tipos de refrigerantes y caracteristicas en la industria alimentaria

1. UNIVERSIDAD NACIONAL DE FRONTERA - SULLANA
INGENIERÍA DE INDUSTRIAS ALIMENTARIAS
CICLO IX
Estudiantes:
- ENCALADA ENCALADA, Marcos Gabriel.
- FLORES SERNAQUE, Rosario del Pilar.
- GUTIERREZ MENA, Anair De Las Mercedes.
- WONG PEREZ, Katia del Rosario.
Sullana, 01 de Agosto de 2018.
CURSO: REFRIGERACIÓN Y CONGELACIÓN DE ALIMENTOS
Ing. Ing. Fermín Máximo Saavedra Cano, MPhil.
TEMA: TIPOS DE REFRIGERANTE Y
CARACTERISTICAS

2. DEFINICION
• Un refrigerante es cualquier fluido que actúa como agente
de enfriamiento, absorbiendo calor de un foco caliente al
evaporarse. El refrigerante en una instalación frigorífica
debe tener las siguientes características:

3. • Calor latente de evaporación alto: cuanto mayor sea su
valor menor cantidad de refrigerante hay que utilizar en el
proceso de refrigeración para obtener una temperatura
determinada.
• Presión de evaporación superior a la atmosférica: para
evitar que entre aire en el circuito de refrigeración, lo que
acarrearía el problema de que el agua contenida en el aire
se solidificase y obturase algún conducto.
• Punto de ebullición lo suficientemente bajo para que sea
inferior a la temperatura de trabajo del evaporador.

4. • Temperaturas y presión de condensación bajas: así se evitan
trabajar con presiones de condensación altas en el compresor
lo que se traduce en un considerable ahorro tanto de energía
como en el coste de la instalación.
• Inercia química: es decir que no reaccione con los materiales
que componen el circuito ni con el aceite del compresor.
• Ha de ser inmiscible o totalmente miscible con el aceite del
compresor: la solubilidad parcial da origen a problemas de
depósitos de aceite en el evaporador.
• Debe de ser químicamente estable: hasta el grado de no ser
inflamable ni explosivo.

5. • Ha de ser soluble en agua: de esta forma se evita que el
agua libre pueda formar cristales de hielo. Por este motivo
los circuitos de refrigeración van provistos de filtros
deshidratantes.
• Debe ser no tóxico para el hombre.
• Debe tener un impacto ambiental bajo o nulo en el caso de
ser liberado por posibles fugas.
• Debe ser fácilmente detectable por el olfato para poder
localizar las fugas que se produzcan en el sistema.
•

6. HISTORIA DE REFRIGERANTES
• Estas mezclas permitieron experimentos a bajas
temperaturas. En 1715, utilizando una mezcla de nieve y
nitrato amónico, Daniel Gabriel Fahrenheit estableció el
cero de su termómetro; en 1760 von Braun solidificó el
mercurio a -40ºC.
• En el siglo XIX numerosos científicos estudiaron las leyes
que rigen las mezclas frigoríficas, y las mezclas de hielo y
sal común, que permiten disminuir la temperatura hasta -
20ºC. Sin embargo, los métodos de refrigeración por estos
productos, son discontinuos y de capacidad muy limitada,
por lo que no se puede hablar de refrigeración hasta la

7. • La primicia de la obtención de frío por evaporación se adjudica
a William Cullen, que hacia 1750 consiguió producir hielo
mecánicamente con agua como refrigerante. Pocos años
después, en 1754, Joseph Priestley descubrió el amoníaco y el
dióxido de carbono, que mostraron poseer propiedades
termodinámicas convenientes para ser usados en refrigeración.
• En el siglo XVIII, numerosos físicos y químicos, entre los que
destaca Antoine Baume, empleaban mezclas refrigerantes en el
laboratorio. Baumé publicó Disertation sur l'éther,donde
expone como consiguió hielo artificial. Sin embargo, ni Cullen
ni Baumé explotaron su descubrimiento para fabricar hielo.
Alrededor de 1761, Joseph Black, alumno de Cullen, desarrolló
su teoría del calor latente de fusión y evaporación.

8. CARACTERÍSTICAS DE REFRIGERANTES
• En principio, podría ser refrigerante cualquier sustancia que
cambie de fase de líquido a vapor a una temperatura baja, en
función de las condiciones de presión, pero para su utilización
en un ciclo de refrigeración por compresión, debe tener la
mayoría de las siguientes características.

9. CARACTERÍSTICAS QUE AFECTAN AL
RENDIMIENTO
• Presión de evaporación superior a la atmosférica para evitar
infiltraciones de aire en el sistema.
• Presión de descarga no muy alta. Para evitar la necesidad de un
equipo robusto, y desde luego por debajo de la presión crítica.
• Relación de compresión baja. La potencia del compresor aumenta
con la relación de compresión.
• Temperatura de descarga no muy alta. Para evitar la descomposición
del aceite lubricante o del refrigerante o la formación de
contaminantes.

