RefrigeraRefrigerao bo bsica sica

IntroduoEm praticamente todas as casas e estabelecimentos em que estamos, sempre h por perto um refrigerador. A cada 15 minutos, em mdia, voc ouve o rudo do motor ao ligar e, como mgica, os alimentos so refrigerados. Sem a refrigerao, ns desperdiaramos muito dos alimentos que produzimos e no consumimos no mesmo momento, diferente do que fazemos hoje, acondicionando num refrigerador.

O refrigerador , na verdade, um dos grandes milagres da vida moderna que realmente transforma o modo como vivemos. Antes da refrigerao, o nico meio de se preservar carne era salgando-a, e bebidas geladas em pleno vero eram um verdadeiro luxo h alguns anos.

Neste treinamento, voc ver como o seu refrigerador faz essa mgica.

Este material tem contedo resumido e adaptado ao pblico no tcnico que tem contato direto com o assunto refrigeradores no seu dia-a-dia.

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O objetivo da refrigeraoA razo fundamental para se ter um refrigerador manter os alimentos frios, ou seja, refrigerados. Baixas temperaturas contribuem para prolongar o tempo de conservao dos alimentos. A idia bsica por trs da refrigerao diminuir a atividade das bactrias (presente em todos os alimentos) de forma que leve mais tempo para que elas deteriorem os alimentos.

Por exemplo, o leite deixado sobre a pia da cozinha por um perodo de 3 horas temperatura ambiente, est condenado ao das bactrias e conseqente inutilizao. No entanto, reduzindo a temperatura do leite, ele permanecer como fresco por at uma semana ou duas a baixa temperatura no interior do refrigerador que reduz a atividade das bactrias dessa maneira. Quando congelamos o leite, paramos completamente a atividade das bactrias, e o leite pode durar por meses (ainda que possa sofrer os efeitos da chamada queimadura por congelamento).

Refrigerao e congelamento so dois dos mtodos mais comuns de preservao de alimentos utilizados hoje.

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Conservao de alimentosBasicamente, a preservao de alimentos consiste em:

- Reduzir o ritmo de atividade das bactrias, ou- Eliminar completamente a atividade das bactrias

Em alguns casos, uma tcnica de preservao de alimentos pode tambm destruir as enzimas naturalmente encontradas nos alimentos e causar deteriorao e acelerao da perda de cor dos alimentos. Uma enzima uma protena especial que age como catalisador numa reao qumica, e so muito frgeis. Aumentando a temperatura dos alimentos em aproximadamente 66C, as enzimas so destrudas.

Alimentos esterilizados no contm bactrias. Ao contrrio, a menos que esterilizados e selados, todos os alimentos contm bactrias. Como exemplo, lembre-se do leite sobre a pia da cozinha temperatura ambiente, e o efeito desta condio. Vamos conhecer um pouco melhor os processos de conservao por refrigerao e congelamento.

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Entendendo a refrigerao

Para entender melhor o que est acontecendo dentro do seu refrigerador, importante entender um pouco sobre refrigerantes.

Estas experincias vo ajud-lo a entender as propriedades dos gases e sua funo na refrigerao.

Experimento 1

Voc precisar de:

Uma panela com gua Um termmetro com capacidade para at 120C Um fogo

Coloque a panela com gua no fogo, posicione o termmetro e ligue o fogo. Voc ver que (se estiver ao nvel do mar) a temperatura da gua iniciar a aumentar at alcanar 100C. Neste ponto, inicia-se o processo de ebulio, mas a temperatura da gua permanecer sempre a mesma esta a temperatura de ebulio da gua no nvel do mar. Se voc estiver nas montanhas, onde a presso atmosfrica mais baixa, o ponto de ebulio ser menor talvez entre 87C e 93C. Este o motivo pelo qual alguns alimentos tm instrues especiais de prepapro em regies de grande altitude. Voc precisar de mais tempo de cozimento para regies de grande altitude.

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Entendendo a refrigeraoExperimento 2

Voc precisar de:

Um recipiente com gua resistente ao forno Um termmetro que mea temperaturas de at 230C Um forno

Coloque o termmetro no recipiente com gua, coloque o recipiente no forno e ligue o forno ajustando a temperatura para 200C. Conforme a temperatura do forno aumenta, a temperatura da gua novamente iniciar a aumentar at alcanar 100C, e iniciar a fervura. A temperatura da gua permanecer a 100C ainda que ela esteja completamente envolvida por um ambiente onde a temperatura de 200C. Se voc permitir que a gua evapore completamente, s ento o termmetro alcanar a temperatura do ambiente do forno, 200C.

