Tecnologia de gelo bombeável - Pumpable ice technology

Bombeável gelo ( PI ) tecnologia é uma tecnologia para produzir e utilizar fluidos ou fluidos refrigerantes secundários, também chamados agentes de refrigeração , com a viscosidade da água ou gelatina e a capacidade de arrefecimento de gelo . Gelo bombeável é tipicamente uma pasta de cristais de gelo ou partículas variando de 5 micrômetros a 1 cm de diâmetro e transportados em salmoura , água do mar , alimento líquido ou bolhas de ar , ozônio ou dióxido de carbono .

Gelo bombeável passou por tubos de plástico

Terminologia

Além de termos genéricos, como bombeável, gelatina ou lama de gelo , existem muitos nomes de marcas registradas para esse refrigerante, como "Deepchill", "Beluga", "otim", "fluxo", "fluido", "jel", "binário" , Gelo “líquido”, “máximo”, “batido” e “pasta de bolhas”. Essas marcas registradas são autorizadas por empresas produtoras de gelo industrial na Austrália, Canadá, China, Alemanha, Islândia, Israel, Rússia, Espanha, Reino Unido e EUA.

Processo tecnológico

Existem dois métodos relativamente simples para produzir gelo bombeável. A primeira é a fabricação de formas comumente usadas de gelo sólido cristalino, como placas, tubos, cascas ou flocos de gelo, triturando e misturando-os com água. Esta mistura de diferentes concentrações de gelo e dimensões de partículas (cristais de gelo podem variar em comprimento de 200 µm a 10 mm) é passada por bombas de um tanque de armazenamento para o consumidor. As construções, especificações e aplicações de fabricantes de gelo convencionais atuais são descritas nesta referência:

A ideia por trás do segundo método é criar o processo de cristalização dentro do volume do líquido resfriado. Essa cristalização interna pode ser realizada usando tecnologias de vácuo ou resfriamento. Na tecnologia de vácuo, a pressão muito baixa força uma pequena parte da água a evaporar enquanto o restante da água congela, formando uma mistura de água e gelo. Dependendo das concentrações do aditivo, a temperatura final do gelo bombeável está entre zero e –4 ° C. O grande volume de vapor e a pressão operacional de cerca de 6 mbar (600 Pa ) requerem o uso de um compressor de vapor d'água com grande volume de varredura . Essa tecnologia é economicamente razoável e pode ser recomendada para sistemas com capacidade de refrigeração de 1 MW (300 ton de refrigeração ; 3,5 milhões de BTU / h ) ou maior.

A cristalização por resfriamento pode ser feita usando sistemas diretos ou indiretos.

Tecnologia de gelo bombeável direto

Um refrigerante é injetado diretamente dentro do líquido

A vantagem desse método é a ausência de qualquer dispositivo intermediário entre o refrigerante e o líquido. No entanto, a ausência de perda de calor entre o refrigerante e o líquido no processo de interação térmica ( transferência de calor ) pode causar problemas. As medidas de segurança que devem ser implementadas, a necessidade da etapa adicional de separação do refrigerante e as dificuldades na produção de cristais são outras desvantagens desse método.

Tecnologia de gelo bombeável indireto

Gelo bombeável de alta concentração

Nos métodos indiretos, o evaporador ( trocador de calor - cristalizador) é montado horizontalmente ou verticalmente. Ele tem um tubo de revestimento montado com um a cem tubos internos e contendo um refrigerante que evapora entre o revestimento e o tubo interno. O líquido flui através da tubulação de pequeno diâmetro. No volume interno do evaporador, ocorre o resfriamento , o super resfriamento e o congelamento do líquido devido à troca de calor com a parede resfriada pelo cristalizador.

A ideia é usar uma superfície de evaporador bem polida ( trocador de calor de superfície raspada dinâmica ) e mecanismos apropriados para evitar que a tubulação adira aos embriões de gelo e para evitar o crescimento e o espessamento do gelo na superfície de resfriamento interna. Uma haste de chicote, parafuso ou eixo com limpadores metálicos ou plásticos geralmente são usados como um mecanismo de remoção.

