Refrigeracao

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Profº Dr. Vivaldo Silveira Júnior
Profº Dr. Douglas Fernandes Barbin
FT 720 - Processos de remoção de calor
QUESTIONÁRIO
EFICIÊNCIA VOLUMÉTRICA:
1. O que o indicador eficiência volumétrica representa para compressores
alternativos?
A eficiência volumétrica está relacionada com a capacidade de bombeamento
mássico de refrigerante pelo compressor, que, por sua vez, representa/se
relaciona diretamente com a capacidade frigorífica do equipamento. Sendo
assim, é o parâmetro de maior importância na hora de escolher um compressor
para a aplicação. A eficiência volumétrica vai mostrar quanto de vapor de
refrigerante é admitido na entrada do compressor e quanto será bombeado na
saída – está diretamente relacionada com as condições de pressão e temperatura
do refrigerante.
2. Por que a eficiência volumétrica de compressores alternativos reduz com
redução da pressão de sucção ? ou com o aumento da pressão de descarga ?
Com a redução da pressão de sucção e aumento da de descarga, o volume
específico de sucção é maior, e isso causa um aumento na massa e volume inúteis
do circuito, que vão se acumulando na câmara e fazendo com que o compressor
cada vez mais não consiga comprimir a quantidade ideal de vapor - havendo
diminuição na eficiência volumétrica e na capacidade frigorifica,
3. O sub-resfriamento de líquido e superaquecimento do vapor de sucção podem
afetar a eficiência volumétrica ? por que ?
Sim, o sub-resfriamento influencia positivamente pois ele aumenta o efeito
refrigerante, devido a diminuição do calor latente do líquido refrigerante que será
vaporizado, além disso não afeta a massa de refrigerante circulante. Desta forma,
será necessário uma menor massa de refrigerante a ser circulada no ciclo para
produzir a mesma capacidade térmica. Já o superaquecimento pode ser
prejudicial para a eficiência volumétrica pois aumenta o volume específico do
vapor aspirado que faz com que o compressor comprima uma massa menor de
refrigerante.
Superaquecimento: maior volume especifico, isto, maior produção de vapor,
fazendo com que reduza vazão mássica de refrigerante = menor eficiência
volumétrica
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Sub-resfriamento: maior efeito frigorífico = menor massa de refri p/ ter mesma
capacidade frigorífica.
4. O que uma má instalação de um sistema de refrigeração pode causar na
redução da pressão de sucção ?
Se o sistema de refrigeração operar com pressão de sucção inferior, resultará em
danos da seguinte ordem: Redução da capacidade do compressor. -Aquecimento
do compressor. -Ineficiência do sistema com aumento do consumo de energia
para a mesma quantidade de calor a retirar.
5. Em compressores alternativos, como que a eficiência volumétrica interfere na
capacidade frigorífica do sistema?
Por estarem diretamente relacionados, prejuízos na eficiência volumétrica do
sistema resultam em um funcionamento prejudicado do compressor, que, por sua
vez, traz como consequência uma menor capacidade frigorífica disponível. Assim,
pode ocorrer de o equipamento não operar de forma eficiente, fornecendo toda a
capacidade necessária, e prejudicar todo o sistema de refrigeração. Os
compressores podem ser comparados ao coração, sendo a peça de maior
relevância em toda a estrutura de refrigeração.
6. Por que apenas os compressores alternativos tem o indicador de eficiência
volumétrica ?
Isso ocorre pois os compressores alternativos funcionam com um sistema de
pistão que comprime o vapor de refrigerante que incide no equipamento. Sendo
assim, o volume específico (e, consequentemente, a massa) do refrigerante
quando ele chega no compressor irá influenciar, diretamente, na capacidade de
compressão e funcionamento. A eficiência volumetria está relacionada com esses
parâmetros, por isso é um indicador importante para compressores alternativos.
7. Em que condições operacionais que compressores alternativos, em
funcionamento, atingem eficiência volumétrica igual a zero ?
A eficiência volumétrica será igual a zero quando a pressão de sucção for muito
menor que a pressão de condensação, ou seja, quando a razão de compressão ( R
) for muito alta. Isso indica a necessidade de um sistema duplo estágio.
8. Pode-se justificar que pela pequena eficiência volumétrica de compressores
alternativos em regime de operação de baixa temperatura de evaporação (ex. -30
°C) e alta temperatura de condensação (ex.: 45 °C) foi motivo para aplicação de
duplo estágio ?
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Sim, pois há uma dependência física da eficiência volumétrica de compressores
alternativos com a razão de compressão. onde a eficiência volumétrica é função
da razão de compressão e da máquina (compressor) que realmente efetua a
passagem do vapor de uma pressão menor a até uma pressão maior.
COMPRESSORES
9. Por que existe óleo junto com refrigerante no sistema de refrigeração ?
O óleo deve estar presente para garantir lubrificação das peças mecânicas (evitar
atrito direto que podem danificar as peças, gerar calor...), além de assegurar a
vedação do sistema.
10. Por que há compressores que não utilizam óleo, por exemplo o centrífugo
magnético ?
No caso de compressores centrífugos magnéticos, não há contato entre as peças,
logo, não há necessidade de óleo para lubrificação para evitar o atrito e assim o
desgaste das mesmas. Consequentemente, esse compressor não demanda um
separador de óleo ou filtros, tendo menor manutenção.
Comparando com o compressor convencional (com uso de óleo), o compressor
isento de óleo gera menos custos, visto que não demanda manutenção de
acessórios auxiliares (separador de óleo, filtro) nem troca de óleo não precisa ter
troca de olho, nem a manutenção de acessórios auxiliares, além de evitar
contaminação do produto por arraste de óleo e redução de vibrações e ruídos já
que opera em baixa pressão e com baixa velocidade rotacional.
11. Por que em um projeto deve-se selecionar 2 compressores iguais, no mínimo, para
a capacidade total da aplicação ?
Para garantir que se no caso quebre um compressor, não afete diretamente o
produto e perca o lote inteiro, havendo uma segurança com o segundo
compressor trabalhando em sua máxima capacidade. Para isso, cada compressor
trabalha na metade de sua capacidade (em paralelo).
12. Cite 2 câmaras de compressão de compressores diferentes.
● Câmaras de compressores alternativos (a qual se baseia no movimento de
pistão no interior do cilindro devido à presença de motor elétrico,
apresentando válvula de sucção e válvula de descarga)
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○ ↑PREFR ↓VCAMARA visto que maior pressão do refrigerante indica que há
compressão na câmara e assim o ar comprimido é descarregado por
abrir a válvula de descarga, o que reduz o conteúdo da câmara
● Câmara de compressão do tipo helicoidal, com compressor parafuso, o qual é
formado por duas roscas sem fim, de forma que a distância entre essas roscas
diminui conforme comprime-se o fluido refrigerante. Tem-se compressão
gradual axial e não há válvula de sucção/descarga.
13. Por que se seleciona compressores pela carga térmica que ocorre no
evaporador?
O compressor, sendo a única máquina no sistema que realiza trabalho, é
essencial para o resfriamento/congelamento do alimento, pois sua função é de
aspirar o vapor formado no evaporador e comprimi-lo, para que chegue a uma
pressão maior, e isso permite que o refrigerante circule no sistema e as condições do
processo se matem (P = cte)
Esta capacidade frigorífica do compressor significa o calor retirado no
evaporador, quando o compressor está conectado a um equipamento frigorífico
completo, que trabalha com as temperaturas de evaporação e condensação em
questão. Deve-se notar que a capacidade frigorífica do compressor depende em
grande medida da temperatura de evaporação, que, quanto mais baixa esta
temperatura, menora capacidade. A temperatura de condensação tem também
algum efeito sobre a capacidade frigorífica.
14. Por que compressores podem ser classificados como abertos ? Qual outra
opção?
Os compressores chamados abertos são assim classificados por possuírem o
motor externo à sua carcaça, o que facilita sua manutenção e remoção, além de
permitir a utilização de amônia como refrigerante, sendo o ideal entre as opções para
instalações industriais. Entretanto, possuem um alto consumo de energia. As outras
opções de compressores são os herméticos e semi-herméticos. O primeiro é mais
barato, silencioso e de alta eficiência, entretanto, seu motor é interno e não removível,
o que impossibilita a utilização da amônia, além de ser usado apenas em instalações
de pequeno porte como ar condicionado e geladeira. Já os compressores
semi-herméticos são utilizados em instalações médias e comerciais e seu motor é, ao
mesmo tempo, interno e removível.
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15. Cite 2 vantagens/desvantagens da localização do motor elétrico em
compressores.
● Motor externo: facilita sua manutenção e remoção, além de permitir a
utilização de amônia como refrigerante. Entretanto, possuem um alto consumo
de energia.
● Motor interno: mais barato, silencioso e de alta eficiência, entretanto, não
removível, o que impossibilita a utilização da amônia
16. Por que as capacidades frigoríficas de compressores alteram com o regime de
operação?
A capacidade do compressor diminui conforme a temperatura de evaporação
diminui, ou seja para temperaturas de congelamento (ex:-10°C) o mesmo compressor
vai ter uma capacidade reduzida do que para uma temperatura de resfriamento
(ex:5°C).
17. Cite formas de variar a capacidade frigorífica dos compressores alternativos e
parafusos.
Para o controle de capacidade de compressores alternativos, podemos:
selecionar equipamentos com capacidades variáveis (que podem ser
ligados/desligados conforme a necessidade), utilização de válvulas de sucção
(para controla a injeção de óleo e controle de pressão na câmara de compressão)
e utilização de variadores de frequência. Já para os compressores parafusos,
podemos: variação da rotação (através da variação de frequência) e utilização de
válvulas de nível (para modular o compressor a partir do controle de volume
deslocado.
SISTEMAS DE REFRIGERAÇÃO
18. Cite duas estratégias de controle de capacidades de sistemas de refrigeração
com compressores alternativos em cargas parciais.
Estratégia: Controle por etapa/compressores em paralelo: iniciar ou parar
algum compressor em um sistema de multi compressores alternativos
multicilindros para controle de carga parcial por etapa, visto que a eficiência é
pouco reduzida nessa estratégia.
