En la actualidad los procesadores de productos cárnicos optan cada vez más por el amoniaco como refrigerante natural. Por: eurammon*
Sea carne de res, de cerdo o de pollo, este alimento es uno de los productos más comunes en los menús europeos. Por ejemplo, cada ciudadano de la Unión Europea come en promedio 90 kilogramos de carne al año —y la cifra aumenta. En el procesamiento de carnes hay estrictas normas que regulan la frescura, la calidad y la higiene para garantizar que los productos cárnicos cumplan altos estándares.
La refrigeración, en este caso, juega un rol esencial en el cumplimiento de dichos estándares. Los equipos de refrigeración usados deben ser seguros y confiables para manejar los requerimientos de frío de las instalaciones de producción y almacenamiento. Cada vez más, la industria procesadora de carnes está optando por sistemas de refrigeración que usan el amoniaco como refrigerante natural.
“No sólo los operadores se benefician de sus excelentes propiedades termodinámicas, que dan como resultado un bajo consumo eléctrico y por ende bajos costos de operación”, dice Monika Witt, CEO de eurammon, la iniciativa europea para los refrigerantes naturales. “Los sistemas de refrigeración de amoniaco también funcionan en forma segura y confiable, y son además ecológicos, pues el amoniaco no contribuye al efecto de invernadero”.
10.000 cerdos al día en promedio
Danish Crown, especialista en carnes, es una empresa que ya está cosechando los beneficios de usar el amoniaco como refrigerante. Desde el 2005, Danish Crown ha manejado el matadero de cerdos más moderno del mundo cerca de la pequeña ciudad danesa de Horsens, el cual es también uno de los mayores del mundo, con un área de producción de cerca de 75.000 m2. Cada día llegan en promedio 10.000 cerdos para el sacrificio. Para la nueva planta, los expertos en refrigeración de Johnson Controls Dinamarca, en cooperación con la firma Güntner, planearon e instalaron un sistema de refrigeración de amoniaco en dos etapas.
Para suministrar aire acondicionado a las salas de personal, se conectó al sistema un circuito indirecto de refrigeración con glicol mediante un intercambiador de calor a placas. El sistema de refrigeración mismo está cargado con 48 toneladas de amoniaco y enfría las diferentes zonas de procesamiento y almacenamiento de la manera más eficiente posible, mediante evaporación directa del refrigerante. A través de una red de tuberías de una longitud aproximada de 15 kilómetros, un total de 175 estaciones de válvulas distribuyen el amoniaco a unos 150 enfriadores por aire, que distribuyen el aire enfriado.
Los diversos requerimientos de temperatura en toda la planta se cumplen usando doce compresores de tornillo fabricados por Sabroe, con una capacidad total aproximada de 14 MW. Cuatro de los compresores generan una temperatura de -3°C, tres de ellos enfrían a -10°C, y los cinco restantes a -25°C. El aire suministrado a las demás partes de la planta, como las oficinas, la cocina y el comedor también es acondicionado. Debido a que por motivos de higiene no pudieron usarse canales de aire, el sistema usa un gran número de unidades de aire acondicionado compactas e insonorizadas instaladas en el techo para transportar el aire procesado con precisión adonde se requiera.
Se usa un total de 142 intercambiadores de calor fabricados por Güntner para enfriar el aire, o calentarlo en caso de que se requiera deshumidificación. Estas unidades están fabricadas en acero inoxidable con componentes de aluminio, y miden hasta 2,5 x 4 m. Estas medidas garantizan que las temperaturas de evaporación nunca sean innecesariamente bajas, y que se cumplan todos los requerimientos a la vez que se minimiza el consumo de energía. También se obtienen ahorros mediante la recuperación de calor, que se usa para recuperar hasta 5 megavatios en total de los refrigerantes de aceite, a partir del sobrecalentamiento del refrigerante y del calor de condensación. Una bomba de calor de 1,8 megavatios usa esta energía térmica para calentar el agua de proceso para el matadero.
Una propuesta consistentemente ‘verde’
El productor de carne orgánica Mühlviertler Alm Biofleisch GmbH también ha optado por una solución basada en amoniaco en su planta de producción de Unterweißenbach, Austria. Toda la carne que se procesa en este lugar para convertir en salchichas, jamón y tocineta proviene de granjas orgánicas. Para asegurar que la empresa pueda adherirse de manera sistemática a su enfoque ‘verde’ en la producción de carne, los consultores de ingeniería KWN Engineering diseñaron un enfriador por agua cargado con refrigerante R723, que es una mezcla azeotrópica compuesta por 60% de amoniaco y 40% de éter dimetilo.
