camara frigorifica para carne de cerdo

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Pontificia Universidad Católica de Valparaíso Escuela de Ingeniería Mecánica

Pontificia Universidad Católica de Valparaíso

Faculta de Ingeniería

Escuela de Ingeniería Mecánica

“Cálculo y planificación para cámara frigorífica para almacenar carne de cerdo”

Informe presentado para el curso de refrigeración, por:

Tomás Marín Mery

Michael Muñoz Montenegro

Bajo la dirección de:

Yunesky Masip – Profesor Cátedra

12/06/2015

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Índice

1.1. Introducción...........................................................................................................3

1.2. Objetivo General.......................................................................................................................4

1.3. Objetivos específicos................................................................................................................4

2. Conservación y refrigeración de alimentos..................................................................4

2.1. Sistema de refrigeración...........................................................................................................5

2.2. Cambios durante el proceso.......................................................................................................6

2.2.2. Durante la congelación............................................................................................................6

2.2.3. Cambios durante la descongelación........................................................................................7

2.2.4. Aspectos para diseño Cámara de conservación.....................................................................7

2.2.5. Tiempo de enfriado de las carnes..........................................................................................8

2.2.6. Aspectos Térmicos.................................................................................................................9

Capítulo 3 Dimensionamiento de la cámara..................................................................12

3.1. Almacenamiento de la carne..................................................................................................12

3.3. Dimensionamiento cámara....................................................................................................13

3.3.1. Cálculo dimensión cerdos.....................................................................................................13

CAPÍTULO 4 TEORÍA DE CÁLCULO..................................................................................14

Calculo calor sensible y latente de la carne de cerdo......................................................................14

Cálculo por respiración del producto...............................................................................................15

Calculo de carga térmica por renovación de aire.............................................................................16

Ganancia por paredes o parámetros...............................................................................................18

Ganancia de calor por persona........................................................................................................22

Ganancia de calor por el alumbrado................................................................................................23

Ganancia de calor por servicio.........................................................................................................24

4.1 Ganancia de calor por los ventiladores de los evaporadores...........................................24

Carga térmica total..........................................................................................................................25

Capítulo 5 Selección cámara frigorífica y elementos......................................................27

Elección puerta cámara frigorífica...................................................................................................27

Elección del Equipo Refrigerante.....................................................................................................28

Bibliografía....................................................................................................................35

Conclusión.....................................................................................................................36

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1.1. Introducción

Desde tiempos inmemoriales que el hombre ha buscado conservar sus alimentos después

de la recolección o incluso la casa, con el fin de no perder lo que le sobraba de cada

faena, es así que empiezan an inventarse métodos para su conservación. Centrándonos

en la carne Como Tal, es aquí en donde el hombre de antaño invento la refrigeración,

conservando su presa mediante el uso de hielo en sus cuevas para así con el paso del

tiempo llegar a las llamadas cámara de frío o frigoríficas.

La refrigeración de carne en la actualidad es un proceso muy importante dentro de la

alimentación, permitiendo el almacenamiento y su posterior venta en condiciones

óptimas para su consumo, ya que este método a diferencia de los métodos de salado de

carne o ahumado, no daña las propiedades elementales del producto, si se efectúa de

buena manera y siguiendo las normas establecidas.

Es así como se llega a las cámaras de refrigeración para carne, en las cuales hay que

tener en cuenta una serie de parámetros para su diseño y un manejo de las normas que

permitan un buen desarrollo al producto que se quiere entregar. Lo que se verá

plasmado en la realización de este informe

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1.2. Objetivo General.Diseño de una cámara para conservación de carne de cerdo.

1.3. Objetivos específicos. Cumplir con las fechas estipuladas.

Cumplir con las condiciones establecidas.

Estudiar las alternativas de solución posibles al problema.

Seleccionar una alternativa solución.

Cálculo de partes y equipos necesarios.

Selección de equipos.

2 . Con se r v ac i ó n y r e f ri g e r a c i ó n d e a l i me n t o s.

Para el estudio del diseño de una cámara de conservación de alimentos es necesario

conocer el comportamiento de los alimentos a refrigerar en función de la temperatura y

la humedad. Para esto es necesario tener un control de la temperatura y la humedad.