Estratégia - Controle de velocidade variável: uso de motor elétrico de 2
velocidades ou inversor/conversor de frequência para variar a velocidade do
compressor
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Estratégia: controle por bloqueio de sucção de cabeçote através de
pressostato
19. Como selecionar compressor(es) de um sistema central de simples estágio com 2
evaporadores a diferentes temperaturas de aplicação, uma vez que o catálogo
prevê caso de simples estágio
Ao selecionar compressores para um sistema central de simples estágio com dois
evaporadores a diferentes temperaturas de aplicação, é necessário considerar alguns
fatores importantes. Embora o catálogo possa fornecer informações para casos de
simples estágio, é possível adaptar a seleção para atender aos requisitos específicos
do seu sistema. Aqui estão algumas etapas gerais para a seleção:
● Requisitos de refrigeração: Avalie as necessidades de refrigeração de cada
evaporador. Considere a carga térmica, a temperatura de evaporação
desejada e a temperatura de condensação. Determine a capacidade de
refrigeração necessária para cada evaporador.
● Tipo de compressor: Com base nas informações do catálogo e nas
necessidades de refrigeração, identifique o tipo de compressor mais adequado
para o sistema central de simples estágio. Alguns tipos comuns de
compressores são os compressores alternativos (pistão), os compressores de
parafuso e os compressores centrífugos. Considere fatores como eficiência,
capacidade de carga variável e características de controle.
● Capacidade do compressor: Determine a capacidade de refrigeração exigida
para cada evaporador e selecione um ou mais compressores que possam
atender a essas demandas. Dependendo das cargas térmicas dos
evaporadores, você pode precisar de compressores de diferentes tamanhos ou
múltiplos compressores operando em paralelo.
● Controle de capacidade: Considere a necessidade de controle de capacidade
para atender às variações de carga dos evaporadores. Alguns compressores
oferecem capacidade de carga variável por meio de tecnologias como o
controle de velocidade variável. Isso permite ajustar a capacidade de
refrigeração de acordo com as demandas do sistema.
● Características adicionais: Considere outras características importantes para o
seu sistema, como eficiência energética, facilidade de manutenção,
confiabilidade e compatibilidade com outros componentes do sistema, como
condensadores e dispositivos de expansão.
É importante consultar o catálogo do fabricante do compressor para obter
informações detalhadas sobre as capacidades, faixas de temperatura e outras
especificações técnicas relevantes. Além disso, é recomendável contar com a
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assistência de um profissional de engenharia de refrigeração para garantir que a
seleção do compressor seja adequada às necessidades do sistema e cumpra os
requisitos específicos.
20. O que é um sistema economizer? Por que é chamado de economizador ? Por que
é usado em compressores parafusos?
Economizer :Sistema economizador
1º ganho: Depois do condensador, faz uma expansão para um resfriador intermediário
(L+V) à pega o líquido subresfriado e contínua para o evaporador à esse
subresfriamento é um ganho em△h
2º ganho: o vapor saturado da parte de cima do resfriador intermediário vai ser
injetado na carcaça do compressor parafuso
O compressor parafuso tem um sistema que faz um resfriamento intermediário dentro
da própria carcaça para que o vapor possa continuar a ser comprimido sem que
atinja temperaturas muito altas (injeção de amônia fria vinda do economizer)
21. Como implementar os princípios de um sistema economizador em sistemas
com compressores alternativos ?
Não tem como injetar esse vapor resfriado na carcaça porque não pode, mas injeta
antes (reservatório na linha antes do compressor)
22. Por que razão de compressão acima de 8 ou 9 deve-se aplicar um sistema de
duplo estágio, quando se usa compressores alternativo ? e por que para
compressores parafuso a razão é de 20 ?
Para compressores parafusos podemos trabalhar a uma razão e compressão de até
20 pois ele é capaz de modular diferentes pressões para trabalhar, a partir de uma
válvula que regula qual a pressão de saída do refrigerante. Já os compressores
alternativos trabalham por diferença de entre a pressão interna e a pressão a que o
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refrigerante chega (pressão de evaporação) – quanto menor a pressão de evaporação,
maior o R e menor a capacidade volumétrica do compressor.
23. O que é C.O.P. ? E o que é I.P.L.V. ? Por que expressar com dois indicadores
semelhantes ?
COP é o coeficiente de performance, que indica o nível de eficiência do
equipamento de refrigeração, pela relação entre capacidade de refrigeração
consumida e a energia elétrica consumida. Já o IPLV (integrated part load value) é
um índice baseado em COP, expressando a eficiência em carga parcial para
equipamentos. O IPLV leva em consideração a ponderação de várias cargas
térmicas.24. Por que o valor do COP não é mantido em cargas parciais?
O motivo pelo qual o valor do COP não é mantido em cargas parciais está
relacionado ao comportamento dos sistemas de refrigeração e aquecimento quando
operam em capacidades reduzidas.
25. Por que selecionar todos os equipamentos na condição máxima de operação,
sendo que depois terá que operar em condições parciais?
Porque pode existir um dia que será condições extremas de clima, abertura de portas,
passagem de pessoas, infiltração, iluminação… e a câmara precisa dar conta de
manter a temperatura estimada
26. O que é “inverter”?
Inverter: equipamento eletroeletrônico que inverte a frequência ou a rotação do
motor elétrico. A variação de rotação do compressor. O compressor é comandante de
impor a vazão do circuito (está bombeando), logo ao reduzir a rotação do motor,
reduz o bombeamento e, consequentemente, reduz a capacidade frigorífica.
- Princípio de variação de rotação e/ou frequência para variar a capacidade
frigorífica
27. Desconsiderando as possíveis oscilações de temperatura da aplicação, segundo
o exercício de entrega de cargas parciais, por que o compressor on-o� consumiu
menos energia que o mesmo compressor com inversor de frequência ?
On/O� gasta menos energia - trabalha em plena eficiência de energia
De acordo com os fabricantes, geralmente, o compressor on/o�, ao entrar em
“alívio”, não desliga e continua consumindo energia, enquanto o sistema de inversão
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de frequência permite menor consumo energético por trabalhar em uma menor faixa
de P possível. Contudo, o coeficiente de performance (COP) do compressor inversor de
freq. não é linear e o compressor on/o� atua em plena eficiência de energia,
justificando o on/ o� ter menor consumo de energia.
28. Quais as vantagens de utilizar um rack de compressores na mesma aplicação?
Uma das grandes vantagens dos racks de compressores é a possibilidade de operar
o sistema de refrigeração de acordo com a carga térmica requerida. Isso ocorre
graças a presença de um quadro elétrico, permitindo o funcionamento dos
compressores de acordo com a demanda, reduzindo custos de energia de até 50% e
aumentando a performance dos compressores, possibilitando sucções mais altas e
maior eficiência. Além disso, o custo de manutenção dos racks é menor do que
comparado aos sistemas tradicionais.
29. O que é termoacumulação?
A termoacumulação é a armazenagem do frio visando tanto a transferência do
consumo de energia do horário de ponta de carga (consumo geral) para horário fora
de ponta quanto o nivelamento de consumo reduzindo assim os picos de energia.
30. Quais as vantagens de se utilizar um sistema de refrigeração com
termoacumulação?
Dentre as vantagens estão:
- Redução de custo com energia e o gerenciamento pelo lado da demanda
- Gera maior confiabilidade e segurança ao sistema de refrigeração, devido ao
armazenamento de energia
- Proporciona uma redução na potência instalada, o que resulta em uma menor
demanda de energia
- Proporciona o deslocamento da carga do horário de alto consumo para outro
de baixo, aliviando o sistema elétrico e reduzindo investimentos no setor
- Contribui para a redução do impacto ambiental
Desvantagens:
- Necessidade de grandes espaços para instalação dos reservatórios de
armazenagem
- Altos investimentos iniciais em equipamentos
CONDENSADORES OU UNIDADE CONDENSADORA
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31. Por que se seleciona um condensador ou uma unidade condensadora pela carga
térmica que ocorre no evaporador?
Pois o condensador é responsável por dissipar o calor do fluido refrigerante do
sistema de refrigeração, isto é, a carga térmica retirada do meio que ocorre no
evaporador.
32. Quais os parâmetros para selecionar uma unidade condensadora a água ?
33. Cite 3 exemplos de instalações inadequadas de unidades condensadoras a ar.
Instalação da condensadora muito próximo a parede sem respeitar a distância de 1,5
metros, enclausurar para esteticamente esconder, não instalação de garrafa de
líquido na saída do condensador para aumentar a área de troca térmica na
tubulação,
34. Cite 3 causas para haver a elevação da temperatura de condensação.
- Aumento da temperatura da água ou ar de resfriamento.
No caso de condensador a ar: uma possível causa para o aumento da água
seria um dia chuvoso, pois o ar está com alta umidade relativa, então a
água não evapora e, consequentemente, não resfria. Outra causa seria um
dia quente, pois o ar está com alta temperatura de bulbo úmido, resfriando
menos a água.
- Sujeiras e incrustações no equipamento, o que dificulta a troca térmica.
- Má ventilação na serpentina. Uma maior ventilação proporciona maior
turbulência, aumentando o coeficiente de película que, consequentemente,
aumenta o coeficiente de troca térmica.
35. Por que o condensador a ar é o de menor eficiência para troca térmica ?
Pois a temperatura de condensação, em um condensador a ar, é determinada pela
temperatura ambiente de bulbo seco, enquanto, que em um condensador evaporativo
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ou à água, a rejeição de calor é controlada pela temperatura de bulbo úmido, que fica
entre 8 a 14K mais baixa que a TBS.
36. Como intensificar a troca térmica em condensadores a ar ?
Para intensificar a troca térmica, podemos pulverizar água sobre a
serpentina/placas em que ocorre a troca térmica, aumentar a área de troca
térmica, realizar a movimentação do ar externo (que vai trocar calor com o
refrigerante para condensá-lo) – isso pode ser feito pela implementação de um
ventilador.
37. Por que o condensador evaporativo é mais eficiente que os outros ? Quais os
fenômenos de transferências que ocorrem nesta operação ?
O condensador evaporativo conta com um condensador a água e uma torre
de resfriamento – temos bicos injetores no topo do condensador que vão
pulverizar água nos tubos de refrigerante, provocando sua condensação.
Dessa forma, temos que uma economia de energia (24%), menor investimento,
menor ocupação de espaço e é adequado para climas quentes. Neste
processo, temos tanto fenômenos de transferência de calor (do refrigerante
sendo resfriado e da água que evapora), quanto de massa (pois a água
evaporada vai para o ar).
38. O que é um condensador remoto ?
É um condensador instalado a distância do compressor
EVAPORADORES
39. Quais os parâmetros necessários para selecionar um evaporador?
Temperatura de evaporação, delta Temperatura e Carga térmica.
40. Quais as diferenças estruturais de evaporadores inundados com expansão
seca?
Os evaporadores inundados utilizam uma massa de refrigerante circulando 5x
maior que a massa que vai evaporar e têm um reservatório de líquido
(refrigerante em estado líquido). Já em evaporadores de expansão seca, a massa
de refrigerante que circula é exatamente igual a massa que será evaporada e a
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área total de troca térmica deve ser de 10-20% maior que a área requerida para
garantir que todo o refrigerante será evaporado.
