Método de aquecimento e resfriamento
Métodos de Aquecimento
O banho Maria é um método de aquecimento amplamente utilizado na culinária, em laboratórios científicos e na indústria. A partir do banho Maria é possível aquecer substâncias de maneira uniforme e lentamente, mantendo um temperatura específica por tempo indeterminado.
O banho Maria é um tipo específico de banho térmico, no qual se utiliza um líquido aquecido para transferir calor para um outro sistema. No banho Maria, é utilizado sempre água e a temperatura do banho de aquecimento não ultrapassa 100°C, temperatura máxima de ebulição da água. Dessa forma, a temperatura do sistema em aquecimento no banho Maria nunca atinge 100°C, pois embora a água do banho esteja nesta temperatura, para aquecer o sistema que está no banho a 1o0°C, é necessária uma transferência de calor superior a que o banho tem capacidade. O resultado disso é que o sistema pode ficar em banho Maria por vários dias, mas a sua temperatura nunca chegará ou ultrapassará a temperatura de ebulição da água do banho.
No caso do café ser aquecido em banho Maria, é garantido que o café não irá ferver, apenas irá esquentar, enquanto a água do banho Maria está em ebulição.
Seguindo o princípio do banho Maria, há métodos de aquecimentos utilizando outros líquidos, tais como óleos vegetais, óleos sintéticos e até mesmo areia. Cada um dos líquidos a ser utilizados, geralmente, é definido a partir da temperatura que se deseja atingir e manter estável. Banhos térmicos de areia são comumente utilizados para manter temperaturas acima de 250°C, nas quais compostos orgânicos costumam vaporizar ou decompor.
Método de Resfriamento
Normalmente, quando se deseja que um sistema seja resfriado até a temperatura ambiente, costuma-se esperar que o sistema atinja a temperatura ambiente de forma natural, com troca de calor para a atmosfera. No entanto, pode-se desejar que o resfriamento seja mais rápido ou que a temperatura a ser atingida seja menor que a temperatura ambiente. Para esses casos, utiliza-se banhos de resfriamento, que podem promover o abaixamento da temperatura até centenas de graus Celsius negativos.
O método de resfriamento mais usual é o que utiliza água + gelo como agentes de resfriamento (esse método, às vezes, é chamado de banho Maria frio). No entanto, esse sistema é capaz de propiciar um abaixamento da temperatura apenas até próximo de 0°C, que é a temperatura de fusão/congelamento da água.
Para atingir temperatura mais baixas, pode-se utilizar combinações de água + gelo + outra substância, que pode ser cloreto de sódio (constituinte principal do sal de cozinha), álcool etílico (etanol), combinação de cloreto de sódio e etanol, ou qualquer substância que se dissolva em água. É importante destacar que nestes sistemas, a espécie que promoverá o resfriamento é o gelo (de água). Então, quanto mais frio estiver o gelo, melhor será o resultado, pois o resfriamento que se atingirá se deve ao fato da mistura de substâncias promover o descongelamento do gelo em temperaturas cada vez mais baixas, quando comparado com a temperatura de descongelamento normal, que é próximo de 0°C.
Se o objetivo for atingir temperaturas inferiores a 50°C, pode-se utilizar gelo seco, que nada mais é do que dióxido de carbono (CO2) sólido, em sublimação. O processo de sublimação do CO2 sólido ocorre abaixando a temperatura da vizinhança do sistema até temperaturas inferiores a -70°C. Como o gelo seco sofre sublimação, ou seja, passa do estado sólido para o estado gasoso, há liberação de grande volume de dióxido de carbono gasoso para a atmosfera. Dessa forma, o seu uso deve ser monitorado e em local com circulação de ar, para evitar o sufocamento.
ATENÇÃO: Nunca utilize gelo seco em um recipiente fechado, sem possibilidade de escape, pois o recipiente poderá estourar com o grande volume de gás formado.
O uso de nitrogênio líquido é outra alternativa para atingir temperaturas bastante negativas. Como a temperatura de ebulição do nitrogênio líquido é próxima a -192°C, quando um sistema é colocado em banho com nitrogênio líquido, a sua temperatura tende a abaixar até próximo de -190°C. Normalmente, o banho de nitrogênio líquido é aberto para a atmosfera, o que provoca a sua vaporização, sendo necessário o abastecimento regular do volume de nitrogênio líquido. Então, NUNCA utilize nitrogênio líquido em recipiente totalmente fechado, pois se o recipiente não for resistente o suficiente, poderá ocorrer o rompimento/explosão, devido ao grande volume de gás produzido.
IMPORTANTE: Os banhos de aquecimento e resfriamento devem ser manuseados com extremo cuidado, pois podem provocar sérios ferimentos de queimadura.
Escrito por: Miguel A. Medeiros
Publicado em: 30 de novembro de 2015
