Enfriamiento de lácteos

Enfriamiento por agua helada BUCO en la industria láctea

El agua helada de 0,5ºC tiene una capacidad de frigorífica muy elevada, lo que significa que el calor puede transportarse a caudales relativamente bajos en comparación con otros medios de enfriamiento. En nuestros sistemas de agua helada se consiguen coeficientes de transferencia de calor muy elevados (hasta 2000 W/m² K), mientras que se pueden alcanzar temperaturas de agua helada cercanas a los cero grados (0,5ºC) sin comprometer la integridad física de los equipos y sin necesidad de sofisticados métodos de regulación y control para evitar que el agua se congele, como se requiere en otros sistemas.

El enfriamiento por agua helada en la industria láctea es el método más higiénico, eficaz y seguro para reducir la temperatura de los productos en las condiciones higiénicas que exige la industria lactea. El agua helada tiene una capacidad frigorífica muy alta, lo que significa que el calor puede ser transportado a caudales relativamente bajos. Los parámetros termodinámicos y las propiedades técnicas del ciclo del agua son favorables, por lo que se consiguen coeficientes de transferencia de calor muy elevados. La producción de agua fría y enfriamiento con esta agua tienen en cualquier caso el límite físico del punto de congelación del agua. Por un lado, se quiere trabajar con agua a temperaturas lo más cercanas técnicamente a su punto de congelación para bajar al máximo la temperatura del producto a enfriar, pero por otro lado, los problemas de formación de hielo aumentan a medida que se acercan a cero. La conocida anomalía de que el agua tiene el menor volumen específico a +4ºC hace que su volumen aumente cuando se congela, lo que a su vez puede tener efectos destructivos en los componentes de la instalación (rotura de tuberías, intercambiadores de calor, bombas, etc.). Además, la formación de hielo está asociada a un mayor consumo de energía, ya que el hielo actúa como capa aislante y reduce los coeficientes de transferencia de calor. La producción de agua helada con una enfriadora de película descendente BUCO permite alcanzar temperaturas lo más cercanas posible a los cero grados centígrados, pero insensible a la formación de hielo.

Enfriador de película descendente para enfriamiento directo

La enfriadora de película descendente BUCO cumple los requisitos mencionados en el punto anterior. Se consiguen coeficientes de transferencia de calor muy elevados (hasta 2000 W/m² K). Es resistente a la posible formación de hielo. Como el agua fluye alrededor del exterior de las placas del intercambiador de calor, la formación accidental de hielo no causará ningún daño. Se pueden alcanzar temperaturas cercanas a los cero grados (0,5ºC) sin comprometer la integridad física del equipo y sin necesidad de sofisticados métodos de regulación y control para evitar la congelación del agua, como requieren otros sistemas. Es muy fácil de limpiar. Todas las superficies a limpiar son fácilmente accesibles, incluso durante el funcionamiento. Por lo tanto, es muy adecuado para el enfriamiento del agua de proceso en circuitos. Este enfriador de película descendente tiene la ventaja de eliminar los costes de regulación y control. En la práctica, los intercambiadores de placas sólo funcionan a temperaturas inferiores a +2°C con una cantidad considerable de tecnología de control y regulación, mientras que con el enfriador de película descendente BUCO se pueden alcanzar sin problemas +0,5°C. Un problema constante de los intercambiadores de placas es la contaminación del agua. A nivel internacional, este problema plantea una tarea complicada en el flujo del proceso en el caso de la contaminación del agua de proceso.

