El balance térmico detrás de un ciclo de enfriamiento
El tiempo necesario para enfriar un lote de producto en un enfriador de vacío depende del calor total que debe extraerse y de la capacidad de enfriamiento del sistema. La fórmula básica es: Q = m × Cp × ΔT + Lv × Δm, donde Q es el calor total (kJ), m es la masa de producto (kg), Cp es la capacidad calorífica específica (kJ/kg·K), ΔT es la diferencia de temperatura (K), Lv es el calor latente de vaporización (2.257 kJ/kg) y Δm es la masa de agua evaporada (kg).
La fórmula tiene dos partes y se comportan de manera diferente. El primer término, m × Cp × ΔT, es calor sensible: depende únicamente de cuánto producto hay y de cuánto debe descender su temperatura. El segundo, Lv × Δm, es el calor que se lleva el agua que sale del producto en forma de vapor. Debido a que el calor latente de vaporización es elevado, este término es lo que hace que funcione el enfriamiento por vacío — el producto se enfría a sí mismo al evaporar parte de su propia humedad.
Tiempos de ciclo de referencia
| Producto | Temperatura inicial | Temperatura objetivo | Tiempo |
|---|---|---|---|
| Hortalizas de hoja | 28°C | 2°C | 25 minutos |
| Champiñones | 25°C | 4°C | 20 minutos |
| Brócoli | 30°C | 2°C | 30 minutos |
| Alimentos cocinados | 90°C | 10°C | 8 minutos |
Las filas de productos frescos parten de la temperatura ambiente, en la banda de 25–30°C típica de las hortalizas recién cosechadas. La fila de alimentos cocinados parte de un producto caliente a 80–90°C, que transporta más calor sensible por kilogramo, pero también se evapora más rápido.
Qué acorta o alarga un ciclo
Una estimación es un punto de partida, porque varias variables la desplazan en uno u otro sentido:
- Intervalo de temperatura. Un mayor ΔT se suma al término de calor sensible y alarga el ciclo.
- Estructura del producto. Los productos de hoja y porosos liberan humedad con facilidad; los productos densos o ricos en azúcar restringen la trayectoria del vapor y tardan más.
- Carga y embalaje. Bandejas apiladas juntas, películas selladas o cajas de cartón pesadas bloquean la salida del vapor; la misma masa cargada de forma holgada se enfría más rápido.
- Estado del equipo. El desplazamiento de la bomba y la capacidad de condensación determinan la velocidad alcanzable; un sello de puerta desgastado o un condensador obstruido la reducen.
Uso de la estimación
Considere el tiempo calculado como una cifra de planificación y confírmelo con una prueba sobre el producto y la carga reales, ya que la densidad de carga, el peso del lote y la variedad del producto modifican el resultado. Por lo tanto, una cifra práctica debe indicarse por producto y por lote: cuando el material y el peso del lote difieren, el tiempo de ciclo varía con ellos.