El manejo de la temperatura está directamente asociado a la descomposición de la

materia (carne de animal en este caso). En la cual el frío no destruye los

microorganismos presentes, sino que demora y la reproducción de estos agentes. Donde

en el siguiente grafico se puede observar una relación entre los logaritmos de UFC

“Unidades Formadoras de Colonias” (representa un número de bacterias por unidad de

área) v/s los días. En la cual se establecen temperaturas de trabajo y rango en que hay

modificaciones importantes en la carne como el olor o la viscosidad.

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Grafico 1.Crecimiento bacteriológico en carne almacenada a diversas

temperaturas.

2.1. Sistema de refrigeraciónPara la refrigeración de la carne, generalmente se utilizar sistemas de enfriamiento

de aire mediante sistemas mecánico. Donde la refrigeración consta de dos etapas

relevantes:

Disminución de la temperatura de la carne.

Mantenimiento de la carne a baja temperatura.

Para lograr un correcto funcionamiento de la cámara considerando estas etapas, se deben

manejar 3 parámetros: temperatura, humedad relativa y velocidad del aire. Otros

métodos de enfriamiento son la utilización de líquidos refrigerantes. Entre los

refrigerantes utilizados en la actualidad se encuentran:

R134

R404A

R407

R22

R12 Freón

R50

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Para la refrigeración mediante técnicas frigoríficas existen 4 puntos importantes a manejar:

Los productos a conservar deben encontrarse inicialmente sanos.

Es necesario seleccionar un refrigerante adecuado

Es importante mantener la “cadena de frio” durante el periodo de refrigeración

Se deben cumplir las temperaturas y humedades relativas correspondientes a

cada tipo de alimento que se refrigere.

2.2. Cambios durante el proceso.2.2.1. Antes de la congelación.

Después del sacrificio del animal se inicia la transformación de glucógeno en ácido

láctico de manera irreversible.

Los pigmentos cambian de color por reacciones redox, las grasas se oxidan, las

enzimas hidrolíticas degradan a los tejidos reblandeciéndolos.

2.2.2. Durante la congelación.

El volumen del alimento congelado aumenta y se forman cristales de

hielo durante el enfriamiento. (Figura 1)

En la congelación lenta los cristales son de mayor tamaño, acumulándose

en las células, en cambio en la congelación rápida son de menor tamaño.

Las células pierden agua por la formación de hielo con lo que aumenta la

concentración de los solutos no congelados disminuyendo continuamente

el punto de congelación hasta un equilibrio.

Esto produce una aceleración de la precipitación y desnaturalización de

las proteínas ocasionando cambios irreversibles en los sistemas coloidales.

Las reacciones químicas y enzimáticas continúan muy lentamente.

Las proteínas de las carnes (aves y pescados) sufren una deshidratación

irreversible.

Las grasas pueden oxidarse e hidrolizarse.

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Los alimentos pueden desecarse superficialmente, cuando se subliman

los cristales de hielo distribuidos en su parte exterior; produciendo las

llamadas quemaduras de hielo. (Frutos, hortalizas, aves y pescados).

Figura 1. Formación de cristales de hielo.

2.2.3. Cambios durante la descongelacióno Durante la descongelación se acelera la acción enzimática; y si esta es

muy lenta, se puede producir desarrollo microbiano.

o Las carnes al descongelarse producen un exudado o sangría (pérdida de

líquido).

2.2.4. Aspectos para diseño Cámara de conservación.De la cámara de conservación es importante considerar el lugar en donde se desea situar

dicho equipo.

o Cuando la cámara este situada al aire libre, esta debe de evitar la exposición

directa al sol.

o Donde será necesario utilizar un doble techo o paredes con paso de aire intermedias a

la cámara.

o En caso de la utilización de una cuartos ya construidos o elementos de ella (paredes

pisos, etc.) será necesario el análisis de las pérdidas de calor y la humedad presentes en

los elementos a aprovechar.

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o Se deberá disponer un sistema de iluminación dentro de la cámara, que se maneje

desde el exterior de esta.

o La disposición y utilización de barras, ganchos y cajas de almacenaje dependerá de

la cantidad y del tipo de producto a almacenar.

