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Instalaciones de Amoníaco

Antecedentes:

Industrialmente, la refrigeración para el proceso y almacenamiento de los alimentos se obtiene principalmente con el uso del refrigerante amoniaco , refrigerante natural, 100% ecológico, muy eficiente, económico y seguro. Hay organizaciones mundiales que apoyan la investigación y desarrollo de nuevos sistemas y aplicaciones de la refrigeración con amoniaco . Últimamente se ha manejado información equivocada sobre éste, indicando que es un refrigerante obsoleto, que no es ecológico y que es tóxico e insegu ro. Nada más lejos, a continuación vamos a aclarar a los procesadores y usuarios de refrigeración la realidad y ventajas de este refrigerante.

Introducción:

El desarrollo de la refrigeración revolucionó el procesamiento y distribución de los alimentos modificando los hábitos de consumo de la humanidad. La implementación de la cadena de frío permite la captura, proceso, refrigera ción, congelación, almacenamiento y distribución de los más variados pro ductos alimenticios, pudiendo disponer de ellos con los más altos estándares de frescura y calidad, en cualquier lugar del mundo y en cualquier época del año.

El desarrollo de la refrigeración mecánica data de los primeros años de la revolución industrial. Al día de hoy, el amoniaco permanece como el refrigerante más utilizado en sistemas de refrigeración industrial para procesar y conservar la mayoría de los alimentos y bebidas, incluyendo el sector de alimentos marinos. Aproximadamente el 90% de los sistemas de refrige ración industrial para alimentos son con refrigerante amoniaco . El amoniaco ha estado en el liderazgo de los avances de tecnología en refrigeración , incluso la NASA ha reconocido sus ventajas como refrigerante, seleccionándolo para su uso en una Estación Espacial. Las ventajas del amoniaco son bien conocidas: No destruye la capa de ozono y no contribuye al efecto invernadero asociado al calentamiento global. De hecho el amoniaco , es un compuesto muy común mente encontrado en la naturaleza, es esencial en el ciclo del nitrógeno de la tierra y su liberación a la atmósfera es inmediatamente reciclada. Esto lo hace consistente con los acuerdos internacionales de reduc ción del calentamiento global y destrucción de la capa de ozono. Desde un punto de vista operacional, el amonia co es generalmente aceptado como el refrigerante industrial más eficiente y económicamente efectivo, un importante beneficio para los consumidores ya que costos menores de operación representan un costo menor de los productos alimenticios.

Historia:

Hace muchos años, la industria de alimentos y bebidas adoptó la refrigeración con amoniaco . Sus ventajas económicas lo hacían el refrigerante de elección para almacenes refrigerados, plantas de procesamiento e Industria alimenticia. Casi toda la comida del día pasa a través de alguna instalación de refrigeración con amoniaco antes de llegar a tiendas y supermercados.

El amoniaco , un refrigerante natural:

El amoniaco es un compuesto común y que existe natural mente en el ambiente, que se descompone naturalmen te en moléculas de hidrógeno y nitrógeno (la atmósfera está formada en un 80% de nitróge no e hidrógeno). Es un elemento clave en el ciclo del nitrógeno, y bajo condiciones normales, es esencial para muchos procesos biológicos, se puede encontrar en el agua, la tierra y el aire, y es fuente del nitrógeno esencial para plantas y animales.

Cómo se utiliza la refrigeración con amoniaco actualmente:

La refrigeración con amoniaco es el método más económico y más eficiente energéticamente para el proceso y almacenaje de alimentos congelados y refri gerados. Es el caballo de batalla para el enfriamiento postcosecha de frutas y vegetales, el enfriamiento de carne, pollo, pescados y mariscos, refrigeración para la industria de bebidas, para leche y queso, y para la congelación del helado.

Ventajas Económicas

Como refrigerante, el amoniaco ofrece cuatro claras ventajas económicas sobre otros refrigerantes común mente utilizados. •

  • El amoniaco es compatible con el medio ambien te. No destruye la capa de ozono y no contribuye al calentamiento global de la tierra.
  • El amoniaco tiene propiedades termodinámicas superiores, por lo que los sistemas de refrigeración con amoniaco consumen menos energía eléctrica.
  • El olor característico del amoniaco es su mayor cualidad de seguridad. A diferencia de otros refrigeran tes industriales que no tienen olor, porque las fugas son detectadas fácil y rápidamente. El olor punzante del amoniaco motiva a los individuos a abandonar el área donde se presente una fuga antes de que se acu mule una concentración peligrosa.

Costo y disponibilidad. El costo del amoniaco es mucho menor que cualquier refrigerante sintético, de manera general cuesta de un 10 a un 20% menos en instalación y al ser una sustancia natural, no tiene una fecha límite en que se pueda producir o usar, a diferencia de otros refrigerantes sintéticos cuyo uso o producción está limitada a una cierta cantidad de años.