41. Qual dos evaporadores (inundados ou expansão seca) possui maior eficiência na
troca térmica? Por que ?
No evaporador de expansão seca o fluído refrigerante inicia sua vaporização
já na válvula de expansão. Na saída do evaporador todo refrigerante deve se
encontrar na forma de vapor. A taxa de vaporização no interior do evaporador é uma
função da carga térmica exigida. Por conta da constante mudança de estado, as
paredes do evaporador não permanecem sempre molhadas, o que influência na
diminuição da transferência térmica.
Vantagem do evaporador expansão seca: possuem menor custo inicial, são
mais compactos e possuem retorno de óleo.
Desvantagens do evaporador expansão seca: menor eficiência de trocatérmica, possui variações de temperatura dentro da câmara, tem menor controle de
líquidos na linha de sucção e super aquecimento útil.
O evaporador inundado é aquele que trabalha repleto de líquido refrigerante,
sendo que seu nível é mantido por uma válvula boia. O vapor formado no evaporador
é succionado pela ação do compressor.
Vantagens do evaporador inundado: apresenta maior coeficiente de
transmissão de calor, melhor comportamento em relação à variação na carga térmica,
fornece vapor saturado seco ao compressor e não vapor superaquecido e como
Desvantagens do evaporador inundado: o evaporador inundado é caro,
necessita de um separador de líquido, é utilizado para grandes instalações,
apresenta elevado volume e grande quantidade de refrigerante se faz necessário.
42. Quais as diferenças operacionais e construtivas das válvulas de expansão dos
evaporadores (inundados e expansão seca) ?
Na expansão seca: A alimentação do refrigerante é controlada por uma válvula
de expansão termostática ou termostática com equalização externa;
T do vapor aumenta na saída do evaporador -> aquece o bulbo da válvula ->
a pressão exercida pelo fluido do bulbo no diafragma abre a válvula -> entra
mais refrigerante -> vapor sairá mais frio -> fecha a válvula. No caso de
expansão inundada, o controle é feito por meio Válvulas de expansão
automática ou manual., tendo em vista que o líquido refrigerante fica
circulando, em quantidade 2 - 7 vezes maior do que será evaporadora.
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( (
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43. O evaporador é o componente que trata o ar, quer seja resfriando-o, quanto
desumidificando-o. Como especificar para que não haja uma intensificação na
desumidificação do ar e consequente menor desidratação do produto estocado?
Para evitar que haja desidratação do produto, a velocidade do ar deve ser
baixa e adequada ao produto, bem como a umidade relativa do ar controlada. Assim
uma taxa de ar excessiva pode promover maior evaporação da umidade na superfície
do produto e, consequentemente, maior desidratação do produto. A velocidade do ar
nas câmaras de conservação de produtos não deve ser superior a 0,5 m/s.
44. O que você acha de selecionar um evaporador para a ante-câmara com um ΔT
(Tev – Tar) maior que 6 °C?
45. Para uma aplicação com carga térmica de 12.000 kcal/h, quantos evaporadores
do modelo de catálogo (com capacidade de 6.000 kcal/h e ΔT = 6 °C) serão
necessários para que a desumidificação não seja intensa e ocorra uma operação
com ΔT = 2 °C?
Considera-se que o deltaT 6°C seja tabelado, encontra-se o valor de A*U
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46. Onde se encontra o evaporador em uma sorveteira? E num chiller?
Em uma sorveteira, o evaporador geralmente está localizado dentro da unidade de
refrigeração do equipamento. O evaporador é responsável por remover o calor do
compartimento onde a mistura de sorvete é armazenada e resfriá-la para a
consistência adequada do sorvete. O evaporador é projetado para entrar em contato
com a mistura de sorvete e absorver o calor dela, permitindo que a mistura congele e
se torne sorvete.
Em um chiller (equipamento de refrigeração industrial), o evaporador está localizado
no sistema de refrigeração, geralmente em uma unidade separada. O chiller é usado
para resfriar fluidos ou ambientes em processos industriais, como resfriamento de
equipamentos, ar-condicionado central, refrigeração de alimentos, entre outros. O
evaporador no chiller é projetado para absorver o calor do fluido que precisa ser
resfriado, transferindo-o para o refrigerante circulante. O refrigerante evapora no
evaporador, removendo o calor do fluido e, em seguida, é comprimido e condensado
no condensador para liberar o calor absorvido.
47. O quanto é benéfico o super-aquecimento de 6 °C na saída de evaporadores de
expansão seca ao sistema de refrigeração?
Um superaquecimento de 6 °C na saída do evaporador de expansão seca pode trazer
benefícios significativos para o sistema de refrigeração, incluindo:
● Proteção do compressor: O superaquecimento é importante para evitar que o
refrigerante líquido entre no compressor. O superaquecimento adequado
garante que o refrigerante esteja completamente vaporizado antes de entrar
no compressor, protegendo-o contra danos causados pelo líquido refrigerante
comprimido, como golpes de líquido ou lubrificação inadequada.
● Estabilidade operacional: Um superaquecimento controlado ajuda a garantir
uma operação estável do evaporador e do sistema de refrigeração em geral.
Ele ajuda a manter uma quantidade consistente de refrigerante evaporado no
evaporador, evitando flutuações indesejadas na capacidade de refrigeração e
no desempenho do sistema.
● Eficiência energética: Um superaquecimento adequado pode contribuir para a
eficiência energética do sistema de refrigeração. Quando o refrigerante está
completamente vaporizado no evaporador, ele possui uma temperatura
uniforme e é capaz de transferir calor de maneira eficiente, o que resulta em
uma maior eficiência de transferência de calor e, consequentemente, uma
operação mais eficiente em termos energéticos.
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● Controle de umidade: O superaquecimento também ajuda a remover a
umidade indesejada do sistema. À medida que o refrigerante é superaquecido
no evaporador, a umidade presente no ar condensado é evaporada, reduzindo
a possibilidade de formação de gelo ou condensação excessiva em outros
componentes do sistema.
No entanto, é importante destacar que o superaquecimento ideal pode variar
dependendo do tipo de refrigerante, das características do sistema e das condições
operacionais específicas. É recomendável seguir as especificações do fabricante do
sistema de refrigeração e, se necessário, consultar um profissional de engenharia de
refrigeração para determinar o superaquecimento ideal para o seu sistema.
CAUSA E EFEITO
48. Qual a relação do aumento da temperatura de condensação com o aumento da
temperatura da câmara de um circuito de refrigeração?
Se a temperatura de condensação aumenta, teremos um Δh0 reduzido, pois há
uma distorção no ciclo de refrigeração. Consequentemente, a razão de compressão
aumenta e o COP diminui. Além disso, a eficiência volumétrica diminui, ou seja, o
compressor estará bombeando menos refrigerante e vai trocar menos calor,
causando o aumento de temperatura na câmara. Essas relações podem ser
justificadas a partir da equação Q=U.A.ΔT.
49. Quais as causas para ter a elevação da temperatura de condensação ?
Alterações da temperatura de condensação, e por sua vez, prejuízos ao valor
de U podem ter origem em incrustações externas ou internas, sujeira, má ventilação,
óleo de lubrificação circulando pelo sistema, redução da circulação de água/ar
(presença de incondensáveis ou de líquido acumulado dentro do condensador →
↓área), variações na temperatura do fluido de resfriamento (por causa do clima, por
exemplo). A elevação pode ter origem ainda em instalações inadequadas, como
equipamentos muito próximos à parede, em locais apertados sem circulação de ar ou
em área com grande acúmulo de sujidades.
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50. Como reduzir a desidratação de produtos desembalados em câmaras frigoríficas
?
R: aumentando a temperatura de evaporação (isso faz com que o Delta_T diminuia) e
da condição da câmara, para reduzir a T.M. do produto com o ar.
51. Quanto que uma cortina na porta da câmara poderá reduzir o tempo de degelo e
consequentemente modificar especificação do compressor ?
Se a área da mesma for significante, tendo em vista que a contribuição da
mesma se dá pela fórmula Qvedação = 150kcal/h * Área. Assim, se a mesma
representar uma perda grande, deve-se reavaliar o compressor.
52. Por que a elevação da temperatura decondensação provoca maior consumo de
energia da aplicação para manter a mesma carga térmica ? Explique pelo ciclo e
pelos quantitativos.
Quanto maior a temperatura de condensação, maior será a capacidade requerida no
compressor, e portanto, maior a energia de aplicação para manter a mesma carga
térmica do sistema. Analisando um diagrama de pressão x entalpia qualquer,
observa-se que a variação de entalpia é maior quando se aumenta a temperatura de
condensação, fazendo com que a capacidade requerida da máquina também seja
maior.
53. Qual é o ganho de realizar um resfriamento evaporativo do ar para ser utilizado
em condensadores a ar? Exemplifique e considere que o ΔT=10 °C (entre a
temperatura ambiente e temperatura de condensação) seja mantido em qualquer
uma das situações (com ou sem resfriamento do ar).
Realizar o resfriamento evaporativo do ar em condensadores a ar traz benefícios
como a redução da temperatura do ar ambiente, o que resulta em uma diferença de
temperatura mais favorável entre o ar ambiente e a temperatura de condensação.
Isso aumenta a eficiência do condensador, melhorando o desempenho do sistema de
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Fash gás - quandoO
fluido do st
e
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= #
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refrigeração como um todo. Além disso, o resfriamento evaporativo reduz a carga
térmica sobre os componentes do condensador, o que pode prolongar sua vida útil e
reduzir a necessidade de manutenção.
Por exemplo, considerando um ΔT de 10 °C entre a temperatura ambiente e a
temperatura de condensação, se o ar ambiente não for resfriado, a diferença de
temperatura será de 10 °C. No entanto, se o ar ambiente for resfriado por meio do
resfriamento evaporativo, é possível reduzir a temperatura do ar em alguns graus.
Suponhamos que o ar seja resfriado em 5 °C, então a diferença de temperatura entre
o ar ambiente resfriado e a temperatura de condensação será de 5 °C. Essa redução
na diferença de temperatura é benéfica porque influencia diretamente a capacidade
de transferência de calor do condensador. Quanto menor a diferença de temperatura,
maior será a eficiência na dissipação do calor, o que resulta em um melhor
desempenho do sistema de refrigeração como um todo.
TORRE DE RESFRIAMENTO
54. Por que a torre de resfriamento não tem boa eficiência nos dias chuvosos?
Explique os fenômenos físicos que ocorrem neste equipamento.