As tecnologias de gelo bombeável indireto produzem gelo bombeável que consiste em cristais de 5 a 50 micrômetros e têm uma série de vantagens: podem produzir 1.000 kg de gelo cristal com baixo gasto de energia de 60 a 75 kWh em vez dos 90 a 130 kWh necessários para produzir gelo de água (tipo placa, flocos, concha). Outras melhorias devem levar a um gasto específico de energia para a produção de gelo de 40 a 55 kWh por 1.000 kg de gelo puro e uma alta capacidade específica de gelo por valor de área na superfície de resfriamento do evaporador (até 450 kg / (m ² · h)).

Os evaporadores comerciais do tipo de tubo duplo usados nas indústrias de alimentos e peixes têm um diâmetro interno do tubo interno e comprimento na faixa de 50–125 mm e 60–300 cm. Para o óleo de lubrificação de desparafinação, os evaporadores são amplamente usados com as seguintes dimensões: o diâmetro interno do tubo interno é 150–300 mm; o comprimento é de 600-1.200 cm.

Às vezes, um gás pode ser adicionado ao líquido que flui pelo evaporador. Ele destrói a camada laminar líquida na superfície resfriada do trocador de calor-cristalizador, aumenta a turbulência do fluxo e diminui a viscosidade média do gelo bombeável.

Diferentes líquidos, como água do mar, suco, salmouras ou soluções de glicol de aditivos com mais de 3–5% de concentrações e um ponto de congelamento menor que –2 ° C são usados no processo.

Normalmente, o equipamento para a produção, acumulação e fornecimento de gelo bombeável inclui uma máquina de fazer gelo , um tanque de armazenamento , um trocador de calor , tubulações, bombas e aparelhos e dispositivos elétricos e eletrônicos.

O gelo bombeável com concentração máxima de gelo de 40% pode ser bombeado direto da máquina de fazer gelo para o consumidor. A concentração final de gelo possível de gelo bombeável no tanque de armazenamento é de 50%. O valor máximo da energia de resfriamento do gelo bombeável acumulado no tanque de armazenamento em uma fase homogênea é de cerca de 700 kWh, o que corresponde ao volume de 10–15 m ³ de um tanque de armazenamento. Um misturador de alto cisalhamento é usado para evitar a separação de gelo do líquido resfriado e mantém a concentração de gelo inalterada ao longo do tempo e não afetada pela altura do tanque. O gelo bombeável é transportado do tanque de armazenamento para um local de consumo que pode estar a centenas de metros de distância. A relação prática entre a potência elétrica necessária do motor do misturador submersível (kW) e o volume de gelo bombeável “amassado” (m ³ ) é de 1: 1.

Nos tanques com volumes maiores que 15 m ³ , o gelo bombeável não é misturado e a energia fria do gelo armazenado é utilizada apenas por uma transferência de calor do líquido que circula entre um tanque de armazenamento e os consumidores de frio. As desvantagens dos reservatórios de armazenamento de gelo existentes incluem o seguinte:

O aumento caótico e incontrolável de cristas de gelo que surgem devido à aspersão irregular de fluido quente. Este líquido é alimentado no tanque de armazenamento do trocador de calor para resfriamento posterior por contato direto com a superfície do gelo. A solução é pulverizada de forma desigual no espaço. Além disso, a taxa de oferta não é constante. Portanto, o gelo derrete de forma desigual. Assim, os picos de gelo sobem acima da superfície do gelo, o que leva à destruição dos dispositivos de pulverização. Neste caso, é necessário reduzir o nível de solução no tanque de armazenamento para evitar a quebra dos dispositivos de pulverização.

O gelo acumulado no tanque se transforma em um grande pedaço. O líquido quente que sai do sistema de ar condicionado pode gerar canais por onde o líquido pode retornar ao sistema sem ser resfriado. Como resultado, o gelo acumulado não é totalmente utilizado.

