ALMACCEN FRIGORIFICO PARA CONSERVAR PESCADO CONGELADO

TEMA: EXAMEN DE GRADO INDUSTRIAL

ALUMNO : BACILIO FERNÁNDEZ MARQUINA

DOCENTE : ING. VAQUERA

FECHA : 16/10/15

Santa Cruz de la Sierra – Bolivia

ALMACCEN FRIGORIFICO PARA CONSERVAR PESCADO CONGELADO

INTRODUCCION.

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El término pescado se refiere a los peces que se usan como alimento. Estos

peces pueden ser pescados en el agua océanos, mares, ríos, lagos, pero también

pueden ser criados mediante técnicas de acuicultura.

El pescado tiene un valor nutritivo excelente, proporciona proteínas de gran

calidad y una amplia variedad de vitaminas y minerales, como las vitaminas A y D,

fósforo, magnesio, selenio, y yodo en el caso del pescado de mar. Sus proteínas

como las de la carne son de fácil digestión y complementan favorablemente las

proteínas cotidianas aportadas por los cereales y las legumbres que se suelen

consumir en muchos países en desarrollo.

Los expertos coinciden en que, aun en pequeñas cantidades, el pescado puede

mejorar considerablemente la calidad de las proteínas que se consumen a diario,

al aportar los aminoácidos esenciales que suelen ser pocos en la alimentación

predominantemente vegetariana.

Con el desarrollo de poblaciones urbanas sobre todo en los últimos años

la demanda de alimentos ha crecido considerablemente, es por esta razón que

la producción de alimentos también ha tenido que elevarse con la introducción de

los procesos de refrigeración para su mejor presentación y conservación por

periodos de tiempo relativamente largos. 

Esta área de la Ingeniería Mecánica la podemos aplicar para satisfacer esta

necesidad que hoy en día es de vital importancia sobre todo en la área

de industria alimenticia para la producción, conservación y distribución de estos

sin que sufran descomposición y deterioro de sus propiedades naturales.

La refrigeración es un proceso consistente en bajar artificialmente la temperatura

de un determinado ambiente o espacio cerrado. Hoy en día es un aspecto

fundamental en lo que respecta a la conservación de distintos alimentos y

permitiendo que los mismos tengan una duración extremadamente alta a la hora

de ser aptos para su ingestión y consumo, por esa misma razón la construcción de

una cámara frigorífica, es clave para la prevención de muchos problemas

2

relacionados con la aparición de patógenos en los alimentos como carne,

pescados, huevos o frutas resulta indispensable.

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4

5

OBJETIVO DEL PROYECTO

El objetivo del proyecto es de priorizar un mejor cuidado al producto en cuanto a la

congelación, y alargar el tiempo de vida ya que las condiciones del medio

circundante lo pueden malograr, imposibilitándolo de usarse como un producto

comestible.

Realizar una cámara frigorífica, evitando perdidas del producto.

FUNDAMENTO TEÓRICO.

CARACTERÍSTICAS DEL PRODUCTO.

CONGELACIÓN.

El deterioro del pescado se debe al desarrollo de bacterias y a la alteración de

sus proteínas y grasas. A temperaturas adecuadas de congelación. La

congelación sirve para conservar pescados durante meses y preserva

su calidad original, tanto higiénica como nutricional y organoléptica (características

de textura, sabor, aroma, etc.), incluso después de su descongelación.

La calidad de los productos de la pesca congelados depende de diversos factores:

- Calidad inicial del pescado. Hay que seleccionar pescados de gran frescura y

controlar todas las operaciones previas a la congelación.

- Velocidad y temperatura de congelación. La calidad del pescado es tanto mejor

cuanto menor es el tiempo transcurrido entre su captura y su congelación. La

ultracongelación es el mejor sistema y consiste en alcanzar una temperatura de 0

a -5ªC en menos de 2 horas en el centro del alimento. A continuación se mantiene

el pescado a temperaturas de -20ºC hasta su completa congelación y, por último,

se mantiene a -25ºC. Si después se someten a una descongelación correcta, las

características del pescado congelado son casi las mismas que las del fresco.