Cargado con 55 kg de esta mezcla, el sistema de refrigeración fabricado por Frigopol e instalado por Hauser provee enfriamiento para las salas de procesamiento y almacenamiento así como aire acondicionado para las salas de personal, con una capacidad de refrigeración de unos 111 kW. El enfriamiento es suministrado por la absorción de calor usando una mezcla de agua y propilenglicol al 38%, que luego se retira al evaporador. Allí, se transfiere el calor al R723, que se evapora a -11°C en el circuito de refrigerante. Dependiendo de la capacidad de enfriamiento requerida, se comprime entonces el refrigerante gaseoso usando uno o ambos compresores reciprocantes de tipo abierto.
El calor se retira finalmente mediante el condensador de aire enfriado, que licua el R723 a una temperatura de entre 20 y 40°C, dependiendo de la temperatura exterior. Entonces fluye de nuevo al evaporador, donde se deposita el aceite refrigerante transportado por el R723 desde el compresor al circuito de refrigerante. Gracias al éter dimetilo el refrigerante está en capacidad de mezclarse bien con el aceite y puede transportarse con seguridad a través de la línea de succión de vuelta al compresor, donde lubrica las partes móviles.
Por esta razón, el uso de R723 le permitió a Frigopol arreglárselas sin un sistema separado de retorno de aceite y mantener la simplicidad del diseño del sistema de refrigeración. Aparte de esto, la temperatura de compresión final comparativamente baja del R723 —que se debe a su componente alcohólico— hizo posible usar un condensador enfriado por aire en lugar de uno enfriado por agua para la remoción del calor. Frigopol ajustó el condensador con cuatro ventiladores para reducir el nivel de ruido del sistema, que se instaló en el exterior.
El sistema contiene además un desupercalentador de 24 kW para transferir el calor residual al agua de proceso.
Ahorro de dinero sin maltrato al medio ambiente
“Estos ejemplos de proyectos ilustran cómo puede cumplirse la alta demanda de enfriamiento en la industria de procesamiento de carnes usando refrigerantes naturales”, concluye Monika Witt de eurammon. “Desde la perspectiva del cambio climático y los costos en alza de la energía, la alta eficiencia y la inocuidad ambiental convierten los refrigerantes naturales en una opción ideal para una refrigeración económica y sostenible”.
Amoniaco (NH3)
El amoniaco se ha usado con éxito como refrigerante en plantas de refrigeración industrial por más de 130 años. Es un gas incoloro, que se licua a presión y tiene un olor penetrante. El amoniaco no tiene potencial de agotamiento del ozono (PAO = 0) ni potencial directo de calentamiento global (PCG = 0). Gracias a su alta eficiencia energética, su contribución al potencial indirecto de calentamiento global es también baja.
El amoniaco es inflamable y tóxico para la piel y las membranas mucosas. Sin embargo, su energía de ignición es 50 veces mayor que la del gas natural y no arderá sin una llama que lo soporte. Debido a la gran afinidad del amoniaco por la humedad atmosférica se lo clasifica como “difícilmente inflamable”. El amoniaco es tóxico, pero tiene un penetrante olor característico que hace posible una alerta a bajas concentraciones de 3 mg/m³ en el aire. Esto indica que el amoniaco se hace evidente a niveles muy inferiores a los que pudieran poner en riesgo la salud. Además, el amoniaco es más ligero que el aire y por ende se eleva con rapidez.
Sobre eurammon*
eurammon es una iniciativa europea conjunta de empresas, instituciones y personas que propenden por un mayor uso de los refrigerantes naturales. Como fuente de conocimiento para el uso de los refrigerantes naturales en la ingeniería de refrigeración, la iniciativa considera que su obligación es crear una plataforma para el intercambio de información y la promoción de la conciencia pública y la aceptación de los refrigerantes naturales. El objetivo es promover el uso de los refrigerantes naturales en aras de un medio ambiente saludable y por ende el fomento de un enfoque sostenible en la ingeniería de refrigeración. eurammon ofrece información exhaustiva sobre todos los aspectos de los refrigerantes naturales a expertos, políticos y el público en general.
URL en internet: www.eurammon.com
Contactos Dr. Karin Jahn (Frankfurt, Alemania). E-mail:[email protected]
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