O uso ineficaz do volume do tanque de acumulação leva a uma diminuição do máximo possível de concentração de gelo e a uma incapacidade de encher todo o volume de trabalho do tanque de armazenamento.

A pesquisa e o desenvolvimento para superar essas desvantagens estão em andamento e devem levar à produção em massa de tanques de acumulação baratos, confiáveis e eficientes. Esses tanques devem garantir concentrações mais altas de gelo e permitir o uso total do potencial de frio armazenado.

Formulários

Muitos produtores de gelo, centros de pesquisa e inventores estão trabalhando em tecnologias de gelo bombeáveis. Devido à sua alta eficiência energética, tamanho reduzido e baixas cargas de refrigerante, existem muitas aplicações para esta tecnologia.

Seleção

Existem diferentes modelos de máquina de gelo bombeável e muitas áreas especiais de aplicação. A escolha é facilitada por programas de computador desenvolvidos pelos fabricantes.

Um cliente que pretende usar a tecnologia de gelo bombeável deve saber:

Capacidade de resfriamento máxima / mínima exigida (TR)
Perfil de consumo de energia (TR • h) da planta ao longo de 24 h, uma semana, uma estação e um ano
Faixas de temperatura dos produtos a serem refrigerados (água, suco, líquido, comida e peixe)
Condições de temperatura do clima na localização do cliente
Limitações de projeto na colocação de equipamentos
Características do sistema de alimentação
Intenções e planos de expansão futura

Ao projetar tanques de armazenamento, vários recursos devem ser levados em consideração:

Objetivo de uso do sistema PIT: A aplicação de gelo bombeável para contato direto com um produto refrigerado requer a instalação de tanques de armazenamento com um misturador. Para prevalecer sobre a tendência do gelo de congelar na forma de iceberg e de bombear gelo através dos tubos a uma distância de 100 ma 200 m, deve-se usar a mistura contínua. Para aplicações de gelo bombeáveis em sistemas de armazenamento de energia térmica, a mistura não é necessária.
Espaço disponível: Para determinar o tipo de construção (vertical ou horizontal) e o número de tanques de armazenamento, as dimensões do local e as alturas permitidas devem ser consideradas.
Energia armazenada diária e semanalmente necessária: O custo dos tanques de armazenamento é um fator significativo no custo total de um sistema de gelo bombeável. Normalmente, os tanques de armazenamento são projetados com um valor de energia armazenada de 10 a 20% maior do que o necessário para a produção. Além disso, deve-se lembrar que a concentração de 100% de gelo no tanque é impossível.

A espessura da parede dos evaporadores é geralmente determinada para garantir:

Fluxo de alta transferência de calor sustentável durante o processo
Resistência à tração do tubo interno adequada para suportar a pressão externa
Resistência à tração do tubo externo adequada para suportar a pressão interna
Espaço suficiente para corrosão
Disponibilidade de peças sobressalentes

Os evaporadores são geralmente mais baratos quando têm um diâmetro de concha menor e um comprimento de tubo longo. Assim, o evaporador de fabricantes de gelo bombeáveis é tipicamente tão longo quanto fisicamente possível, embora não exceda as capacidades de produção. No entanto, existem muitas limitações, incluindo o espaço disponível no local do cliente onde a máquina de fazer gelo bombeável será usada.

Manutenção e serviço

Um fabricante de gelo bombeável tem manutenção preditiva e requisitos de limpeza. As condições operacionais do equipamento específico determinam os intervalos e tipos de serviço.

A manutenção de refrigeração adequada de uma máquina de fazer gelo bombeável estenderá sua vida útil, e a manutenção de rotina pode reduzir a probabilidade de um serviço de emergência causado por falha de componente principal, como de um compressor de refrigeração ou do motor do ventilador do condensador de ar devido a uma bobina suja, e vazamento de refrigerante.