En la práctica, es muy ventajoso y aconsejable elaborar un diagrama de la demanda de agua fría y planificar la planta de generación de energía sobre la base de este diagrama, teniendo en cuenta los siguientes puntos: El consumo mínimo (consumo básico) aumenta. Cuanto mayor sea el porcentaje de este consumo básico en el consumo total, menos sentido tiene acumular hielo. La acumulación reduce la capacidad instalada de la unidad de refrigeración. Los componentes necesarios para la acumulación de hielo aumentan considerablemente el valor de la inversión (depósitos, bombas, evaporador, etc.). La producción y acumulación de hielo requiere temperaturas de evaporación más bajas que la producción directa de agua helada, lo que tiene un fuerte impacto en el consumo de energía. Los silos de banco de hielo BUCO ofrecen una excelente oportunidad para satisfacer los requisitos del mercado moderno en todos los aspectos de la producción de agua helada. En estos sistemas, el evaporador de placas se encuentra en la parte superior y el depósito de agua helada en la parte inferior. En los intercambiadores de placas típicos, la temperatura de evaporación debe mantenerse por encima de 0°C por razones de seguridad; en el enfriador de película descendente BUCO, la temperatura de evaporación puede mantenerse a -3/-4°C. Por lo tanto, el área de transferencia puede ser mucho menor.

Producción de agua helada mediante el almacenamiento de hielo

Un método muy extendido de producción de agua helada es el almacenamiento de hielo; especialmente interesante cuando el consumo de agua helada está sujeto a fuertes fluctuaciones. Los picos de consumo pueden ser compensados por las unidades de refrigeración mediante la acumulación de hielo durante los periodos de bajo consumo. El sistema tradicionalmente aplicado de almacenamiento de hielo durante las horas nocturnas tiene una aplicabilidad limitada en la actualidad por las siguientes razones: Sensibilidad creciente de los costes energéticos. Tecnologías cada vez más complejas en los procesos de producción. La tendencia a un uso más eficiente de los equipos de capital. El aumento de los requisitos medioambientales y de seguridad. Las plantas de procesamiento de productos lácteos actuales requieren una producción de agua fría muy flexible, temperaturas generalmente inferiores a +1°C, bajos costes de producción y un contenido mínimo de refrigerante (amoníaco). La práctica de producir y almacenar hielo para obtener agua helada aprovechando las tarifas nocturnas reducidas ya no es válida. Ahora es necesario adaptarse a procesos de producción complicados, evitar los picos de consumo, aprovechar los periodos valle y, sobre todo, optimizar los costes de inversión y explotación. En lenguaje llano, esto significa que, además del almacenamiento nocturno, hay que tener en cuenta el almacenamiento diurno y el enfriamiento directo durante la noche y el día, es decir, hay que optimizar el sistema encontrando la mejor solución entre enfriamiento directo y la fabricación de hielo y el consumo durante el día y la noche. Para encontrar la solución más favorable, hay que analizar detalladamente el consumo de agua fría según la hora del día y el día de la semana. Basándonos en nuestra experiencia práctica, podemos hacer las siguientes observaciones: Suele haber grandes diferencias entre las horas de un mismo día. Las diferencias entre el consumo diurno y el nocturno disminuyen en las lecherías modernas. Existe un determinado consumo mínimo durante las 24 horas del día. Puede haber diferencias considerables entre los distintos días de la semana. Es aconsejable planificar y construir la producción de agua fría con reservas suficientes, ya que el consumo suele aumentar rápidamente en cuanto se pone en marcha la instalación. En nuestros silos de bancos de hielo BUCO se puede producir alternativamente agua helada o generar hielo en escamas. Para producir hielo, el agua se bombea desde el fondo del silo del banco de hielo hasta el distribuidor de agua situado encima del evaporador; el agua corre por el exterior de las placas verticales del evaporador en forma de película y forma hielo. Una vez alcanzado el grosor predeterminado (6-8 mm), se pone en marcha el sistema de descongelación por gas caliente (el circuito de refrigeración está dividido en tres zonas para este fin). El hielo se libera, cae al fondo del silo y flota en el agua. Este proceso se mantiene hasta que se alcanza la mezcla de agua y hielo programada y el nivel de llenado. El silo de hielo estará entonces lleno y listo para iniciar el proceso de fusión del hielo para producir agua helada.

