Refrigeración artificial

Cuando se necesitan temperaturas inferiores a las que se pueden conseguir por medios naturales, se recurre a la refrigeración artificial. En este caso, el enfriamiento directo se limita a la adición de hielo al líquido a enfriar. El material a enfriar cede por completo el calor de fusión absorbido por el hielo.

En el enfriamiento indirecto con agua u otros líquidos refrigerantes (salmueras de enfriamiento), se pueden emplear las misma construcciones mecánicas que se utilizan para calentar. Para la refrigeración artificial, los agentes refrigerantes se enfrían con máquinas frigoríficas.

El frío generado en las máquinas frigoríficas por absorción y por compresión resulta del calor absorbido por la vaporización del líquido frigorífico comprimido y por su expansión (efecto Joule-Thomson). El calor absorbido le es sustraído al material enfriado (cámara frigorífica).

Para transportar a cualquier lugar de la fábrica el frío producido por una máquina frigorífica se emplean salmueras (disoluciones acuosas de sales). La temperatura de congelación de la salmuera debe ser menor que la de vaporización del medio frigorífico. Por ello, se ha de prestar atención especial, para que no llegue a la salmuera nada de agua. Por ejemplo, cuando primero se enfría con agua y después con salmuera.

Por ello, es conveniente en este caso separar entre sí los conductos de agua y salmuera por una pieza ajustada intercambiable. De esta forma no puede mezclarse agua en la salmuera, ni tampoco salmuera en el agua.

El enfriamiento debe realizarse siempre en etapas: Por ejemplo, según el esquema siguiente: preenfriamiento con agua, vaciado de la camisa de enfriamiento, reenfriamiento con salmuera fría. Enfriar con agua es más barato que el enfriar con almueras. Como salmueras se usan las disoluciones acuosas de las sales indicadas en la Tabla 3.1.

Tabla 3.1 Datos de salmuera.

Las salmueras de enfriamiento deben tener reacción neutra (pH = 7), en tanto sea posible, para disminuir los deterioros por corrosión de los conductos tubulares y órganos de enfriamiento. Las fuertes corrosiones que a pesar de todo se producen con el empleo de salmueras hacen que en la actualidad, en lugar de éstas se empleen mezclas de anticongelantes (glicoles) con agua.

Las aplicaciones de la técnica del frío son, entre otras, el enfriamiento de gases (aire) para instalaciones de climatización de recintos, cámaras frigoríficas y congeladoras, enfriamiento de líquidos (leche, cerveza, aceite), enfriamiento de materias fundidas para lograr su solidificación y separación (margarina, estearina), y la fabricación del hielo.

La fabricación del hielo tiene lugar por congelació n del agua contenida en moldes de hierro en recipientes llenos con salmuera muy fría. En la industria son frecuentes también las instalaciones automáticas deproducción de hielo que los proporcionan en fragmentos, cilindros, placas y escamas.

Fuente: Apuntes de procesos químicos de la UNIDEG