Os possíveis problemas causados pela não manutenção do fabricante de gelo bombeável resfriado a ar são:

Falha dos motores do ventilador causada por bobinas sujas que restringem o fluxo de ar
Falha do termostato causada por alto consumo de ampere devido a bobinas de condensador sujas
Falha do compressor de refrigeração causada por bobina do condensador suja e pressão excessiva da cabeça
Restrição da tubulação capilar (dispositivo de medição) causada pelo superaquecimento e incrustação do óleo refrigerante
Queima e falha da fiação devido à amperagem excessiva causada pela alta pressão da cabeça e bobinas do condensador sujas
Aumento do consumo elétrico devido a tempos de execução mais longos causados por bobinas condensadoras sujas
Poluição e bloqueio da linha de água condensada.

No mecanismo de fabricação de gelo bombeável, o tratamento líquido é usado para remover partículas de até 1 µm de tamanho e para minimizar a incrustação da superfície de transferência de calor dos evaporadores. Os trocadores de calor de placas também precisam ser desmontados e limpos periodicamente. O tratamento adequado do líquido antes de entrar na máquina de fazer gelo bombeável ou no trocador de calor de placas ajudará a limitar a quantidade de incrustação, reduzindo assim os tempos de limpeza e os custos de manutenção preventiva. O dimensionamento incorreto do sistema de filtro de líquido leva a trocas precoces dispendiosas e baixo desempenho.

Tratamento de água poluída

Tecnologias de gelo bombeáveis podem ser recomendadas para limpeza (clareamento) de sedimentos em águas residuais. Neste caso, é utilizado um método que inclui congelamento e posterior fusão com subsequente separação das fases líquida e sólida. Este método leva a uma variação na estrutura físico-química dos sedimentos e é realizado devido à redistribuição de qualquer forma de conexão da umidade com as partículas sólidas do sedimento. Não necessita de nenhum reagente químico. O congelamento do sedimento promove um aumento na quantidade de água livre do sedimento e melhora a eficiência da precipitação do sedimento. A maior parte da umidade é capaz de se difundir em qualquer uma das condições. Portanto, se a velocidade de crescimento do cristal não ultrapassar 0,02 m / h, haverá tempo para que a umidade migre das células colóides para a superfície do cristal, onde é congelada. Após o descongelamento, a água clareada pode ser usada para aplicações industriais e agrícolas. Os sedimentos concentrados são fornecidos a filtros-prensa para diminuir ainda mais seu teor de umidade.

Dessalinização da água do mar

Os métodos de dessalinização existentes comercializados são evaporação instantânea de múltiplos estágios , compressão de vapor, evaporação de múltiplos efeitos, osmose reversa e eletrodiálise . Teoricamente, o congelamento tem algumas vantagens sobre os métodos mencionados acima. Eles incluem um menor requisito de energia teórica, potencial mínimo de corrosão e pouca formação de incrustações ou precipitação . A desvantagem é que o congelamento envolve um manuseio de misturas de gelo e água que é mecanicamente complicado, tanto no que se refere à movimentação quanto ao processamento. Um pequeno número de estações de dessalinização foi construído nos últimos 50 anos, mas o processo não foi um sucesso comercial na produção de água doce para fins municipais. As máquinas de gelo bombeáveis oferecem uma alternativa acessível devido ao processo de cristalização altamente eficiente. Os modelos atuais, entretanto, não têm a capacidade necessária para usinas de dessalinização industriais, mas modelos menores são suficientes para as necessidades de dessalinização em pequena escala.

Processos de concentração de alimentos líquidos e sucos

Atualmente, as tecnologias de osmose reversa e evaporação a vácuo são usadas para concentrar sucos e outros líquidos alimentares. Nas operações comerciais, o suco normalmente é concentrado por evaporação. Desde 1962, o Evaporador de Curto Tempo com Aceleração Térmica (TASTE) tem sido amplamente utilizado. Os evaporadores TASTE são eficientes, higiênicos, fáceis de limpar, de alta capacidade, simples de operar e de custo relativamente baixo. Por outro lado, há alguns danos de calor ao produto causados pelo tratamento com vapor de alta temperatura. Este tratamento resulta em perda de qualidade e aroma do produto. Devido ao baixo valor do coeficiente de filme entre o vapor e o suco tratado, a transferência de calor entre eles é muito ineficiente. Isso leva à construção complicada de plantas TASTE. A alternativa é concentrar o suco e o líquido alimentar por um processo de resfriamento e congelamento. Nesse caso, os cristais de água pura são removidos do suco , vinho ou cerveja por cristalização. O aroma , a cor e o sabor permanecem no meio concentrado. A qualidade dos produtos concentrados por congelamento não pode ser alcançada por nenhuma outra tecnologia. As principais vantagens em comparação com outras técnicas de congelamento são o baixo gasto de energia e a possibilidade de ajustar a taxa de mudança de fase de gelo líquido para sólido, o que por sua vez aumenta a produção de cristais de gelo de água pura e simplifica a separação de suco concentrado ou alimento cristais líquidos e de gelo.

