Tema1_part3 (2016)

Apunte Español
Universidad Universidad Autónoma de Barcelona (UAB)
Grado Ciencia y Tecnología de los Alimentos - 3º curso
Asignatura Mètodes de Processament d'Aliments II
Año del apunte 2016
Páginas 6
Fecha de subida 22/03/2016
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9 BLOQUE 1: TEMA 1 3. Líquidos refrigerantes Los líquidos refrigerantes son compuestos que hierven con facilidad y que se utilizan como medio transmisor de calor en aparatos de refrigeración.
Foto Los compuestos de la tabla son los más usados (amoniacos, CFC) más recientemente han aparecida los tetrafluoroetanos. La Tº crítica (Tº a la cual una substancia por más que la comprimamos no la podremos licuar, donde la substancia tiene un estadio intermedio entre liquido i vapor). Los más usados a lo largo de la historia han sido el amoniaco y los clorofluorocaronados (CFC).
Los CFC Son átomos de carbono con halógenos (generalmente cloro). El amoniaco es toxico e inflamable está en desuso se recurre más a los CFC los cuales tienen efecto negativo sobre la capa de ozono pq emigran a las capas altas de la atmosfera y dañan la capa de ozono; por ejemplo el CFCl3: como consecuencia de las radiaciones se escinden en CFCl2 y un radical cloro que es muy reactivo , este radical puede unirse a ozono dando lugar a una molécula oxigeno (O2) y una molécula de monóxido de cloro (una substancia inestable que libera de nuevo cloro a la atmosfera que volverá a unirse a ozono…repitiendo el proceso descrito y que finalmente se va comiendo el ozono) por H protocolo de Monte Real se ha ido substituyendo el cloro de los CFC actualmente el que más se utiliza es el HFC o también llamado R-134a.
Características principales q debe tener un líquido refrigerante, idealmente deben tener: - Punto de ebullición bajo ya que queremos tener un gradiente de Tº y este será mayor mientras más bajo sea el punto de ebullición del liq refri.
10 BLOQUE 1: TEMA 1 - Baja presión de condensación pq en caso contrario se necesitaría más presión para condensar el vapor y el coste sería más caro, se producen más averías, se consume más energía...
- Alto calor latente de vaporización, en caso contrario necesitaríamos mucho fluido refrigerante, pero nos interesa que con menos fluido i menos caudal ya refrigeraremos.
- (pregunta)Baja Tº de congelación (Tº más baja del sistema está en el evaporador) - ¿Alta Tº critica; ejemplo: estamos en la calle a 52ºC y queremos hacer trabajar un equipo de frío mecánico y la Tº critica del líquido refrigerante que tenemos es 40º la Tº critica debe estar por encima del punto de condensación cuanto más por encima mejor.
- Alta estabilidad química (que no reaccione fácilmente con otras cosas) - Baja toxicidad - Baja inflamabilidad - Baja miscibilidad con el aceite del compresor (esto es parte de la estabilidad química) - Bajo coste - Bajo impacto medio-ambiental - Fácil detección de fugas (amoniaco como es básico, con un papel de pH podemos ver si hay fuga).
FRIO CRIOGENICO: sistemas abiertos (en el frio anterior el sistema era cerrado por lo que el líquido refrigerante no entra en contacto con el alimento, en el frio mecánico estas dos partes sí que entraran en contacto) basados en el empleo de líquido criogénico (es como en este caso se le llama al líquido refrigerante que se emplea en el este tipo de frío) o gases licuados que se caracterizan por: Se llaman criogénicos pq tienen punto de ebullición muy bajos (mucho más que los anteriores descritos en frio mecánico), son más potentes pq tienen más capacidad frigorífica; el calor latente de vaporización es muy elevado elevados, tienen la característica de que no son fáciles de licuar en situ requieren de equipos de compresión más complejos; estas substancias se licuan en instalaciones industriales y luego se transportan, a donde se pidan, en transportes aislados isotérmicos a presión y baja Tº. Es decir en este caso 11 BLOQUE 1: TEMA 1 digamos que no se recicla el líquido refrigerante como en el caso anterior, el gas resultante, en estos casos (se vierte a la atm se libera en la atmosfera pq además se han extraído de la atmosfera para su uso). Los más usados son: el CO2, i el nitrógeno.
- El CO2 lo podemos encontrar en forma líquida o sólida, dependiendo de la presión que haya. En el diagrama de fases de CO2 el punto triple está a 5 atm, eso quiere decir que a presiones atm en las que estamos el CO2 está comprimido está en condiciones de sublimación, por lo que normalmente trabajamos con CO2 sólido (hielo seco o nieve carbónica).
- El nitrógeno liquido Tabla de los líquidos criogénicos: Foto Nos dan los calores específicos pq cuando el N2 liquido cambia de estado a vapor se queda 195.8ºC y des de esta Tº hasta los -18ºC hay un gradiente de Tº enorme para seguir refrigerando por lo tanto la capacidad de refrigeración total viene dada por el calor latente más el cambio de estado más todo el calor sensible que corresponde por tanto necesitamos el calor latente y Ce para saber todo el calor que es capaz de retirar.