O resfriamento ocorre principalmente por transferência de massa (evaporação: água
↷ vapor), visto que tem-se um grande efeito evaporativo em função do diferencial de
pressão de vaporização. Além disso, ocorre a transferência de calor (calor latente
(evaporação) e calor sensível (diferença entre a temperatura da água e do ar)). A
operação de uma torre de resfriamento pode ser favorecida se for instalada em um
ambiente mais seco (maior diferença entre a temperatura do bulbo úmido e do bulbo
seco, então será mais fácil para a água evaporar), logo a transferência de massa é
favorecida. Além disso, a operação da torre de resfriamento é favorecida no inverno,
pois a temperatura e a umidade do ambiente são baixas, mas deve-se evitar operar à
noite visto que o ar fica saturado. Também deve-se evitar operar em dias chuvosos, já
que o ar está mais úmido, então tem-se menor capacidade de umidificar o ar,
diminuindo a eficiência da torre.
55. Como intensificar a eficiência da torre de resfriamento?
Para intensificar o resfriamento da água as estratégias dependem das
condições climáticas do local. Portanto:
- No inverno, quando a temperatura do ar cai e, caso a carga térmica
seja mantida constante, a temperatura de saída da água também cai.
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Para manter a temperatura da água de saída constante, pode-se
diminuir a vazão de água que recircula no sistema de refrigeração.
- No verão ocorre o inverso: a temperatura de saída da água aumenta,
comprometendo a operação do condensador. Então, pode-se aumentar
a vazão de água no sistema, visando compensar esse aumento de
temperatura.
- Em dias secos, a umidade do ar é menor e a temperatura de bulbo
úmido é alta, assim, ocorre maior transferência de massa da água para
o ar. Dessa forma, será necessária uma maior reposição.
TUBULAÇÕES
56. Qual a relação dos diâmetros das tubulações de um sistema de refrigeração com
a carga térmica?
O diâmetro de escoamento pode ser obtido pela formula:
3600.A.V(vetorial)=Q//(Delta.Ho).v. Assim, quanto menor o diâmetro, maior é a perda de
carga.
-
57. Por que a tubulação de sucção tem maior diâmetro que das outras.
Na linha de sucção, tem que ter pouca perda de carga e arraste de óleo, assim, o
diâmetro tem que ser maior.
58. Por que é vital o isolamento da linha de sucção ?
Evita perda por TC nas tubulações e garante a eficiência dos sistemas de
refrigeração.
Evita o superaquecimento inútil na linha de sucção, o que aumentaria a temperatura
de descarga, o volume específico do refrigerante, o compressor realizaria um trabalho
maior para bombear mais refrigerante, etc. Também evitaria uma possível
condensação de água na linha.
59. Por que a grande distância (comprimento da linha de sucção) entre o evaporador
e o compressor pode comprometer a capacidade frigorífica ?
Uma maior distância da linha pode levar a uma maior perda de carga, diminuindo a
temperatura de sucção, requerendo maior carga de refrigerante e reduzindo a
capacidade do sistema.
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60.Porque a grande distância entre o evaporador e o compressor (comprimento da
linha de sucção) pode comprometer a capacidade frigorífica?
A grande distância entre o evaporador e o compressor, ou o comprimento da linha de
sucção, pode comprometer a capacidade frigorífica de um sistema de refrigeração
por vários motivos:
● Perdas de carga: O comprimento da linha de sucção contribui para as perdas
de carga do sistema. À medida que o refrigerante viaja ao longo da linha de
sucção, ocorrem atritos e resistência ao fluxo, o que resulta em uma perda de
pressão. Essas perdas de carga podem afetar a capacidade frigorífica,
reduzindo a pressão de sucção do compressor e, consequentemente,
diminuindo o desempenho do sistema.
● Queda de pressão: Além das perdas de carga, uma grande distância entre o
evaporador e o compressor pode levar a uma queda significativa na pressão
de sucção. À medida que o refrigerante percorre uma linha de sucção longa, a
pressão pode diminuir devido à expansão e dissipação do calor ao longo do
caminho. Isso pode levar a uma redução da capacidade de refrigeração do
sistema, pois o compressor precisa trabalhar com uma pressão de sucção
menor.
● Perdas de calor: Uma linha de sucção longa também pode resultar em perdas
de calor indesejadas. O calor pode ser transferido para a linha de sucção a
partir do ambiente ao redor ou de fontes de calor próximas. Essas perdas de
calor adicionais aumentam a carga térmica do sistema e reduzem a
capacidade frigorífica disponível para resfriamento.
● Efeito da tubulação: O comprimento da linha de sucção também pode afetar o
desempenho do sistema devido ao efeito da tubulação. Em linhas de sucção
longas, o refrigerante pode sofrer mudanças de fase indesejadas, como a
condensação parcial. Isso pode levar a problemas de retorno de líquido ao
compressor, impactando negativamente o desempenho e a capacidade de
refrigeração do sistema.
Para minimizar esses efeitos negativos, é recomendável dimensionar adequadamente
a linha de sucção, considerando as perdas de carga, o tamanho do tubo, o
isolamento térmico adequado e a localização do compressor em relação ao
evaporador. Além disso, é importante seguir as recomendações do fabricante do
sistema de refrigeração e consultar um profissional de engenharia de refrigeração
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para projetar einstalar corretamente a linha de sucção, levando em conta as
especificidades do seu sistema.
CONTROLES
61.Como funciona a válvula de expansão termostática com equalização externa?
A válvula de expansão termostática com equalização externa é um dispositivo
utilizado em sistemas de refrigeração para regular o fluxo de refrigerante líquido para
o evaporador. Ela funciona através de um bulbo sensor que detecta a temperatura do
refrigerante no evaporador e uma equalização externa que controla a abertura da
válvula com base na pressão de evaporação. Isso permite um controle preciso do
superaquecimento no evaporador, proporcionando eficiência e controle adequados
do sistema.
62.O que e como realizar o pump down?
"Pump down" é um procedimento usado na refrigeração e no ar condicionado para
remover o refrigerante líquido do evaporador e direcioná-lo para o condensador
antes de desligar o sistema. O objetivo principal do pump down é minimizar a perda
de refrigerante e facilitar a manutenção ou reparo do sistema.
O processo de realizar o pump down geralmente envolve os seguintes passos:
● Verificação do sistema: Antes de iniciar o pump down, é importante verificar se
o sistema está em condições de ser desligado. Isso pode incluir a verificação
da pressão do sistema, a identificação de vazamentos e a realização de todas
as medidas de segurança adequadas.
● Redução da carga de refrigerante: Para iniciar o pump down, a válvula de
serviço de sucção no compressor é fechada, enquanto a válvula de serviço
líquido é aberta. Isso faz com que o compressor aspire o refrigerante do
evaporador e o direcione para o condensador.
● Monitoramento da pressão: Durante o pump down, é importante monitorar a
pressão do sistema para garantir que o refrigerante esteja sendo removido
adequadamente do evaporador. À medida que o refrigerante é transferido
para o condensador, a pressão no sistema diminuirá gradualmente.
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● Desligamento do compressor: Uma vez que a pressão do sistema atinge um
nível adequado e a maior parte do refrigerante líquido é removida do
evaporador, o compressor pode ser desligado. Isso é feito para evitar que o
compressor aspire o refrigerante residual durante a manutenção ou o reparo
do sistema.
O pump down é uma prática comum em sistemas de refrigeração para evitar perdas
de refrigerante, reduzir o tempo e o custo de manutenção e minimizar os riscos
associados ao manuseio de refrigerantes.
63.Descreva a sequência dos acionamentos dos respectivos instrumentos do quadro
elétrico para a realização de degelo elétrico.
A sequência dos acionamentos dos instrumentos do quadro elétrico para a
realização de degelo elétrico pode variar de acordo com o projeto específico do
sistema de refrigeração. No entanto, a seguir está uma sequência geral que pode ser
seguida:
● Desligamento do compressor: Antes de iniciar o degelo elétrico, o compressor
do sistema de refrigeração deve ser desligado. Isso pode ser feito por meio de
um disjuntor ou interruptor dedicado no quadro elétrico.
● Ativação do circuito de degelo: Localize o disjuntor ou interruptor dedicado
para o circuito de degelo elétrico no quadro elétrico. Ligue-o para fornecer
energia ao circuito de degelo.
● Ativação das resistências de degelo: As resistências de degelo elétrico estão
localizadas no evaporador ou nas serpentinas do sistema de refrigeração. Elas
são responsáveis por aquecer as serpentinas e derreter o gelo acumulado.
Ative os contatos dos relés ou contatores que controlam as resistências de
degelo.
● Desligamento do ventilador do evaporador: Para permitir que o calor das
resistências de degelo seja distribuído uniformemente, é comum desligar o
ventilador do evaporador durante o processo de degelo elétrico. Isso evita que
o ar frio seja soprado no ambiente e interrompa o processo de degelo.
● Ativação do temporizador de degelo: Muitos sistemas de refrigeração possuem
um temporizador de degelo para controlar a duração do degelo elétrico. Ajuste
o temporizador para a duração desejada do degelo.
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● Monitoramento do degelo: Durante o degelo elétrico, monitore o processo para
garantir que o gelo esteja derretendo adequadamente e que não haja
problemas ou anomalias no sistema.
● Finalização do degelo: Quando o tempo de degelo definido pelo temporizador
for concluído ou quando o sistema detectar que o gelo derreteu
adequadamente, desative as resistências de degelo.
● Reativação do ventilador do evaporador: Após a conclusão do degelo elétrico,
ligue novamente o ventilador do evaporador para retomar o fluxo de ar frio e
reiniciar o ciclo de refrigeração.
● Reativação do compressor: Por fim, ligue o compressor novamente para
reiniciar a operação normal do sistema de refrigeração.
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1. Eficiência volumétrica e capacidade do compressor, falar a relação e as condições
para uma capacidade de compressão nula
A eficiência volumétrica de um compressor é uma medida da capacidade do compressor em
efetivamente comprimir o ar ou o fluido em relação ao seu volume teórico máximo. É
expressa como a razão entre a capacidade real de compressão e a capacidade volumétrica
teórica.
A capacidade do compressor, por sua vez, é a quantidade de ar ou fluido que ele pode
comprimir em um determinado período de tempo. Quando se fala em capacidade de
compressão nula, isso significa que o compressor não está comprimindo o ar ou o fluido.
Sob essa condição, a capacidade do compressor seria zero, ou seja, ele não está
produzindo nenhum fluxo de ar ou fluido comprimido.
Para que a capacidade de compressão seja nula, algumas condições podem ser
consideradas, como:
1. O compressor está desligado: Se o compressor estiver completamente desligado,
não haverá compressão ocorrendo e, portanto, a capacidade de compressão será
nula.