2.2.5. Tiempo de enfriado de las carnes.

Grafico 2. Curvas de tiempos de refrigeración.

Curva A: refrigeración ultrarrápida (tiempo de semi-enfriamiento 4 horas);

existe riesgo de acortamiento por el frío.

Curva B: refrigeración rápida (tiempo de semi-enfriamiento 8 horas); no

existe riesgo de acortamiento por frío ni de putrefacción

Curva C: refrigeración lenta (tiempo de semi-enfriamiento 20 horas);

existe riesgo de putrefacción.

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Dados los tipos de enfriamiento posibles, se estima que el enfriamiento rápido es el más

beneficioso. Debido a que en el enfriamiento lento se corre el riesgo de putrefacción. Y

en el enfriamiento ultrarrápido se produce el acortamiento por frio (cambia el

endurecimiento de la carne, en relación a la dureza con la cual entro al proceso de

refrigeración)

Refrigeración Rápida: es el proceso más adecuado para la conservación de alimentos,

donde las canales son llevadas a dos condiciones

1.- en el primer tiempo: el aire se encuentra en un rango de -2 a 4°C, donde la circulación

del aire es de 1,5 a 2 m/s con una HR (humedad relativa) del 90%. Esta fase se

denomina semi- enfriamiento, cuyos tiempos son de 8 hrs para el vacuno y 4 hrs para el

cerdo aproximadamente.

2. - en la segunda fase se reduce la velocidad del aire, y la temperatura es de 0°C.

2.2.6. Aspectos Térmicos.Los fenómenos de transferencia de calor corresponde al traspaso de energía térmica, este

fenómeno se representa a través de los cambios de temperatura. Los mecanismos de

transferencia de calor son:

a. Conducción.

Es el mecanismo de traspaso de energía entre dos o más cuerpos sólidos. En flujo de

calor va de mayor a menor temperatura.

El modelo matemático de Este fenómeno se representa por la Ley de Fourier.

Ley de Fourier:

Ecuación 1.Ley de Fourier

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Donde:

q= es el flujo de calor por conducción k= conductividad térmica del material

A= área transversal al flujo de calor dT= variación de temperatura

dx= variación de espesor del material

b. Radiación.

Es el mecanismo de transferencia donde el traspaso de energía se realiza entre dos

o más cuerpos con distinta cantidad de energía. Donde los cuerpos poseen una distancia

entre sí.

El modelo matemático para la radiación está dado por la Ley de Stefan-Boltzmann. Ley de

Stefan-Boltzmann:

Ecuación 2. Ley de Stefan-Boltzmann.

Donde

q= es el flujo de calor por radiación

=Constante de Stefan-Boltzmann

A= área de radiación

= factor de emisividad

= factor de forma

T1 = temperatura superficial

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T2 = temperatura del cuerpo receptor

c. Convección.

Es una de las tres formas de transferencia de calor, donde el flujo se produce a través de

un medio fluido, sea liquido o gas. El modelo asociado a la convección está dado por la

Ley de enfriamiento de Newton:

Ecuación 3. Ley de Newton.

Donde:

q = flujo de calor por convección

= coeficiente pelicular convectivo medio

A= área de transferencia de calor

= temperatura del fluido.

Tw= temperatura superficial del cuerpo.

Ca pí t ulo 3 D i m en s ionamiento de la cámara.

3.1. Almacenamiento de la carne.La carne sin un sistema de refrigeración o carne fresca es muy propensa al ataque de

bacterias del aire, la reproducción de estas aumenta a medida que aumenta la

temperatura y la humedad, es por esto que cuando no se dispone de un sistema de

refrigeración la carne debe ser vendida dentro de las primeras 12 hrs desde la muerte

del animal.

Como se menciona anteriormente los cambios físicos, químicos y microbiológicos en la

carne fresca son estrictamente una función de la temperatura y la humedad. El control

de la temperatura y la humedad constituye en la actualidad el método más importante

de conservación de la carne para atenerse a las necesidades del mercado.

La temperatura ideal de almacenamiento de la carne fresca oscila en torno al punto de

congelación alrededor de -3°C para el cerdo y el pollo.

Tabla 1. Extracto temperatura de conservación

de cerdo.