Produção de alimentos líquidos congelados

Na década de 1990, as bebidas carbonatadas congeladas e as bebidas não carbonatadas congeladas começaram a gozar de grande popularidade.

A fabricação (equipamento de processo e refrigeração) de quase todas as bebidas carbonatadas congeladas e bebidas não carbonatadas congeladas é organizada como a produção de gelo bombeável.

Bebidas carbonatadas congeladas

Coca Congelada

A máquina de bebidas gaseificadas congeladas foi inventada no final dos anos 1950 por Omar Knedlik .

Para a fabricação de bebidas carbonatadas congeladas, uma mistura de xarope aromatizado, gás dióxido de carbono (CO2) e água filtrada são usados. Normalmente, a temperatura inicial da mistura é de 12–18 ° C. A mistura carbonatada é alimentada no evaporador do aparelho, então congela na superfície interna do evaporador cilíndrico e é raspada pelas lâminas - misturadores girando a 60 a 200 rpm. No volume interno do cristalizador, uma leve pressão positiva (até 3 bar) é mantida para melhorar a dissolução do gás no líquido. Nos dispositivos modernos de bebidas carbonatadas congeladas, existe um circuito de refrigeração convencional com um tubo capilar ou válvula de expansão termostática e, geralmente, um condensador de ar . O refrigerante é alimentado diretamente na cavidade de um evaporador de duas paredes ou no evaporador em espiral na superfície externa do cristalizador. A parede do evaporador é feita de aço inoxidável grau SS316L, aprovado para contato com alimentos de acordo com os requisitos da US Food and Drug Administration . A temperatura do evaporador é de −32 a −20 ° C. Os fabricantes não revelam a capacidade horária das máquinas de bebidas carbonatadas congeladas, mas o gasto de energia para produzir 10,0 kg de bebidas carbonatadas congeladas pode ser de 1,5–2,0 kWh.

Depois de misturar e congelar no misturador-cristalizador, a bebida carbonatada congelada é ejetada através do bocal para os copos. O produto final é uma mistura espessa de cristais de gelo suspensos com uma quantidade relativamente pequena de líquido. A qualidade da bebida carbonatada congelada depende de muitos fatores, incluindo a concentração, o tamanho e a estrutura dos cristais de gelo. A concentração da mistura de água gelada é determinada com precisão de acordo com o diagrama de fases da solução e pode chegar a 50%. O tamanho máximo do cristal é de 0,5 mm a 1,0 mm. A temperatura inicial de cristalização da mistura depende da concentração inicial dos ingredientes na água e situa-se entre -2,0 ° C e -0,5 ° C. A temperatura final do produto varia entre −6,0 ° C e −2,0 ° C, dependendo do fabricante.

O interesse em bebidas carbonatadas congeladas foi observado na Índia. O governo indiano proíbe a adição de gelo produzido com água municipal às bebidas devido à probabilidade de contaminação bacteriológica. Usar uma bebida carbonatada na forma de Coca-Cola congelada ofereceu um método para criar uma bebida gelada na Índia.

Bebidas não gaseificadas congeladas

Suco de laranja congelado

Inicialmente, as bebidas carbonatadas congeladas eram produzidas a partir de frutas, sucos de vegetais ou bebidas à base de café, chá ou iogurte. A pesquisa está sendo conduzida na produção de vinho e cerveja congelados.

