Para el diseño de instalaciones refrigeradas, (para temperatura media, baja o súper baja) se deben tomar en cuenta algunas consideraciones tecnológicas:
El éxito de la buena conservación y comercialización de alimentos refrigerados dependerá de la eficacia de las tecnologías en detener los procesos físicos (pérdida de agua) y desarrollo de
microorganismos; y regular el desarrollo normal de la maduración en frutos o rigor mortis en carnes. El éxito de la conservación de productos de origen animal como vegetal al estado de congelamiento dependerá también de la eficacia de las tecnologías seleccionadas en reducir los efectos del propio proceso y en detener procesos químicos y enzimáticos.
El éxito de comercializar productos alimenticios congelados o refrigerados va a depender de la calidad y carga microbiana del producto natural, de la eficacia del sistema de enfriamiento (velocidad de enfriamiento o congelación), de la temperatura de conservación y de la estabilidad de la cadena fría evitando fluctuaciones de temperatura.
En cualquier caso, para la elección del tratamiento frigorífico deberá tenerse en consideración: Las características del producto,
Disponibilidad tecnológica y
Objetivos comerciales pronosticados. 1. Diseño del almacén frigorífico
Las instalaciones refrigeradas son cualesquiera edificios o sección de un edificio que alcance condiciones de almacenaje controladas usando la refrigeración.
Dos instalaciones básicas del almacenaje son:
Los refrigeradores que protegen materias en las temperaturas generalmente sobre 32°F ( 0°C) o temperatura media y
Los cuartos a baja temperatura (congeladores) que funcionan debajo de 32°F (0°C) para prevenir los desperdicios, para mantener o para ampliar vida del producto.
Las condiciones dentro de un compartimiento refrigerado cerrado se deben mantener para preservar el producto almacenado. Esto se refiere particularmente a la vida estacional, útil y al almacenamiento de larga duración. Los artículos específicos para tal consideración incluyen:
Temperaturas uniformes
Distancia del flujo de aire y choque del aire de circulación en el producto almacenado Efecto de la humedad relativa
Efecto del movimiento de aire en empleados Ventilación controlada, si fuera necesaria
Temperatura a la que ingresa del producto Duración prevista del almacenaje
Temperatura requerida de salida del producto Tráfico dentro y fuera del almacén.
Para referir normativas de almacenaje frío se citan las siguientes: La Administración de drogas y alimentos de USA (FDA) desarrolló en 1997 el código, que proporciona los requisitos modelo para salvaguardar salud pública y asegurarse de que el alimento no sea adulterado. El código es una guía para establecer los estándares por todas las fases de manejar los alimentos refrigerados. Trata la recepción, la manipulación, almacenar y el transporte de los alimentos refrigerados y las llamadas sanitarias como los requisitos de temperatura. Estos estándares se deben reconocer en el diseño y la operación de las instalaciones refrigeradas del almacenaje. Las regulaciones de la administración de salud e higiene ocupacional ( Occupational Safety and Health Administration OSHA), la agencia de protección del medio ambiente (EPA), el Ministerio de Agricultura de USA (USDA) y otros estándares se deben también incorporar en instalaciones y procedimientos del almacén.
2. Categorías de almacén refrigerado
Hay cinco categorías para la clasificación del almacenaje refrigerado para la preservación del valor nutritivo son:
Atmósfera controlada para la fruta a largo plazo y el almacenaje vegetal. Refrigeradores en las temperaturas de 32°F (0°C) y arriba.
Congeladores de alta temperatura en 27 a 28°F. (-2 °C)
Cuartos de almacenaje a baja temperatura para los productos congelados generales, mantenidos generalmente en -5 a -20°F (-20 a -29°C).
Almacenajes a baja temperatura en -5 a -20°F (-20 a -29°C)., con un exceso de refrigeración para productos que se reciben congelan 0°F (-18°C).