Durante el periodo de fusión, el silo del banco de hielo está conectado al proceso de producción de la industria. La entrada al consumo se encuentra por encima del nivel de hielo, mientras que el retorno se conduce al fondo del silo mediante la conexión a un distribuidor. De este modo, se consigue una circulación forzada de abajo a arriba a través de toda la zona de hielo en suspensión. El agua de retorno se enfría hasta aproximadamente 0°C al entrar en contacto con los trozos de hielo. Se insufla aire comprimido en el silo para una mejor distribución del agua de retorno. Este hielo en suspensión tiene una superficie de fusión mucho mayor que la de las bobinas de almacenamiento, lo que significa que la capacidad máxima de fusión, es decir, la capacidad de producción instantánea de agua helada, es muy alta. Esto es de gran importancia, ya que conlleva una gran flexibilidad del sistema para absorber las fluctuaciones repentinas de la temperatura de retorno de los consumidores. Las principales ventajas de estos silos pueden resumirse como sigue debido a la gran superficie de hielo en el periodo de fusión, se consigue una gran flexibilidad en el funcionamiento. El contenido de ammonia necesario es muy bajo. Sólo es aproximadamente 1/8 de la cantidad requerida para el almacenamiento convencional de unidades casco y tubo. Dado que estos silos de banco de hielo BUCO ofrecen la posibilidad de producir y almacenar hielo, descongelar a gran velocidad y enfriar directamente, se puede programar un sistema de control para suministrar a las líneas de consumo exactamente lo que se necesita. Al utilizar el enfriamiento directo, la capacidad del sistema puede ampliarse con poca inversión. Esto no es posible con ningún otro sistema de casco y tubo. La temperatura de evaporación durante el periodo de formación de hielo es casi constante con estos sistemas BUCO (-6°C y -10°C), mientras que con el almacenamiento de hielo en casco y tubo convencional, las temperaturas deben disminuir con el aumento del grosor del hielo (-15/-17°C con grosores de hielo entre 35 y 50 mm). Las consecuencias de utilizar un banco de hielo BUCO son unidades de refrigeración más pequeñas y un menor consumo en comparación con el almacenamiento convencional de casco y tubo. La limpieza de nuestros silos de banco de hielo BUCO también es muy fácil. Estos silos se caracterizan por su sencillo montaje y desmontaje, por lo que pueden trasladarse sin gran esfuerzo.

Funciones combinadas de fabricación de hielo

Las funciones combinadas de producción de hielo, acumulación y enfriamiento directo mencionadas anteriormente no son las únicas de estos silos de hielo BUCO. También se pueden establecer otras variantes, por ejemplo se han utilizado los tanques existentes. Por ejemplo, cuando los sistemas convencionales casco y tubo en el tanque están en mal estado, pero los tanques siguen estando en buenas condiciones. Los serpentines convencionales se retiran para que todo el tanque existente esté disponible para el almacenamiento de hielo y agua helada. Esto se ha hecho en varias fábricas de Nestlé en Francia. Para ello, se han colocado enfriadores de película descendente BUCO y fabricadores de hielo BUCO sobre el antiguo tanque de almacenamiento de hielo con serpentín. El agua de retorno pasa primero por el enfriador de película descendente y su temperatura se reduce a aproximadamente 1°C. A continuación, el agua de retorno se introduce en el tanque de almacenamiento de hielo. Inmediatamente después, se introduce en los fabricadores de hielo BUCO, donde se produce el hielo. Tras la descongelación, el hielo cae en el depósito y se distribuye en el mismo por circulación forzada. El hielo permanece suspendido en el agua del depósito hasta que se funde en forma de agua helada a 0,5 °C. En varias fábricas de Gervais-Danone en Francia, estas combinaciones de agua helada y producción de hielo se utilizan también para aumentar la flexibilidad del flujo de procesos actual.

Solicite hoy mismo su oferta individual y personalizada!