2. Vazamento total: Se houver um vazamento completo no sistema de compressão,
todo o ar ou fluido que entra no compressor será perdido e não haverá compressão
ocorrendo. Nesse caso, a capacidade de compressão será nula.
3. Pressão de sucção igual à pressão de descarga: Se a pressão de sucção e a
pressão de descarga do compressor forem iguais, não haverá diferença de pressão
para o compressor trabalhar e realizar a compressão. Portanto, a capacidade de
compressão será nula.
2. Explicar o sistema economizer e como que a gente aplica ele para compressores
alternativos
O sistema economizador é uma técnica que aproveita a energia térmica residual do sistema
de refrigeração para reduzir o consumo de energia do compressor alternativo. Ele é
aplicado por meio da instalação de uma válvula de economizador e de uma troca de calor
adicional.
3. Como controlar carga térmica de compressores com cargas parciais?
Válvulas de expansão: Utilize válvulas de expansão termostáticas para controlar o fluxo de
refrigerante para o evaporador. Isso permite que você ajuste a quantidade de carga térmica
nos compressores, de acordo com a demanda.
4. Se a temperatura de evaporação aumenta e o problema tá na condensador, quais
são as causas?
Fluxo de ar insuficiente, acúmulo de sujeira ou incrustações, ventiladores com mau
funcionamento e problemas no circuito de refrigeração.
5. Por que o COP não é medido em cargas parciais?
O COP não é medido em cargas parciais porque o desempenho do sistema de refrigeração
pode variar significativamente em diferentes níveis de carga. Em cargas parciais, onde a
demanda de resfriamento ou aquecimento é menor, os componentes do sistema, como o
compressor, podem operar em condições diferentes em comparação com a carga total.
6. Explicar porque diferentes condições de operação temos diferentes capacidades
frigoríficas
Diferentes condições de operação em sistemas de refrigeração e ar condicionado podem
resultar em diferentes capacidades frigoríficas devido a diversos fatores. Aqui estão algunsdos principais motivos pelos quais diferentes condições de operação afetam a capacidade
frigorífica:
→ Temperatura ambiente: A temperatura ambiente é um fator crucial que afeta a
capacidade frigorífica. Quanto maior a temperatura ambiente, mais calor será transferido
para o espaço refrigerado, exigindo assim uma capacidade de refrigeração maior para
manter a temperatura desejada. Em temperaturas mais baixas, a capacidade frigorífica
necessária é reduzida.
→ Diferença de temperatura: A diferença de temperatura entre a temperatura do espaço
refrigerado e a temperatura de evaporação do refrigerante afeta diretamente a capacidade
frigorífica. Quanto maior a diferença de temperatura, maior a capacidade frigorífica
necessária.
→ Carga térmica do espaço: A carga térmica do espaço refere-se à quantidade de calor que
precisa ser removida do ambiente refrigerado. A carga térmica é influenciada por fatores
como tamanho do espaço, isolamento térmico, equipamentos e iluminação. Quanto maior a
carga térmica, maior será a capacidade frigorífica necessária para atender a essa demanda
de calor.
7. Porque seleciona-se o condensador, evaporador e o compressor pela carga térmica
O condensador, o evaporador e o compressor são selecionados com base na carga térmica
para garantir um funcionamento eficiente e adequado do sistema de refrigeração.
1. O condensador é selecionado para dissipar o calor do refrigerante que está sendo
comprimido no compressor. A capacidade do condensador deve ser adequada para
remover a carga térmica do sistema e permitir que o refrigerante condense
eficientemente.
2. O evaporador é selecionado para absorver o calor do ambiente a ser resfriado. A
capacidade do evaporador deve ser suficiente para lidar com a carga térmica do
ambiente e permitir que o refrigerante evapore adequadamente.
3. O compressor é selecionado com base na carga térmica total do sistema. Ele deve
ter capacidade suficiente para comprimir o refrigerante e garantir um fluxo de
refrigerante adequado pelo sistema.
8. Explicar (escrito e numericamente) formas de aumentar a eficiência de troca
térmica em condensador aletados que já estão instalados e funcionando
Para aumentar a eficiência de troca térmica em condensadores aletados que já estão
instalados e funcionando, existem algumas medidas que podem ser adotadas.
1. Limpeza regular
2. Verificar o fluxo de ar
3. Verificar a temperatura ambiente
4. Utilizar aditivos químicos
5. Aumentar a área de superfície
Numericamente, a eficiência de troca térmica pode ser avaliada através do coeficiente
global de transferência de calor (U). Esse coeficiente representa a taxa de transferência de
calor entre o fluido refrigerante e o ar ambiente. Ao implementar as medidas acima, é
possível melhorar o valor do coeficiente U, indicando uma maior eficiência de troca térmica
no condensador aletado.
9. Falar o valor de delta T ideal para duas situações: uma na câmara que o produto
não poderia ganhar muita umidade e uma na antecâmara
Geralmente, um ΔT ideal para câmaras de resfriamento varia de 5°C a 10°C. Essa faixa de
ΔT ajuda a evitar a formação excessiva de condensação e a minimizar o risco de umidade
indesejada no produto.
Geralmente, um ΔT ideal para a antecâmara pode variar de 10°C a 15°C. Esse valor um
pouco maior ajuda a reduzir a umidade e a temperatura do ar que entra na câmara principal.
10. Como tornar Torres de resfriamento mais eficientes
Fazer a limpeza regular, controle da qualidade da água,controle da velocidade do ar,
isolamento térmico adequado e monitoramento com análise de desempenho.
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04/08/2023
1
APLICAÇÕES DO FRIO, PROPRIEDADES DA ÁGUA E ETC...
RESFRIAMENTO / CONGELAMENTO / ESTOCAGEM :
• Envolvem diversos processos tecnológicos!
• MATURAÇÃO DE QUEIJOS: TEMPERATURAS CONTROLADAS
• CERVEJARIA : ( FERMENTAÇÃO LEVEDURAS : REAÇÃO EXOTÉRMICA)
• VINAGRE: (BACTÉRIAS ACÉTICAS: REAÇÃO EXOTÉRMICA)
• PASTEURIZAÇÃO DE LEITE
• SORVETES
• VEGETAIS CONGELADOS
• PRATOS PRONTOS – SOUS VIDE
• REFRIGERANTES – CARBONATAÇÃO
• PACKING HOUSE – RESFRIAMENTO DE FRUTAS E HORTALIÇAS
1
RESFRIAMENTO DE FRUTAS E HORTALIÇAS
PERDAS POR FALTA DE PRÉ TRATAMENTO = 30 A 40 %
2
• ETAPAS PRECEDENTES A ESTOCAGEM :
– COLHEITA
– MANIPULAÇÃO
– EXPOSIÇÃO A TEMPERATURAS ELEVADAS
– EXPOSIÇÃO AO SOL
• RESFRIAMENTO RÁPIDO :
– REDUÇÃO DA TEMPERATURA
– REDUZ A VELOCIDADE DO PROCESSO DE MATURAÇÃO
– REDUÇÃO DA AÇÃO DE AGENTES DETERIORANTES
– REDUÇÃO DE PERDA DE PESO DO PRODUTO
IMPORTÂNCIA PARA 
FRUTAS E HORTALIÇAS
3
RESFRIAMENTO DE VEGETAIS
PROCESSO DE RESPIRAÇÃO :
• LIBERAÇÃO DE CALOR == ELEVAÇÃO DA TEMPERATURA
• PRODUÇÃO DE CO2 E H20  R=f(T)
4
• EXEMPLOS : MAÇÃS :
• AMADURECIMENTO : 21 °C / 1 DIA 
• ou 1 °C / 10 DIAS
• MILHO :
• PERDA DE 60 % DO TEOR DE SACAROSE : 1 DIA / 30 °C;
• PERDA DE 6 % DO TEOR DE SACAROSE : 1 DIA / 0 °C.
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2
Resfriamento de Frutas e hortaliças – Embrapa, Unicamp, 2002
6
Produto T 0°C T 10°C T 20°C
Alcachofra 0,165 0,605 1,485
Abobrinha 0,48 1,049 2,491
Agriaão 0,16 0,972 3,226
0
0,5
1
1,5
2
2,5
3
3,5
T 0°C T 10°C T 20°C
Alcachofra
Abobrinha
Agriaão
7
Produto T 0°C T 10°C T 20°C
Alcachofra -0,78252 -0,21824 0,171726
Abobrinha -0,318760,0207750,396374
Agriaão -0,79588 -0,01233 0,508664
y = 0,4771x - 1,2306
R² = 0,989
y = 0,3576x - 0,6823
R² = 0,9992
y = 0,6523x - 1,4044
R² = 0,9867
-1
-0,8
-0,6
-0,4
-0,2
0
0,2
0,4
0,6
0,8
0 1 2 3 4
Alcachofra
Abobrinha
Agriaão
Linear (Alcachofra)
Linear (Abobrinha)
Linear (Agriaão)
Resfriamento de Frutas e hortaliças – Embrapa, Unicamp, 2002
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3
SIGNIFICADO
Q = 0,5 kJ/kg h (calor liberado)
Q = 500.000 J/ton h
Num packing house com 1.000 ton, serão 500.000.000 J/h ou 
120.000.000 cal/h
Um cálculo simples, aproximado: Q=mCp ΔT
120.000.000 cal/h = [1.000.000.000g]*[1 cal/g°C]*ΔT
ΔT = 0,12 °C/h
9
RESFRIAMENTO DE VEGETAIS
OBJETIVO : 
• Resfriamento logo após a colheita  retirada do “calor do 
campo”
• Aumentar a vida de prateleira do produto
CÂMARA DE ESTOCAGEM DE PRODUTOS RESFRIADOS :
• Não dimensionada para alta carga térmica;
• Equipamento de menor capacidade
Equipamentos Frigoríficos Dedicados : PRÉ-RESFRIAMENTO RÁPIDO
REDUÇÃO :
• Atividade metabólica : respiração e transpiração;
• Desenvolvimento microbiológico;
• Atividades enzimáticas
10
RESFRIAMENTO DE VEGETAIS
Dias de comercialização de alfaces em função do tempo de espera para
resfriá-las a 20C (0h, 6h, 8h, 12h e 24h). Colheita: 100%; Limite para a venda:
0% (FOURNIER &VANDIEVOET, 1983).