- Envasado. Impide la pérdida de agua y el enranciamiento de la grasa gracias a

que evita el contacto directo del pescado con el aire. Se suele recurrir a material

impermeable o al glaseado. El glaseado consiste en sumergir en agua fría durante

un instante al pescado recién congelado para que se forme a su alrededor una

capa de hielo que le proteja durante su almacenamiento.

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- Almacenamiento. El pescado requiere una temperatura de conservación tan baja

como sea posible y evitar oscilaciones. Tanto en

los servicios de alimentación como en casa debe conservarse como mínimo a 18º

C bajo cero.

Pescados congelados

Los pescados que mejor soportan la congelación son los de textura fina como el

lenguado y otros pescados blancos y planos (gallo, fletan o halibut...). Estos se

conservan en torno a los 6 meses. El salmón, el bacalao y la merluza, pescados

todos ellos cuya carne se separa en láminas, no son los más adecuados para este

sistema de conservación porque su carne se ablanda y pierde jugos tras la

descongelación. El deterioro y oxidación de la grasa limita el tiempo de

conservación en el pescado azul a un máximo de 3 meses. Estas cifras sólo serán

válidas si no se han producido rupturas en la cadena del frío o fuertes oscilaciones

de temperatura en el interior del congelador.

Descongelación

Es un proceso delicado que influye en el mantenimiento de las cualidades del

pescado. No se debe realizar a temperatura ambiente ni sumergiéndolo en

agua, método que provoca pérdidas nutritivas y riesgo de intoxicaciones por

multiplicación bacteriana. Lo adecuado es descongelar el pescado en la parte

menos fría de la nevera, en el microondas o bien cocinarlo de forma directa sin

descongelar.

En este último caso se deberá incrementar el tiempo de cocinado para conseguir

una correcta cocción y como medida de seguridad para evitar la supervivencia de

gérmenes patógenos o parásitos vivos. El pescado, como el resto de alimentos

congelados, una vez descongelado no debe volver a ser congelado, de no ser que

se haya cocinado antes.

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 DATOS DEL PRODUCTO.-

Cp = 0.8( KcalKg

)

Humedad relativa 62 %

 DIMENCIONES DE LA CAJA DE PESCADO.

DIMENCIONAMIENTO DE LA CAMARA

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En la cámara entra 7x7x4 = 196 cajas y esto equivale a 196x100 = 19600

pescados el resto es 400 pescados se lo distribuye de la siguiente forma.

Vc = 4.2x1.4x2 = 11.76

Vc = 14.11+ espacio m3

Vc = 11.76 +10 = 21.76

Q = m Cp ∆T

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Q1 = Carga de enfriamiento con calor cedido en Kcal/h

M = Masa del producto 8000 Kg

Cp=Calor especifico promedio de la carga entes del congelamiento 0,8 Kcal / Kg

ºC

Ti = temperatura de ingreso o inicial del producto antes del congelamiento 20ºC

Tf = Temperatura de enfriamiento -24ºC

El factor de funcionamiento 16hr/24hr.

Q = m Cp ∆T

Q = 8000 x 0.8 x (20-(-24))/24

Q = 11733 Kcal/h.

 CALCULO ATRAVES DEL PISO TECHO Y PAREDES

Este cálculo se realiza para determinar la cantidad de calor que se transfiere por

medio del proceso de conducción.

CALCULO DE ÁREAS:

10

CALCULANDO EL COEFICIENTE PELICULARES DEL AIRE DE SUPERFICIE:

La velocidad del viento es de 10.8 (Km/h).

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Distribución de las capas en la pared:

Reemplazando los datos en la ecuación del coeficiente global:

1u= 1f 0

+ x 1k1

+ x2k 2

+ x 3k 3

+ x 4k 4

+ x5k 5

+ 1f 1

12

1u= 110.57

+ 0.010.3

+ 0.150.6

+ 0.010.3

+ 0.050.303

+ 13.51

1u=¿ 0.860 u = 1.16 ( Kcal

h .m2 ºc)

Finanlmente

Q = A*u*(T0-Tf)

Qp = 16.46(m2) x 1.16( Kcalh .m2 ºc

) x (20-(-24))ºc

Qp = 840.12 (Kcalh

)

 CALCULO DE CALOR DEBIDO A EL TECHO:

Análisis de la conductividad y la Distribución del material en el Techo:

MATERIAL K (Kcal/ h m OC) Espesor (m)

