Eficiência e Sustentabilidade: O Uso do CO2 na Indústria Brasileira
Você sabia que o CO2 é um gás natural e não tóxico, que é utilizado em sistemas de refrigeração em diversas indústrias, como a alimentícia e a farmacêutica? O CO2 possui características que o tornam uma boa opção para a refrigeração, como a alta eficiência do sistema, ótimo desempenho na transferência de calor, estabilidade química e termodinâmica, miscibilidade com óleos lubrificantes, além de baixo potencial de aquecimento global.
No Cotidiano – Nos últimos anos, sua utilização expandiu-se para diversas aplicações, abrangendo segmentos distintos da indústria brasileira, como a indústria do metal, papel e celulose e, principalmente, nas empresas fabricantes de refrigerantes. No segmento de bebidas carbonatadas, como são conhecidas as bebidas que tem o dióxido de carbono (CO2) na sua composição, têm conquistado um aumento expressivo de consumidores nos últimos anos e isso se deve em grande parte pela sensação refrescante de que o uso desse gás propicia a bebida. O CO2 também está presente na indústria farmacêutica e na descafeinação do café. No setor automotivo, o gás carbônico é utilizado para calibração em testes de emissões de motores; e na indústria Mecânica, ele é amplamente utilizado como gás de proteção nos processos de soldagem e arame tubular. Ainda, nas indústrias de alimentos, o gás carbônico está presente em uma série de utilidades, como, por exemplo, no resfriamento e no congelamento; e mais: na conservação de alimentos, em que os gases são usados na etapa de armazenagem. Estes são apenas, alguns exemplos da utilização do CO2 nos processos, cujo uso é amplo.
E é por isso que no mercado nacional, além dos sistemas que operam com amônia e propano, há muitas instalações que usam o CO2 como fluido. São sistemas de refrigeração indireta, para o resfriamento ou congelamento dos produtos – e que também pode ser utilizado em sistemas de climatização, como o CO2 Brine e o sistema de refrigeração tipo cascata (NH3/CO2).
No caso do CO2 Brine, o sistema consiste na aplicação da carga de amônia reduzida utilizando-se CO2 como fluido refrigerante secundário (Brine). Justamente, por ser um fluido natural de baixo custo e com uma baixa viscosidade dinâmica, é uma ótima opção de fluido secundário seguindo a tendência dos fluidos refrigerantes naturais. Já no caso do sistema tipo cascata (NH3/CO2), ele é projetado para alcançar temperaturas muito baixas necessárias para o rápido congelamento de produtos, em que a amônia é responsável pela condensação de CO2.
Plantas
No tangente ao CO2 Brine, a Mayekawa é uma das pioneiras neste tipo de sistema para refrigeração industrial no Brasil, entregou em 2018 a primeira obra do País para a indústria alimentícia Sodebo, localizada em Porto Feliz, São Paulo. A fábrica é a primeira instalação do Brasil que utiliza CO2 Brine. Sua capacidade total de Refrigeração para o Sistema de Congelados é de 420 Mcal/h; e para o sistema de Resfriados é de 1.100 Mcal/h.
“Ao não bombear amônia para os evaporadores de ar forçado nos espaços refrigerados, utiliza-se uma pequena carga deste fluido refrigerante na sala de máquinas no estágio primário do ciclo de refrigeração para rebaixar a temperatura do CO2 para congelados (-30 °C) e resfriados (-10 °C). O CO2 é bombeado para os evaporadores de ar forçado como um fluido secundário. Através da aplicação da solução Mayekawa com CO2 Brine, conseguimos obter uma redução significativa aproximada de 90% da carga de NH3 de 3.000 para 280 quilos com aplicação do CO2. Também reduzimos a pressão de projeto em aproximadamente 60% de 120 (bar) do sistema CO2 convencional para 40 (bar) no sistema CO2 Brine Mayekawa, mitigando consideravelmente riscos operacionais, além de aumentar a eficiência energética dos sistemas”, explica Guglielmoni.
Além do Brasil, a multinacional japonesa já aplicou o conceito de CO2 Brine em outros países da América Latina, sendo: dois projetos no Equador e um na Argentina. Na Ásia, o Grupo Mayekawa também está presente em mais de 500 instalações de refrigeração industrial, utilizando o CO2-Brine, tornando-se referência neste tipo de aplicação.
Outra aplicação interessante foi realizada na Baita-Fênix Alimentos, localizada na cidade de São Paulo (SP), atua na área de alimentos congelados a base de peixes e frangos em diversos cortes e, por isso, precisava de uma solução eficaz em baixa temperatura para seu túnel para congelamento rápido de produtos alimentícios; armazenamento frigorífico, que mantivesse temperaturas extremamente baixas em período prolongado de produtos congelados; e, por fim, a construção de um sistema de congelamento industrial, prioritariamente, seguro ambientalmente e operacionalmente. Neste caso a engenharia da Mayekawa optou pelo sistema de refrigeração industrial tipo cascata (NH3/CO2), “em que a amônia é responsável pela condensação de CO2”, informa o Ricardo César dos Santos. Ele explica que o resfriamento do túnel é realizado pelo CO2 líquido: “esse CO2 é bombeado em direção ao túnel, onde evapora, diminuindo radicalmente a temperatura do ar e, por consequência, do produto até o seu estado de congelamento”, diz o executivo.
Diante da demanda da Baita-Fênix Alimentos, o sistema conta com uma capacidade de 472 kW para uma temperatura de evaporação de -42 °C, utilizando uma quantidade de amônia relativamente baixa, dentro dos limites estabelecidos pela CETESB¹, sendo suficiente para atender o túnel espiral contínuo, que produz cerca de 2.500 kg de produto por hora. “O projeto foi pensado de forma essencial para atender a estes processos, que requerem o controle rigoroso de temperatura a fim de garantir qualidade e segurança dos produtos”, conta Ricardo.
Além disso, o projeto possui um inovador sistema de degelo por gás quente, utilizando um compressor dedicado que garante que toda a obstrução do túnel seja eliminada de maneira rápida e eficiente.
“Nestes dois casos optamos por sistemas que utilizam CO2 de forma personalizada a atender as especificidades de cada projeto, entregando as melhores tecnologias a fim de prover as melhores soluções para cada caso, envolvendo refrigeração, congelamento e climatização”, assegura Ricardo César dos Santos.