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Entendendo a refrigeraoO segundo experimento muito interessante, se raciocinarmos da seguinte maneira:

Imagine uma criatura que est apta para viver bem, em um forno com a temperatura de 200C. Para ela, 200C est perfeito, assim como para ns, 20C est ideal. Se esta criatura vive num forno a 200C, e neste forno h um recipiente com gua em ebulio a 100C, qual a sensao trmica da criatura em relao gua em ebulio ? Para ela, a gua est realmente fria ! Apesar de tudo, a gua em ebulio est a 100C de diferena em relao temperatura que confortvel para ela 200C. uma grande diferena de temperatura !

Isto exatamente o que acontece quando ns, humanos, lidamos com nitrognio lquido. Ns nos sentimos bem a 20C. O ponto de ebulio do nitrognio - 195C. Deste modo, se voc tivesse um recipiente com nitrognio lquido sobre a pia de sua cozinha, sua temperatura seria 195C, e ele estaria em estado de ebulio (para voc, obviamente, esta temperatura extremamente fria).

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Entendendo a refrigeraoOs refrigeradores modernos fazem um ciclo de regenerao para reutilizar o mesmo refrigerante vrias vezes, continuamente. Voc poder ter uma idia de como isso funciona imaginando novamente nossa criatura do forno e seu recipiente com gua. Ela poderia criar este ciclo de regenerao seguindo estes passos:

1. A temperatura do ar no forno de 200C. A gua no recipiente permanece a 100C, gerando vapor de 400C. Digamos que a criatura recolhe o vapor de gua em uma grande bolsa.

2. Depois de toda a gua evaporada, ela pressurizada em um recipiente lacrado de ao. Neste processo de pressurizao, sua temperatura sobe para 300C e permanece gasoso. Agora podemos considerar que a temperatura deste recipiente est quente para acriatura, que vive em 200C. 3. O recipiente de ao dissipa o seu excesso de calor para o ambiente do forno, que est mais frio, e poder voltar a 200C. Neste processo, o vapor em alta presso se condensa em gua pressurizada (como o gs que vemos dentro de um isqueiro transparente).

4. Neste ponto, a criatura libera a gua lquida pressurizada do recipiente lacrado, para o ambiente do forno, e imediatamente ela entra em ebulio, e sua temperatura cai para 100C. Repetindo estes quatro passos, a criatura tem agora um jeito de reutilizar a gua quantas vezes for necessrio, para gerar a refrigerao.

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Principais componentes do refrigeradorO conceito bsico de funcionamento de um refrigerador muito simples: ele utiliza a evaporao de um lquido para absorver calor.

Voc provavelmente j sentiu aquela sensao de frescor quando passa gua em sua pele. Quando a gua evapora, ela absorve calor, criando esta sensao. Um pouco de lcool sobre a sua pele o faz sentir-se com a pele ainda mais fria porque o lcool evapora a uma temperatura bem inferior.

O lquido refrigerante utilizado em um refrigerador, evapora a uma temperatura extremamente baixa, por isso possvel alcanar temperaturas to frias dentro do refrigerador. Se voc colocar este lquido refrigerante sobre a sua pele (definitivamente, no uma boa idia) ele congelar sua pele enquanto evapora.

Existem cinco componentes bsicos em um refrigerador:

CompressorCondensador conjunto de tubos, ou serpentina, geralmente na parte traseira externa do refrigerador. Vlvula de expansoEvaporador conunto de tubos, ou serpentina, localizado na parte interna do refrigerador ( o que chamamos de congelador). Refrigerante lquido que evapora dentro do refrigerador para criar as baixas temperaturas.

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O ciclo de refrigerao1. O compressor comprime o gs refrigerante. Isso eleva a presso do gs e sua temperatura (cor laranja), ento o condensador dissipa o calor gerado pela pressurizao do gs refrigerante para o ambiente (vermelho).

2. Conforme ele se resfria, o refrigerante se condensa e flui atravs da vlvula de expanso (roxo).

3. Quando ele flui atravs da vlvula de expanso, o lquido refrigerante passa de uma zona de alta presso para uma zona de baixa presso, ento ele se expande e evapora (azul claro). Ao evaporar, ele absorve calor, criando a queda de temperatura nesta rea.

4. A serpentina no interior do evaporador permite que o refrigerante absorva o calor interno, fazendo o ambiente dentro do refrigerador se resfriar. O ciclo ento se repete continuamente.

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COMPRESSOR

CONDENSADOR

FILTRO SECADOR

LINHA DE SUCO

EVAPORADOR

TUBO CAPILAR

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CFC 12 HFCNos sistemas de refrigerao mais antigos, especialmente os comerciais, utilizava-se amnia como refrigerante. O ponto de ebulio da amnia de 27C. O grande problema que a amnia extremamente txica para o ser humano, o refrigerador poderia ser uma grande fonte de risco de contaminao em caso de vazamentos. Por este motivo, refrigeradores domsticos no utilizam amnia.

