teka
t Deixar acumular gelo na superfície interior. Isto aumenta a resistência térmica à passagem do calor, dificultando a sua entrada para o evaporador. Estima-se um aumento no consumo em cerca de 30% para uma camada de gelo superior a 5 mm.
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O F R I O N O S E TO R A L I M E N TA R
P = 101.3 kPa Evaporador R134a
T = –26 °C Vapor saturado
3
Pf = 101.3 kPa
–26 °C Pg = 101.3 kPa
Entalpia, h Figura 3.7. Temperatura de mudança de fase para R134A (fluido puro).
De uma forma simples, as misturas resumem-se a misturas que não têm deslizamento na sua temperatura da mudança de fase – as azeotrópicas – e as que têm um deslizamento na temperatura de mudança de fase, como as zeotrópicas. O deslizamento na temperatura é a variação que o fluido sofre na sua temperatura entre o estado de líquido e o de vapor saturado. Por exemplo, o R407C a 100.8 kPa está em líquido saturado a −44 °C, e em vapor saturado a −36.8 °C. Logo, durante esta mudança de fase sofreu uma variação ou deslizamento de 7.2 °C (−36.8 − (−44) °C). P = 100.8 kPa Evaporador R407c
T = –36.8 °C Vapor saturado
Pressão, p
T = –44 °C Líquido saturado
Pf = 100.8 kPa –44 °C Pg = 69.7 kPa
Entalpia, h Figura 3.8. Temperatura de mudança de fase para R407C (mistura zeotrópica).
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FU N DA M E N TO S T É C N I CO S DA P R O D U Ç ÃO D O FR I O
Pressão, p
T = –26 °C Líquido saturado
A N TÓ N I O J O S É DA A N U N C I A DA S A N TO S
Sonda alta pressão
7 9
3 FU N DA M E N TO S T É C N I CO S DA P R O D U Ç ÃO D O FR I O
para condensador 4 5
1
8
2
do condensador 6 3
Sonda baixa pressão
Dos serviços Figura 3.21. Central frigorífica de uma aspiração e um nível de compressão: 1. compressor;
9. união flexível eliminadora de vibrações;
2. resistência de cárter;
F. filtro secador;
3. depósito de líquido;
v. visor de líquido;
4. separador de óleo;
PAB. pressóstato combinado de alta e baixa pressão;
5. acumulador de óleo; 6. coletor de aspiração;
PDA. pressóstato diferencial de óleo.
7. coletor de descarga;
Fonte: Pecomark
8. controlador de nível de óleo;
Na figura 3.22 apresenta-se o esquema de uma central que trabalha segundo o ciclo de dupla aspiração apresentado anteriormente, para evaporadores de expansão seca. Os componentes têm a mesma legenda que o esquema anterior de uma aspiração. Esta instalação consegue satisfazer as necessidades de frio de uma rede de congelados e uma de refrigerados. Três compressores aspiram os vapores do coletor de aspiração dos serviços de temperatura positiva; os outros dois compressores aspiram o fluido vindo dos serviços de temperatura negativa. Todos os compressores comprimem para o mesmo nível de pressão de descarga, que segue ao condensador para a mudança de estado físico de vapor a líquido. De condensador segue para o depósito de líquido, onde vai ser distribuído pelas linhas dos serviços de alta e de baixa evaporação.
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O F R I O N O S E TO R A L I M E N TA R
0T UFSNØNFUSPT NFUÈMJDPT baseiam-se nas diferentes dilatações dos metais, quando sujeitos à ação do calor. Dois metais diferentes têm diferentes dilatações quando sujeitos ao calor, onde um dos metais dilata mais do que o outro, originando um movimento de curvatura. Para umas tiras retilíneas este movimento é dado pela expressão seguinte: K × ΔT × l 2
h Onde: K = coeficiente de deflexão do par metálico. Por exemplo, para latão e aço com 36% de níquel é de 14 × 10-6.
h d l
Figura 4.3. Dilatação bimetálica. Fonte: Manual IEFP
Os termómetros metálicos com este princípio são feitos em formas de espiral bimetálica com um elemento fixo e outro móvel, cujo efeito de deformação aciona uma agulha indicadora sobre uma escala graduada de temperatura. O campo normal destes equipamentos vai de –200-600 °C. Conforme referido, uma liga de baixa dilatação é o latão e/ou o aço. Estes termómetros têm aplicações ao nível industrial.
Figura 4.4. Termómetro metálico. Fonte: Manual APIEF
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M E D I ÇÕ ES N O S E TO R A L I M E N TA R
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