Prerrefrigeración por agua (hydrocooling)
Con este nombre se engloban los distintos sistemas de prerrefrigeración en el que el agua es el medio encargado de realizar la transferencia de calor desde la superficie del producto al serpentín enfriador o a un lecho de hielo, según sea el procedimiento de producción de frío utilizado. La disipación de calor se efectúa por convección forzada a través de una película de agua que rodea a la superficie del producto.
Principios físicos
La utilización del agua se debe a su capacidad como agente de enfriamiento. Efectivamente, cuando una corriente de agua fría circula rápida y uniformente sobre la superficie de un cuerpo caliente, su temperatura superficial llega a ser prácticamnete igual a la del agua casi instantáneamente. La diferencia mínima de temperatura es el resultado de una transmisión de calor óptima, como consecuencia de la existencia de un coeficiente de película promedio elevado sobre una superficie de intercambio máxima.
Para cualquier velocidad de la corriente de agua en contacto con el cuerpo el valor máximo de h promedio se obtiene solamente cuando el fluido baña uniformemente toda al superficie.
Si la velocidad del fluido es suficiente, caso de de flujos de agua por gravedad o por convección forzada, la resistencia térmica en la superficie del producto es despreciable
(Bi≈∞), lo que equivale a decir que el calor procedente del interiore del producto se disipa tan rápidamente como llega a la superficie y que la diferencia de temperatura a través de la capa límite es pequeña (∆T≤0.5ºC).
En un "hydrocooling" ideal los valores medios de h y ∆T son aproximadamente 680W/m2 ºK y 0.44ºC respectivamente. Esto supone una disipación del calor por unidad de superficie de intercambio cercana a 300W/m2
Ambos procedimientos tiene la ventaja , sobre el de inmersión, de proporcionar mayores velocidades y mejor distribución del flujo con menores gastos de agua de bombeo. La pulverización necesita mas potencia en las bombas de recirculación que la aspersión debido a mayore pérdidas de carga a través de las toberas de pulverización. Básicamente los prerrefrigeradores por agua los podemos clasificar en contínuo y discontínuos.
Sistemas de prerrefrigeración por agua
Prerrefrigerador continuo. Consiste en un túnel de 12 a 15m en el que el producto circula por una cinta transportadora. El enfriamiento puede realizarse por aspersión, pulverización o inmersión en agua fría por utilización simultánea o por tramos de los diferentes sistemas. Así, existen prerrefrigeradores contínuos en lso que el producto envasado se enfría por aspersión (figura 4).
Otros sistemas combinan la inmersión y la aspersión de forma que el producto a granel en pallets-box permance sumergido en agua durante la mitad del trayecto por el túnel , posterioemnte, dada la trayectoria inclinada de la cinta emerge gradualmente del baño y es sometido a aspersión hasta la salida.
Por motivos de explotación, el prodcucto es enfriado en lotes formados por apilamiento de envases que constitut¡yen la unidades de carga y que en su paso por el túnel son pulverizados con agua fría a razón de 25l/seg por apilamiento de envases.
Evidentemente el sistema aplicado dependerá de las características morfológicas del producto y del tipo de comercialización en la unidad de venta. En la actualidad el sistema aplicado en un procesado integral y en continuo de cereza instalado en la Agrupación de Cooperativas (AC) del Valle del Jerte se puede observar en la fotografía 1.
Fotografía 1. Hydrocooler en la cadena de procesado integral de cereza en AC
del Valle del Jerte (Cáceres, España)
En la fotografía 1
se puede observar la salida del túnel del enfriamiento por agua con una cortina de agua fría terminando el enfriamiento de cereza "picota" procesada a granel en túnel por
inmersión y aspersión de agua fría. En la actualidad, los sistemas contínuos acoplados a las cadenas de procesado son comunes en las Centales Hortofrutícolas en aquellos productos en que la prerrefrigeración es una necesidad.
Prerrefrigerador discontinuo. En los sistemas discontinuos las unidades de carga frecuentemente hasta una altura de 3 pallets, son introducidos en una cámara donde son pulverizadas con agua fría a razón de 6 l/seg por apilamiento. El agua se recupera para ser enfriada de nuevo.Este sistenma tiene la ventaja de poder pulverizar el agua el tiempo que se desee, en función de la temperatura del producto, sin embargo requiere más espacio que el sistema contínuo
Sistemas de enfriamiento del agua
En la mayoría de los casos para el enfriamiento del agua se utilizan instalaciones mecánicas de producción de frío. Las necesidades de frío de las instalaciones de prerrefrigeración son considerables y la instalación debe dimensionarse para grandes cargas puntuales.
Los serpentines enfriadores del agua se diseñan con el el criterio de máxima superficie por unidad de volumen y la temperatura de evaporación del fluido frigorígeno suele ser de -2 a -3ºC, incluso más baja cuando al instalación se proyecta para la acumulación de hielo.
Las dimesniones del equipo friforífico pueden disminuir a la mitad, incluso más, dependeindo de las horas en que el prerrefrigerador está sin funcionar en relación al tiempo que dura la operación de enfriamiento del prducto, si la instalación se diseña para producir hielo como agente enfriador del agua. Entonces, en las horas en que no se trabaja la instalación acumula el hielo necesario para hacer frente a los períodos de carga máxima.
Ventajas e inconvenientes
La prerrefrigeración por agua es una técnica normalmente utilizada para preenfriar hortalizas tales como espárrago, apio, rábano, zanahoria. Sin embargo, también son preefriados frutos pequeños y muy perecederos como ocurre con la cereza "picota". Así como en frutos muy específicos como melocotón o melón se puede utilizar siempre que los costes de explotación lo permitan.
En productos vegetales la prerrefrigeración para eliminar el calor de campo, especialmente de especies recolectadas en verano, es siempre una tecnología beneficiosa para potenciar su calidad. Sin embargo las propias características fisiológicas y los costes de explotación deben ser considerados.
El contacto directo del agua con la piel del producto puede producir alteraciones fisológicas (hidropatías) y/o favorecer el desarrollo fúngico. Estos parámetros de "riesgo" deben ser considerados en función de la especie incluso de la variedad.
Ventajas
- Es el método más rápido de prerrefrigeración, de 2 a 3 veces más rápido que el aire.
Únicamente el Vacío en foliáceas mas rápido que el Agua.
- No produce pérdidas de peso.
- Es idóneo para especies en las que el lavado es una tarea comun en la planta de
procesado.
- Pueden darse tratamientos antioxidantes o fungicidades simultaneamente al enfriamiento
Inconvenientes
- Su aplicación no es universal
- Deben utilizarse envases muy especiales de cara al agua.
- El agua es una fuente importante de microorganismos. Esencial el control riguroso de la
higiene de equipos y del agua.
- Exige disponibilidad de agua abundante y a coste moderado
- Requiere una potencia frigorífica mucho mayor que apra la prerrfrigeración por aire
Lamúa , M., Cuesta, F. y Alique, R. Prerrefrigeración de frutas y Hortalizas. II. Aplicación. Alimentación Equipos y Tecnologías, marzo-abril, 1986. pág. 106-120
No hay comentarios:
Publicar un comentario