El frío, factor diferenciador

Durante años las personas se han beneficiado de la refrigeración para mantener los alimentos con sus propiedades y como tal, esta ha revolucionado los hábitos de consumo de la sociedad; sin embargo los procesos de refrigeración no sólo se dan cuando los productos (bebidas o alimentos) son comprados para ser consumidos, éste proceso realmente comienza en la elaboración.

La refrigeración, como el proceso de reducción y mantenimiento de la temperatura de un objeto o lugar, transfiere la energía del cuerpo que pretendemos enfriar a otro, aprovechando sus propiedades termodinámicas. Cabe resaltar que este proceso para plantas de bebidas o para comestibles depende de la temperatura ambiente, por ellos es importante mantener un control minucioso sobre esto.

En las plantas de bebidas, en el proceso de la cadena de frío se utilizan componentes normales de un sistema de refrigeración, es decir, se cuenta con un evaporador, compresor y dispositivo de expansión; además, como menciona Orlando Muñoz Arias, jefe del departamento de refrigeración, división nacional técnica, de la embotelladora colombiana, el tipo de evaporador juega un papel importante, ya que este procedimiento de refrigeración requiere de un diseño especial porque forma parte del sistema procesador de la bebida, específicamente del mezclado y la carbonatación en el caso de los refrescos gaseosos, asimismo influyen la disposición de los accesorios y el sistema de control.

La refrigeración para la industria de los refrescos, las gaseosas y las cervezas es lo que el agua para un ser vivo, un factor indispensable para su desarrollo, por eso, Germán Robledo, gerente de ventas para Latinoamérica de Vilter Manufacturing LLC, explica que sin refrigeración el producto no logra las características adecuadas. En sodas, el jarabe se dulcifica y pierde sabor, de forma tal que no podría tener el gas CO2 dentro de la bebida y sería una bebida sin gas, pues el gas da sabor, además de propiedades de larga vida útil del producto.

En cervecería, la cadena de frío permite el sabor y el color amarillo de la cerveza, sin ella no hay sabor, calidad y color. También en el proceso lechero y de jugos, la refrigeración controla la temperatura después de la pasteurización o ultra pasteurización (UHT), sin ella  la leche o jugo se carameliza, perdiendo proteínas y propiedades; por lo anterior se determina que la refrigeración en los procesos industriales de las bebidas es un elemento básico, esencial y requerido para esta industria y sin ella no existe el producto.

De la misma forma opina Fernando Becerra, gerente de ventas de Danfoss, para quien la refrigeración es parte indispensable en los procesos. Para él la industria de bebidas requiere de procedimientos de refrigeración eficientes, confiables y precisos. “La función de la refrigeración en gaseosas es facilitar la carbonatación de la bebida para lo cual se utilizan sistemas inundados; en el caso de cerveza se controla la temperatura en tanques de maduración en donde se examina la temperatura en chaquetas independientes a lo largo del tanque, en estos casos el amoniaco es sobrealimentado (sistema recirculado) a bajas temperaturas y controlado por medio de un sistema de control de caudales y regulación de presiones, generalmente electrónicas, desde un PCL. Los intercambiadores de placas sobrealimentados (diferenciales de 2°C) son usados para el enfriamiento de agua desairada y cerveza, los cuales han ido reemplazando los antiguos sistemas casco tubo inundados menos eficientes, más voluminosos y con problemas de taponamiento y congelaciones”.{mospagebreak}

Características para el frío

Como lo mencionaba Becerra, los procesos deben ser eficientes, confiables y precisos, por tal motivo una planta de refrigeración para bebidas, sin importar la clase, debe estructurarse para brindar alta eficiencia, durabilidad, confiabilidad y fácil operación, las cuales se consiguen mediante la implementación de adecuados sistemas de enfriamiento. “Generalmente se trabajan sistemas inundados en los carbonatadores, sistemas recirculados en cerveza para tanques de fermentación y maduración al igual que en los cuartos fríos. Esto le da una alta eficiencia de transferencia de calor, siempre se utilizan con amoniaco como refrigerante por su bajo costo inicial y su buena eficiencia”, afirma.

Refrigerantes particulares y amigables

Las más grandes preocupaciones para esta industria son el debilitamiento de la capa de ozono, el cambio climático y el calentamiento global, aspectos en los que el uso de refrigerantes y como tal la industria del HVAC, influye e influirá negativa o positivamente, por tal motivo se están tomando medidas respectivas.

Podríamos comenzar diciendo, como expone Fernando, que la búsqueda de la alta eficiencia o del bajo consumo de energía ha hecho que se investiguen cada vez más, menos diferenciales en los intercambiadores, reemplazando casco y tubo por intercambiadores de placas; adicionalmente se mejora el control con electrónica haciendo el sistema más automático y más precisas las temperaturas.

Los refrigerantes son fluidos, y como tal cuentan con todas las propiedades físicas y químicas como punto de ebullición, congelación, fluidez, viscosidad, densidad, volumen; no obstante, y como asegura Robledo, la más importante para la refrigeración, es el poder calorífico, acompañado de las de volumen y densidad, las cuales determinan el fluido  a usar en la instalación. También deben tenerse en cuenta las cualidades tóxicas o químicas, donde el amoniaco es peligroso y de cuidado en su manejo; los freones son iguales de tóxicos y peligrosos que el amoniaco, pero adicionalmente deterioran la capa de ozono. En refrigerantes existen naturales y químicos; el CO2, amoniaco, agua, propano son refrigerantes naturales, mientras que los freones son químicos.

En cuanto a los refrigerantes que se usan en las plantas de bebidas, puede utilizarse cualquier tipo, exceptuando los gases combustibles como el metano, propano y otros. Orlando Muñoz explica que anteriormente se utilizaban CFCs como el R-12 y el R502, pero actualmente el más implementado es el amoniaco (NH3) para enfriamiento directo y propileno glicol como refrigerante secundario.

