Refrigeración Industrial y Secado por Atomización: Procesos y Componentes Clave
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Producción Industrial de Frío
La producción industrial de frío es un proceso indirecto y continuo que emplea un fluido refrigerante, comúnmente amoníaco (NH3). Las instalaciones para esta función se componen de las siguientes partes:
1. El Evaporador
El evaporador es un serpentín con placas transversales diseñadas para mejorar el intercambio de calor. El fluido refrigerante entra al serpentín y, debido a su baja temperatura de ebullición, se evapora. Al hacerlo, absorbe el calor latente de evaporación y enfría el aire circundante.
En esencia, el fluido refrigerante pasa de estado líquido a gaseoso, enfriando el aire, que a su vez enfría el alimento. El aire enfriado se mueve mediante ventiladores ubicados detrás del serpentín, distribuyéndolo por toda la cámara.
El fluido refrigerante en estado gaseoso se dirige a través de un tubo plateado protegido (para evitar la condensación y congelación) hacia el compresor.
2. El Compresor
Existen dos tipos principales de compresores:
- Compresor de pistón: Un motor acciona una correa que mueve los pistones, comprimiendo el fluido refrigerante.
- Compresor centrífugo: Utiliza la fuerza centrífuga para comprimir el fluido refrigerante en la superficie lateral del equipo.
El compresor aumenta la presión del fluido refrigerante de 1 atm a 15 atm, elevando también su temperatura.
3. El Condensador
Después de la compresión, el fluido refrigerante pasa al condensador, donde se produce un intercambio de calor. Se utiliza agua a menor temperatura para facilitar este proceso. El fluido refrigerante, que está a alta temperatura después de la compresión, cede su calor latente de condensación al agua, cambiando de estado gaseoso a líquido.
El fluido refrigerante líquido se acumula en un tubo, asegurando la continuidad del proceso. Luego, el fluido en estado líquido regresa a la cámara de refrigeración a través de una conducción.
4. La Válvula de Expansión
El líquido entra a la válvula de expansión a 15 atm. La válvula reduce la presión de 15 atm a 1 atm (presión atmosférica), lo que disminuye la temperatura de ebullición a -33ºC. La válvula controla el caudal del fluido refrigerante.
Después de la válvula, el fluido regresa al evaporador, reiniciando el ciclo.
Secadero Atomizador Centrífugo
El secadero atomizador centrífugo consta de una cámara, un panel de control, un atomizador y un ciclón. Se utiliza exclusivamente para líquidos y sustancias sensibles al calor. El proceso es continuo y está diseñado para alimentos termosensibles y fluidos.
El equipo cuenta con sondas de temperatura que registran la temperatura del aire tanto al entrar como al salir.
Funcionamiento
El aire caliente entra por la parte inferior, impulsado por un ventilador a través de una ranura en la tapa, asegurando una distribución uniforme por todo el equipo. El aire comprimido y el alimento se introducen en el atomizador a través de ranuras separadas.
El alimento entra por un canal que llega a una rueda con radios (semilunas), distribuyendo el líquido. La rueda gira a gran velocidad, formando una película que se desprende en pequeñas gotas (aproximadamente 1 micra).
Las gotas más pequeñas se secan más rápidamente en la parte superior de la cámara. El alimento y el aire caen en el ciclón (generalmente de acero inoxidable), entrando tangencialmente. Debido a su bajo peso, el alimento cae en espiral a lo largo de las paredes del ciclón y se recoge en un bote en forma de polvo. El aire sale por la parte superior.
Este proceso se completa en segundos. La calidad del producto es alta debido al tamaño de las partículas y a la temperatura del aire utilizada (150-170ºC). Sin embargo, las partículas no alcanzan los 70ºC, evitando daños por calor.