As máquinas de bebidas não gaseificadas congeladas diferem das máquinas de bebidas gaseificadas porque não requerem uma pequena pressão positiva a ser mantida no volume de trabalho do evaporador, nem uma fonte de gás dióxido de carbono, nem pessoal especialmente treinado. Por outro lado, o design das máquinas modernas de bebidas não gaseificadas congeladas é semelhante ao das bebidas gaseificadas congeladas. As bebidas não gaseificadas congeladas geralmente têm uma concentração menor de gelo e mais água líquida do que as bebidas gaseificadas congeladas. As máquinas de bebidas gaseificadas congeladas são menos complicadas e mais baratas do que as máquinas de bebidas gaseificadas congeladas, o que as torna mais comuns.

Sorvete

O mercado de produção de sorvete aumentou constantemente ao longo da década de 1990 e seu valor é de vários bilhões de dólares americanos.

Os oito principais mercados de sorvete do mundo são EUA, China, Japão, Alemanha, Itália, Rússia, França e Reino Unido. Os principais concorrentes do setor são a Unilever e a Nestlé , que juntas controlam um terço do mercado. Os cinco principais países consumidores de sorvete são os EUA, Nova Zelândia, Dinamarca, Austrália e Bélgica.

O design moderno dos freezers industriais de sorvete garante um alto nível de interface máquina / operador e qualidade superior do sorvete produzido. O processo de fabricação da produção do sorvete inclui pasteurização, homogeneização e maturação da mistura do sorvete. A mistura preparada entra no cristalizador industrial raspado de tubo duplo - trocador de calor, no qual são realizados os processos de pré-congelamento e batedura do sorvete. Um fluido refrigerante evapora e circula continuamente em uma camisa de vaso. Normalmente, a temperatura inicial de uma mistura de sorvete é de 12–18 ° C. Depois de ligar o freezer, a temperatura de evaporação de um refrigerante diminui para uma faixa de −25 a −32 ° C. A temperatura final da mistura tratada no freezer de superfície raspada é de cerca de -5 ° C, com uma concentração de gelo de aproximadamente 30-50%, dependendo da fórmula. Durante o processo de congelamento, cristais de gelo se formam na superfície interna fria da parede do cristalizador. Eles são removidos por lâminas, misturados ao grosso e continuam a diminuir sua temperatura e a melhorar a transferência de calor dentro do produto.

Existem também batedores rotativos que ajudam a bater a mistura e incorporar ar na mistura. O produto congelado segue então para o distribuidor.

A qualidade do sorvete e sua textura lisa dependem da estrutura de seus cristais de gelo e de suas dimensões, e da viscosidade do sorvete. A água congela em um líquido em sua forma pura como gelo. A concentração da mistura de açúcar líquido restante aumenta devido à remoção de água, portanto, o ponto de congelamento é ainda mais reduzido. Assim, a estrutura do sorvete pode ser descrita como uma espuma parcialmente congelada com cristais de gelo e bolhas de ar ocupando a maior parte do espaço. Minúsculos glóbulos de gordura floculam e circundam as bolhas de ar na forma de uma fase dispersa. Proteínas e emulsificantes, por sua vez, circundam os glóbulos de gordura. A fase contínua consiste em um líquido concentrado e descongelado de açúcares.

O diâmetro médio final dos cristais de gelo depende da taxa de congelamento. Quanto mais rápido, mais nucleação é promovida e maior o número de pequenos cristais de gelo. Normalmente, após um tratamento de resfriamento, as dimensões do cristal de gelo no freezer são de cerca de 35–80 µm.

