Enfriamiento por aire forzado
En este sistema de enfriamiento por aire forzado se utiliza aire refrigerado como medio de enfriamiento. El aire se fuerza a través de los productos envasados en cajas o en palots. Se emplean varios sistemas de flujo de aire, pero el enfriador de túnel es el más habitual. Se colocan dos filas de envases, palots o productos paletizados a ambos lados de un canal de retorno de aire. Se cubre el producto y el canal con una lona, y un ventilador extrae el aire del canal, haciendo que el aire pase a través del producto. El producto se enfría por lotes. Los tiempos de enfriamiento van desde 1 h para las flores cortadas hasta más de 6 h para las frutas de mayor tamaño envasadas en materiales que restringen el flujo de aire, como bolsas o envoltorios de papel.
El sistema de pared fría está adaptado al enfriamiento de cantidades más pequeñas de producto. Los palés individuales o las cargas de envases se colocan contra una pared plenum. Normalmente, el plenum tiene una presión de aire ligeramente inferior a la de la cámara, y el aire se aspira a través del producto. Algunos enfriadores, sobre todo los de flores cortadas, utilizan un plenum presurizado y el aire se impulsa a través del producto. Los sistemas de pared fría no aprovechan el espacio del suelo con tanta eficiencia como los enfriadores de túnel y requieren más gestión, porque cada palé se enfría por separado.
El sistema de aire en serpentín está diseñado para enfriar productos en palots. Se colocan pilas con un número par de palots contra una pared plenum de presión negativa. Las aberturas inferiores para las horquillas de la carretilla elevadora se utilizan como canales de suministro y de retorno de aire. El aire circula verticalmente, hacia arriba o hacia abajo, a través del producto. Las aberturas para la carretilla tienen dimensiones limitadas, lo que restringe el flujo de aire y hace que el enfriamiento sea lento. Este sistema se utiliza para el enfriamiento parcial de productos que se envasarán más tarde y se terminarán de enfriar tras el envasado, y para enfriar productos en almacenamiento de larga duración. El sistema aprovecha el volumen de la cámara frigorífica de forma muy eficiente.
El tiempo de enfriamiento en los enfriadores de aire forzado depende del caudal volumétrico de aire y del diámetro del producto (Flockens y Meffert 1972, Gan y Woods 1989). Los enfriadores suelen funcionar con 1 L kg-1 sec1 de producto, con un rango típico de 0,5 a 2,0 L kg-1 sec-1 (1 L kg-1 sec-1 equivale aproximadamente a 1 CFM lb-1). Con 1 L kg-1 sec-1, las uvas, de diámetro mínimo pequeño, se enfrían en unas 2 h, mientras que los melones cantalupo, de diámetro mucho mayor, necesitan más de 5 h. Las cajas deben tener aproximadamente un 5 % de superficie de ventilación en las paredes laterales para permitir el flujo de aire sin una caída de presión excesiva a través de la caja (Wang y Tupin 1968, Mitchell et al. 1971). Los materiales de envasado interior deben elegirse de modo que restrinjan el flujo de aire lo menos posible.
El enfriamiento por aire forzado provoca cierta pérdida de humedad. La pérdida puede no ser detectable en productos con un coeficiente de transpiración bajo, como los cítricos, o puede alcanzar varios puntos porcentuales del peso inicial en productos con un coeficiente de transpiración alto (Sastry y Baird 1978). La pérdida de humedad guarda una relación lineal con la diferencia entre la temperatura inicial y la final del producto. Unas temperaturas iniciales elevadas del producto provocan una pérdida de humedad mayor que unas temperaturas más bajas al comenzar el enfriamiento. La pérdida de humedad puede reducirse, a costa de tiempos de enfriamiento más largos, envolviendo el producto en plástico o envasándolo en bolsas.
Los detalles sobre la selección de ventiladores, el diseño del plenum de aire, el dimensionamiento de la refrigeración, los tiempos de enfriamiento del producto y las pautas de funcionamiento se encuentran en Thompson et al. Los enfriadores de aire forzado son el tipo de enfriador menos eficiente energéticamente, pero se utilizan mucho porque se adaptan a una gran variedad de productos y sistemas de envasado. Las unidades pequeñas pueden instalarse en muchas instalaciones de almacenamiento frigorífico existentes.
El enfriamiento por aire forzado de un vistazo
| Concepto | Valor típico |
|---|---|
| Caudal de aire | Aproximadamente 1 L por kg de producto por segundo; rango habitual 0,5–2,0 L/kg·s (1 L/kg·s ≈ 1 CFM/lb) |
| Uvas (diámetro pequeño) | Unas 2 horas a 1 L/kg·s |
| Melones cantalupo (diámetro grande) | Más de 5 horas a 1 L/kg·s |
| Flores cortadas | Aproximadamente 1 hora |
| Fruta grande en bolsas o envoltorios de papel | Más de 6 horas |
| Ventilación de las cajas | Aproximadamente el 5 % de la superficie de las paredes laterales |
| Objetivo | Tiempo de enfriamiento 7/8: siete octavos del calor de campo eliminados |
Cámaras de preenfriamiento en nuestros proyectos
Las cámaras de preenfriamiento eliminan el calor de campo antes de que el producto pase al almacenamiento. En nuestro proyecto de Sri Lanka, una cámara de preenfriamiento enfría los productos de forma controlada antes de que pasen al almacenamiento, para que no sufran un cambio brusco de temperatura, y nuestro proyecto de los Países Bajos combina cámaras de preenfriamiento con una cámara de congelación rápida y un almacén de congelados en un emplazamiento de unos 500 m². Para las centrales hortofrutícolas dimensionamos los ventiladores y la refrigeración según la entrada diaria de producto; consulte almacenamiento de frutas y hortalizas y nuestra calculadora de carga térmica.
Preguntas frecuentes
¿Qué es el enfriamiento por aire forzado?
Un ventilador hace pasar aire frío a través de las cajas o los palots, de modo que el producto se enfría en horas en lugar de los días que tardaría en una cámara frigorífica normal.
¿Es lo mismo el enfriamiento por aire forzado que el almacenamiento frigorífico?
No. El enfriamiento por aire forzado es una etapa de preenfriamiento que elimina rápidamente el calor de campo; después, el producto pasa a una cámara frigorífica que mantiene su temperatura de conservación.
¿El enfriamiento por aire forzado reseca el producto?
Provoca cierta pérdida de humedad, que aumenta con la diferencia entre la temperatura inicial y la final. Envasar el producto en bolsas o en plástico la reduce, a costa de un tiempo de enfriamiento más largo.
Tiempo de enfriamiento en el enfriamiento por aire forzado
El tiempo de enfriamiento 7/8 es el tiempo necesario para eliminar siete octavos (87,5 %) de la diferencia de temperatura entre la temperatura inicial de los productos y la temperatura del medio de enfriamiento (en los sistemas FAC, el medio de enfriamiento es aire refrigerado). Se mide desde el momento en que el producto se coloca por primera vez en el enfriador de aire forzado. Alcanzar el tiempo de enfriamiento 7/8 garantiza que se ha eliminado la mayor parte del calor de campo, que la tasa de respiración del producto ha disminuido y que el producto está muy cerca de su temperatura óptima de conservación. En teoría, el producto nunca alcanza la temperatura del medio de enfriamiento. Sin embargo, el tiempo de enfriamiento 7/8 pretende acercar el producto tanto como sea posible en la práctica a la temperatura del medio de enfriamiento.
Fuente: https://www.ars.usda.gov/
