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07-Ago-2018 09:53 - Atualizado em 07/08/2018 10:08
Comentário avícola

Utilização do Túnel de Retenção Variável (TRV) para congelamento - por Geraldo Lopes Passarelli

Dicas para aumentar a capacidade de congelamento de frangos

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No comparativo das alternativas são consideradas manutenção das condições básicas de operação:

a-      Embalagem primária e secundária que facilitem a transferência de calor,

b-      Estabilização no volume de produção,

c-       Gerenciamento dos níveis do TRV, através do mix de produtos com respectivos volumes e curvas de resfriamento/congelamento,

d-      Estabilização da massa deslocada do fluído refrigerante,

e-      Estabilização da pressão de evaporação do fluído refrigerante,

f-       Estabilização das temperaturas de insuflamento e retorno do ar forçado,

g-      Estabilização da velocidade do ar na superfície do produto,

h-      Equalização da pressão interna do TRV com pressão externa da sala para evitar entrada excessiva de ar externo.

A seguir uma simplificação do processo de congelamento utilizando o TRV.

A curva do processo térmico é uma variável importante para definição da qualidade e segurança do produto.

Abaixo uma ilustração da curva do processo térmico em um abate de frangos

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A curva de resfriamento/congelamento do frango é uma variável importante para definição do custo de produção e do preço de venda.

Abaixo uma ilustração simplificada da margem líquida.

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Na velocidade de congelamento menor, os cristais de gelo são maiores ocasionando a ruptura das células, podendo promover forte exsudação no descongelamento com perda de nutrientes prejudicando a qualidade e aparência do produto e como conseqüência, possibilidade de redução no preço de venda (R$/Kg).

Deve ser garantido atendimento do indicador da mão de obra (Hh/TPA) em qualquer solução adotada para operação do TRV.

A transferência de calor do produto para o fluído refrigerante é uma variável importante para definição dos indicadores de investimento (R$/TPA) e do consumo de energia (Kw/TPA).

Abaixo uma ilustração simplificada da transferência de calor do produto para o fluído refrigerante e do fluído refrigerante para a atmosfera e/ou processos, utilizando o TRV.

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As variáveis mais importantes para definição do tempo de resfriamento/congelamento no TRV são:

a-      Massa do produto,

b-      Umidade, gordura, condimentos e complementos do produto,

c-       Dimensões, forma e embalagem do produto,

d-      Condutibilidade térmica do material da embalagem,

e-      Temperatura do ar forçado,

f-       Superfície do produto exposta ao ar forçado,

g-      Velocidade do ar forçado na superfície do produto,

h-      Superfície do produto em contato com materiais,

i-        Condutibilidade térmica dos materiais em contato com o produto.

Abaixo uma ilustração do aumento do tempo de retenção para diferentes caixas.

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Abaixo uma ilustração do aumento do tempo de retenção para diferentes temperaturas do ar forçado na superfície dos produtos.

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Abaixo uma ilustração do aumento do tempo de retenção para diferentes velocidades do ar forçado na superfície dos produtos.

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Abaixo uma ilustração do aumento do tempo de retenção para diferentes espessuras do produto.

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O mix de produtos (com alturas diferentes das caixas) pode alterar:

a-      Área livre para passagem do ar forçado

b-      Pressão estática da ventilação

c-       Vazão da ventilação

d-      Velocidade do ar na superfície dos produtos

e-      Redução na velocidade de congelamento

f-       Aumento da retenção necessária

Abaixo um corte transversal em um TRV ilustrando a área livre para passagem do ar forçado, considerando a ventilação no sentido longitudinal.

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Observem que variando o mix com produtos de diversas alturas, a área livre irá alterar podendo reduzir ou aumentar a velocidade do ar forçado na superfície do produto e conseqüentemente reduzir ou aumentar a retenção necessária.

A variação do mix também pode alterar a massa movimentada de produtos (TPA/h), e, considerando a vazão do ar forçado constante, aumentar ou diminuir o diferencial de temperatura de insuflamento e retorno, podendo reduzir ou aumentar a retenção necessária.

No congelamento o produto representa a maior parcela da carga térmica, sendo assim,  a carga térmica total (Kw/TPA), pouco varia entre diferentes temperaturas do ar forçado.

Abaixo uma ilustração da variação da carga térmica entre diferentes temperaturas do ar forçado na movimentação dos produtos em um TRV.

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Exemplo:

Para congelar 15TPA/h a carga térmica irá variar de:

15 x 108 = 1.620Kwh ou 1.393.200Kcal/h

15 x 115 = 1.725Kwh ou 1.483.500Kcal/h

Abaixo uma ilustração da variação na capacidade do sistema de compressão a vapor entre diversos regimes de operação utilizando amônia como fluído refrigerante.

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Abaixo uma ilustração da variação no consumo de energia entre diferentes regimes de operação do sistema de compressão a vapor utilizando amônia como fluído refrigerante.

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Exemplo:

Para congelar 15TPA/h o consumo de energia no regime (-40/-10/+35)ºC será 15 x 80 = 1.200Kwh

A eficiência do ciclo de compressão a vapor é uma variável importante para definição do consumo de energia.

É importante garantir a menor diferença possível entre:

a-      Temperaturas de evaporação com temperatura de aspiração,

b-      Temperatura de aspiração com temperatura de condensação.

 

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Abaixo uma ilustração do ciclo “teórico” considerado

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Opinião:

Em instalação existente de congelamento, utilizando o TRV, deve ser avaliada a possibilidade de melhoria na capacidade de congelamento:

a-      Antes de se optar pelo investimento em aumento da capacidade estática do TRV, sempre é interessante avaliar a possibilidade de melhoria na transferência de calor do produto para o fluído refrigerante.

b-      Antes de se optar pelo investimento em novos equipamentos do sistema de compressão a vapor, sempre é interessante avaliar a possibilidade de melhoria na eficiência da instalação.

Para projeto, aquisição e instalação de um novo TRV, assim como, do sistema de compressão a vapor, devem ser avaliadas as alternativas para aumento da capacidade de congelamento:

a-      Aumento da velocidade de congelamento,

b-      Aumento da capacidade estática.

Para garantia da assertividade na escolha da alternativa, deve ser esclarecida a renúncia da segunda alternativa.

Acreditando que esta simplificação do processo de congelamento com utilização do TRV possa despertar interesses para as inúmeras oportunidades de ganhos expressivos, gostaria de poder contribuir indicando empresa com competências para garantir entregas de projeto, equipamentos, materiais de aplicação e instalações.

 

 

Redação AI

Geraldo Lopes Passarelli

Geraldo Lopes Passarelli é Especialista em refrigeração e foi representante da engenharia na BRF.

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