Comportamiento del Amoníaco en un refrigerador de absorción:

Consideremos la maquina muy sencilla de absorción consistente en dos recipientes A y B conectados por dos tubos C y D. Uno de los tubos C tiene una serie de aletas sobre las cuales puede ser insuflado aire (para producir enfriamiento).El recipiente A esta parcialmente lleno de agua pura destilada, que es enfriada y puede absorber el amoníaco de una fuente exterior. Después de esta carga, el sistema es cerrado herméticamente respecto al exterior.Si se aplica calor al recipiente A, la temperatura de la solución de amoníaco en agua aumentara. Este aumento de la temperatura disminuye la aptitud del agua para retener el amoníaco y, en consecuencia, el vapor de amoníaco se desprenderá y pasara a través del tubo C.

Alrededor de este tubo hacemos pasar una corriente de aire que extrae el calor del amoníaco, por lo que este se licúa.Este amoníaco liquido pasa entonces al interior del recipiente B después de haber aumentado suficientemente la temperatura del recipiente A, habremos recogido en el recipiente B una cantidad de amoníaco liquido igual a la cantidad que a salido del recipiente A. Luego se retira la fuente de calor del recipiente y se deja que este se enfríe. Al enfriarse el agua, su aptitud para absorber amoníaco aumenta y absorberá el vapor del recipiente B a través del tubo D.

Como este proceso continua, el amoníaco liquido del recipiente B se evapora y al hacerlo así, naturalmente, absorbe calor. Primero absorbe su propio calor, rebajándose por consiguiente su temperatura hasta que esta sea inferior a la temperatura ambiente; luego absorbe calor del espacio circundante.Durante el proceso de absorción, el agua del recipiente A, que absorbe el vapor de amoníaco, experimenta un aumento de temperatura debido a lo que se conoce por calor de absorción.

Si no extraemos este calor la temperatura del agua aumentara hasta que no pueda producirse mas absorción y entonces cesara toda la evaporación del amoníaco por consiguiente debemos enfriar el absorbedor A durante el proceso de absorción. Esto se puede hacer dirigiendo una corriente de aire hacia el recipiente cuando hayamos evaporado todo el amoníaco liquido del recipiente B, el agua del recipiente A estará cargada con su contenido original de amoníaco.

Entonces el sistema esta en condiciones de repetir el proceso.Un sistema tan sencillo como el descrito no seria aplicable al acondicionamiento de aire ya que se requeriría algún medio de calentar y enfriar alternativamente el recipiente A. Por otra parte, mientras el proceso de calentamiento tuviese lugar, no produciríamos refrigeración alguna a no ser que proveyésemos otro sistema que trabajase alternativamente con el primero. Existe un sistema llamado del tipo continuo aplicable en la practica. Este sistema esta representado en la figura.

El recipiente G, llamado generador, se utiliza para mantener la solución rica en amoníaco. Se suministra calor a este recipiente haciendo que el amoníaco se desprenda del agua y pase al condensador C, donde se licúa y pasa al recipiente de liquido. Saliendo del recipiente de liquido, pasa a través de la válvula de expansión y entra en el evaporador D, donde es evaporado a baja presión.El agua que ha cedido este amoníaco es bombeada desde el generador a través del tubo F hasta el absorbedor A; aquí es enfriada por una corriente de aire o serpentín de agua y, una vez enfriada puede absorber el vapor del evaporador que esta en contacto con ella. esta solución se enriquece ahora de amoníaco y es devuelta por la bomba al generador para ser nuevamente calentada.Usos, ventajas y desventajasEl refrigerador por absorción de amoníaco es especialmente atractivo cuando de dispone de calor a una temperatura baja 100 a 200 grados celsius, ya que, este sistema requiere una cantidad de trabajo muy pequeña comparativamente con otros sistemas de refrigeración, además la eficiencia de este sistema es relativamente alta, del orden del 18%, la que puede ser mejorada agregando ciertos dispositivos auxiliares como: analizadores o columnas de burbujas, rectificadores o arreglos para el reflujo, intercambiadores de calor, preenfriadores de líquido, etc… llegando hasta un 70%.Las instalaciones refrigerantes en que se utiliza amoníaco han encontrado un opositor poderoso en la toxicidad que alcanza en altas concentraciones en el aire y por consiguiente, el peligro latente de fugas que ponen en peligro a operarios y residentes en las cercanías de la instalación.

El sistema de absorción de amoníaco permite obtener temperaturas más bajas que las que se obtienen con otros sistemas (bajo cero) de absorción como el de bromuro de litio y agua, que ha sido muy utilizado para aires acondicionados.

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