11
Perda de Qualidade de Alfaces
Resfriadas a 2 C
0h6h8h12h24h
0%
100%
0 1 2 3 4 5 6 7 8
Dias de comercialização
Q
ua
lid
ad
e 
pa
ra
 v
en
da
RESFRIAMENTO DE VEGETAIS
PARÂMETROS DE VELOCIDADE 
DE RESFRIAMENTO : TAXA DE 
RESFRIAMENTO :
• TEMPO ( ½) DE MEIO 
RESFRIAMENTO;
• TEMPO DE 7/8 DE 
RESFRIAMENTO
TEMPO DE MEIO 
RESFRIAMENTO :
• DEF.: TEMPO NECESSÁRIO 
PARA REDUZIR À METADE A 
DIFERENÇA DE TEMPERATURA 
ENTRE O PRODUTO E O MEIO
12
04/08/2023
4
RESFRIAMENTO DE VEGETAIS
MÉTODO DE RESFR. CONDIÇÕES MEIO-TEMPO
CÂMARA DE ESTOCAGEM SOLTAS, EM CAIXA 12,0
EMBALADAS, EM CAIXA 22,0
BIN DE 500 kg, GRANEL 18,0
CAIXAS PALETIZADAS 43,0
TÚNEL, AR 3-6 M/S SOLTAS, EM CAIXA 4,0
EMBALADAS, EM CAIXA 14,0
ÁGUA FRUTAS SOLTAS 0,4
INDIVIDUAL AR 0,7 M/S 1,3
AR 7,0 M/S 0,5
13
RESFRIAMENTO DE VEGETAIS
MÉTODOS DE RESFRIAMENTO DE PRODUTOS HORTÍCULAS
• COM AR FORÇADO COM RESFRIAMENTO EVAPORATIVO 
• COM AR FORÇADO 
• COM CÂMARAS
• COM ÁGUA GELADA 
• COM GELO EMPACOTADO
• À VACUO
• À VACUO COM ASPERSÃO DE ÁGUA
14
RESFRIAMENTO DE FRUTAS
Requerimento de frio é característico
• Fisiologia
• Maturidade na colheita
• Temperatura ambiente
• Tempo de colheita
• Vegetais não resfriados
• Falta de interesse econômico• Susceptibilidade à injúria pelo frio
UNIDADES DE RESFRIAMENTO
O custo padrão pode variar bastante
Porém, a Vida de Prateleira depende das atividades pós 
processamento
• Alface colhida a 20oC e resfriada imediatamente a 2oC - VP 8 dias.
• Espera de 6 horas – VP 6 dias
• Espera de 12 horas – VP 4 dias
• Espera de 18 horas – VP 2 dias
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AR FORÇADO
Vantagens
• Pode ser rápido
• ¼ a 1/10 em relação ao ar estático
• 2 – 3 x mais lento do que H2O ou vácuo
• Movimentação do ar na direção correta
• Facilmente adaptável
• Instalações podem ser reduzidas
AR FORÇADO
Desvantagens
• Manuseio
• Dificuldade de embalagens secundárias
• Ruim para folhosas
• Pode ser desigual
• Pode ser lento
AR FORÇADO - APLICAÇÕES
Frutos de caroço em geral, Citros, Maçã, cereja, uva, alface, 
espinafre, tomate, pimentão, berinjela, legumes de raízes 
(cenoura, mandioquinha, beterraba, batata-doce, rabanete), 
bulbos (cebola, alho)
AR FORÇADO - NECESSIDADES
Ventilador deve movimentar
• 0,5 a 3,0 L/(s.Kg)
Componentes do sistema:
• Câmara fria
• Unidade condensadora
• Evaporador
• Ventilador
• Acessórios do sistema de frio
O tempo de resfriamento é proporcional ao quadrado do 
diâmetro do fruto
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6
SISTEMA COM CONTROLE DE 
UMIDADE
Resfr. Frutas e Hortaliças, 2002
AR FORÇADO
Baseado na correlação de Nusselt, Reynods e Prandtl
Na prática, é preciso saber o regime de escoamento, 
curvas características do sistema (Pressão versus 
Vazão) e curvas de operação
Existe perda de pressão pela passagem do ar tanto na 
embalagem como produto
A umidade relativa do ar deve ser ajustada para não 
ocorrer ressecamento do produto
SISTEMA ENVELOPE PARA 
PREVENIR RESSECAMENTO
Resfr. Frutas e Hortaliças, 2002
PERDA DE PESO EM ESTOCAGEM FRIGORIFICADA
PSICROMETRIA :
• PROPRIEDADES DE MISTURA ( AR + VAPOR DE ÁGUA )
24
5 t(C) 10 15 20 25 30 35 40 45 50
W(kg/kg)
0.01
0.02
0.03100 rh(%) 75 50
h(kJ/kg) 100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0.8 v(m^3/kg) 0.85 0.9
D:\DOWNLOAD\PSYDEMO\Default.psy
Pressure 101.3 kPa 
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7
EFEITO “AQUECIMENTO” EFEITO “CONDENSAÇÃO”
ÁGUA
Pré resfriamento
• Q = hAΔT
• Limitado ao tamanho, forma e propriedades térmicas
• A diminuição da resistência de calor na superfície diminui muito 
com aumento do fluxo de água
• Em condições ideais h = 680W/(m2K)
ÁGUA GELADA
Fatores determinantes para um “h” apropriado:
• Temperatura da água (0-0,5oC)
• Uniformidade do produto
• Propriedades térmicas
Parâmetros do processo
• Em sistemas de chuveiro recomenda-se 600-1000 litros/min/m2
• O tempo de resfriamento será entre 10 min a 1 h, dependendo da geometria
• A queda da água sobre o produto não deve ser superior a 20 cm
• Sistemas por imersão são mais úteis para produtos mais densos
• Sugere-se água a 0,1 m/s
Produtos
• Milho doce, cebolinha, salsão, rabanete, couve-flor, brócolis
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8
HYDROCOOLER
Kader, 1992. in Tecnol. Resfr. Frutas e Hortaliças, 1997
GELO LÍQUIDO
Teoricamente
• Cada kg de gelo pode resfriar 8kg de produto em até 10°C
• Cada kg de gelo pode resfriar 4kg de produto em até 20°C
Prática
• Para resfriar de 35°C para 2°C utiliza-se em torno de 41,25% 
de gelo 
• Estudos práticos indicam 1kg de gelo por kg de produto
RESFRIAMENTO COM 
GELO
Tecnol. Resfr. Frutas e Hortaliças, 1997
RESFRIAMENTO COM 
GELO
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9
RESFRIAMENTO SOB 
VÁCUO
Resfriamento baseado no calor de evaporação da água sobre 
o produto num ambiente sob vácuo
Processos em batelada
Introduzida na Califórnia em 1948 para alface Iceberg
Vantagem para vegetais folhosos
RESFRIAMENTO SOB VÁCUO
O calor necessário para evaporar 1% da quantidade de água 
do produto à T ambiente é suficiente para reduzir a 
temperatura de 99% do produto em 5oC
Na prática, evapora-se de 3 a 5% da água.
VÁCUO
Dimensão da câmera
• 5,5m Comprimento x 2,5m Largura x 2,75m altura = 37,8m3
Resfriamento
• 8 paletes, cada um com 30 caixas, e cada caixa com 22kg de 
alface a 32°C
• Temperatura final 2°C, ou ΔT=30°C
• Cp do alface = 4,06kJ/(kg°C)
• Carga total energética: 
• Q=mCpΔT = 8x30x22x30x4,06 = 645000 kJ
• Calor latente de vaporização da água é ~ 2256 kJ/kg
• 284 kg de água evaporada 
• 55 mL H2O por kg de produto ou 1,18L H2O/caixa de alface (~5%)
TEMPO DE RESFRIAMENTO COM 
VÁCUO
Relação
Área/volume
Hortaliças Tempo vácuo
(min)
T inicial
(oC)
T final
(oC)
Alta Couve-de-Bruxelas
Alface
Espinafre
20
13
10
20
22
19
3
2
5
Média Couve flor
Aipo
Milho verde
20
13
10
24
21
28
7
8
6
Pequena Cenoura
Pepino
tomate
45
20
20
19
26
25
16
23
22
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10
MÉTODOS DE RESFRIAMENTO PARA 
COMMODITIES
Commodity Larga escala Pequena escala
Maçãs R R
Aspargos HC HC
Brocolis HC, FA, LQ FA, LQ
Couve-flor FA, VC FA
Berinjela R, FA FA
Alface VC, FA, HC FA
Batata R R
Milho verde HC, VC, LQ HC, VC, LQ
Melão HC, VC, LQ FA
Tomates R, FA
R=Room cooling; FA=Forced air; VC=Vacuum Cooling; HC=Hidrocooling; LQ=Liquid Icing
RESFRIAMENTO DE VEGETAIS. COMPARAÇÃO DOS
SISTEMAS DE RESFRIAMENTO
TAXA DE RESFRIAMENTO :
38
RESFRIAMENTO DE VEGETAIS
39
RESFRIAMENTO DE VEGETAIS
COMPARAÇÃO DOS SISTEMAS DE RESFRIAMENTO
Custos comparativos de diferentes resfriadores (KADER, 1992).