Además se toman las siguientes consideraciones para el dimensionamiento:

o Piso del material impermeable, antideslizante y con pendiente hacia el

punto de drenaje.

o Las paredes, techos y puertas deberán estar revestidos con un material

impermeable de fácil lavado y desinfección, y las puertas deberán tener

dispositivos que permitan su apertura desde el interior.

o Buena iluminación y una calidad tal que no altere el color natural

de las canales y subproductos.

3.3. Dimensionamiento cámara.Para el dimensionamiento de la cámara para conservación de carne de cerdo se toman

consideraciones diferentes para cada tipo animal, ya que su conservación es diferente,

ya que el cerdo se almacena en rieles que mantienen la canal completa o media

canal, dependiendo de cómo se quiera conservar. Por estos motivos se tiene una

consideración general y después se procede individualmente:

Tabla 4. Características carnes a conservar.

3.3.1. Cálculo dimensión cerdos.El cerdo faenado se trabajó en canales, esto quiere decir que una canal es un cerdo

entero sin vísceras y cabeza, por ende media canal es la mitad del cerdo faenado, se

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Tipo de carne Peso Promedio Densidad carga

Cerdo 250.000 kg 375.000 kg mlineal


almacenan en rieles, que es un dispositivo que permite una mejor manipulación de la

carne del cerdo.

C A PÍ T ULO 4 TE O RÍA DE C Á LCULO.

Calculo calor sensible y latente de la carne de cerdo

Una vez que se conoce las temperaturas necesarias para el almacenamiento en cada una de las cámaras, se prosigue con el cálculo de calores sensible y latente para cada caso.

Para el cálculo de calor sensible utilizaremos:

Qs=m∗Ce∗(te−ts )=[ kcaldia

]

Para el cálculo de calor latente utilizaremos:

Ql=m∗Cl=[ kcaldia

]

Cámara de Pre-frío

Cámara de Frío

Calor sensible de la carne de cerdo en la cámara de frío - Antes de congelarMasa cerdo diaria kg/día 35.714Temperatura inicial °C 1Temperatura final °C -2Calor sensible generado - antes de congelar Kcal/día 214.284

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Calor sensible del durazno en la cámara de pre-frío.Masa cerdo diaria kg/día 35.714Temperatura inicial °C 20Temperatura final °C 1Calor sensible generado Kcal/día 1.357.132


Calor latente de la carne de cerdo en la cámara de fríoMasa cerdo diaria kg/día 35.714Temperatura inicial - agua estado liquido °C -2Temperatura final - agua estado solido °C -2Calor sensible generado - antes de congelar Kcal/dia 4.464.250

Calor sensible de la carne de cerdo en la cámara de frío - Después de congelarMasa cerdo diaria kg/día 35.714Temperatura inicial °C -2Temperatura final °C -18Calor sensible generado - antes de congelar Kcal/día 742851

Cálculo por respiración del producto.Aunque no se calculara ya que es para frutas y vegetales, es importante conocerlo. Las

frutas y los vegetales continúan con vida después de su recolección y también continúan

sufriendo cambios mientras están almacenadas. Lo más importante de esos cambios son

los producidos por la respiración, que es un proceso durante el cual el oxígeno del aire se

combina con los carbohidratos en el tejido de la planta dando como resultado la

formación de dióxido de carbono y calor. El calor eliminado es llamado calor de

respiración y debe ser considerado como una parte de la carga del producto donde

cantidades considerable de frutas y/o vegetales están almacenadas a una temperatura

superior a la de congelación. La cantidad de calor involucrada en el proceso de

respiración depende del tipo y temperatura del producto.

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La carga del producto proveniente del calor de respiración se calcula multiplicando la

masa total del producto por el calor de respiración obtenido de las tablas. Se tiene:

Ecuación 18.Calor por Respiración del producto.

Para el producto almacenado se toma como calor de respiración de 0,4

Kcal/Kg °C = 1673,6 J/Kg °C.

Si no se conoce el valor del calor de respiración del producto diario de entrada

en la cámara se toma el valor de 2,2 Kcal/Kg °C = 9204,8 J/Kg °C. = 2,2 * 250000 =

550000 kcal.

