Camisas de Aquecimento e Resfriamento

O que é e para que serve

Camisa térmica é um envoltório soldado ao costado do tanque por onde circula fluido — vapor, água quente, água gelada ou solução de glicol — para aquecer ou resfriar o produto sem contato com ele. É trocador de calor integrado ao tanque, e é o que transforma um tanque de armazenagem em tanque de processo.

A MXM projeta e fabrica camisas em aço inoxidável, dimensionadas pelo volume e pelo produto do processo, tanto em tanques novos quanto adaptadas a equipamentos já instalados. Isolamento térmico é opcional e faz diferença real no consumo quando o equipamento mantém temperatura por muitas horas.

Aplicações por indústria

• Cervejarias: resfriamento da fermentação e crash cooling. A carga térmica da fermentação é conhecida e a camisa é o meio padrão de retirá-la.
• Cachaçarias e vinícolas: controle da temperatura de fermentação, que decide perfil sensorial e evita parada de fermentação por calor.
• Alimentos e laticínios: cozimento de calda, pasteurização em tanque, aquecimento para dissolução e resfriamento pós-processo.
• Química: reação que libera ou consome calor, e cristalização controlada, onde a rampa de temperatura é o processo em si.

Tipos de camisa e quando usar cada uma

A escolha do tipo é a primeira decisão do projeto, e ela depende do fluido e da pressão de trabalho:

• Camisa plena, ou de duplo costado: um segundo costado envolvendo o tanque, com o fluido ocupando todo o volume anular. Área de troca máxima, boa para vapor e para grandes cargas térmicas. Consome mais fluido e responde mais devagar.
• Meia-cana, ou serpentina soldada: tubo de seção semicircular soldado em espiral no costado. Usa muito menos fluido, tem velocidade de circulação alta — que melhora o coeficiente de troca — e suporta pressão maior que a camisa plena. É a escolha usual para água gelada e glicol.
• Camisa em zonas: o costado é dividido em circuitos independentes, geralmente um na região do fundo e um na região superior. Permite resfriar só a parte que precisa e é o que dá controle fino em dorna alta, onde há estratificação.

Como dimensionar

O dimensionamento de camisa é cálculo de carga térmica, e ele tem quatro entradas.

A primeira é quanto calor precisa entrar ou sair, e em quanto tempo. Resfriar 5.000 litros em 4 horas e resfriar os mesmos 5.000 litros em 12 horas são projetos diferentes. Em fermentação, some a isso o calor que o próprio processo gera enquanto a camisa trabalha.

A segunda é a diferença de temperatura entre o fluido e o produto. Quanto maior essa diferença, mais calor passa pela mesma área — mas há limite: diferença excessiva na parede pode marcar o produto sensível, congelar localmente ou desnaturar. Em produto alimentício, essa é a restrição que costuma definir o projeto.

A terceira é a área de troca disponível, que depende da geometria do tanque. Um tanque esguio tem mais área de costado por litro que um tanque largo e baixo, e por isso resfria melhor com a mesma camisa. É por isso que a camisa deve entrar no projeto junto com a geometria, e não depois: fechar primeiro um tanque largo e depois descobrir que falta área é o erro mais caro dessa linha.

A quarta é o fluido e a sua disponibilidade. Vapor tem coeficiente alto e resolve aquecimento com área menor. Água gelada e glicol pedem mais área, mas dão controle mais fino e não exigem caldeira. Se a planta já tem central de utilidades, o fluido disponível costuma ser dado de entrada, não escolha.

Para tanque novo, o caminho mais direto é definir camisa e corpo juntos — o Monte seu Tanque cobre a configuração básica, e a camisa entra no orçamento técnico.

Higienização e manutenção

A camisa não toca o produto, então ela não entra no CIP do processo. O que ela exige é atenção ao circuito.

• Incrustação do lado do fluido. Água dura deposita carbonato na superfície interna da camisa, e essa camada é isolante: a troca cai aos poucos e a queda passa despercebida até o processo começar a atrasar. O circuito precisa de tratamento de água e de limpeza química periódica.
• Glicol. Solução de glicol degrada com o tempo e perde propriedade anticorrosiva. Concentração e pH entram em plano de verificação.
• Vazamento entre camisa e produto. É a falha grave dessa linha, porque contamina a batelada. A verificação é por teste de pressão do circuito na manutenção programada, e não pela observação do operador.
• Purga de ar em circuito de água. Ar preso em ponto alto reduz área efetiva e o efeito é o mesmo de camisa subdimensionada.

Em camisa de vapor, o purgador é item de manutenção: purgador travado aberto desperdiça vapor, travado fechado alaga a camisa e derruba a troca.

A MXM presta instalação e manutenção e adapta camisa a equipamento existente.

Normas e documentação técnica

Acompanham o equipamento o certificado de autenticidade do aço e o projeto 3D aprovado antes da fabricação.

O ponto regulatório desta linha merece destaque, e é diferente do resto do catálogo:

• A camisa pode ser um vaso de pressão, mesmo que o tanque não seja. O corpo do tanque trabalha atmosférico, mas o circuito da camisa opera pressurizado — sobretudo com vapor. Dependendo da pressão e do volume do circuito, isso pode colocar o conjunto no escopo da NR-13, com as exigências de projeto, inspeção e prontuário que a norma prevê. Informe no orçamento a pressão e o fluido de trabalho: é essa informação que define se o projeto é atmosférico ou pressurizado, e ela muda documentação e custo.
• Alívio de pressão. Circuito pressurizado precisa de dispositivo de alívio dimensionado. É requisito de projeto, não acessório.
• Superfície quente. Camisa de vapor cria superfície com risco de queimadura ao alcance do operador. Isolamento térmico, além de economizar energia, é a proteção — e é o que as normas de segurança do trabalho esperam.

Para o cálculo térmico do seu processo, fale com a engenharia.