02-Carga_Termica_Refri

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Prof. Osvaldo J. Venturini - IEM/UNIFEI
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Conservação dos Alimentos
Alterações:
• Biológicas (ação de microrganismos);
• Químicas (ação de enzimas);
• Físicas (perda de água);
Alterações Biológicas:
• Mofos / Leveduras => Vegetais
• Bactérias => carnes, ovos, peixe, etc...
• Microrganismos / Bactérias:
• Termófilos (acima de 45 oC)
• Mesófilos (acima de 10 oC);
• Psicrófilos / Criófilos (acima de -7 oC);
• Microrganismos não se multiplicam a baixas temperaturas, porém podem
não morrer, voltando a se multiplicar com a elevação de temperatura.
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Conservação dos Alimentos - Alterações Químicas:
Fase I: enrijecimento sob ação do ácido lático (>> glicogênio);
Fase II: maturação
Fase III: decomposição: enzimas atacam proteínas (autólise), gerando compostos
nitrogenados (mau odor) e O2 oxida as gorduras (ranço)
• A acidez aumenta pela ação de ácido lático, formado a partir do glicogênio muscular.
• pH abaixo de 6,0 revela carne boa para processamento e consumo;
• pH entre 6,0 e 6,2 revela carne para consumo imediato;
• pH acima de 6,4 pode indicar início de decomposição da carne
pH do músculo “vivo”
(próximo da neutralidade )
pH < 6,0
6,0 < pH < 6,2 
pH > 6,4
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Conservação dos Alimentos
Opção 1: Resfriar até temperaturas na faixa de +2 a -2 oC (24 a 38 horas),
Esperar para maturar / “maturação sanitária”;
Congelamento rápido até a temperatura final -40 oC (18 horas)
Opção 2: Resfriar de 0 a -1 oC / “maturação sanitária”;
Congelamento rápido (VLIN >1,25 cm/h VAR = 5 m/s);
Descongelar até temperaturas na faixa de +4 a +8 oC;
Término da maturação
25 oC => 3 a 4 h 15 oC = 3 dias
6 oC => 8 dias 2 oC = 14 dias
As carnes maturadas embaladas apresentam coloração escura, porém, após
retiras das embalagens retornam à coloração vermelha, em razão de novamente
terem contato com o oxigênio.
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Conservação dos Alimentos - Alterações Físicas:
Perda de água => peso / compostos aromáticos / “sumo”
Umidade da Câmara
• UR   perda de peso  & multiplicação de bactérias 
• UR   perda de peso  & multiplicação de bactérias 
Logo: TCAM   UR pode 
Movimentação do Ar
• Resfriamento (ar a 2 m/s) => 0,030 a 0,035% de perda de peso por hora
• Resfriamento (ar a 4 m/s) => 0,037 a 0,039% de perda de peso por hora
• Carne Congelada (armazenamento):
• 0,013% de perda de peso por dia (circulação forçada)
• 0,008% de perda de peso por dia (circulação natural)
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Conservação dos Alimentos - Alterações Físicas:
Máxima Formação de Cristais de Gelo
• Normalmente ocorre na faixa de -2 º a -12 ºC
Congelamento
Lento
Congelamento
Rápido
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Câmaras Frigoríficas
Parâmetro Classificação Características
Volume
< 40 m3
• A renovação de ar a cada vez que se abre a porta tem 
grande influência na carga térmica.
• Agentes externos não são controláveis.
• (Balcões frigoríficos, pequenas câmaras de frutas, etc)
> 40 m3
• Requer cálculo meticuloso da carga térmica.
• As renovações de ar podem ser controladas, não influindo 
muito na carga térmica.
• Existência de gradientes de temperatura importantes no 
seu interior.
Aplicação
Câmaras de 
resfriamento
 T > 0 C
Câmaras de 
congelamento
 T < 0 C
 Normalmente construídas em forma de túnel 
(congelamento rápido e contínuo)
 Produto se desloca em contra-corrente com uma intensa 
corrente de ar frio (V = 3 a 5 m/s e T = - 50 a - 30 C). 
Câmaras de 
estocagem
Atmosfera 
controlada
 Para amadurecimento acelerado ou conservação de frutas 
e outros vegetais.
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Câmaras Frigoríficas Com Atmosfera Controlada
Amadurecimento acelerado: 
• Comercialização dos primeiros frutos da safra ou amadurecimento complementar de 
final de safra (ou até durante a mesma)
• Enriquecimento da atmosfera em O2 => de 21 até 50%
• Eliminação do CO2
• Presença de etileno (1 a 2 partes por 1000)
Conservação a longo prazo:
• Empobrecimento da atmosfera em O2 => de 21 até 3% (limite de sufocação)
• Extração de CO2 e do etileno
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Transporte
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Veiling Holambra
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• Um terço da produção bovina consumida pelos brasileiros é oriunda de abate
clandestino (dados de 2013)
• O preço mais baixo da carne clandestina e a falta de conscientização coletiva são os
principais fatores que fomentam este mercado
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Vai encarar????
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Condições Externas de Projeto (NBR 16401)
Condições Internas de Projeto
• Depende dos requisitos de temperatura e umidade relativa dos Produtos
(ver tabelas de armazenagem de produtos)
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Carga Térmica
• Carga Térmica Devido à Transmissão de Calor Pelas Estruturas
• Carga Térmica Devido aos Produtos
• Carga Térmica Devido à Infiltração de Ar Externo
• Carga Térmica Devido aos Motores dos Ventiladores do Evaporadores
• Cargas Diversas (Iluminação, motores, pessoas, equipamentos, etc)
Câmara p/ armazenamento de produtos resfriados ou congelados
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Carga Térmica Devido à Transmissão de Calor
T
Q T
A R



