La producción de frío (= calor a baja temperatura) se produce en la fábrica de cerveza casi exclusivamente mediante instalaciones frigoríficas de compresión, y más raramente en instalaciones de absorción. De este modo, el amoniaco líquido comprimido se evapora. Para evaporarse, el amoniaco necesita energía térmica. El amoniaco extrae este calor de su entorno, que como resultado se enfría. Existen dos posibilidades de refrigeración:
- el amoniaco se evapora directamente en los tubos o bolsas de refrigeración (refrigeración por evaporación directa) o
- el amoniaco se evapora en un evaporador, con lo que se enfría un agente refrigerante, normalmente glicol, que a su vez se introduce por los tubos o bolsas de refrigeración (refrigeración por evaporación indirecta).
Enfriar con agua fría a 0℃ no es posible porque al final hay que obtener una temperatura de 0℃ y para que se produzca el intercambio de calor es necesaria una diferencia de temperatura de 3 a 4℃.
Refrigeración por evaporación directa
En el caso de la refrigeración por evaporación directa, el amoníaco líquido frío procedente del cortador NH₃ (3) se introduce en los tubos segmentados de la zona de refrigeración desde arriba. Mientras el amoniaco se evapora, extrae calor del interior del depósito y lo enfría. El amoníaco evaporado pasa al compresor NH₃ (4) a través del cortador (3) donde, al calentarse, se comprime. En el condensador de evaporación (1), el (35℃) NH₃ caliente se licua de nuevo por enfriamiento y se reintroduce en el ciclo a través del colector (2).
Refrigeración indirecta con glicol
En el caso de la refrigeración indirecta, el circuito amoniacal (1-4) se conecta a un circuito de glicol separado. El glicol, que a -1℃ está relativamente caliente, se enfría hasta -4 a -6℃ en el cortador de NH₃ y se introduce primero en un depósito de glicol (6) utilizado como almacenamiento. Desde allí se introduce en las tuberías segmentadas de la zona de refrigeración desde abajo y se calienta, mientras que el contenido del depósito se enfría. A continuación, el glicol calentado vuelve a almacenarse y se introduce de nuevo en el ciclo.
La ventaja de la evaporación directa reside sobre todo en el bajo coste específico de la energía eléctrica, lo que se traduce en un considerable ahorro de costes energéticos (hasta 40%).
A diferencia de la refrigeración indirecta mediante glicol, presenta una serie de ventajas:
- la etapa de circulación del glicol es innecesaria,
- es posible trabajar con temperaturas de evaporación más altas (-4 a -6℃) en lugar de -10℃,
- se necesitan bombas mucho más pequeñas, ya que hay que transportar menos,
- se requieren tuberías de suministro considerablemente más pequeñas,
- esto se traduce en unos costes de aislamiento e instalación considerablemente más bajos,
- El control de la temperatura es más preciso y el sistema más flexible.
Las desventajas, en cambio, son:
- mayores presiones de funcionamiento en los transportadores, lo que se traduce en costes más elevados,
- las temperaturas de evaporación no son constantes,
- la planta apenas puede utilizarse en estado estacionario,
- son necesarias grandes cantidades de refrigerantes, que en algunos países requieren una aprobación especial (Alemania: << 3t NH₃ requiere una aprobación especial,
- un gasto relativamente elevado en accesorios por motivos de seguridad,
- peligro de pérdida de refrigerantes,
- casi ninguna posibilidad de almacenar energía de refrigeración.
En el caso de la refrigeración indirecta, hoy en día casi siempre se utilizan soluciones de etilenglicol o propilenglicol, que se ajustan para ser resistentes a las heladas hasta -10 a -15℃. Este procedimiento también tiene ventajas e inconvenientes.
Las ventajas son:
- las presiones de funcionamiento más bajas en las superficies de transferencia de calor,
- una carga uniforme de la planta de refrigeración cuando se utilizan cámaras frigoríficas,
- son posibles temperaturas de evaporación constantes, que están entre 3 y 4℃ por debajo de la temperatura del valor nominal,
- se necesita bastante menos amoníaco.
Las desventajas son:
- el considerable aumento de las necesidades energéticas de la planta de refrigeración,
- el sistema de tuberías más grande y las bombas, así como
- las demás ventajas de la refrigeración por evaporación directa.
En general, prevalecen las ventajas de la evaporación directa, por lo que la mayoría prefiere esta solución.