Calculo de carga térmica por renovación de aire

Para establecer este valor es necesario tener claro las dimensiones de nuestras cámaras a diseñar y así obtener el volumen en el cual el aire se encuentra circulando.

En este caso las dimensiones son las siguientes:

Dimensiones cámara pre-fríoLargo m 20Ancho m 15Altura m 5Volumen m3 1500

Dimensiones cámara fríoLargo m 20 Ancho m 15Altura m 5Volumen m3 1500

Dimensiones ante-cámaraLargo m 20

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Ancho m 5Altura m 5Volumen m3 500

El número de renovaciones es posible obtenerlo mediante tabla con el volumen ya calculado.

Numero de renovaciones para 1500 m3 = 1,95

Para obtener el cálculo de carga térmica por renovación de aire utilizaremos:

Q ren. puertas=pm∗V∗npuertas∗¿

Cámara de pre-frio

Carga térmica por renovación de aire cámaraT° máxima verano clima °C 35Densidad interior aire 1°C Kg/m3 1,292Densidad exterior aire 35°C Kg/m3 1,127Densidad Promedio PREFRIO Kg/m3 1,343C esp. aire Kj/Kg K 1,005Entalpia 1°C Kj/Kg 7Entalpia 35°C Kj/Kg 40Carga térmica por renovación de aire kcal/día 129633

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Cámara de frío

Carga térmica por renovación de aireDensidad interior aire -18°C Kg/m3 1,394Densidad exterior aire 35°C Kg/m3 1,127Densidad Promedio FRIO Kg/m3 1,2095C esp. aire Kj/Kg K 1,005Entalpia -18°C Kj/Kg 0Entalpia 35°C Kj/Kg 40Carga térmica por renovación de aire kcal/día 108855

Ganancia por paredes o parámetros

Cálculo de entrada de calor por paredes techo, se omitirá el cálculo de entrada o salida de calor por el piso, ya que se considera un excelente aislante y no existe transferencia de calor de ningún tipo. A continuación se mostrará la disposición de las cámaras.

El calor que entra por las paredes está dado por la siguiente expresión:

Q=K∗S∗∆ T

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Q= Calor ganador por párametros (kcal/hr)K=coeficiente térmica global (W/m^2*°C)S= Área de transferencia en m^2∆ T = Diferencia temperaturas entre exterior e interior (°C)

Se realizará una corrección a las temperaturas:

Texterior por el este = te + 10°C – fc : fc= factor de corrección ya que en esta pared se encuentra la sala de máquinas.Texterior por el oeste = te + 5°C Texterior por el sur = no tiene variaciónTexterior por el norte = te + 5°C

Donde te = 35°C

Para la cámara de pre-frio:

Temperatura corregida Área ∆ TPared Este 41,5 100 40,5

Pared Norte 40 75 39

Pared Sur 35 75 34Techo 50 300 49

Antecámara 10 100 9

Para la cámara de frío:

Temperatura corregida Área ∆ T

Pared Oeste 40 100 58Pared Norte 40 75 58

Pared Sur 35 75 53Techo 50 300 68

Antecámara 10 100 28

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Cálculo del coeficiente térmico global:

Para ambas cámaras la conductancia del revestimiento interior = 8 W/m^2*°CPara ambas cámaras la conductancia del revestimiento exterior = 20 W/m^2*°C

Para obtener los valores de resistencia térmica en el caso del aire en contacto con la pared exterior mediante convección natural la norma UNE en ISO 10 456:2001 nos otorga la siguiente tabla.

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Espesores de los distintos materiales:

Cielo cámara : 20 cm de madera, 7,6 cm de poliestireno expandido Paredes cámara : 2 láminas de 0,2 cm de acero, 12,7 cm de poliestireno expandido Piso cámara: 10,2 cm de lana mineral, 12,5 cm de losa y 7,5 cm de acabado.