10. • Calor latente de vaporización lo más alto posible. Cuanto
mayor, mejor producción frigorífica específica y menor
caudal másico.
• Temperatura de ebullición, por debajo de la temperatura
ambiente a presión atmosférica, fácilmente controlable y
por encima de la temperatura de congelación.
• Volumen específico.- Debe ser lo más bajo posible para
evitar grandes tamaños en las líneas de aspiración y en el
desplazamiento de compresor

11. CARACTERÍSTICAS DE SEGURIDAD
• Estabilidad química dentro de la gama de temperaturas de trabajo.
• Inactividad química: que no reaccione con ninguno de los materiales
con los que pueda tener contacto.
• No deben ser líquidos inflamables, corrosivos ni tóxicos.
• Dado que deben interaccionar con el lubricante del compresor, deben
ser miscibles en fases líquidas y no nocivas con el aceite.
• No tendencia a las fugas. Los refrigerantes con bajo peso molecular
escapan con mayor facilidad.

12. CLASIFICACION
• Los inorgánicos, como el agua o el NH3: Amoníaco
• Los de origen orgánico:halocarbonos/hidrocarburos
• CFC: halocarbono completamente halogenado (exento de
hidrógeno) que contiene cloro, flúor y carbono,
perjudiciales para la capa de ozono
• HCFC: halocarbono parcialmente halogenado que contiene
hidrógeno, cloro, flúor y carbono.
• HFC: halocarbono parcialmente halogenado que contiene
hidrógeno, flúor y carbono.

13. • PFC: halocarbono que contiene únicamente flúor y
carbono.
• HC: hidrocarburo que contiene únicamente hidrógeno y
carbono.
• Mezclas
• Azeotrópicas: mezcla de fluidos refrigerantes cuyas fases
vapor y líquido en equilibrio poseen la misma composición
a una presión determinada.
• Zeotrópicas: mezcla de fluidos refrigerantes cuyas fases
vapor y líquido en equilibrio y a cualquier presión poseen
distinta composición.

14. REFRIGERANTES COMUNMENTE USADOS
• El R-22 o clorodifluorometano es un gas incoloro comúnmente
utilizado para los equipos de refrigeración, en principio por su
bajo punto de fusión, (-157°C).
• Densidad tres veces la del aire; en estado líquido 1,2 veces la
del agua.
• A 20°C tiene una presión de saturación de 9,1 bares (dato
importante para el trabajo en las instalaciones de refrigeración,

15. • pues una medida esencial que es la presión del circuito, depende
de la temperatura ambiente).
• El R-22 era hasta hace poco el gas refrigerante más utilizado en
el sector del aire acondicionado, tanto para instalaciones de tipo
industrial como domésticas, aunque está prohibido su
distribución por ser altamente perjudicial para la capa de ozono.
Actualmente ha sido sustituido por el R-407C o más
modernamente por el R-410A. Los sustitutos del R-22 cumplen
ciertas características:
• No dañan la capa de ozono
• Ayudan al efecto invernadero
• No son tóxicos ni inflamables
• Son estables en condiciones normales de presión y

16. • Los candidatos más importantes son el R-410A, el R-407C y el
R-134a.
• La normativa al respecto indica que desde el 1 de enero de
2004 se prohíbe la manufactura de todo tipo de equipos con
HCFCs (Hidroclorofluorocarbonos). El 1 de enero de 2010 estará
prohibido por la UE, según Reglamento (CE) nº 1005/2009
sobre sustancias que agotan la capa de ozono, importar,
producir, vender y/o usar R-22 virgen. Aún se permitirá el uso
de R-22 regenerado hasta el 2015.
• Para cubrir la demanda de R-22 en instalaciones existentes,
como posibles fugas, han nacido varios productos sustitutos
como el R-427A que aseguran una transición sencilla y no son
destructoras de la capa de ozono.
• El R-22 también es usado como agente espumante para el

17. R32
• El fluoruro de metileno, R32 es un producto químico orgánico gaseoso del grupo de los
Hidrocarburos fluorados (HFC).
• El CH2F2 se usa como Refrigerante bajo el Nombre de R32.8
• En 2018 diferentes fabricantes (Daikin, Panasonic, Mitshubishi, etc) lo usan para ir
reemplazando al R410 A. Existen aparatos comerciales partidos (split) desde 2013 en el
mercado europeo.
• Frente a R410 A el R32 tiene aproximadamente un valor inferior en 2/3 de PCA (potencial
de calentamiento global; GWP), cerca de un 20 % más de capacidad de refrigeración
volumétrica, así como un valor teórico de COP un 4,4 % más alto que el.9
• La mayor potencia frigorífica volumétrica frente al R410 A permite reducir las secciones
de las tuberías de refrigeración en uso con el R410 A. Si se sustituye uno por el otro, se
obtienen valores de COP ligeramente superiores, debido a la reducción de las pérdidas en
las tuberías y lo que disminuye también el consumo eléctrico del compresor.
• El R32 forma parte de las Mezclas de Hidrocarburos refrigerantes zeotrópicos R407A,
R407B, R407C, R407D, R407E y R407F.