Voc j deve ter ouvido falar dos refrigerantes chamados CFCs (clorofluorcarbonos), originalmente desenvolvidos pela Du Pont nos anos 30 como um substituto no txico para a amnia. O CFC-12 (comercialmente conhecido como R12) tem aproximadamente o mesmo ponto de ebulio da amnia. No entanto, por no ser txico, pode ser utilizado em sua cozinha sem maiores problemas para sua sade. Muitos sistemas de refrigerao comerciais, ainda hoje usam amnia.

Nos anos 70, foi descoberto que os CFCs so prejudiciais camada de oznio, ento, apartir dos anos 90, todos os novos refrigeradores passram a ser produzidos com refrigerantes menos prejudiciais camada de oznio.

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Reduo na importao de R12

85%

65%

45%

30%20%

10%0%

2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007

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Sistemas de refrigeraoTodos os refrigeradores so constitudos basicamente com os mesmos componentes: compressor, condensador, filtro secador, tubo capilar e evaporador. O que pode variar so as dimenses de cada sistema, de acordo com a capacidade do refrigerador. No entanto, h uma diferenciao na configurao de cada sistema de refrigerao, que basicamente so trs:

- Degelo manual (Touch defrost)- Degelo cclico ou semi-automtico (Cycle defrost)- Degelo automtico (Frost free)

r28 r32 t36 t45

manual manual semi-aut semi-aut

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Degelo manual(Touch defrost)O sistema de refrigerao na maioria dos produtos pequenos (inclusive freezers) utiliza um nico evaporador, no qual o degelo se faz manualmente. O evaporador j serve tambm como congelador nestes produtos.

A circulao do ar no congelador e no restante do gabinete ocorre por conveco natural. Conforme o ar mais quente sobe e o mais frio desce, o calor retirado de dentro do refrigerador.

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Degelo semi-automtico(Cycle defrost)Em alguns refrigeradores de capacidade mdia, encontramos dois evaporadores conectados em srie e que removem o calor dos compartimentos superior e inferior independentemente.

O degelo no freezer deve ser feito manualmente, e no compartimento do refrigerador ele feito automaticamente, a cada ciclo do compressor.

As pequenas formaes de gelo no compartimento do refrigerador se derretem durante este ciclo e seguem atravs de uma calha para fora do refrigerador, onde evapora.

Para auxiliar na evaporao deste lquido, muitas vezes utiliza-se um prolongamento do condensador (para emitir calor), prximo ao compressor.

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Degelo automtico(Frost free)Neste sistema, utilizado nos refrigeradores maiores e mais sofisticados, existe um nico evaporador cujo degelo feito automaticamente em intervalos de tempo programados.

O evaporador localizado no compartimento do freezer, porm sem contato direto. Nestes produtos, a circulao de ar atravs dos compartimentos do freezer e refrigerador feita por um ventilador.

A maioria dos produtos frost free possuem dois condensadores: o principal funciona com um ventilador, e o secundrio ajuda a aquecer as partes frontais sujeitas a sudao, e a evaporar a gua proveniente do degelo.

O degelo do evaporador feito por uma resistncia que funciona nos intervalos de ciclo do compressor.

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Qual a temperatura ideal para um refrigeradorSe voc leu o tpico Conservao de alimentos, ento deve saber que o propsito do refrigerador diminuir o ritmo de desenvolvimento das bactrias. O objetivo do freezer parar sua atividade completamente, congelando-as. Ns congelaramos tudo, se pudssemos, mas alguns alimentos mudam drasticamente quando voc os congela alface, morangos, leite e ovos, por exemplo. Alm disso, seria inconveniente descongelar os lquidos a cada vez que precisssemos tomar alguma coisa.

Portanto, voc precisa que seu refrigerador seja frio, mas no to frio que congele os alimentos. A temperatura ideal para conservao entre 1,7

e 3,3C. Temperaturas mais altas, no so efetivas na conservao, e mais baixas, por sua vez, congelam os alimentos.

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Por que a parte traseira do refrigerador preta ?Poderia ser simplesmente porque a tinta preta mais barata... Mas, a verdadeira razo a seguinte: h uma regra na natureza que diz ...uma cor que melhor absorve o calor, tambm melhor irradia calor... Esta a colocao da Enciclopdia Britnica:

...a proporo com que um corpo irradia energia trmica, est relacionada com o tipo de superfcie deste corpo... Objetos que so bons emissores de radiao, tambm so bons recptores (Lei da Radiao Kirchhoff). Superfcies escuras, epecialmente negras, so excelentes emissoras, assim como receptoras de radiao termal.

Como a principal tarefa do condensador irradiar calor, ento ele pintado de preto para facilitar este processo.

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