El amoniaco cuenta con excelentes propiedades termodinámicas que lo hacen especial para ser empleado en grandes instalaciones, pues tiene mayor poder calorífico; otros refrigerantes por su bajo calor demandan grandes cargas o kilos o libras de éste, haciendo que los sistemas sean grandes, costosos y que desgasten mayor energía; asimismo el menor costo del amoniaco, comparado con otros, lo hace el más demandable. Por otro lado, la aplicación del propileno glicol es necesaria como norma de seguridad,  ya que algunas leyes lo exigen, como las europeas principalmente. “El amoniaco puede ser usado sin ningún inconveniente en sistemas inundados y recirculados, ya que es más liviano que el aceite el cual va al fondo de todos los recipientes y requiere ser purgado”, explica Fernando.

Proceso de calidad

Todos los procesos cuentan con parámetros de producción que miden la eficiencia, rentabilidad y calidad de un producto. La industria de las bebidas no es la excepción, y en este caso la refrigeración es uno de los factores que determina el buen grado del refresco. {mospagebreak}

Para  los expertos, los parámetros mínimos que garantizan la calidad de la refrigeración en las plantas de bebidas se basan particularmente en la temperatura. Por ejemplo, Muñoz asevera que en las bebidas gaseosas es esencial mantener una temperatura uniforme, pues el proceso de producción de bebidas carbonatadas es muy estricto y está sometido a severas normas de calidad. “Para obtener el nivel de CO2 requerido en cada sabor se debe mantener una temperatura constante y controlada. Una ligera variación de la temperatura fijada implica una variación en las especificaciones del producto. Para no perder el producto se debe garantizar un correcto mezclado (Brix) y una correcta carbonatación (co2)”

Por su parte, Becerra considera que la calidad se garantiza logrando mantener exactamente los set-points, en algunos procesos con variaciones de décimas de grados. “Esto se logra con: buen control en compresores (succión constante), condensación (condensación constante), regulación de presiones (presiones de evaporación constantes), buenos deshielos en el caso de los evaporadores aletados, niveles constantes (en tanques de baja) y control de caudales constantes (sistemas recirculados). Igualmente en el control se deben evitar sobrepresiones en deshielos y retornos de líquidos a los compresores, y un punto muy importante, que el sistema cuente con toda la protección de válvulas de seguridad y ojala sistemas de detección temprana de fugas de refrigerante”.

Pero no sólo estas especificaciones influyen dentro del proceso de las bebidas, la mala aplicación de la refrigeración puede afectar al producto, por lo tanto la cadena de frío debe ser estable hasta llegar a las manos del cliente final, especialmente para aquellos comestibles como la leche y derivados, algunos jugos; las sodas y la cerveza no tienen este problema.La cadena de frío para el proceso de las bebidas puede terminarse cuando acaba la producción, como sucede con las gaseosas o la cerveza, pues éstas no necesitan estar refrigeradas durante el transporte o el almacenamiento para mantener sus propiedades, pero para los productos perecederos como jugos o la leche, la refrigeración continúa más allá de la producción, es decir hasta el momento del consumo, sólo que ya este tipo de refrigeración pasa a ser comercial, y no influye en la elaboración de la bebida.

Refrigeración industrial a nivel latino

En cuanto al desarrollo y avance de la refrigeración industrial y el uso del amoniaco en América Latina, en el mercado chileno (en su mayoría), se utilizan sistemas con amoniaco en las grandes industrias exportadoras de frutas (con atmósfera controlada) y pescado. El segundo lugar lo ocupan Brasil y México; en Perú y Ecuador la industria pesquera da ejemplo al potencial de Colombia en cuanto al uso de amoniaco, el cual se ha implementado en este último país en los últimos años.

Pero el uso de la refrigeración también depende del tipo de bebida y la compañía, Germán expone que en vastas empresas de gaseosas, y dependiendo de la región, han realizado actualizaciones de ingeniería y tecnología. En el sector de leche y jugos se busca mayor ahorro tanto en equipo como en instalación y operación, aunque las grandes plantas de leche y multinacionales buscan sistemas más modernos y de más tecnología, sin importar el tipo de inversión, pero varía mucho de país a país, aun dentro de estas mismas compañías. Igualmente en cervecería se maneja lo más nuevo y actual.

Para Germán y referente al avance de los países latinos, Chile está a la vanguardia en tamaño de plantas e innovación, seguido por Argentina, Brasil y México, continúan Colombia, Venezuela, Perú y Ecuador, luego siguen Centro América y posteriormente el Caribe. Aunque si se analizan la industria de la refrigeración americana y la europea se encuentra que los estándares de refrigeración son los mismos, pero existen variaciones en cuanto a la tecnología de fabricación y la calidad de los proveedores.{mospagebreak}

También se presenta un desplazamiento de la industria americana a otros países como es el caso de México y Brasil, además de China y Korea; sin embargo este desplazamiento a los países asiáticos ha incrementado la producción y la oferta de los equipos, pero ha habido un detrimento de la calidad de estos. Germán Robledo comenta que ya existe todo tipo de equipo de refrigeración hecho en China que está casi 70% por debajo del precio del europeo o americano, pero lo clientes que los han comprado se han visto en la necesidad de reponerlos cada tres o  cinco años.

Otro aspecto es que la industria europea es más estricta y avanzada que la americana. Robledo explica que los europeos son más conscientes del desgaste energético y de la deterioración del clima y la capa de ozono, por lo que son más efectivos en diseño, uso de refrigerante, tipo de compresor, tecnología, etc.