18. R404A
• El R404A es un refrigerante comercializado desde 1994. Este fluido
es una mezcla zeótropa de HFC-125, HFC-143a y HFC-134a. Se
destina a las instalaciones nuevas, reemplazando al R502 cuya
fabricación cesó en 1995. Es también un serio candidato para
reemplazar al R22.
• El R404A, es gas incoloro y comúnmente utilizado en las
instalaciones de refrigeración a compresión simple, de congelación
y otras aplicaciones a temperatura de evaporación comprendidas
entre -45ºC y +10 ºC Sus aplicaciones son:

19. • Refrigeración en baja temperatura ( sustituyendo al r502 )
• Refrigeración de media temperatura ( Alternativa viable al R22 )
• Refrigeración de alta temperatura ( hasta 7 Cº de te Temp de
evaporación)
• Refrigeración de muy baja temperatura (hasta -60 Cº), usando
doble etapa
• Sus prestaciones termodinámicas están cercanas a las del
R502. Para la lubrificación del compresor, los fabricantes
recomiendan el uso de aceite P.O.E.(poliol-éster) La búsqueda
de fugas puede hacerse con una solución jabonosa, un detector
electrónico o una lámpara UV especializada. Los complementos
de carga deben realizarse en fase liquida

20. R407C
• R407C (Meforex M-95) es la denominación del gas refrigerante
(en realidad mezcla de tres gases) que sustituye al R22. Es una
mezcla ternaria no azeotrópica compuesta de R32 (23%), R125
(25%) y R134a (52%). Químicamente es estable, tiene buenas
propiedades termodinámicas, bajo impacto ambiental y muy
baja toxicidad.
• A pesar de que uno de sus componentes, el R32 es inflamable,
la composición global de la mezcla ha sido formulada para que
el producto no sea inflamable en situaciones en que se puede
producir fraccionamiento de la mezcla.

21. • El R407C tiene un deslizamiento de temperatura (Glide) de 7,4
ºC y su punto de ebullición a -43,9 ºC a presión atmosférica.
• Es el sustituto definitivo del R22, principalmente en el sector
del aire acondicionado (temperaturas de evaporación
superiores a -10 ºC). En estas situaciones su comportamiento
es muy parecido al del R22.
• Por ser una mezcla no azeotrópica y en evitación (impide) del
fraccionamiento del gas, la carga de los equipos ha de ser en
forma líquida.
• El R407C no es miscible con aceites minerales, así han de
utilizarse aceites poliolésteres (POE) en la lubricación de la
bomba y los circuitos de refrigeración.

22. R-410
• El gas R-410A que se vende bajo las denominaciones comerciales de Forane
410A, Puron, EcoFluor R410, Genetron R410A y AZ-20, es una mezcla casi
azeotrópica de dos gases HFC o hidrofluorocarbonados: diflorometano
(llamado R-32) y pentafluoroetano (llamado R-125), el cual es usado como
refrigerante en equipos de aire acondicionado.
• Es un refrigerante de alta seguridad, clasificado por ASHRAE (American
Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers) como
A1/A1, es decir, no tóxico y no inflamable aun en caso de fugas.
• Sus aplicaciones principales son en equipos nuevos para aire acondicionado
de baja y media potencia ya que están por desarrollar otras, debido a la
escasez de materiales frigoríficos adaptados a este refrigerante.
• Los niveles de presión del R410A son mucho más elevados que los
habituales en los refrigerantes actuales (8 Bar más que en el caso del gas
R22 a 40 Cº). Por tanto, deben utilizarse mangueras, manómetros y material
frigorífico adecuados a estas presiones de trabajo.

23. • Al ser una mezcla, debe cargarse en fase líquida. No obstante,
su casi azeotropía, ya que el desplazamiento de temperatura es
solo 0,1 Cº, lo hace una mezcla muy estable, pudiendo
recargarse de nuevo en fase líquida después de cualquier fuga,
sin cambios medibles de composición o rendimiento. Incluso
puede usarse en instalaciones inundadas (por gravedad o
bombeo) sin problema.
• El R410A solo debe usarse con aceites de poliéster (POE) o de
poliviniléter (PVE) con los que es miscible, lo que permite un
buen retorno al compresor. Otros aceites, como los minerales y
los aquilbencénicos no se mezclan con el R410A.

24. • Los filtros deshidratadores adecuados para el uso con este
refrigerante son los de tamiz molecular de 3 A (clase XH9). El R410A
posee buenas propiedades termodinámicas. Posee una capacidad
frigorífica volumétrica superior al R22, lo que permite el uso de
compresores de menor desplazamiento para obtener la misma
potencia frigorífica y mejores propiedades de intercambio térmico.
Todo ello posibilita la reducción del tamaño de los equipos.
• El R410A también posee muy buen rendimiento en modo de calor, lo
que explica su elección por fabricantes de bombas de calor
reversible. Sin embargo, sus niveles elevados de presión y su
temperatura critica relativamente baja (72.2 Cº), obligan a los
fabricantes de material frigorífico a rediseñar completamente sus
productos para adecuarlos a sus características. Debido a lo anterior,
se recomienda no usar este refrigerante en reconversiones de
equipos que usaban el gas R22

25. GRACIAS