3. Funcionalidad
En el curso de su funcionamiento el almacén o instalación frigorífica o refrigerada debe de ser diseñado para ofrecer el volumen requerido y la temperatura (el frío) necesario para el almacenamiento o conservación. Es conveniente considerar establecer las cámaras inmediatas o con acceso a carretera, lineas ferroviarias o muelles, facilitando acceso directo a las instalaciones.
En la actualidad los almacenes frigoríficos se construyen frecuentemente utilizando paneles aislantes prefabricados fijados sobre estructura de acero u hormigón (concreto). El aislamiento se puede colocar en el exterior o en el interior de la estructura; al hacerlo por el exterior envuelve la edificación sin discontinuidad, eliminando las dificultades que trae un techo aislado suspendido; también el aislamiento está protegido contra daños interiores por la estructura; el aislamiento exterior facilita reparaciones ya ampliaciones.
4. Funciones del diseño
Se debe definir claramente las funciones atribuidas al diseño de la instalación refrigerada, estableciendo actividades diarias medias y máximas consideradas, como las consideraciones antes anotadas:
Cantidad a recibir de producto. Temperatura del producto.
Máximo número de personas y carros operando en simultáneo. Número de apertura de puertas previsto.
Máxima cantidad de productos que sale de la cámara o almacén. Temperatura ambiente máxima considerada.
Los elementos anteriores se tienen en cuenta en el cálculo de las necesidades máximas de frío. La diferencia entre la temperatura de la superficie de depósitos fríos y la temperatura de la cámara debe de ser pequeña, alrededor de 6° C.
5. Levantamiento del suelo por congelación
Este accidente se debe evitar disponiendo de un sistema de calefacción o un espacio ventilado bajo el piso de la cámara. El calentamiento puede hacerse por una red de cuadros eléctricos o una serie de tubos por la que circula solución de glicerina o aceite, el líquido se calienta frecuentemente alrededor de 5° C por el calor recuperado de la instalación frigorífica. Se hace necesario el control de la temperatura del piso.
6. Aislamiento
Los costos del aislamiento en un almacén frigorífico normalmente representan una parte muy importante en la construcción, se debe considerara para lograr reducción de costos en este rubro. La eficacia del aislamiento o coeficiente K influye sobre el clima (°T y HR) del almacenamiento, ya que el calor seco penetra a través de las paredes.
Los materiales del aislamiento, tales como: poli estireno, poli isocianurato, poliuretano y material fenólico, se han probado satisfactoriamente cuando están bien instalados con retardador apropiado de vapor y acabados con materiales que proporcionan la protección contra los incendios y una superficie sanitaria. La selección del material apropiado del aislamiento se debe basar sobre todo en la economía del aislamiento instalado, incluyendo el acabado, el saneamiento y protección contra incendios.
7. Tipos de aislamiento
Los tipos de aislamiento usados en refrigeración y congelamientos son: Aislamiento Rígido.
Aislamiento de paneles.
Espuma en el lugar del aislamiento.
Paneles de Aislamiento de Concreto Prefabricado. 8. Sistemas de Refrigeración (Equipamiento)
El sistema de refrigeración para una facilidad refrigerada se debe seleccionar en la primera fase del planeamiento de la instalación. Si la facilidad es un edificio de un solo propósito, a baja temperatura del almacenaje, la mayoría de los tipos de sistemas pueden ser utilizados. Sin embargo, si las materias que se almacenarán requieren diversas temperaturas y humedades, se debe seleccionar un sistema que puede resolver las demandas usando cuartos aislados en diversas condiciones. Usar el equipo construido unitario de paquete fabricado puede tener mérito para las estructuras más pequeñas y para una facilidad múltiples cuartos que requiera una variedad de condiciones de almacenaje. Un cuarto para el compresor central es un estándar para instalaciones más grandes, especialmente donde es importante la conservación de energía.