Propiedades de los liquido criogénicos - No tienen riesgo ni para usurarios ni para medio ambiente.
- La ebullición o sublimación tienen lugar a Tº sufi. bajas y a presión atm.
12 BLOQUE 1: TEMA 1 - Coste razonable (no es tan barato como en el otro pero lo compensamos con la calidad del producto pq podemos ultracongelar –con el otro también pero según qué condiciones–.) El nitrógeno es un gas inerte, no reacciona ni ataca los productos tratados ni los quipos ni los materiales; hierve a -196ºC absorbiendo el calor latente de vaporización del alimento, ese gas (generado de la vaporización) que queda a -196 tiene todavía mucho calor sensible (además hay un gradiente muy alto de Tº) como para poder extraer calor del alimento un buen rato.
El CO2 tienen un efecto refrigerante menos drástico y puede causar asfixia (desplaza el oxígeno) es por esto que hay un límite máximo de [ ] permisible (0.5% en volumen), además puede requerir sistemas adicionales de extracción de aire. En el caso del CO2 este sublima y absorbe el calor latente de sublimación del alimento. El gas CO2 a -79ºC absorbe calor sensible hasta -18ºC.
4. FRÍO MECÁNICO vs FRÍO CRIOGÉNICO En el frío criogénico, el alimento se enfría por contacto directo con el líquido criogénico además en este caso el líquido criogénico no se regenera. Los líquidos criogénicos captan calor latente y sensible. En el frío criogénico la Tº de ebullición son más bajas.
Tº de ebullición y sublimación muy baja, en el caso del frio criogénico son más bajas que en el frio mecánico. Son más caros los líquidos criogénicos pero a cambio producen productos de mayor calidad. En un equipo de frio criogénico no hay condensador ni válvula de expansión, ni compresor.
Otros métodos de producción de frio diferentes: a) Refrigeración al vacío: vacío en un alimento como una lechuga romana (con una superficie grande y con mucha humedad) si en la cámara en la que la guardamos después de la recolección bajamos la presión (es decir si producimos un poquito de vacío) y bajamos la HR y mojamos las lechugas se va evaporar agua rápidamente y esta evaporación de agua va a enfriar a la lechuga. Este es un método muy utilizado en el campo cuando recolectan alimentos de mucha superficie, que se puedan mojar, que no tengan problemas en perder agua.... inmediatamente los meten en cámaras con un poco de vacío 13 BLOQUE 1: TEMA 1 y HR baja y los mojan esto permite que cada 1% de agua que se pierde en el alimento se bajan 5ºC; no suelen producirse unos grandes cambio de Tº (aprox.
10ºC), es decir esa lechuga que en el campo está a 25ºC ahora la tendremos a 15ºC (que ya es una Tº que nos permite conservarla un poco). HR menor al 65%.
b) métodos químicos de producción de frío frío: se utilizan sustancias que tienen un calor de disolución negativo. Estas substancias cuando se disuelven absorben calor, (rxs endotérmicas) al disolverse enfrían el entorno se produce una bajada de Tº en el alimento. Este tipo de frio es indicado para laboratorio, medicina humana (bolsas de frio: llevan 2 compartimientos en uno hay agua i en otra otro compuesto, una vez se mezclan se disuelven e inmediatamente baja la Tº). Se pueden generar cambios de Tº importantes con estos métodos.
Mezclas refrigerantes (producción de frío mediante mezclas de distintas substancias):: en alimentos hay toda una serie de mezclas refrigerantes: mezcla de hielo y sal (por ejemplo) se produce bajada de Tº por tres cosas: 1) hay un descenso crióscopico (disminución de la Tº del punto de congelación pq cuando ponemos la sal en el hielo se va derritiendo agua y la sal se disolverá en esta agua derretida). 2) hay un cambio de estado (hielo que se está fundiendo, esto también permite que el proceso ocurra). 3) calor de disolución, sobre todo si es endotérmico ayuda. Estas propiedades combinadas nos dan una mezcla refrigerante intensa.
Foto Es una forma más rápida que el congelador de casa. El agua enfría más rápido que el aire. Hielo en un vaso de agua se va a fundir y se irán liberando moléculas de agua en estado líquido, si no hacemos nada más (tenemos el hielo en el congelador a -18ºC) el agua que está en contacto con el hielo se volverá a congelar (equilibrio de moléculas pasando de hielo a agua y de agua a hielo).
La tendencia del hielo a fundirse es pq hay calor externo. La Tº final que se alcanza en el agua, si hay suficiente hielo, es de 0ºC; si añadimos sal en una proporción 2:1 (2 de hielo; 1 de sal) ocurre que conforme se va derritiendo el hielo, las moléculas de agua que están liquidas se encuentran con que ahora se asocian con cloros y sodios lo que baja el punto de congelación de agua; esta agua ahora puede ceder calor para derretir el hielo pero sin ella cambiar el estado (se queda liquida, no existe el equilibrio pq la sal le impide volver a 14 BLOQUE 1: TEMA 1 congelarse). Por eso se hecha sal cuando nieva, no pq derrita el hielo sino pq hace que la cantidad de hielo que se pueda derretir no se vuelva a congelar.
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