Algunos aspectos de operación de un túnel estático

A pesar que el principio de funcionamiento de un túnel estático es simple, hay muchos detalles que se requiere saber para el manejo correcto y eficiente del equipo.
Tenemos entender bien como ocurre el proceso de congelación en general. El proceso se puede dividir en tres fases:
  • Primero, la reducción de temperatura de producto hasta su punto de congelación. Este punto es por lo general un poco por debajo de la temperatura cero debido a que todas las frutas contienen azucares que bajan el punto de congelación. Dependiendo de la temperatura inicial del producto, a esta fase le corresponde aprox. el 15 % de la energía total del ciclo de congelamiento.
  • Segundo, la temperatura deja de bajar y el producto comienza a congelarse. Esta fase consume la mayor parte de la energía del ciclo, pudiendo llegar a 60 ó 70 %.
  • Tercero, una vez que el producto esté congelado, la temperatura comienza a descender de nuevo hasta alcanzar el valor final. A esta fased le corresponden aprox. 20 % de la energía del ciclo.
Durante la primera fase ocurre otro fenómeno, el producto pierda humedad hasta que se forme una película de hielo en su superficie al inicio de la segunda fase. La cantidad de la humedad perdida es aprox. proporcional a la duración de la primera fase y también depende mucho de la velocidad del viento. Es decir, mientras mayor sea la temperatura del producto entrante y mayor su cantidad, mayor será la evaporación de la humedad. Debido a que no haya salida del aire desde el túnel, toda esta humedad se congela en las rejillas del evaporador y puede taparlo.
Una consecuencia importante de esto es que tenemos que tratar que el producto ingrese a una temperatura más baja posible al túnel. Un producto que está a 2-3 grados sobre cero puede demorarse solamente 15 minutos en empezar a congelarse, mientras la frambuesa que llega directo del campo puede tener más de 25º C y se demorará más que una hora en llegar a valores cercanos a congelamiento. Obviamente en este caso último caso la humedad emitida va a ser varios veces mayor del primer caso.
Por esta razón una sala de prefrio o de 0º C es imprescindible y su objetivo es rebajar la temperatura de la fruta a un valor razonable. Como se trabaja con temperaturas de evaporación más altas, el evaporador no tiende a taparse tal como es el caso de un evaporador del túnel.
Si no se cuenta con cámara de prefrío, el túnel actúa como su reemplazante, pero por lo general se requiere un descongelamiento del evaporador del túnel antes de proceder a contrinuar bajar la temperatura por debajo del punto de congelación.
Otro fenómeno es que la penetración del frío no es igual, tanto a nivel del pallet completo como a nivel de la bandeja individual. Cuando el producto sobre una bandeja se expone al frío, primero comienza a congelarse el producto en la superficie y luego en el núcleo. Las bandejas en el pallet también se congelar en forma dispareja, comenzando primero por las bandejas exteriores, más expuestas y luego las bandejas interiores. La duración del ciclo total de congelamiento debe elegirse de tal forma que la temperatura adecuada se logra en el núcleo del producto. El sensor de temperatura del túnel puede mostrar – 20º C, y el producto en las bandejas exteriores puede estar incluso más bajo, a -22º C, pero las bandejas interiores en el centro pueden tener solamente -2º C. Si se trata de un producto delicado, como frambuesa que no puede pasar por ciclos de congelamiento muy largas, hay que ajustar el tiempo de congelamiento de tal forma que casi la totalidad del producto alcanza valores óptimos a cabo del tiempo máximo permitido. Otra forma, muy ineficiente, es sacar los pallets a medio ciclo, darle vuelta en 180º y continuar con el ciclo.
Para ilustrar la importancia del procedimiento correcto de congelamiento, se puede contar siguiente experiencia anecdótica. siguiente: en el sistema nuestro se estaban congelando hongos boletus luteus en forma eficiente y rápida. Se trabajaba con 4 pallets y seis pilas de 32 bandejas sobre cada pallet (192 bandejas berries por pallet). Los tiempos de congelado varíaban entre 4:15 y 4:30 para llegar a -20º C y sin necesidad de hacer deshielos. De repente a alguien de la sala de proceso se le ocurrió la idea de poner 7 pilas en lugar de 6, aumentando así la carga por unos 16 % y también se aumentó el peso de bandeja de 1,9 kg. a 2,1 kg. neto. El segundo aumento era del 10 %, es decir, el aumento total de peso era de 27 %. Sin consultar ni informar al encargado técnico se implementó este procedimiento.
Sin embargo, los tiempos de congelado no eran 4:30 horas multiplicados por 1,27, o casi 6 horas! A las 4 horas la temperatura seguía en -6º C. Se revisó el evaporador, que estaba totalmente bloqueado. Por esta razón se hizo un deshielo que tomó 30 minutos, durante el cual la temperatura del túnel obviamente aumentó. Para recuperarla se necesitaban otros 20 minutos. Al final, el ciclo total duró 8 horas.
Analizando lo que ocurrió, hemos descubierto lo siguiente: debido a que la primera fase cuando la temperatura era positiva se alargó mucho, se extrajo mucho más humedad del producto boletus luteus, lo que tapó el evaporador durante la primera hora de funcionamiento. Esto alargo aún más el proceso de congelación y aumentó aún más la cantidad de humedad liberada y que tapó aún más el evaporador. Desde este punto el proceso de congelación estaba condenado y se turnó muy lento e ineficiente. Se crearon dos perdidas: uno por la ineficiencia del evaporador y la otra por la necesidad de hacer el deshielo. Por lo que un aumento de solo 27 % de carga resultó en un aumento de casi 80 % en tiempo de congelación.
Como conclusión, se decidió trabajar con solamente tres pallets cargadas de esta forma, lo que resultó en un ciclo de 4 horas.

Otro aspecto interesante del manejo de túnel es el siguiente: ¿puede uno sacar producto del túnel antes de que éste llegue a su temperatura óptima en el núcleo, para mejorar así el rendimiento total del frigorífico?

  • Si el producto no está bien congelado y emite humedad, se corre el riesgo de bloquear los evaporadores de la cámara en la cual se introduce el producto. Sin embargo, si el producto ya tiene formado la película de hielo, este riesgo es mínimo.
  • El segundo punto a considerar es si el producto permite alargar los tiempos de congelamiento. En la cámara de guarda la recirculación del aire es mucho más lenta que en el caso de un túnel, por lo que un producto al que le faltó una hora en el túnel completaría su ciclo en la cámara durante 3 a 5 horas. Si el producto no se deteriora significativamente con estos tiempos alargados de congelamiento, no hay problema y se puede hacer esto.
  • El tercer punto a considerar es la capacidad de frío de la cámara, es decir si hay suficiente potencia en la cámara de mantención para tolerar ingreso de producto no 100 % congelado. Si bien uno puede hacer un cálculo científico de capacidad disponible, hay un procedimiento sencillo práctico: aprox. a mediodía tomar el tiempo que el compresor de la cámara está funcionando y el tiempo durante el cual está detenido. Si el la duración de las paradas es por lo menos un 20 % del ciclo total, hay capacidad disponible para ingresar productos semi-congelados. Por razones obvias es mejor hacerlo durante la noche y en la madrugada, cuando la carga térmica por perdidas a través de los paneles es mínima.