Conductividad de los materiales:

POLIESTIRENO EXPANDIDO PLANCHAS DE ACERO MADERA

Conductividad λ W/m°C

0,029

Conductividad λ W/m°C 50

Conductividad λ

W/m°C

0,13

Usando la fórmula de K general se tiene:

Haciendo los respectivos cambios de unidades se tiene que para la cámara de frío:

K ( W/m^2*°C) K (kcal/día*m^2*°C)Pared Oeste 0,22 4,54Pared Norte 0,22 4,54

Pared Sur 0,22 4,54Techo 0,23 4,77

Antecámara 0,22 4,46

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Para la cámara de pre-frío:

K ( W/m^2*°C) K (kcal/día*m^2*°C)Pared Este 0,22 4,54

Pared Norte 0,22 4,54Pared Sur 0,22 4,54

Techo 0,23 4,77Antecámara 0,23 4,69

Usando la fórmula general del calor ganador por paredes y techos se tiene:


Q (Kcal/día)Pared Oeste 26322,99Pared Norte 19742,24

Pared Sur 18040,32Techo 97288,96

Antecámara 12501,78Total 173896,293

Para la cámara de pre-frio:

Q (Kcal/día)Pared Este 18380,71

Pared Norte 13274,96Pared Sur 11573,04

Techo 70105,28Antecámara 4219,15

Total 117553,1

Ganancia de calor por personaEn nuestra cámara frigorífica se encuentran trabajando 6 personas durante 8 horas diarias, éstas 6 personas trabajan 8 horas en la cámara de frío y otras 8 horas en la cámara de pre-frío.

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Según el ASRAE, según la temperatura de la cámara será el W desprendido por las personas.

Para la cámara de frío: se tiene que cada persona genera un calor de 385 W

Para la cámara de pre-frío: se tiene que cada persona genera un calor de 270 W

Para realizar el cálculo total de calor generado por las personas:

tqnQ Donde n = es el número de personas q = el calor generado por cada persona t = tiempo trabajando de cada persona


6 persona trabajan 8 hr diariasCamara de Frio-18°C desp. 385 Watts

Q ganancia (W*h/día) 18480Q ganancia (kcal/día) 11550


Ganancia de calor por el alumbradoComo desconocemos la potencia del alumbrado, tomaremos el usado para zonas de trabajo, equivalente a 27 W/m^2.

Usaremos lámparas incandescentes, por lo tanto, la ganancia de calor por alumbrado es igual a:

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3 persona trabajan 4 hr diariasCamara de Prefrio1°C desprende 270 W

Q ganancia (W*h/día) 12960Q ganancia (kcal/día) 8100


Q=27W

m2∗ÁreadeIiluminación∗t

Donde t= tiempo de funcionamiento de la iluminación, como las personas trabajan durante 8 horas diarias, el tiempo de funcionamiento será equivalente a 8 horas al día también.

Potencia por alumbrado

Para zonas de trabajo 27 W/m^2Cámara de Frio Cámara de Pre-frio

Q (W*h) 10800 10800Q (kcal/día) 6750 6750

El área de iluminación, la hemos considerado como 50 m^2 para ambas cámaras, de un total por cámara de 300 m^2

Ganancia de calor por servicioToda energía, disipada en el interior del espacio refrigerado (aperturas de puertas, maquinaria, calentadores, etc.) debe ser incluida en la carga térmica.

Como desconocemos la maquinaria que entrará a ambas cámaras de refrigeración, consideraremos un 10% de la carga del producto, del calor de respiración, y del calor transmitido por los parámetros.

Por lo tanto la ganancia de calor por servicio, será igual a:

Q=0,1∗(Qresp+Q producto+Qparametros)

Ganancia por servicio Cámara de Frio Cámara de Pre-frioQ (kcal/día) 588804,4 216916,8

4.1Ganancia de calor por los ventiladores de los evaporadores Este cálculo pretende obtener el calor que liberan los motores instalados en el evaporador, y otros que eventualmente pudieran utilizarse.

Aparte de los ventiladores de los evaporadores, en nuestra cámara hemos dispuesto de 6 ventiladores de 300 W por cámara, para realizar de manera eficiente la renovación de aire y el movimiento del aire dentro de las cámaras.

