A refrigeração é utilizada no processamento de proteína animal para:
a- Aumento da duração da fase lag na curva de crescimento,
b- Diminuir a velocidade de crescimento,
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c- Diminuir o número final de células de uma população,
d- Alterar a composição química e enzimática da célula,
e- Temperaturas inferiores a ótima levam a uma desaceleração das reações metabólicas, com diminuição da velocidade de multiplicação celular.
Baixas temperaturas paralisam o crescimento e multiplicação dos microrganismos, mas, retornando a condições ótimas para desenvolvimento, os microrganismos voltam a se multiplicarem. Microrganismos do grupo das salmonellas, por exemplo, podem resistir à -185,5ºC por 3 dias.
Principais microrganismos:
Aeromonas, Bacillus Cereus, Campylobacter, Clostridium Botulinum, Clostridium Perfrigens, Escherichia coli, Listeria Monocytógenes, Salmonella, Staphylococcus Aureus, Yersinia Enterocolitica.
Para aumento da segurança do produto, o projeto da climatização deve considerar redução da temperatura, suficiente para evitar ganho de temperatura pelo produto e inibir a multiplicação dos microrganismos que possam estar presentes na sala entre os períodos de higienização.
Para atender o conforto e segurança dos colaboradores e não aumentar o custo fixo, o projeto da climatização deve:
a- Evitar necessidade de intervalos térmicos, adotando temperaturas efetivas máximas nas salas de:
30,0ºC para trabalhos contínuos e leves
26,7ºC para trabalhos contínuos e moderados
25,0ºC para trabalhos contínuos e pesados
b- Evitar necessidade de intervalos térmicos, adotando temperaturas efetivas mínimas nas salas de 15ºC, 12ºC ou 10ºC, conforme zona climática do mapa oficial do IBGE,
c- Garantir ruído máximo nas salas de 75 dB,
d- Inibir a multiplicação da Legionella Pneumophila,
e- Garantir limites máximos de concentração dos gases tóxicos ou asfixiantes definidos na legislação:
f- Etc.
Os microrganismos necessitam de água livre para realização de suas atividades metabólicas.
a- Para o transporte de nutrientes,
b- Para a remoção dos subprodutos do metabolismo microbiano,
c- Para as reações enzimáticas,
d- Para sintetizar o material celular,
e- Para a realização de reações bioquímicas.
Para evitar condensação generalizada nas superfícies da sala e equipamentos o fluxo do ar tratado deve ser das salas climatizadas para as salas com temperaturas e umidades mais altas.
Para evitar condensações pontuais nas salas climatizadas, fontes de calor devem ser enclausuradas e providas de sistema para balanceamento de pressão.
Observem no desenho esquemático do fluxo de ar que para bloqueio de moscas foi considerado antecâmaras com temperatura de (-5 à +5)ºC, escuras, com portas duplas e/ou óculos.
PREMISSAS PARA ELABORAÇÃO DO PROJETO DE CLIMATIZAÇÃO:
É necessário atender a legislação vigente:
a- Exigências definidas pelo Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento (MAPA), através da portaria nº 210, de 10 de novembro de 1.998, exigência da circular nº 175, de 16 maio de 2.005, etc.
b- Exigências de garantias para conforto e segurança dos colaboradores definidas pelo Ministério do Trabalho através da NR 36, publicada no diário oficial da união em 19 de abril de 2.013.
c- Etc.
É importante considerar alternativas complementares para:
a- Inativação de células viáveis, que possam estar presentes na superfície do bloco aletado, nos dutos para distribuição de ar, nas superfícies da sala e equipamentos,
b- Retenção de impurezas e contaminantes na captação do ar externo, conforme aplicação ou classificação da sala,
c- Retenção de impurezas e contaminantes na recirculação do ar na sala, conforme aplicação ou classificação da sala,
d- Redução dos rejeitos e reutilização de resíduos:
1- Reutilização da energia rejeitada pelo fluxo de ar,
2- Reutilização da energia rejeitada pelo ciclo de compressão a vapor,
3- Reutilização da água utilizada para degelo e/ou lavagem do bloco aletado,
4- Retenção das penas na exaustão da sala de pendura dos frangos,
5- Retenção de farinha na exaustão da sala de empanamento,
6- Retenção dos vazamentos de fluídos refrigerantes,
7- Etc.
e- Atendimento ao indicador de investimento (R$/TPA),
f- Atendimento ao indicador de mão de obra (Hh/TPA),
g- Atendimento ao indicador do consumo de energia (Kwh/TPA),
h- Atendimento ao indicador do consumo de água (m3/TPA),
i- Atendimento ao indicador de disponibilidade (%).
j- Etc.