a i
T
ext a i cam
L L1 1
R
k k
   
 
ext  Coeficiente de convecção externo
cam Coeficiente de convecção interno
ka  Condutividade térmica da alvenaria
ki  Condutividade térmica do isolante
La  Espessura da alvenaria
Li  Espessura do isolante
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É função da espessura do Isolamento
T
Q T
A R



a i
T
ext a i cam
L L1 1
R
k k
   
 
Fixar Q A
Isolamento excelente: 8,0 kcal/h.m2
Isolamento bom: 10,0 kcal/h.m2
Isolamento aceitável: 12,0 kcal/h.m2
Carga Térmica Devido à Transmissão de Calor
trn
Q
Q .A.24
A
 
   
 
 [kcal/dia]
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Carga Térmica Devido aos Produtos
• Calor sensível antes do congelamento
• Desde a temperatura de entrada do produto na câmara até a temperatura
de congelamento ou, se for somente resfriamento, a temperatura final
• Calor latente de congelamento
• Mudança de fase parcial ou total
• Calor sensível após o congelamento
• Desde a temperatura de congelamento (ou próximo desta) até a
temperatura de final
• Calor de respiração (ou vital)
• Metabolismo dos vegetais => consomem O2 e liberam CO2 e H2O
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GM Movimentação diária de produto na câmara, em kg/dia
cp,1 Calor espec. do produto antes do congelamento, em kcal/kg. C
Tent Temperatura de entrada do produto na câmara, em C
T1 Temperatura final do produto (ou temp. de congelamento ), em C
hcg Calor latente de congelamento do produto, em kcal/kg
cp, 2 Calor espec. do produto após o congelamento, em kcal/kg. C
T2 Temperatura final do produto congelado, em C
GT Quantidade total de produtos na câmara, em kg
Qresp Quantidade calor liberado pela respiração do produto, em kcal/kg.dia
   prod M p,1 ent 1 cg p,2 1 2 T respQ G c T T h c T T G Q        [kcal/dia]
Carga Térmica Devido aos Produtos
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Carga TérmicaDevido à Infiltração de Ar Externo
inf camQ V FTA H  [kcal/dia]
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Carga Térmica Devido à Infiltração de Ar Externo
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Carga Térmica Devido à Infiltração de Ar Externo
 
3/2
cam ext
inf inf 1/3
camcam ext
2
V C A H
1
     
          

cam ext
inf infm V 2
     
 

[m3/s] Cinf = 0,692
Desconsiderando-se a 
existência de vento!!!
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Cargas Diversas
• Cargas devido a Iluminação
• Cargas devido as pessoas
[kcal/dia]
Tcam  temperatura da câmara, em C
  tempo de permanência das pessoas na câmara, em hh/dia
n  número de pessoas na câmara
  86,0nT6272Q campes 
86,0A1086,0WQ ilumilum  [kcal/dia]
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• Cargas devido aos motores
Wmotor  potência total do motor, em cv
  tempo de funcionamento do motor, em h/dia
motor  rendimento dos ventiladores
632
W
Q
motor
motor
motor 


Cargas Diversas
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Carga Térmica Devido aos Motores dos Ventiladores
Wvent  potência total dos ventiladores, em cv
v  tempo de funcionamento dos ventiladores em h/dia
vent  rendimento dos ventiladores
vent
vent
vent
W
Q 632 

 [kcal/dia]
Obs.: assumir que a potência do ventilador é da ordem de 0,25 a 0,50 cv/TR
Este valor deve ser verificado posteriormente 
no catálogo do fabricante!!!
?
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Capacidade Frigorífica do Compressor
[kcal/h]
trn prod inf mot ilum pes vent
o
op
Q Q Q Q Q Q Q
Q
     


      

 é a capacidade frigorífica do compressor, em kcal/h
op  é o tempo de operação dos compressores, em h/dia
oQ

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Carga Térmica Devido aos Motores dos Ventiladores - EXEMPLO
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A princípio, são necessários 3 evaporadores (121.000 / 39000)
3 * 3290 W = 9870 W  13,0 cv foi admitido 18 cv
(desvio: 27%)
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Sugestões de Fabricantes:
• Heatcraft do Brasil: https://b2brazil.com.br/hotsite/heatcraftdobras
• Mipal: http://www.mipal.com.br/
• Refrio: https://www.refrio.com/
• etc.
Associação Bras. de Refrig., Ar Cond., Ventilação e Aquecim. - ABRAVA 
• Guia de Compras: https://abrava.com.br/guiadecompras/