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esventiladorservicioaciónminilupersonasrenovaciónnrespiracióproductoparamentos QQQQQQQQ10,1Q


El calor generado por los motores que mueven a los ventiladores usados para la renovación de aire, se puede calcular de la siguiente manera:

Q motores=Potencia eléctrica∗t

Donde el t = tiempo de funcionamiento de los motores

Para un ventilador de 300 W, debemos tener un motor eléctrico de 530 W.El funcionamiento de estos ventiladores será de 28800 segundos/día

Por lo tanto el calor generado en ambas cámaras:

Cámara de Frio Cámara de Pre-frioQ (kcal/día) 21888,5 21888,5

Como la potencia de los ventiladores de los evaporadores se desconoce, se puede considerar un 10% de la suma de las potencias aportadas calculadas anteriormente.

Cámara de Frio Cámara de Pre-frioQ (kcal/día) 58880,4 21691

Carga térmica totalPara calcular la carga térmica total, debemos sumar todas las potencias calculadas anteriormente, y agregaremos un factor de seguridad del 10%.

Carga térmica totalCámara de Frio Cámara de Pre-frio

Q (kcal/día) 6942009,6 2429664,4Q kW necesarios 336,173 129,424

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Capí t ulo 5 Selección cámara frigorífica y elementos.

Elección puerta cámara frigoríficaEs importante seleccionar una puerta para las condiciones en las cuales se encuentra trabajando nuestra cámara frigorífica. En esta oportunidad nos encontramos con 2 casos, una cámara de frio a una temperatura constante de -18°C y una de pre-frio a 1° C.

Bajo estas condiciones se seleccionaron los siguientes accesos.

Cámara de frio:

Puerta pivotante proveedor FRIGOPACK.

“Puerta pivotante industrial idónea para cámaras frigoríficas de conservación (+0ºC), congelación (-20ºC) y túneles de congelación (-40ºC). Instalación en la industria cárnica, pesquera, hortofrutícola, láctea y logística. Adecuada para huecos de grandes dimensiones o con pasos aéreos y tránsito de máquinas de manutención”

Características:

Material estructura exterior: Acero inox. AISI 304/2B Espesor aislante : Poliuretano inyectado de 140 [mm] Dimensiones: Alto 2,5 [m] x ancho 2 [m]

Cámara de pre-frio:

Tomando en consideración que el tipo de maquinaria que circula a través de ambas cámaras es el mismo, que se facilita la compra del producto y por sobre todas las cosas cumple con la función aislante bajo la condición exigida. Se ha optado por utilizar la misma puerta en este caso.

Accesorio para ambas puertas

Para disminuir las perdidas en las aperturas y en la circulación de trabajadores o maquinaria a través de la cámara se ha optado por colocar en la puerta cortinas plásticas de lamas de PVC o láminas de PVC aislante para cámaras de frio desde 0 ° C hasta -40

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° C, estas no influirán en el cálculo de carga térmica pero si nos dará un margen de seguridad en el funcionamiento real.

Proveedor: PLASTEC

Elección del Equipo RefrigerantePrimera Opción:

Finalizado el cálculo de carga térmica, lo siguiente es elegir el equipo que necesario para quitar el calor generado por todas las cargas térmicas. En nuestro caso, como tenemos dos cámaras que tienen distintas temperaturas de trabajo, elegiremos 2 equipos de refrigeración distintos, uno para cada cámara, así poder mantener de manera correctas las temperaturas en la cámara de frío y pre-frío.

Recordar que para la cámara de frío necesitamos retirar 336,173 (kW), y en la cámara de pre-frío necesitamos retirar 129,42 (kW)

Nuestro primer proveedor de equipos refrigerantes es:

Intarcon – Tecnología en refrigeración.

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Equipo para la cámara de frío

Para tratar de mantener la temperatura constante en toda la cámara, elegiremos 2 equipos BSE-SF-40802, cada uno con una potencia frigorífica de 37,2 kW, necesarios para mantener la cámara -20°C, con una temperatura exterior ambiental de 35°C.

Descripción del equipo:Equipos semicompactos de refrigeración para baja temperatura, construidos en estructura y carrocería de acero galvanizado con pintura poliéster termoendurecible, constituidos por una o dos unidades evaporadoras industriales y una unidad motocondensadora de compresor hermético, condensada por aire para instalación en intemperie

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Es el equipo indicado para nuestra instalación, debido a que no es sólo una unidad, la sala de máquinas se encuentra al otro lado de la cámara de frío, permitiendo dejar la parte motriz del equipo en la sala de máquinas, y el evaporador en la cámara de frío.