40
Custo de Resfriadores
1988
Gelo - Líquido Vácuo Ar forçado Água
0
1
2
3
4
5
6
7
8
C
us
to
/C
ap
ac
id
ad
e 
 (
U
S
$/
kg
 d
ia
)
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11
APLICAÇÕES DO FRIO
RESFRIAMENTO / CONGELAMENTO / ESTOCAGEM :
• MATURAÇÃO DE QUEIJOS
• CERVEJARIA : ( FERMENTAÇÃO LEVEDURAS : REAÇÃO EXOTÉRMICA)
• VINAGRE: (BACTÉRIAS ACÉTICAS: REAÇÃO EXOTÉRMICA)
• PASTEURIZAÇÃO DE LEITE
• SORVETES
• VEGETAIS CONGELADOS
• PRATOS PRONTOS – SOUS VIDE
• REFRIGERANTES – CARBONATAÇÃO
• PACKING HOUSE – RESFRIAMENTO DE FRUTAS E HORTALIÇAS
41
VINAGRE
42
Fermentação Alcoólica: 
C 6 H12 O6 2 CO2 + C2 H5 OH
Fermentação Acética:
2 C2 H5 OH + 2 O2 2 CH3CO2H + 2H2O
Problema de excesso de arejamento:
2 C2 H5 OH + 6 O2 4 CO2 + 6H2O
Reações que ocorrem na 
fabricação de vinagre:
Liberação de calor nas reações 
de produção de vinho e vinagre
• Vinho
1 mol de açúcar para produzir 1 mol de 
álcool libera 22 Kcal
• Vinagre
1 mol de álcool para produzir 1 mol de ácido 
acético libera 115 Kcal
1,0 g de etanol convertido em ácido acético eleva 
a temperatura de 100 ml de água em 25ºC
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12
Liberação de calor nas reações 
de produção de vinagre
1 mol de álcool para produzir 1 mol de ácido acético libera 115 Kcal
1 mol etanol 46 g
1 g de etanol 1/46 mol, liberando 115/46 = 2,5 kcal
Q = mCpΔT
2500 cal = [100 g]*[1 cal/g°C]*[25 °C]
1,0 g de etanol convertido em ácido acético eleva 
a temperatura de 100 ml de água em 25ºC
Liberação de calor nas reações 
de produção de vinagre
• Uma vinagreira de 1000 litros, em processo lento, produz 100 litros 
de vinagre por semana
• Numa densidade de 1,010 g/ml, teremos 101 kg de vinagre/semana
• A 4% de ácido acético [1 mol de ácido acético é 60g], teremos 
101000*[4/100]/60 = 67,33 mol de ácido acético/semana
• 67,33 mol etanol são consumidos por semana
• 1 mol etanol libera 115 kcal na conversão em ácido acético
• 67,33 mol liberam 7743 kcal/semana, ou 46 kcal/h
• 46000 kcal = 1000*1*ΔT
• ΔT = 46 °C
• É necessário um sistema de arrefecimento/dissipação que garanta a retirada de 46 
kcal/h para manter a temperatura no reator constante
PRODUTOS CÁRNEOS
47
RESFRIAMENTO RÁPIDO FORNECE PRODUTOS 
CÁRNEOS “READY TO EAT” (RTE) MAIS SEGUROS
 Carnes e produtos cárneos não curados
Cooling time Good Practice Maximum
to 50°C 1h 2,5h
from 50 to 12 °C 6h 6,0h
from 12 to 5 °C 1h 1,5h
total time to 5°C 8h 10h
 Carnes e produtos cárneos curados
to 50°C 1,25h 3,25h
from 50 to 12 °C 7,50h 7,50h
from 12 to 5 °C 1,25h 1,75h
total time to 5°C 10,00h 12,50h
Requirementos para estabilizar produtos de carne e aves tratados termicamente
Objetivo: evitar o crescimento de bactérias 
esporuladas (Clostridios)
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13
RESFRIAMENTO RÁPIDO OFERECE OUTROS 
BENEFÍCIOS OPERACIONAIS PARA PRODUTOS
CÁRNEOS
Evita alterações das características dosprodutos
Melhora o rendimento da produção
• Reduz evaporação da umidade devido ao resfriamento lento (encolhimento)
 Melhora o rendimento na cocção
• Reduz variação no rendimento na cocção
• Melhora a fatiabilidade e desempenho na depelagem de embutidos
 Reduz re-trabalho 
Reduz custos operacionais
• Reduz o inventário (retenção de produção) durante o processo 
 Aumenta o rendimento da produção
 Otimiza a utilização a área de processo
• Aumenta a eficiência energética
RESFRIAMENTO ENVOLVE 2 ESTÁGIOS 
DE TRANSFERÊNCIA DE CALOR
1-Calor migra do centro do 
produto para a superfície 
condução
Produto corte transversal
Velocidade de transferência 
de calor depende das 
características do produtos 
2- Calor migra da superfície 
para o meio de resfriamento 
convecção
Produto corte transversal
Velocidade de 
transferência depende das 
características do meio
AS PROPRIEDADES DE “TRANSFERÊNCIA DE 
CALOR” DOS PRODUTOS CONGELADOS SÃO 
CARACTERIZADAS POR 4 VARIÁVEIS FÍSICAS
Calor específico (Cp) = relacionado à estrutura molecular do produto
 caracteriza a facilidade de se modificar a temperatura do produto
Condutividade térmica (k) = velocidade de transferência de calor
 Afetada pelo teor de umidade do produto: água conduz calor melhor do que 
gordura
Calor latente = energia necessária para mudança de fase p.ex. para 
congelar o produto
Forma geométrica do produto
 Quanto mais espesso, mais longo o tempo de resfriamento
Fase de
Congelamento
Calor latente é uma variável crítica quando 
peças grandes são resfriadas rapidamente
• Uso de meio muito frio 
congelamento superficial
• Durante o congelamento a temperatura 
não diminui = mudança de fase de água 
para gelo
 Requer grande quantidade de 
energia
 Uso de uma etapa de “equilíbrio” 
durante o resfriamentoApós o congelamento
Acima do ponto 
congelamento
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14
Exemplo: congelamento de Carne moída de peru em tubos
Tubos 10lbs, diâmetro 4,3”, -10 F (-23C) Glicol
Tempo (horas)
Periodo de
Calor latente
Glicol
Centro Produto
10C
27C
-1.1C
16C
21C
4C
-6.6C
-12C
-18C
-23C
-28C
% Sólidos % Água Cp k Calor Latente
Bacon 61 29 0.60 0.28 74
Mortadela 35 65 0.86 0.31 86
Salsicha 40 60 0.86 0.31 86
Presunto 51 49 0.68 0.28 87
Peru reestr. 32 68 0.79 0.29 106
Propriedades Térmicas dos Produtos Cárneos
(kJ/kg . °C) (W/m . °C) (kJ/kg)
O MEIO DE RESFRIAMENTO É CARACTERIZADO 
PELO SEU COEFICIENTE DE TRANSFERÊNCIA 
DE CALOR
Método Coefficient
(W/m2 . K)
Ar
- Convecção livre 5 - 25
- Convecção forçada 10 - 200
Líquido
- Convecção livre 20 - 100
- Convecção forçada 50 – 10.000
CÂMARA DE RETENÇÃO PARA 
RESFRIAMENTO: CONVECÇÃO NATURAL
04/08/2023
15
Resfriador a ar de Alta Performance: 
Ar com Convecção Forçada (Air blast)
Trocador de 
Calor
Exaustão
RESFRIADOR DE SALMOURA: 
CONVECÇÃO FORÇADA DE LÍQUIDO
Tanque receptor de 
salmoura
Trocador de 
Calor
Chuveiro 
de 
Salmoura
Tanque de 
armazenamento
Eficiência de resfriamento: Salmoura > Blast > Câmara
Forma nº7 Presunto prensado, 10” x 6” x 3.5”
71
66
60
54
49
43
38
32
27
21
16
10
4
-1
-7
-12
-17
Te
m
pe
ra
tu
ra
 (
C
)
Tempo (horas)
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Temperatura da salmoura -9°C 
Temperatura do ar forçado -12°C
Temperatura da câmara 0°C
Temperatura final no centro do produto 2°C
A ESCOLHA DO EQUIPAMENTO DE RESFRIAMENTO 
DEPENDE DAS CARACTERÍSTICAS DOS PRODUTOS, 
PROCESSOS,....
Pontos fortes
 Menor custo inicial
 Facilidade de manutenção
 Simplicidade de projeto
Pontos fracos
 Ineficiência do ar
 Maior tempo de resfriamento
 Menor uniformidade
 Maior encolhimento
Pontos fortes
 Alta eficiência
 Menos de 1% de encolhimento
 Tempo menor de resfriamento (vs. 
câmara)
 Economia de energia (vs. câmara)
 Compatibilidade com produtos
Pontos fracos
 Maior custo inicial
 Maior tempo de resfriamento (vs. 
salmoura)
 Maior área (vs. salmoura)
 Manutenção (vs. câmara)
Resfriamento com ar
Resfriamento com ar forçado
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16
E DA CAPACIDADE OPERACIONAL
Pontos fortes
 Alta eficiência
 50 - 70% mais rápido
 0% encolhimento
 Menos área de planta
 30 - 65% menos energia
 Reduz a retenção de produto
no processo
Pontos fracos
 Maior custo inicial
 Manutenção / limpeza
 Custo da solução
 Descarte da salmoura
 Compatibilidade com produto
Salmoura
 Baixo custo
 Adequa-se a diferentes
produtos
 Vida útil do equipamento é 
limitada
 Corrosiva
Glicol
 Alto custo
 Embalagem impermeável
 Vida indefinida
 > 25% glicol = bactericida
 -20°F (-28ºC) mínimo
 Não-corrosiva
 Absorve umidade
Resfriamento líquido Salmoura ou glicol?
UTILIZAR UM PROCESSO DE RESFRIAMENTO 
RECONHECIDO PARA PRODUTOS CÁRNEOS TORNA 
A VIDA MAIS FÁCIL…
Atende os padrões de estabilidade do processo 
preconizados
 Tempo/temperatura - registros
Processo de resfriamento sob medida (customizado)
 Usar a literatura /métodos clássicos reconhecidos
Ou
 Conduzir um estudo com testes de desafio utilizando como modelo o 
C. perfringens
COMO ANALISAR OS REGISTROS DO PROCESSO DE RESFRIAMENTO
200
190
180
170
160
150
140
130
120
110
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18
Time (hours)
Steam Cook
Core
Brine Chill, 25 F.
Roast Beef Cook/Chill
Top Round, 5” x 12” x 15” 16lb/pc
Este resfriamento seria adequado?
Até 50°C em 1,0-2,5h
De 50 a 12°C em 6,0h
De 12 a 5°C em 1,0-1,5h
Total até 5°C em 8-10h54C
-4C
Tempo (horas)
27C
49C
13C
4C
COMO ANALISAR OS REGISTROS DO PROCESSO DE RESFRIAMENTO
200
190
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170
160
150
140
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110
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 
Time (hours)
Turkey Breast Cook/Chill
5” x 8.5” x 9” 9lb/pc
Steam Cook
Core
Brine Chill (4.5 hr @ 28 F.) Equilibration
(25 F. Holding cooler)
74C
-2C
Este resfriamento seria adequado?
Até 50°C em 1,0-2,5h
De 50 a 12°C em 6,0h
De 12 a 5°C em 1,0-1,5h
Total até 5°C em 8-10h
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17
COMO ANALISAR OS REGISTROS DO PROCESSO DE RESFRIAMENTO
200
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170
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120
110
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
0 1 2 3 4 5 6 7 8
Time (hours)
Air and Brine Chilling of Turkey Breast
5.5” x 7.5” x 9.5”, 9 lb/pc, brine = 25 F, air = 12 F.
Core Temperature
Air Chill = 12 F. (6.25 hr)
Core Temperature
Brine Chill = 25 F. (5.25 hr)
Te
m
p
er
at
u
re
 (
F
)
-4C
-11C
Este resfriamento seria adequado?
Até 50°C em 1,0-2,5h
De 50 a 12°C em 6,0h
De 12 a 5°C em 1,0-1,5h
Total até 5°C em 8-10h
SOUS VIDE
66
ALIMENTOS SOUS VIDE
Sous vide é um método de cozimento 
profissional que emprega uma embalagem 
barreira ao O2 e controles precisos de 
temperatura, tanto para o aquecimento como 
para a refrigeração, para reduzir oxidação e 
extender a vida-de-prateleira. 
