A descarbonização da indústria tornou-se um fator de relevância para o mercado atual, tendo em vista as premissas da redução da emissão de carbono para a indústria do futuro.
Assim, equipamentos que contribuem para essa questão são mais facilmente viabilizados em projetos industriais, quando comparados com equipamentos que oferecem o mesmo.
Neste contexto, podemos mencionar, como exemplo para este assunto, a presença das bombas de calor no escopo industrial, a qual cumpre com a erradicação da emissão de CO2.
Embora as bombas de calor sejam equipamentos importantes na descarbonização, a sua importância não se limita somente a isso.
Nas indústrias de alimentos e bebidas, em especial, as bombas de calor exercem uma função interessante e essencial para o viés financeiro, por exemplo.
Não sendo esta uma explicação suficiente, este texto trata, então, de explicar a importância das bombas de calor nas indústrias de alimentos e bebidas.
Considere, portanto, atentar-se à explicação e traga a sua indústria a um novo patamar de eficiência.
Contents
O que são bombas de calor
Muito utilizada na indústria, a bomba de calor é uma máquina que realiza um ciclo termodinâmico contrário ao da refrigeração, visto que a sua função é aquecer um sistema ao invés de remover calor (resfriar) do mesmo.
Assim, a sua utilização está relacionada ao aquecimento em sistemas de climatização e aquecimento de ambientes.
Além disso, existem dois tipos principais de bombas de calor, as quais são:
- Bomba de Calor Água-Água (ou Solo-Água): este tipo de bomba de calor utiliza fontes de água ( poços, lagos ou o solo), para extrair ou dissipar calor. A água é uma fonte mais estável de temperatura em comparação com o ar, tornando-a eficiente em muitas condições climáticas;
- Bomba de Calor Ar-Ar (ou Ar-Água): Já este tipo de bomba de calor retira calor do ar externo e o transfere para o ambiente interno. Pode ser usada tanto para aquecimento quanto para resfriamento. No inverno, extrai calor do ar externo para aquecer o ambiente interno, enquanto no verão, pode inverter o processo para remover o calor do interior e resfriar o ambiente.
Ciclo termodinâmico da bomba de calor
O ciclo termodinâmico de uma bomba de calor é um processo que transfere calor de um ambiente de baixa temperatura para um ambiente de alta temperatura, utilizando um fluido refrigerante.
Esse ciclo é composto por quatro etapas principais: compressão, condensação, expansão e evaporação.
Abaixo, fique com a explicação de cada etapa, de modo detalhado e didático, considerando o objetivo de cada etapa e qual o papel de cada componente do sistema nas respectivas fases.
-
Evaporação (Evaporador)
O ciclo começa com o evaporador, localizado na unidade interna da bomba de calor, que está instalada no ambiente que se deseja aquecer.
O fluido refrigerante circula no evaporador e absorve calor do ambiente circundante. Neste ponto, o fluido está na forma de vapor de baixa pressão e baixa temperatura.
O objetivo é retirar o calor do ambiente interno e evaporar o refrigerante.
-
Compressão (Compressor)
O vapor de baixa pressão e baixa temperatura é então aspirado pelo compressor, que está localizado na unidade externa da bomba de calor.
O compressor aumenta a pressão e a temperatura do vapor, comprimindo-o. O refrigerante sai do compressor como um vapor de alta pressão e alta temperatura.
O objetivo é aumentar a energia térmica do refrigerante, preparando-o para a próxima etapa.
-
Condensação (Condensador)
O vapor de alta pressão e alta temperatura é enviado para o condensador, localizado na unidade externa.
No condensador, o refrigerante libera calor para o ambiente externo, transferindo-o para o ar ou água circundante.
O refrigerante, ao liberar calor, passa do estado gasoso para o estado líquido de alta pressão.
O objetivo é liberar o calor absorvido no evaporador para o ambiente externo.
-
Expansão (Válvula de Expansão)
O refrigerante líquido de alta pressão e alta temperatura, agora chamado de líquido sub-resfriado, passa pela válvula de expansão.
A válvula de expansão reduz abruptamente a pressão do refrigerante, causando uma rápida expansão.
Esse processo provoca uma queda acentuada de temperatura e pressão, transformando o refrigerante novamente em vapor de baixa pressão.
O objetivo é preparar o refrigerante para retornar ao evaporador.
O ciclo então se repete, e o refrigerante volta ao evaporador para iniciar novamente o processo de absorção de calor do ambiente interno.
Esse ciclo contínuo permite a transferência eficiente de calor do ambiente externo para o ambiente interno, proporcionando aquecimento.
Vale ressaltar que o ciclo termodinâmico de uma bomba de calor é reversível, o que significa que o sistema pode ser usado tanto para aquecimento quanto para resfriamento, dependendo das necessidades.
Entenda a importância das bombas de calor nas indústrias de alimentos e bebidas
A reutilização da energia (em forma de calor, neste caso) de processo para aquecimento de um fluido, é uma estratégia atraente para uma significativa economia de energia, visando também um futuro sustentável.
Desse modo, nota-se neste equipamento, um viés econômico e ecológico aparentes, se comparado a caldeiras, por exemplo.
Por este e muitos outros motivos, nas indústrias alimentícia e de bebidas, a bomba de calor é um artifício industrial que deve ser cogitado em fase de projeto ou até mesmo para a implementação do sistema.
Para agregar mais ainda este conteúdo, deixamos listados, abaixo, em quais situações práticas a bomba de calor se faz presente, nas indústrias mencionadas.
- Destilação de bebidas alcoólicas (vinícolas e destilados), com a característica de baixa diferença de temperatura entre boiler e condensador;
- Aquecimento de túneis para evitar a condensação de fluidos;
- Aquecimento de líquido ou ar em até 90 °C ou 120 °C, como em túneis de pasteurização, promovendo também a redução do consumo de água utilizada para gerar vapor;
- Pré aquecimento de água de caldeira de vapor ou pré aquecimento de ar para a fornalha da mesma;
- Em tubulações encamisadas, a bomba de calor ajuda a fluidizar alimentos pastosos (chocolates, por exemplo) através do aquecimento;
- Em destilarias de bebidas alcoólicas, como vinícolas e destilarias de destilados, a bomba de calor pode ser empregada no processo de destilação;
- Em linhas de enlatamento e cozimento, as bombas de calor podem ser usadas para fornecer calor de forma eficiente para o processo;
- Sistemas de degelo industrial;
Portanto, observa-se que o uso deste equipamento se faz presente, fortemente, nessas indústrias, não só pelo benefício ecológico, mas também pela redução de energia elétrica e, obviamente, pela sua função primária que é de aquecer um sistema.
Por último, a Nepin faz questão de levar você, leitor, até os dispositivos que são primordiais para o sucesso do seu processo industrial.
Controladores, sensores, trocadores de calor, detectores de gás refrigerante, filtros, pressostatos, inversores e diversos outros equipamentos que asseguram o monitoramento e o controle dos processos industriais.
Não perca por esperar. Acesse o nosso site e confira os nossos produtos.