Equipo para la cámara de pre-frío

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Con el mismo fin anterior, tratar de mantener la temperatura constante en toda la cámara, elegiremos 2 equipos MCH-NF-4215, con una potencia individual de 19,01 kW, para mantener una temperatura en la cámara de 0°C, en condiciones de una temperatura ambiental exterior de 35°C.

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Para este caso, el equipo puede ser sólo una unidad, como la cámara de pre-frio se encuentra al lado de la sala de máquinas, no hay inconvenientes si el equipo es sólo una unidad.

Segunda Opción:

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Como otra variante a la compra del equipo de refrigeración, tenemos a la empresa GreenPak - Equipos de Refrigeración Industrial.


Elegiremos el equipo GPBM-100 S, aunque su potencia frigorífica de 69,7 kW supera a la requerida por la nuestra (60,27 kW), el fabricante nos da la opción de elegir por el tamaño de la cámara, por lo tanto esa es la opción a elegir, ya que nuestra cámara de frío tiene 3000 m^3 de volumen. Este equipo es para condiciones de temperatura ambiente de 32°C, y es capaz de mantener la cámara a una temperatura de -20°C.


Para la cámara de frío dispondremos del equipos GPBMB-25, con una potencia frigorífica 35,5 kW a una temperatura de la cámara de 0°C, con una temperatura ambiental exterior de 32°C. Sin embargo el fabricante nos recomienda que este equipo es para cámaras de

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volumen entre 1040-750 m^3, y nuestra cámara de pre-frío posee un volumen de 3000 m^3.

Bibliografía

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Transferencia de Calor y masa 4ta ed. – “Yunus Cengel”.

Apuntes curso de refrigeración OIM 430-1.

Apuntes tecnología frigorífica – “Universidad de Cantabria”.

Catálogo: Frio comercial e industrial – “Eunasa”

Catalogo: Equipos de refrigeración Gama industrial – Edición 2012 “INTARCON”.

Normas buenas prácticas en sistemas de refrigeración y climatización – Edición 2011- “Ministerio de medio ambiente Gobierno de Chile”.

Conclusión.

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Del análisis del trabajo realizado se pueden sacar una serie de conclusiones. Una de ellas es que se ha logrado cumplir el objetivo del curso que es poder diseñar una cámara frigorífica con los conocimientos adquiridos a través del semestre.

Uno de los beneficios más importantes de este trabajo es que se logrado un desarrollo en el área profesional a futuro, ampliando la red de contacto de proveedores para distintos elementos necesarios para el diseño tanto de cámaras frigoríficas o para climatización, también la familiarización con catálogos comerciales de fabricantes y comenzar a comprender los distintas visiones de cada uno.

En base al diseño se ha logrado identificar las problemáticas existentes en el proceso hasta la finalización de este, una de ellas fue guiar el cálculo de carga térmica en base a valores empíricos y no teóricos en su totalidad, situación que es la más aplicada en el área laboral entendiendo que se debe acelerar el proceso y a su vez hacerlo más sencillo.

También ha sido posible utilizar herramientas tecnológicas que apoyan el desarrollo de este diseño, como software que facilitan el cálculo o que nos ayudan en la selección de equipos bajos las condiciones en la cuales queremos trabajar. Comenzar a desarrollar experiencia en la utilización de herramientas tecnológicas es fundamental para la realidad a la cual nos vamos a enfrentar como profesionales.

Finalmente, la elección del equipo dependerá de varios factores, y como no queremos faltar a la verdad, no se hizo posible el contacto a los proveedores de cámaras frigoríficas, por lo tanto el precio de las unidades no lo manejamos, todos los distribuidores mostrados son de España, por lo que precios de envío no deben variar mucho, pero sí debe existir diferencias entre el precio de cada equipo. Por lo que la elección más del equipo de la perspectiva económica no fue posible. Sin embargo, creemos que la industria Intarcon, se acerca más a los equipos requeridos para nuestra cámara frigorífica, lo podemos ver en sus distintos modelos y la instalación de los mismos que también cumple un rol importante.

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camara frigorifica para carne de cerdo

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