Pesca e indústria alimentícia

Cuba cheia de gelo bombeável feito de água do mar

Peixe resfriado por gelo bombeável

Equipamentos baseados na tecnologia de gelo bombeável podem ser usados nos processos de resfriamento nas indústrias de pesca e alimentos. Em comparação com o gelo sólido de água doce, as principais vantagens são as seguintes: homogeneidade , maiores taxas de resfriamento de alimentos e peixes. O gelo bombeável flui como água e elimina queimaduras por congelamento e danos físicos ao objeto resfriado; aumenta a qualidade dos alimentos permitindo uma vida útil mais longa . A tecnologia de gelo bombeável atende aos regulamentos de Segurança Alimentar e Saúde Pública ( HACCP e ISO ). O gelo bombeável tem um gasto de energia específico menor em comparação com as tecnologias existentes que usam gelo sólido convencional de água doce.

Supermercados

Os sistemas de refrigeração que usam a tecnologia de gelo bombeável são atraentes para o resfriamento do ar em balcões de supermercados (vitrines). Para esta aplicação, o gelo bombeável é circulado através da tubulação já disponível como um refrigerante, substituindo refrigerantes prejudiciais ao meio ambiente como o R-22 ( Freon ) e outros hidroclorofluorcarbonetos (HCFCs). As razões para usar a tecnologia de gelo bombeável para esta aplicação são as seguintes:

As taxas de transferência de calor do gelo bombeáveis resultam em um equipamento compacto. O equipamento é menor que o de outros fornecedores de equipamentos de refrigeração com a mesma capacidade. Ocupa menos área útil, tem menor volume e peso;
A estrutura de gelo bombeável resulta em parâmetros substancialmente melhores deste meio de resfriamento. Capacidades maiores podem ser calculadas, seja por uma passagem da solução pelo evaporador, por unidade de área ocupada pelo equipamento, ou por unidade de peso do equipamento;
Com a tecnologia de gelo bombeável, é fácil manter uma temperatura constante dentro de vitrines ou armários de supermercados;
A tecnologia de gelo bombeável permite que o sistema de resfriamento seja mais flexível, de modo que os armários de alimentos possam ser facilmente reorganizados de acordo com o aumento ou diminuição dos requisitos;
Os gabinetes de exposição baseados na tecnologia de gelo bombeável precisam de menos tubulação de refrigeração, menos trabalho para instalar e menor custo para encontrar vazamentos em comparação com a expansão direta e os sistemas de circulação da bomba de refrigerante ;
Devido à alta eficiência da tecnologia de gelo bombeável, o processo de transferência de calor ocorre com uma carga de refrigerante muito baixa no equipamento de resfriamento;
Ao contrário dos sistemas de expansão direta, os gabinetes e caixas com tecnologia de gelo bombeável não produzem calor, uma vez que não há necessidade de condensadores de ar sob os gabinetes. Portanto, o ar ao redor dos gabinetes não é aquecido;
Com a tecnologia de gelo bombeável, menos energia é necessária para descongelar vitrines e armários de supermercados.

Produção de vinho para gelo

Amplas perspectivas para o uso de gelo bombeável se abrem para a produção de vinhos especiais que lembram o "vinho de gelo" (alemão Eiswein ). Em comparação com a tecnologia existente para a produção de vinho para gelo, a tecnologia de gelo bombeável não requer a espera de alguns meses para o congelamento das uvas . Uvas espremidas na hora são colhidas em um recipiente específico conectado à máquina de gelo bombeável. O suco é bombeado por essa máquina, de onde sai uma mistura de gelo (na forma de minúsculos cristais de gelo puros) e um suco um tanto concentrado. O gelo líquido retorna ao tanque de acumulação, no qual ocorre uma separação natural (segundo a lei de Arquimedes ) do gelo e do suco. O ciclo é repetido muitas vezes até que a concentração de açúcar atinja 50–52 ° Brix . Em seguida, ocorre um processo de fermentação , resultando nesta bebida alcoólica.