Resultado:
• produto com textura superior, melhor flavor e qualidades 
organolépticas em geral. 
Maior mercado é o institucional, com ênfase ao 
food service e catering
SOUS VIDE – EXPOSIÇÃO À 
TEMPERATURA
7
0
6
0
5
0
4
0
3
0
Zona de pasteurização 65-70°C
Início da pasteurização 60-64°C
Zona de tolerância 55-60 °C
Zona perigosa 50-55 °C
Zona muito perigosa 20-50°C
Zona perigosa 10-20°C
Zona de tolerância 3-10°C
Zona segura 0-3°C
T(°C)
04/08/2023
18
SOUS VIDE
October 9-11, 2007
Artigo recente:
file:///C:/Users/schmidt/Downloads/sustainability-12-07606-v2.pdf
Defende o Sous vide para o mercado institucionalfood service,
em detrimento ao processamento caseiro
TÉCNICA DO SOUS VIDE
Alimentos (crus, ou pré-cozidos, com molhos ou não) são cozidos 
sob temperatura controlada, 
O cozimento não precisa ser necessariamente completo,
As temperaturas são sempre mais baixas do que os processos 
tradicionais (nunca na zona de perigo),
O tempo de cozimento é maior, o que garante maciez, melhor 
textura e desenvolvimento de sabor,
Se o alimento não for consumido imediatamente o resfriamento 
rápido é um ponto crítico de controle. 
ÁGUA E ALIMENTOS
Água:
• principal componente dos alimentos (97-98% em 
vegetais)
• sua interação com os outros constituintes tem papel 
importante na estabilidade dos alimentos refrigerados 
(resfriados ou congelados). 
71
Nos materiais biológicos temos:
• Água livre: solidifica como gelo puro;
• Água de constituição: presente em sistemas 
macromoleculares mas pode ser separada como gelo; 
induz a morte de células;
• Água de adsorsão: ligada à compostos sólidos e não 
congela (em liofilização é removida após as outras duas);
• Água de cristalização: tem ligações extremamente 
fortes, fazem parte do sistema cristalino (hidratos);
72
04/08/2023
19
CONGELAMENTO DE ALIMENTOS
ÁGUA : Principal componente dos alimentos ( 97 a 98 % de vegetais )
• Propriedades Água Gelo
• Cp [ kcal / kg . °C ] 1,0 0,5
• Densidade [ kg / dm3 ] 1,0 0,917
• Volume especifico [ dm3 / kg ] 1,0 1,09
• As propriedades da água e do gelo vão influenciar o efeito do 
processo de congelamento sobre o produto
73
CONTEÚDO DE ÁGUA E PONTO DE CONGELAMENTO
Alimento Conteúdo de 
água (%)
Ponto de 
congelamento (°C)
Hortaliças 78-92 -0,8 a -2,8
Frutas 87-95 -0,9 a -2,7
Carne 55-70 -1,7 a -2,2
Pescado 65-81 -0,6 a -2,0
Leite 87 -0,5
ovos 74 -0,5
A % de água congelada varia com a composição 
do alimento e com a Temperatura. 
75
Umidade % Água congelada Água não
Produto (%) -5ºC -10ºC -15ºC -20ºC -30ºC congelável (%)
Bife s/ gordura 74 74 82 85 87 88 12
Pão branco 40 15 45 53 54 54 46
Espinafre 90 88 93 95 96 97 2
Carne de pescado 80 - - - 91 - 10
Albumina de ovo 74 - - - 93 - 10
Carne de cordeiro 75 - - - 88 - 10
04/08/2023
20
CURVA DE 
CONGELAMENTO
-25,0
-20,0
-15,0
-10,0
-5,0
0,0
5,0
10,0
15,0
20,0
25,0
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 9000
T Maçã T pêra TC placa
CONGELAMENTO DE FATIAS DE 
PERA E MAÇA EM EQUIPAMENTO 
DE PLACAS
ALGUNS 
FUNDAMENTOS
Super resfriamento (AS)
• Abaixamento da temperatura da água aquém do ponto de 
congelamento, sem congelar
• Não altera propriedades do alimento
Cristalização da água (SB)
• Formação de uma fase sólida organizada
• Consiste da nucleação de um cristal e seu crescimento
ALGUNS FUNDAMENTOS
Fase (BC)
• O calor é removido na mesma taxa que a anterior, mas como é o calor 
latente que está sendo removido enquanto o gelo é formado, a 
temperatura permanece quase constante. 
• É onde é formada a maior quantidade de gelo
Supersaturação de outros solutos (CD) 
• Supersaturação e cristalização de outros solutos. Temperatura 
alcança a temperatura eutética do soluto
Fase DE
• cristalização da água e outros solutos
Fase EF
• Temperatura cai até próxima da temperatura do congelador
04/08/2023
21
CONGELAMENTO E 
FORMAÇÃO DE CRISTAIS
Congelamento lento
• Formação de poucos núcleos de cristalização com 
grande crescimento individual.
Congelamento rápido 
• Formação de vários núcleos de cristalização e 
crescimento limitado de cada um deles. 
Alterações nas temperaturas de 
congelamento durante o armazenamento 
podem causar recristalização
CONGELAMENTO
Lento: Usa T ~ -18C
• Tende a alterar a textura e as propriedades organolépticas 
do material. 
Rápido: Usa T ~ - 40°C
• Forma cristais de gelo menores, menos danos celulares, 
menor difusão de sais, melhor textura e qualidade 
organoléptica 
TEMPO DE 
CONGELAMENTO
04/08/2023
22
ALTERAÇÕES DE VOLUME
Água pura a 0°C expansão de 9%; outros 
constituintes também podem se expandir em 
menor proporção
Composição
• Relação de água e matéria seca
• Espaços intracelulares podem acomodar crescimento de 
cristais
Água não congelada
• Água ligada ou super resfriada não congela
Temperaturas envolvidas
• Resfriamento preliminar pode causar encolhimento; formação 
do gelo causa expansão; resfriamento de cristais de gelo: 
contração; cristalização de solutos: expansão; 
CONCENTRAÇÃO DOS 
CONSTITUINTES NÃO AQUOSOS
Cristalização da água concentra uma série de solutos não 
aquosos
O efeito causado é similar a um processo convencional de 
desidratação
• A fase não congelada muda drasticamente suas 
características: pH, acidez, força iônica, viscosidade, ponto 
de congelamento e outras propriedades coligativas
CONGELAMENTO DE ALIMENTOSCONGELAMENTO :
• Apenas da água;
• Água livre : Redução Pv  ↓ Aw
• Água ligada / soluto  não disponível  ↓ Aw
• Elevação da concentração da solução resultante  ↓ Tcong.
• Redução do pH :
87
T
0
-25
3 4 7 pH
•RECRISTALIZAÇÃO :
–Flutuação e Amplitude de temperatura de Estocagem congelado
–Crescimento de cristais de gelo
Pequenos cristais de gelo
(obtidos por congelamento 
rápido)
Rearranjo
dos pequenos cristais
Aumento da 
Temperatura
Descongelamento
dos pequenos cristais
Re-nucleação
dos cristais
Diminuição da 
Temperatura
Figura 5: Efeitos do aumento da temperatura de estocagem em congelados.
[Silva, K., 2004] 
FLUTUAÇÕES DE TEMPERATURA X RE-NUCLEAÇÃO
88
CONGELAMENTO
04/08/2023
23
 Físicos:
 Químicas:
o Rachaduras devido ao congelamento (pães/massas);
o Migração da umidade (embalagens de carnes);
o Recristalização (sorvetes);
o Perda de água por gotejamento durante descongelamento
(tecidos animais e vegetais).
o Oxidação lipídica;
o Desnaturação / oxidação protéica;
o Atividade enzimática.
DANOS POSSÍVEIS DA REFRIGERAÇÃO INCORRETA:
89
CONGELAMENTO
 Nutricionais
o Exsudação com perdas componentes nutricionais
Circulação de Ar
Quanto maior circulação de ar, maior perda de água no produto.
Quanto maior circulação de ar, mais rápida a queda de 
temperatura.
Temperatura de Estocagem de Congelados
Em tecidos animais, oxidação da mioglobina ocorre a -10°C.
As carnes são estocadas geralmente entre –5°C <T< -15 °C. 
Umidade
Alta umidade relativa favorece multiplicação de
microrganismos.
Dessecar a superfície pode diminuir o valor comercial devido ao
aspecto.
Umidade relativa pode ser maior quanto mais baixa
temperatura.
90
CONSERVAÇÃO DE ALIMENTOS A BAIXAS TEMPERATURAS
EFEITOS DE BAIXAS TEMPERATURA EM ALIMENTOS
91
1-frango
2-pescado magro
3-carne bovina
4-banana
5-laranja
6-maçã
7-ovos
8-maçã 
atmosfera 
controlada
POSSÍVEIS DEFEITOS 
AO DESCONGELAR
Sistemas coloidais irreversivelmente
desidratados – levam à exsudação de líquido.
Textura mole demais
Mudanças de cor – principalmente
escurecimento por reações enzimáticas
04/08/2023
24
MEDIDAS PARA DIMINUIR 
OS EFEITOS NEGATIVOS
Congelamento rápido
Descongelamento a frio
Adição de solutos como açúcar (produtos
contendo mais sólidos são mais protegidos)
Adição de anti-oxidante
Branqueamento bem feito
Embalagens que protetoras do oxigênio
Embalagens que protegem contra perda de
umidade
Estocagem, transporte e apresentação a -18ºC,
ou menor
BRANQUEAMENTO ANTES 
DE CONGELAR OU NÃO
Se não branquear antes de congelar, deve congelar muito
rápido e congelar em volumes pequenos para que consiga
descongelar razoavelmente rápido também, sem usar
aquecimento.
Objetivos do branqueamento:
• Reduzir a carga microbiana
• Inativar enzimas
• p.e. na vagem (93ºC / 2min) (pectinesterase)
HIDROCOLOIDES
95
Hidrocolóides: componentes que tem afinidade com a água 
(proteínas, géis e polissacarídeos);
Promovem elasticidade e rigidez, são responsáveis pela 
consistência nos alimentos.
Polissacarídeos: 
(amido = amilose + amilopectina):
• Sofrem retrogradação com o resfriamento (estado ordenado das 
moléculas de amilose), provocando opacidade e um precipitado 
insolúvel;
• Amilopectina: é mais resistente à formação de gel e retrogradação;