Qual é a utilização do azoto líquido na criogenia de alimentos?

Na indústria alimentar, o azoto líquido, pelas suas características, é utilizado como uma fonte de frio intensa, rápida e eficiente. As suas propriedades únicas tornam-no num gás muito importante para a conservação e produção industrial.

Leitura: 4 min

Criogenia alimentar Air Liquide

O azoto líquido é um ativo fundamental em vários setores industriais devido às suas propriedades únicas de frio extremo. Utilizado especialmente na indústria alimentar, permite um arrefecimento e congelação rápido e eficiente dos alimentos, de modo a preservar a sua qualidade.

Descubra neste artigo as propriedades do azoto líquido, as suas aplicações industriais, vantagens e as considerações de segurança relacionadas com a sua utilização.

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O que é o azoto líquido?

O azoto líquido é azoto (N₂) armazenado em reservatórios isolados a vácuo, na forma líquida a -196°C e 1,5 bar. Utilizado em diversos setores, as suas propriedades de frio extremo tornam-no uma ferramenta essencial para inúmeras aplicações industriais.
A expansão à pressão atmosférica transforma-o num gás a -196°C.

  • A sua mudança de estado, a vaporização do azoto líquido em gás, liberta 36 frigorias.
  • O aquecimento do gás liberta entre 32 e 47 frigorias (dependendo da temperatura a atingir).

Diferenças entre azoto líquido e azoto gasoso
O azoto líquido e o azoto gasoso são duas formas diferentes do mesmo elemento, usadas em diversas aplicações:

  • Azoto líquido: líquido a -196°C, é utilizado pelas suas propriedades criogénicas. À medida que vaporiza, absorve uma grande quantidade de calor, proporcionando um arrefecimento rápido e eficiente.
  • Azoto gasoso: à temperatura ambiente, é utilizado pelas suas propriedades de inércia química para proteger produtos ou instalações do oxigénio, como é o caso do sistema de conservação dos alimentos em atmosfera protetora.

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Azoto líquido, uma fonte de refrigeração

O azoto líquido tem propriedades excepcionais:

  • O seu poder: Um litro de azoto líquido que passa de -196°C a 0°C fornece cerca de 80 frigorias. Metade desse conteúdo de frigorias já está disponível a -196°C, quando o azoto passa do estado líquido para o estado gasoso. A outra parte vem do calor sensível dos gases. A nível prático, o armazenamento de várias dezenas de milhares de litros de azoto líquido torna possível ter disponível uma potência de arrefecimento infinita.
  • A sua flexibilidade: uma simples válvula, seja manual, elétrica ou pneumática, permite ajustar facilmente o fluxo de arrefecimento, atingir e manter uma temperatura específica entre temperatura ambiente e -196°C, ou mesmo regular uma velocidade de arrefecimento. Isto tem efeito em diversos tipos de componentes da sua cadeia produtiva, desde poder-se variar o tipo de produção, as quantidades processadas por hora ou simplesmente o ritmo de trabalho.
  • A sua precisão: o azoto líquido é ideal para todos os processos que exigem uma reprodutibilidade muito elevada, com o fornecimento de energia de frio determinado num ponto preciso e com uma intensidade perfeitamente controlada.
  • A sua fiabilidade: uma vez que o azoto líquido é tão fácil de utilizar, o equipamento utilizado é fiável. A manutenção destas tecnologias é praticamente nula e o risco de avarias é quase inexistente, ao contrário das técnicas tradicionais de congelação.

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Aplicações do azoto líquido na criogenia alimentar

O azoto líquido é, com o dióxido de carbono, o fluido criogénico mais popular na indústria. É utilizado em diversos setores industriais, mas a sua principal aplicação é na alimentação, para:

  • Congelação criogénica: a utilização de azoto líquido traz para a indústria da congelação:

    • Uma velocidade de congelação muito elevada,
    • A possibilidade de trabalhar de forma contínua, rápida, automática e, portanto, em ótimas condições de higiene,
    • Um equipamento simples, eficaz e económico.

    Este processo é particularmente adequado para congelar carne picada ou cortada, pratos prontos, legumes, frutas (morangos, framboesas, etc.), filetes de peixe e pastelaria cozinhada ou crua.

  • Arrefecimento
  • Controlo de temperatura em misturadoras, picadores, amassadeiras
  • Moldagem
  • Formação de crostas (endurecimento superficial)
  • Trituração
  • …

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Vantagens do azoto líquido

O azoto líquido, um fluido com capacidade de arrefecimento poderosa e flexível, tem muitas vantagens para a indústria alimentar:

  • Qualidade preservada: O fornecimento rápido e intenso de frio preserva a textura e as qualidades nutricionais. De facto, o frio criogénico congela muito rapidamente a água contida nos alimentos, promovendo a formação de pequenos cristais de gelo e minimizando os danos nas membranas celulares.
  • Eficácia: Redução significativa no tempo de congelação em comparação com os métodos tradicionais. Falamos então de ultracongelação.
  • Flexibilidade: Adequado para todos os tipos de produtos (inteiros, em pedaços, em porções, IQF, sólidos, líquidos, pastosos, moles, etc.), a sua implementação oferece grande versatilidade nas cadeias de produção.
  • Investimentos reduzidos: os equipamentos criogénicos associados ao uso de azoto líquido são compactos e de conceção simples, gerando investimentos menores que os usados para o frio mecânico.

Considerações de segurança

  • Armazenamento e transporte: Deve ser armazenado em tanques de alta pressão, longe de qualquer fonte de calor.
  • Manuseamento: Equipamento de proteção individual (EPI) necessário para evitar queimaduras criogénicas devido às suas baixíssimas temperaturas.
  • Ventilação: As áreas de trabalho devem ser bem ventiladas para evitar a acumulação de azoto gasoso, que pode causar riscos de asfixia pela falta de oxigénio.

O azoto líquido é um recurso valioso em muitas indústrias, fornecendo soluções eficazes para arrefecer, conservar e congelar alimentos, bem como outras aplicações industriais. As suas propriedades criogénicas permitem preservar a qualidade dos produtos enquanto otimizam os processos de produção. No entanto, a sua utilização requer precauções de segurança rigorosas para garantir um ambiente de trabalho seguro e eficaz.

Tem ou está na fase de desenvolvimento de um projeto de arrefecimento ou congelação e está a ponderar usar azoto líquido? Não hesite em contactar-nos. Os especialistas em criogenia alimentar da Air Liquide têm todos os materiais de que necessita e fornecer-lhe-ão todo o aconselhamento necessário.

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