En grandes almacenes frigoríficos, la instalación consiste en un sistema de compresión (compresor) de dos tiempos, con bomba de recirculación de líquido refrigerante a los evaporadores (o refrigeradores de aire). El amoníaco es el más corriente, pero en ocasiones se utilizan también hidrocarburos halogenados.
Los condensadores están calculados para obtener una temperatura de condensación lo más baja posible; son enfriados por circulación de agua, sea del tipo evaporativo (evaporación forzada del agua) o enfriado por aire. La mayor parte de instalaciones modernas están automatizadas con controles digitalizados para un mejoramiento de la seguridad y permitir una regulación más fácil y menos costosa.
No se debe dejar de incluir una iluminación acorde a las actividades que dentro de la cámara frigorífica se realizarán; tomar en cuenta el calor que la fuente de iluminación generará, por ello debe contar con la potencia determinada y adecuada. Como norma en un almacén frigorífico se debe de ofrecer una iluminación de 125 lux en el suelo y de 250 lux en las áreas de trabajo.
9. Selección del refrigerante
La selección del refrigerante es una decisión muy importante en el diseño de instalaciones refrigeradas. Típicamente, el amoníaco (R700) se ha utilizado, particularmente en los sectores de los productos alimenticios y bebidas, pero aún el R-22 ha sido y se usa todavía. Algunas instalaciones a baja temperatura ahora también utilizan R-507A o R-404A, que son reemplazos como opción para R-502 y R-22 que van a dejar de utilizarse por razones ecológicas.
Factores a considerar cuando se seleccionan refrigerantes, estos incluyen: Coste
Ediciones del código de seguridad, (e.g., requisitos del código con respecto al uso del refrigerante en ciertos tipos de espacios ocupados).
Requisitos refrigerantes de la carga del sistema [ e.g., las cargas sobre 10.000 libras de NH3
Amoníaco pueden requerir la gerencia de proceso gobierno-asignada por mandato de seguridad y el plan de la gerencia de riesgo. En El Salvador es de uso restringido].
Por regulaciones de Estado y/ó códigos locales, pueden requerir operadores autorizados para usar amoníaco.
Por efectos del calentamiento global y agotamiento de capa de ozono (el amoníaco no tiene ningún efecto ni restricción de esas).
10. Inspección y mantenimiento
Las instalaciones de almacenamiento en frío se deben examinar regularmente para corregir problemas temprano, para poder realizar mantenimiento preventivo y así evitar daños serios. Los procedimientos de la inspección y de mantenimiento se realizan en dos áreas: sistema básico (piso, pared, y sistemas de techo y cielo); y aberturas (las puertas, los marcos, y el otro acceso a los cuartos de la conservación en cámara frigorífica).
10.1 Sistema Básico
Plataformas del apilado en una suficiente distancia (18 pulgadas ó 45 cm) de las paredes o del techo para permitir la circulación de aire.
Examinar paredes y techo al azar cada mes para la acumulación de la hielo. Si persiste la acumulación, localizar la rotura en el evaporador.
Para saber si hay techos aislados rotos, examine las áreas para los escapes o la condensación posibles del techo o paredes. Si se detecta la condensación o escapes, repare inmediatamente.
10.2 Aberturas
Recordar al personal cerrar puertas rápidamente para reducir formación de hielo en cuartos.
Comprobar el recorrido de rodillos y de puerta periódicamente para asegurarse de que el sello en la puerta sea eficaz.
Si se detectan los escapes, ajuste la puerta para restaurar una condición de la humedad y hermeticidad.
Comprobar las puertas y los bordes de la puerta para detectar daño de monta cargas o de otros tráficos.
Reparar cualquier daño inmediatamente para prevenir la sobrecarga de la formación de hielo o del motor de la puerta debido a la fricción excesiva.
Lubricar puertas según programa de mantenimiento del fabricante de la puerta para asegurar la libre circulación.
Comprobar periódicamente los sellos alrededor de las aberturas, conductos, tubería y cableado, en las paredes y techo.