Levantamento de dados para dimensionamento do calor cedido na sala:
a- Definir a capacidade da linha e períodos de produção,
b- Definir a perda de temperatura pela matéria prima, condimentos, complementos e/ou produto acabado na sala,
c- Definir a perda de peso pelo produto na sala,
d- Definir a simultaneidade de operação dos equipamentos de processo,
e- Definir o trabalho realizado/potencia dissipada pelos equipamentos de processo,
f- Definir a massa de materiais que circulam entre salas (tanques, paletes, etc.), assim como, a perda de temperatura,
g- Definir a vazão e entalpia do ar externo a ser insuflado na sala para conforto dos colaboradores,
h- Definir a vazão e entalpia do ar externo a ser insuflado na sala para expurgo do ar saturado de umidade durante o processo de higienização,
i- Definir a vazão e entalpia do ar infiltrado na sala proveniente de salas adjacentes, sendo importante instalação de portas rápidas, acionadas por dispositivos de presença,
j- Levantar histórico de dados meteorológicos do local de instalação da planta,
k- Definir a transmissão de calor pelas paredes, teto e piso da sala,
l- Definir a quantidade de colaboradores que trabalham na sala,
m- Definir a potencia dissipada pela iluminação,
n- Definir a potencia dissipada pela circulação de ar,
o- Etc.
Sugestão de premissas para trocadores de calor:
a- Trocadores de calor instalados externamente às salas de processo, com distribuição do ar por dutos, devem ser considerados extensão da sala de processo e possuir idêntico procedimento de higienização.
b- A distribuição do ar deverá garantir ausência de ar estagnado na sala,
c- A vazão de ar deve garantir diferencial máximo de temperatura na sala de (2)ºC
d- A velocidade do ar nos colaboradores deverá ser de no máximo de 0,5m/s.
e- Dutos para distribuição do ar devem preferencialmente, possuir dimensões mínimas que permitam entrada de colaborador para higienização.
f- Devido necessidade da classificação de espaço confinado, o projeto deve considerar a menor quantidade possível de dutos.
g- Para facilitar a higienização preferencialmente substituir grelhas e registros por chapa inox com furos dimensionados.
h- O material do bloco aletado deverá ser preferencialmente de aço inox para tubos e inox ou alumínio para aletas.
i- A carenagem dos trocadores de calor tipo ar forçado, instalados internamente às salas de processo deverá ser em aço inox.
j- Preferencialmente evitar instalação dos trocadores de calor tipo ar forçado acima das linhas de produção, onde os produtos estão expostos.
k- Etc.
Sugestão para escolha do fluído refrigerante
a- Amônia (R717) é o fluído refrigerante mais utilizado pelas indústrias alimentícias devido ao baixo custo (R$/Kg), baixo volume específico (m3/Kg), alto calor de vaporização (Kcal/kg) e ser um refrigerante natural com baixo consumo de energia (Kwh) no ciclo de compressão a vapor. Conceitos de projetos inadequados, despreparo de operadores, instalações antigas com pouca ou nenhuma manutenção favorecem acidentes com vazamentos de amônia, o que têm motivado indústrias alimentícias a buscarem alternativas para aumento da segurança dos colaboradores.
b- É importante reduzir o volume do fluído refrigerante amônia, enclausurar equipamentos com evaporação direta, instalar sistema para detecção, ventilação e lavagem do ar concentrado de amônia.
c- Refrigerantes indiretos, utilizando misturas de anticongelantes com água (propilenoglicol, tyfoxit, etc.) não são recomendados para baixas temperaturas devido à alta viscosidade, mas, em baixa concentração, que é caso da climatização, podem ser excelentes alternativas para aumento da segurança dos colaboradores.
d- Para o sistema de climatização é recomendado instalação de trocador de calor tipo placas na casa de máquinas para resfriamento de mistura água + propilenoglicol. Esta mistura, resfriada pelo sistema de compressão a vapor, utilizando amônia como refrigerante é bombeada aos trocadores de calor tipo ar forçado para climatização das salas de processamento.
e- A casa de máquinas deve possuir dispositivos para detecção de vazamentos e sistema de ventilação com lavagem do ar concentrado de fluído refrigerante amônia.
Sugestão para escolha das unidades compressoras, assim como, do sistema de supervisão e controle.
Para definir a quantidade de unidades compressoras e selecionar as capacidades unitárias, é importante o dimensionamento da curva de carga térmica (de hora em hora durante o ano).
O sistema para gerenciamento em grupo das unidades compressoras pode ser:
a- Através de “set point” fixo, pré-definido para estabilização da pressão de aspiração,
b- Através de “set point” variável, ajustado por um conjunto de variáveis.
A lógica de controle deve contemplar análise de tendência às cargas parciais, projetando o melhor coeficiente de performance da instalação para tomada de decisão através de:
a- Ajuste do “set point”,
a- Aumento/redução do deslocamento volumétrico,
b- Ligando/desligando unidades compressoras.
O conceito do custo de oportunidade afirma (sempre que tomamos uma decisão renunciamos uma segunda alternativa), e preconiza (é necessário esclarecimento da renúncia para garantia da assertividade).
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ATENÇÃO:
Projeto para climatização das salas de produtos processados prontos ou semi prontos para consumo EXIGE APLICAÇÃO DO CONCEITO DE SALA CLASSIFICADA.
Veja comentário sobre como aplicar o conceito de sala classificada:
Veja também dicas de especificações para negociação e compra dos sistemas de refrigeração:
