El hielo y su fabricacion. Tipos de hielo y proceso de fabricacion

El hielo y su fabricacion. Tipos de hielo y proceso de fabricacion

FÁBRICAS DE HIELO

Podemos clasificar los fabricantes de hielo en función del tipo de hielo que producen: Hielo en bloques, hielo en escamas, hielo en placas, hielo en tubos, hielo fundente.  

Además podemos basarnos en que el fabricador produzca hielo seco o hielo húmedo: El hielo seco se produce a partir de un proceso de desprendimiento mecánico del hielo de una superficie de enfriamiento. Un ejemplo serían las fábricas de hielo en escamas, la mayoría utilizan este proceso. El hielo húmedo se fabrica normalmente con máquinas que emplean un procedimiento de desescarchado para desprender el hielo. El desescarchado derrite parcialmente el hielo que está en contacto con la superficie de enfriamiento y, a menos que la temperatura se haya reducido bastante por debajo de 0°C (o sea, que el hielo se subenfríe), las superficies permanecen húmedas. Dos ejemplos serían los sistemas de hielo en tubos y en placas.  

En algunas máquinas, el hielo se forma y extrae al mismo tiempo, produciéndose lo que se denomina a veces “hielo fundente”, porque contiene mucha más agua no congelada que otras formas de hielo “húmedo” extraídas mediante el procedimiento de descongelación.        

TIPOS DE HIELO Y SU FABRICACIÓN  

Hielo en escamas

Definición y características del hielo en escamas:

El hielo en escamas se puede definir como un hielo seco y subenfriado en fragmentos pequeños planos con forma de oblea irregular. Este tipo de hielo pequeño se fabrica rociando o vertiendo agua sobre una superficie refrigerada, que habitualmente tiene forma de cilindro o tambor. El agua se congela sobre la superficie formando capas delgadas de hielo (de 2 a 3 mm de espesor). Una cuchilla retira el hielo subenfriado, que se fragmenta en pequeños trozos semejantes a esquirlas de cristal. Normalmente, estos trozos de hielo caen desde el tambor directamente a un compartimento refrigerado para su almacenamiento. El cilindro refrigerado puede girar en un plano vertical u horizontal. Una variante del hielo en escamas se conoce como hielo fragmentado. El hielo fragmentado se fabrica introduciendo agua en un cilindro rodeado por un serpentín de evaporación. El agua se congela en el interior del cilindro a una temperatura del evaporador de -12 a -30 °C y se saca con un tornillo que gira dentro del cilindro y empuja el hielo hacia arriba. En la parte superior del cilindro, el hielo se compacta, se congela aún más y es expulsado por la parte superior del cilindro. El hielo fragmentado tiene una temperatura de -0,5 °C y un grosor medio de 7 a 8 mm.

Las principales ventajas del hielo en escamas son las siguientes:

  1. El hielo en escamas tiene una superficie de intercambio de calor mayor que casi todos los demás tipos de hielo y, por lo tanto, la transferencia de calor entre el pescado y el hielo se produce con mayor rapidez y eficacia.
  2. Debido a que el hielo en escamas está ligeramente subenfriado (entre -5 y -7 °C), puede ceder 83 kcal por kg al fundirse transformándose en agua; por consiguiente, puede extraer un poco más de calor que otros tipos de hielo cuya temperatura es de 0 °C (80 kcal por kg).
  3. Resulta fácil de almacenar y manipular cuando se dispone de un recipiente termoaislado, subenfriado (-5 °C) y debidamente diseñado para su almacenamiento.
  4. La máquina es pequeña y compacta, y requiere menos espacio que las de hielo en bloques. La fabricación de hielo comienza al poco tiempo de poner la máquina en marcha, lo que casi permite la fabricación de hielo «a petición». El hielo puede usarse inmediatamente después de su fabricación (no es necesario triturarlo).  

Aplicaciones del hielo en escamas:

  • Sector pesquero: Puertos y lonjas.
  • Industria de transformación pesquera.
  • Distribuidores.
  • Mercados.
  • Supermercados, hipermercados, carnicerías… queserías.
  • Industria cárnica.
  • Industria química y farmacéutica.

Es el tipo de hielo más utilizado en procesos industriales y de venta al público.        

Hielo en bloques

La fabricación del hielo en bloques consiste en rellenar moldes de metal con agua y sumergirlos en un baño de salmuera refrigerada a una temperatura muy inferior a la de congelación del agua. Generalmente se utiliza para ello cloruro sódico o cálcico. Las dimensiones de los moldes y la temperatura de la salmuera se seleccionan para que el periodo de congelación dure entre 8 y 24 horas. La congelación demasiado rápida produce hielo quebradizo. Una grúa levanta una fila de moldes y los transporta a un tanque de descongelación donde los sumerge en agua para que el hielo se desprenda. 

Los moldes se voltean para que salgan los bloques, se rellenan de nuevo con agua dulce y se colocan nuevamente en el tanque de salmuera. Se trata de una operación discontinua, por lo que necesita mano de obra para una atención continua de todas las operaciones. Una planta de 100 t/día necesita normalmente entre 10 y 15 trabajadores.  

Las ventajas principales del hielo en bloques frente a otros tipos de hielo son las siguientes:

  1. Permite un almacenamiento prolongado y reduce el espacio necesario al ser compacto.
  2. Facilita la manipulación y el transporte.
  3. Su tasa de fusión es relativamente baja, por lo que las pérdidas durante el almacenamiento y la distribución son mínimas.
  4. El hielo se puede reducir a partículas de cualquier tamaño necesario, mediante su trituración antes de usarlo.
  5. Máquina de diseño robusto fácil mantenimiento.
  6. Gran capacidad frigorífica.  

Las ventajas de este tipo de máquinas resultan especialmente importantes en países tropicales y sitios remotos, sobre todo en lo que se refiere a su transporte e instalación. Estas unidades se montan en contenedores normalizados de 12 m y su instalación resulta sencilla. Sólo necesitan una base nivelada.

Las principales desventajas del hielo en bloques son:

  1. Se necesitan períodos de tiempo largos para completar la congelación del agua en los moldes (de 8 a 36 h para bloques de 12 a 140 kg).
  2. Conlleva altos costos de mano de obra.
  3. Se tarda bastante en empezar a producir hielo desde su puesta en marcha.
  4. Las instalaciones ocupan más espacio que las modernas máquinas de hielo automáticas.
  5. Se necesitan salmueras con tratamientos adecuados para reducir la corrosión del equipo.  

Aplicaciones del hielo en bloques:

  • Conservación de productos enlatados.
  • Enfriamiento de líquidos, bebidas gaseosas y/o cerveza en botellas principalmente.
  • En procesos productivos, para el control de temperatura de equipos o en el proceso en si.
  • Control de Temperatura de piscinas, criaderos o pesceras.
  • Conservación de pescado y/o carnes de diversos tipos.  

Actualmente en desuso por su gran coste de manipulación.      

Hielo en bloques de fabricación rápida

Los largos períodos necesarios para producir bloques de hielo han llevado al desarrollo de lo que se conoce como máquinas de hielo en bloques de fabricación rápida. El objeto de estas máquinas es producir bloques de hielo en pocas horas. En lugar de sumergir los moldes para el hielo en un depósito de salmuera, el agua del molde se congela mediante un refrigerante que circula por la camisa externa de cada molde, así como por un sistema de tuberías que recorre el interior de los moldes. Se forma hielo simultáneamente en todas las superficies refrigeradas en contacto con el agua. Una vez finalizado el ciclo de congelación, los bloques se liberan rápidamente del molde mediante un sistema de descongelación con gas caliente y se extraen por gravedad.

Las principales ventajas de estas máquinas son el poco espacio que requieren en comparación con las máquinas de hielo en bloques tradicionales, así como la relativa sencillez de las operaciones de puesta en marcha y parada, cuya duración es menor que en las máquinas de hielo en bloques tradicionales. Como desventaja está en que los costos de la adquisición, el funcionamiento y el mantenimiento son más altos que los de las máquinas convencionales.    