Plancha 0.015 0.002

Corcho 0.037 0.010

Lana de vidrio 0.036 0.090

Reemplazando los datos en la ecuación del coeficiente global:

1u= 1f 0

+ x 1k1

+ x2k 2

+ x 3k 3

+ 1f 1

13

1u= 110.57

+ 0.0020.015

+ 0.0100.037

+ 0.090.036

+ 13.52

1u=¿ 3.28 u = 0.3045 ( Kcal

h .m2 ºc)

álculo del área del Techo:

C

B

A

Atecho = 2((A x C) + (B x C) + (A x C))

Atecho = 4.2 x 1.5

Atecho = 6.3 (m2)Calculando el calor transmitido por el techo:

Q = A*u*(T0-Tf)

Qp = 6.3(m2) x 0.3045( Kcalh .m2 ºc

) x (20-(-24))ºc

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Qp = 84.41 (Kcalh

)

CALCULO DE CALOR DEBIDO AL PISO

MATERIALES UTILIZADOS EN EL PISO.- Para el piso de la cámara frigorífica se

utilizaran los siguientes materiales:

Análisis de la conductividad y la Distribución del material en el Techo:

MATERIAL K (Kcal/h m ºC) ESPESOR (m)

Empedrado 0.100 0.800

Hormigón 0.015 0.300

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Arena Fina + cemento pulido

0.04 0.300

Cemento 0.020 0.300

No se consideró el termino 1f 0 ya que el piso no está en contacto con el aire

exterior si no en contacto directo con la tierra.

Reemplazando los datos en la ecuación del coeficiente global.

1u= 1f 0

+ x 1k1

+ x2k 2

+ x 3k 3

+ x 4k 4

+ 1f 1

1u= 10.8

+ 0.0150.3

+ 0.040.3

+ 0.020.3

+ 13.52

1u=¿ 0.336 u = 2.9 ( Kcal

h .m2 ºc)

Calculando el calor transmitido.

Q = A*u*(T0-Tf)

Qpiso = 6.3(m2) x 2.9( Kcalh .m2 ºc

) x (20-(-24))ºc

Qpiso = 803.88 (Kcalh

)

CÁLCULO DE CALOR DEBIDO A LOS OCUPANTES:

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CONTRIBUCIÓN DE CARGA POR OCUPANTES.- En actividades de trabajo

pesado el cuerpo humano libera también humedad en el proceso de respiración.

Por lo tanto, en un local refrigerado el cuerpo humano constituye una carga de

enfriamiento de los ocupantes.

Se estima para fines de cálculo la permanencia de 5 personas en el lapso de una

hora.

Pérdida de Calor del cuerpo humano.

Trabajo moderadamente activo trabajo de pie, ligero (f) = 50 (Kcalh

)

Qocupantes = Nº personas * f

Qocupantes = 5 personas * 50 (Kcalh

)

Qocupantes = 250 (Kcalh

)

CALCULO DE CALOR DEBIDO A INFILTRACIÓN

La carga por infiltración es debido al aire que ingresa al interior de la cámara por

medio de la apertura de puertas o por las grietas que podrían existir alrededor de

la puerta.

Si Vcamara = 21.76 (m3)

Usando tabla 22.15 Stocker

Vol. cámara(m3) Sustitución Aire en 24

Hrs.

16.9

21.76

22.6

23

X

20

Interpolando para hallar el valor de X

17

16.9−22.622.6−21.76

=23−2020−X

−5,70.84

= 320−X

X=20.44

Calculando Volumen de aire Infiltrado.

Vinf = Va. * X = 21.76 * 20.44124

Vinf = 18.53 (m3h

)

Qinf = Vinf. ρ. Cp. (T0 – T1)

Qinf = 877.7 (m3h

) * 0.245(Kcalh

) * 1.23 (Kgm3

) * (15-(-2.2))ºc

Qinf = 4438.35 (Kcalh

)

CALCULO DE CALOR DEBIDO A LA VENTILACIÓ

APLICACION M3/min Por persona

PRESENTE MINIMO

RESTAURACION 0.420 0.336

Vvent = 3* 0.420 m3

min∗per∗60

1h = 75.6m3

h

18

Qv = m* Cp * (T0-T1)