Sistemas de armazenamento de energia térmica

Máquina de fazer gelo bombável e tanque de armazenamento instalados em um porão do supermercado Chipre Olímpico

Um Sistema de Armazenamento de Energia Térmica (TESS) à base de gelo bombeável pode ser usado em sistemas de ar condicionado refrigerados a água centralizados para eliminar as cargas de pico de demanda em momentos críticos. Isso reduz os custos operacionais dos edifícios, a necessidade de novas usinas e linhas de transmissão modernas , o consumo de energia da usina e a poluição e as emissões de gases de efeito estufa . A ideia é fazer e acumular gelo bombeável fora do horário de pico da eletricidade com a tarifa de kWh mais baixa. O gelo bombeável armazenado é usado durante as horas de tarifa média ou alta para resfriar o equipamento ou o ar fornecido aos edifícios. O retorno sobre os investimentos (ROI) leva de 2 a 4 anos. Em comparação com os sistemas de armazenamento de gelo estático e dinâmico, o coeficiente geral de transferência de calor (OHTC) durante a produção de gelo bombeável é mais do que dezenas ou centenas de vezes maior (mais eficiente) do que o mesmo coeficiente para os tipos de TESS mencionados acima. Isso é explicado pela presença de muitos tipos diferentes de resistências térmicas entre o refrigerante em ebulição no evaporador e água / gelo nos tanques de armazenamento de sistemas de armazenamento de gelo estático e dinâmico. O TESS baseado na tecnologia de gelo bombeável de alto valor OHTC significa uma diminuição no volume do componente, um aumento na concentração máxima alcançável de gelo no volume de um tanque de armazenamento e, finalmente, uma redução no preço do equipamento. TESSs baseados em tecnologia de gelo bombeável foram instalados no Japão, Coréia, EUA, Reino Unido e Arábia Saudita.

Medicina

Um processo de resfriamento de proteção baseado na implementação de uma pasta de gelo especial desenvolvida foi desenvolvido para aplicações médicas. Nesse caso, o gelo bombeável pode ser injetado por via intra-arterial, intravenosa, ao longo das superfícies externas dos órgãos por meio de laparoscopia, ou mesmo por meio do tubo endotraqueal. Está sendo confirmado que o gelo bombeável pode resfriar órgãos seletivamente para prevenir ou limitar o dano isquêmico após um derrame ou ataque cardíaco. Testes médicos concluídos em animais simulam condições que requerem procedimentos laparoscópicos renais em hospitais. Os resultados das pesquisas na França e nos Estados Unidos ainda não foram aprovados pela Food and Drug Administration dos EUA . Os benefícios da tecnologia de gelo bombeável em aplicações medicinais são:

O gelo bombeável pode ser bombeado facilmente através de cateteres estreitos, proporcionando alta capacidade de resfriamento e resfriamento rápido e direcionado dos órgãos ;
O gelo bombeável pode fornecer resfriamento protetor e gerenciamento de temperatura dos órgãos-alvo durante a cirurgia;
O gelo bombeável ajuda as vítimas de emergências médicas, como parada cardíaca e derrame.

Estações de esqui

As estações de esqui têm grande interesse em produzir neve, mesmo quando a temperatura ambiente chega a 20 ° C. As dimensões e o gasto de energia de equipamentos de produção de neve conhecidos dependem da umidade e das condições do vento. Este equipamento para fazer neve é baseado no congelamento de gotículas de água que são pulverizadas no ar antes de atingirem a superfície do solo e requer uma temperatura ambiente inferior a −4 ° C.

O gelo bombeável produzido pela Vacuum Ice Maker (VIM) Technology permite que os esquiadores profissionais aumentem seus períodos de treinamento para se estender antes e depois da temporada de inverno (no final do outono e início da primavera). O processo de gelo bombeável é organizado da seguinte forma. Uma solução de sal é exposta a uma pressão muito baixa dentro do VIM. Uma pequena parte dele evapora em forma de água devido às forças do vácuo, enquanto o líquido restante se congela, formando uma mistura. O vapor de água é continuamente evacuado do VIM, comprimido e alimentado em um condensador devido à construção especial do compressor centrífugo. Um resfriador de água padrão fornece água de resfriamento a 5 ° C para condensar o vapor de água. A mistura de gelo líquido é bombeada do volume de congelamento para o concentrador de gelo, no qual os cristais de gelo se separam do líquido. O gelo de alta concentração é extraído do concentrador. Os VIMs foram instalados em estações de esqui austríacas e suíças .

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