Hielo en tubos

El hielo en tubos se forma en la superficie interna de unos tubos verticales y tiene la forma de pequeños cilindros huecos de unos 50 × 50 mm, con paredes de 10 a 12 mm de espesor. La disposición de una planta de hielo en tubos es semejante a la de un condensador acorazado y tubular, con agua dentro de los tubos y el refrigerante afuera, en el espacio circundante. La máquina funciona automáticamente según un ciclo de tiempo y los tubos de hielo se desprenden mediante un proceso de desescarchado con gas caliente. A medida que el hielo sale del tubo, una cuchilla lo corta en trozos de la longitud adecuada, normalmente de 50 mm, pero esta dimensión es ajustable. El transporte del hielo a la zona de almacenamiento suele ser automático, por lo cual, al igual que en las plantas de hielo en escamas, las operaciones de recogida y almacenamiento no requieren ningún esfuerzo manual ni la presencia de un operador. El hielo en tubos se almacena normalmente en la forma en que se recoge. El sistema de descarga de la planta comprende un triturador de hielo que se puede ajustar para obtener partículas del tamaño que convenga según el tipo de producto a conservar. La temperatura común de funcionamiento de este tipo de planta oscila entre -8°C y -10°C. El hielo no está siempre subenfriado cuando llega al almacén, pero generalmente es posible mantenerlo a -5°C, ya que el tamaño y la forma de las partículas permiten desmenuzar fácilmente el hielo para su descarga, especialmente cuando se utiliza el sistema de rastrillo.    

Hielo en placas

El hielo en placas se forma en una de las caras de una placa vertical refrigerada y se desprende haciendo circular agua por la otra cara para desescarcharlo. Otros sistemas forman hielo en ambas superficies y utilizan un procedimiento de desescarchado interno. Una máquina de hacer hielo comprende múltiples placas, que con frecuencia son unidades autónomas situadas encima de la maquinaria de refrigeración. El espesor óptimo del hielo suele ser de 10 a 12 mm y el tamaño de las partículas es variable. Un triturador de hielo rompe las placas en trozos del tamaño adecuado para su almacenamiento y uso. El agua para el desescarchado debe calentarse si su temperatura es inferior a 25°C aproximadamente; por debajo de este valor el período de desescarchado es demasiado largo y provoca una pérdida de capacidad y un aumento del costo. Esta máquina, al igual que la de hielo en tubos, funciona según un ciclo de tiempo automatizado; el hielo es transportado a la zona de almacenamiento, o bien, cuando es posible colocar la máquina directamente sobre el espacio de almacenamiento, la recogida se efectúa por gravedad.

Es el tipo de hielo más utilizado en instalaciones portuarias de suministro a bodegas de buques.    

Hielo troceado

El hielo troceado es una variante del hielo en escamas. Tiene la temperatura ideal de -0,5ºC y nunca se congela.

Características:

  • Diferentes tamaños: micro, macro, standard.
  • Para una refrigeración rápida y duradera.
  • Sin congelación o deterioro de la mercancía.
  • Para un almacenamiento de varios días.
  • Con alta capacidad frigorífica y eficiencia energética.
  • El hielo troceado es higiénico gracias a un circuito de agua cerrado.
  • El evaporador fijo evita la pérdida de agente frigorífico.
  • La ejecución robusta de la máquina incrementa su fiabilidad.   

Otros fabricantes

Hay varias otras máquinas de hacer hielo que funcionan con sistemas distintos de los que se han descrito aquí, pero normalmente tienen una capacidad que no supera algunos cientos de kilogramos de hielo por día, y su principal aplicación es en la venta al detalle y en los servicios de restauración.    

EL PROCESO DE FABRICACIÓN DE HIELO  

  • Proceso por lotes. Implica congelación alterna y periodos de recogida de hielo para su fabricación. El agua fluye sobre el evaporador donde se congela hasta que el cubo está totalmente formado. Los cubos de hielo se colectan y almacenan. El hielo puede tener forma de cubo, o variaciones de formas sólidas.
  • Procesos continuos. El proceso continuo se utiliza para hacer trocitos (nuggets) o copos, usualmente en un evaporador en forma de barril. Para hacer copos de hielo hay dos opciones: formación en el interior de un evaporador estacionario y se rasca en una barrena rotatoria O formación en el exterior del evaporador rotatorio y raspado por un rascador estacionario. Las máquinas para hacer Nugget comprimen los copos de hielo para formar los nuggets.  

Más sobre la fabricación del hielo en el post que habla de los sistemas de refrigeración en las fábricas de hielo y su consumo energético.

Departamento Técnico Refrigeracion

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