Refrigeração industrial convencional ou gelo seco: vantagens e desvantagens para o armazenamento

O armazenamento de produtos é uma etapa crítica para qualquer indústria, independente se estamos falando de uma matéria prima em transformação ou em um produto acabado.

Já o método e os critérios de armazenamento variam de um modo independente e de acordo com o requisito do produto.

Assim, é comum que, para processos distintos, sejam utilizados princípios iguais de armazenamento, porém com diferentes particularidades.

Um grande exemplo a ser dado, é o que iremos retratar neste texto: a utilização de baixas temperaturas para o armazenamento, porém utilizando métodos diferentes: a refrigeração industrial por compressão e refrigeração por gelo seco.

Desse modo, diante de situações em que tem-se produtos que precisam ser armazenados em baixas temperaturas, qual dos dois métodos utilizar?

Pois bem, para que essa dúvida seja sanada, iremos apresentar e distinguir a refrigeração industrial convencional (por compressão de fluido) e a refrigeração por meio do gelo seco.

Assim, teremos a bagagem de informação suficiente para direcionarmos a aplicação dos métodos para diferentes contextos industriais.

Enfim, sem mais delongas, que tal aprender um pouco mais sobre a refrigeração industrial?

A importância da refrigeração industrial

Podemos afirmar que a refrigeração é um daqueles processos de fácil acesso no cotidiano, seja por meio de geladeiras ou freezers.

Desse modo, a abordagem do assunto torna-se algo mais fácil uma vez que conhecemos algumas das suas aplicações, embora esses dois equipamentos mencionados não estejam a nível de equipamentos industriais.

Apesar de não ser tão óbvio, a refrigeração industrial é utilizada para diversas ocasiões e o seu uso vai além do armazenamento de produtos em baixas temperaturas, assunto o qual abordaremos aqui.

O uso de temperaturas baixas ou negativas é também um requisito ou uma estratégia para alcançar objetivos ou contornar problemas provenientes de processos industriais.

Por exemplo, utiliza-se a refrigeração industrial para:

  • Processamento de alimentos: estender a vida útil, garantir a qualidade, entre outros;
  • Refinarias e petroquímicas: controle de temperatura de processos;
  • Armazenamento de produtos perecíveis: conservação de soros, vacinas e medicamentos.
  • Indústria metalúrgica: tratamento térmico em baixas temperaturas, encaixe por contração de componentes e teste de materiais;
  • Conservar e transportar materiais biológicos: alguns desses materiais costumam ser armazenados em temperaturas levemente superiores a 0 °C. No entanto, essa temperatura pode variar de acordo com os requisitos da ANVISA. Por exemplo, para materiais de curto prazo (enzimas e anticorpos), é viável um armazenamento refrigerado ( 2 °C a 8 °C). Já para impedir a degradação de proteínas, ácidos nucléicos, entre outros, utiliza-se temperaturas de até -56 °C. Portanto nota-se a adequação da refrigeração para cada necessidade.

Sistema de refrigeração por compressão

Por agora, trataremos de apresentar os dois métodos de refrigeração que serão discutidos.

Se você já os conhece bem, você pode continuar a sua leitura ou pode pular diretamente para a parte em que os comparamos. Fique à vontade.

O sistema de refrigeração por compressão é composto por diferentes equipamentos e dispositivos, os quais possuem apresentam diferentes particularidades e exercem funcionalidades distintas.

O sistema de refrigeração por compressão de vapor tem o propósito de forçar mecanicamente o fluido refrigerante em um circuito fechado, criando zonas de baixa e alta pressão, para que o mesmo absorva o calor de um lugar e o dissipe em outro.

Como o tipo de fluido refrigerante varia e cada um possui propriedades únicas, a transferência de calor por mudança de fase também varia, possibilitando então comportamentos alternativos para cada necessidade industrial.

Para isso, são utilizados diferentes equipamentos e dispositivos para modelar o comportamento do fluido refrigerante ao longo do ciclo, o que diretamente diz respeito às variações das suas variáveis físicas, como temperatura e pressão.

Quer entender melhor? Então confira o comportamento do fluido refrigerante em um ciclo de refrigeração simples.


