Carbonatação de bebidas com CO2: compressor de 80 bar sem óleo

A carbonatação de uma bebida acontece por injeção de gás carbônico sob pressão dentro do líquido, em uma máquina que reduz a pressão de forma controlada para que a solubilidade do gás seja convenientemente definida. O CO2 que alimenta essa máquina chega a 80 bar quando se trata de linhas de enchimento de maior volume, com bicos que exigem pressão alta para atomizar a mistura. O compressor de CO2, nesse caso, é o equipamento que garante pressão e vazão constantes durante o turno.

Há uma condição importante que muda o projeto de todo o sistema: o CO2 líquido, quando vaporizado,expande cerca de cinquenta vezes em volume. Uma linha que transporta líquido a 50 bar passa a ser gás a uma pressão final muito menor, e essa redução de volume é o que define a potência do compressor necessário. Compradores que não consideram essa razão costumam dimensionar a vazão de forma invertida.

Como funciona o compressor de CO2 de 80 bar

O equipamento recebe CO2 em estado líquido, por exemplo a partir de um tanque criogênico a menos 20 graus Celsius e 16 bar, ou de um cilindro de CO2 líquido. O líquido passa por um trocador de calor que eleva sua temperatura, o que provoca a vaporização parcial e a elevação da pressão de descarga até 80 bar. O processo gera frio, e por isso a refrigeração a água é praticamente uma necessidade funcional, e não apenas um recurso de aumento de vida útil do compressor.

Material das partes em contato com o CO2

O CO2 em presença de umidade pode formar ácido carbônico, o que torna o material das partes um ponto de projeto decisivo. Aço inoxidável é o padrão para os componentes em contato com o gás. Componentes internos de bronze e outros metais não ferroso são evitados em aplicações com risco de contaminação. Confirme a composição do material do compressor antes de especificar para contato com bebidas.

Critérios de seleção para o compressor de CO2

• Vazão de CO2 líquido: é a vazão que deve ser especificada, em kg/h ou em m³/h de gás equivalente nas condições de linha. Não use a vazão de ar aspirado de um compressor de ar como referência.
• Pressão de descarga: 80 bar atende às máquinas de carbonatação e de enchimento de maior vazão. Confirme a pressão de trabalho dos bicos e do distribuidor.
• Temperatura de entrada: o desempenho depende muito da temperatura do CO2 na sucção. Aproximadamente 0 grau Celsius é um valor de referência frequentemente usado para comparações de desempenho.
• Sem óleo: a construção sem óleo é uma garantia importante para contato com produto alimentício, ainda que o CO2 não tenha contato direto com o líquido.
• Refrigeração a água: necessária para controlar a temperatura de descarga e a temperatura de saída do CO2 para a linha de processo.
• Material e vedação: especifique Connections com vedação adequada para CO2 e confirme a compatibilidade com os requisitos de higiene alimentar da sua linha.

Setores que utilizam CO2 em alta pressão

A indústria de bebidas é o principal usuário, com linhas de carbonatação em cervejarias, fábricas de refrigerantes e engarrafadoras de água com gás. A indústria de alimentos usa CO2 em congelamento rápido e em inertização de câmaras frias. O setor químico usa CO2 em processos de extrusão e em aplicações de alimentos. Há ainda a inertização de tanques de fermentação, em cervejarias que recuperam CO2 do próprio processo e o comprimem para reutilização. Recentemente, o uso de CO2 em processos de captura de carbono ganhou destaque, mas a escala ainda é reduzida.

FAQ sobre compressores de CO2 para bebidas

O compressor de CO2 pode atender várias máquinas de carbonatação? Pode, desde que o dimensionamento considere a soma das vazões das máquinas que podem operar simultaneamente e a pressão necessária em cada ponto. Distribuir a linha com diâmetros adequados evita queda de pressão que comprometeria a constância da carbonatação.

Por que o compressor de CO2 precisa de refrigeração? Porque a vaporização do CO2 retira calor do próprio gás. Sem refrigeração, a temperatura de descarga sobe, a pressão cai e a capacidade do equipamento despenca, ou seja, a vazão cai.

Existe diferença entre CO2 de retorno comercial e de qualidade alimentar? Sim, e ela deve ser avaliada com o fornecedor do gás. Dependendo do processo e do contato com o produto, a especificação de pureza e de certificação do gás precisa ser formalizada em contrato.

Manutenção e operação do compressor de CO2

Siga rigorosamente o programa de troca de óleo, dos filtros e das vedações. Verifique diariamente a pressão de entrada do CO2 líquido, a pressão de descarga e a temperatura de saída, porque a combinação desses três valores mostra se o conjunto está operando dentro do esperado. Registre as horas de funcionamento e programe a inspeção das válvulas de segurança e dos manômetros com prazos de calibração definidos. Em instalações com risco de congelamento, proteja a linha de líquido contra travamento e garanta o dreno das partes baixas.

Produto recomendado: Tabela de seleção de compressor booster sem óleo a água 80 bar

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