Qv = 75.6 (m3h

) * 0.245(Kcalh

) * 1.2 (Kgm3

) * (20-(-24))ºc

Qv = 977.96 (Kcalh

)

CALCULO DEBIDO A CARGA LATENTE

Q7 = V* ρ. (w0 – w1)590

ACTIVIDAD PERDIDA TOTAL

(Kcal/h)

PERDIDA DE

CAOR SENSIBLE

PERDIDA DE

CALOR LATENTE

Moderadamente

activo

113 50 63

Q7 = Qpersona + Qinfiltracion

Personas

De tabla 22-10 trabajo moderada mente activo de pie trabajo ligero 63 Kcal/h y 3

personas.

Qpersonas =63*3 Kcal/hx3

Qinfiltracion =198 Kcal/h

Infiltración

Vt = Vinfl1 + Vinfl2 + Vventana

Vt = 18.53 + 2.44 + 75.6 = 96,57(m3/h)

19

Qinfiltrcion = V* ρ. (w0 – w1)590

De la tabla Pscrometro

TEMPERATURA HUMEDAD RELATIVA %

T0= 20ºC 53%

T1= -24ºC 63%

Qinfiltrcion = 2.5m3/h*1.29Kg/m3 (0.53 – 0.63)590

Qinfiltrcion = 190.275 Kcal/h

Finalmente

LA CARGA TOTAL DE ENFRIAMIENTO TOTAL

Nº FUENTECARGA SENSIBLE (Kcal/h)

CARGA LATENTE

(Kcal/h)

1 Productos 2450 -

2Paredes, techos, pisos

577.45 -

3 Ventanas 0 -

20

4 Ocupantes 250 -

5 Infiltraciones 89.59 -

6Equipos eléctricos

89.06 -

7 Ventilaciones 326.73 -

8 Carga latente - 190.275

Total 3782.83 190.275

Ciclo compresión de vapor Standard

CICLO STANDARD DE COMPRESIÓN R - 22

21

22

23

MEJORAMIENTO DEL CICLO.-

Para mejorar el ciclo entonces usamos un

24

25

Caudal volumétrico

26

Caudal Volumétrico total:

 DETERMINACIÓN DE T2:

Temperatura en punto "4" = 40ºC (salida Compresión alta)

Temperatura en punto "2" = 20ºC (salida Compresión baja)

CALCULO PARA EL CONDENSADOR

Determinación para cálculo, la longitud de los tubos.

1º Determinamos la transmisión de calor del condensador "Qc"

Calculo del coeficiente de condensación

Si las propiedades del refrigerante 22 a 30ºC son:

27

Despreciando la densidad del vapor

Calculo de la velocidad del agua:

28

Calculo de h:

Calculo de la superficie necesaria

29

 

CALCULO DE MLDT:

CALCULO DE LONGITUD DE LOS TUBOS:

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CALCULO PARA EL EVAPORADOR

Para realizar el cálculo del elevador se debe tomar en cuenta que en la cámara

frigorífica se va a almacenar 8000 Kg de pescado. Con los datos técnicos

obtenidos del cálculo del evaporador se seleccionara el tipo que convenga de los

catálogos de los fabricantes especializados que nos ofertan en el mercado local.

El evaporador por el tipo de construcción, debe ser de expansión directa y

ventilación forzada, provisto de aletas y considerados de más alto rendimiento.

1ro determinar la transmisión de calor por el evaporador

31

Igualando los calores:

Reemplazando y despejando:

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Conclusiones y recomendaciones

CONCLUSIONES.-  Podríamos concluir diciendo que todo los datos calculados se

hallan calculados según las formulas de la bibliografía que se indica y algunos

datos fueron extractados de tablas de la misma bibliografía.

RECOMENDACIÓN

Se recomienda que para el condensador utilice aletas, para que sea más eficiente

la transmisión de calor.

STOCKER "refrigeración y aire acondicionado"

Manual de práctica de refrigeración

Internet www.infopesca.com.bo

Bibliografía

1. Havrella Rymond: Fundamentos de calefacción, ventilación y

acondicionamiento del aire.

2. Stoeker: Refrigeración y aire acondicionado.

3. Hernández Goribar Eduardo: Fundamentos de refrigeración y aire

acondicionado

 

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