Ciclo de refrigeração

  1. O fluido refrigerante é comprimido (pressão e temperatura aumentam) no compressor. O fluido refrigerante, nessa fase, está na fase (líquido ou gasoso?)
  2. O fluido refrigerante em forma de vapor superaquecido é direcionado então ao condensador, o qual é um trocador de calor que opera a uma alta pressão e a uma temperatura maior que a do ambiente, forçando o fluido refrigerante a perder calor através do contato indireto com água ou ar.
  3. Com a passagem do fluido através do condensador, o fluido torna-se líquido subresfriado em alta pressão e passa pelo filtro secador, removendo a umidade remanescente;
  4. Em seguida, o refrigerante passa por um dispositivo de expansão e tem a sua pressão reduzida e o volume aumentado (expandido), forçando a fase do estado líquido para vapor de baixa pressão.
  5. Em sua transição de líquido para vapor, o refrigerante tem a sua temperatura reduzida e pode ser direcionado para o evaporador. O evaporador é um trocador de calor que permite que o fluido refrigerante, com uma temperatura menor do que a do ambiente, ganhe calor e passe para o estado de vapor (afinal, é um evaporador).

Além disso, são encontrados outros equipamentos ao longo do sistema, como recipientes de líquido e separador de líquido ou acessórios, como sensores de temperatura.

Gelo seco e a refrigeração industrial

De fato, quando mencionamos a refrigeração industrial, pensamos primeiramente em um sistema de refrigeração, como o apresentado acima ou a refrigeração por absorção de vapor.

No entanto, a refrigeração industrial permite métodos alternativos para a execução de serviços, desde que sejam eficientes para tal.

E aí vem a utilização do gelo seco, que nada mais é que o dióxido de carbono solidificado.

Visto que esse produto passa do estado sólido para o gasoso (sublimação) ao ser aquecido à pressão atmosférica e tem uma temperatura constante e próxima de -78 °C, as indústrias o utilizam principalmente para o armazenamento de produtos.

Refrigeração industrial convencional ou gelo seco: vantagens e desvantagens para o armazenamento

Ao longo do texto e, após levantarmos alguns fatos sobre os dois métodos de refrigeração industrial discutidos, somos capazes de concluir algumas vantagens e desvantagens de um método sobre outro.

Através de uma análise, listamos os principais pontos que os diferem ou que os tornam especiais para determinada ocasião.

Portanto, abaixo, confira a comparação da refrigeração industrial convencional com o gelo seco.

  • Refrigeração convencional

     

Vantagens

  • Eficiente em uma ampla faixa de temperatura;
  • Variedade de refrigerantes disponíveis;
  • Estabelecida e amplamente utilizada. 

Desvantagens

  • Consumo de energia relativamente alto;
  • Demanda manutenção regular;
  • Potencial impacto ambiental dos refrigerantes.

 

  • Gelo seco

     

Vantagens

  • Com sofre sublimação, não deixa resíduos úmidos no ambiente;
  • Não requer sistemas de refrigeração complexos;

 

Desvantagens

  • Custos iniciais podem ser mais altos;
  • Eficiência pode ser menor se comparado com sistemas convencionais para algumas aplicações;
  • Armazenamento e manuseio podem trazer desafios devido às baixas temperaturas.

Com isso, podemos dizer que o gelo seco, devido à sua capacidade de não deixar resíduos úmidos e pela sua surpreendente temperatura baixa, pode ser viável, sim, dependendo da aplicação.

Em outras palavras, o uso do gelo seco é direcionado às tarefas mais específicas, como no transporte de produtos super sensíveis ao calor.

Contudo, não podemos deixar de lado a refrigeração convencional.

O uso da automação e a possibilidade de escolha de diferentes fluidos refrigerantes, torna o uso da refrigeração convencional mais versátil. 

Desse modo, a refrigeração convencional, possuindo um sistema que seja complexo ou não, possibilita um controle mais preciso do armazenamento de produtos, haja vista que o mesmo pode se adequar às necessidades do ambiente devido aos sistemas de controle e monitoramento.

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