REFRIGERACION APLICADA A LA INDUSTRIA DE ALIMENTOS

Presentado por:Dora Ortiz Cardozo Cd. 28.698.342

Elizabeth Valencia franco cd.1.093.226.253Jos Yobany Giraldo Osorio Cd. 75 097 170Luis Gonzaga Salgado Soto cd. 75.077.192

Tutor:Hernando Enrique Bohrquez.

Cdigo del curso:201062_19

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA UNADESCUELA DE CIENCIAS BSICAS, TECNOLOGA E INGENIERA

Marzo de 2015

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TABLA DE CONTENIDOS

Introduccin.............................................................................................................................. 3

Objetivos

Objetivo General....................................................................................................................... 4 Objetivos Especficos................................................................................................................. 4

Desarrollo de Actividades

Primera parte............................................................................................................................ 5 Segunda parte......................................................................................................................... 26 Tercera parte............................................................................................................................30 Conclusiones........................................................................................................................... 34 Referencias Bibliogrficas..........................................................................................................35

INTRODUCCIN

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Tanto la materias primas como los productos frescos desde su recoleccin hasta su consumo pasan por una serie deetapas que implican un tiempo, con lo que se constituye una fase de almacenamiento ms o menos larga cuyascondiciones son muy importantes para mantener las condiciones ptimas del alimento. La conservacin es pues unalucha contra la degradacin de los alimentos que busca mantener las caractersticas organolpticas naturales de losalimentos, evitando problemas como, descomposicin, lipolisis, alteraciones de la textura, prdida de color y deterioro delproducto en general.

El fro es una tcnica de conservacin de los alimentos en la que se detiene o ralentiza la actividad celular, lasreacciones enzimticas y el desarrollo de los microorganismos. Alarga la vida de los productos frescos, las plantas y losanimales mediante la limitacin de su alteracin celular, no destruyendo los microorganismos o toxinas, pues estosmicroorganismos pueden reanudar sus actividades en el momento que retornen a una temperatura favorable.

OBJETIVOS

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OBJETIVO GENERAL

Disear y aplicar un proceso termodinmico resaltando su importancia a nivel tecnolgico y acadmico, revisando los aspectos prcticos que se deben tener en cuenta durante el diseo, construccin, seleccin de espacios de

almacenamiento que utilicen bajas temperaturas.

OBJETIVO ESPECFICOS

Enunciar las leyes y principios termodinmicos que se dan.

Identificar la ficha tcnica de un alimento perecedero.

Conocer las etapas previas a la refrigeracin de alimentos perecederos.

Mejorar la calidad acadmica y laboral en los estudiantes.

Comprometer a los estudiantes con las asignaturas bsicas de la carrera.

PRIMERA PARTE

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ELABORADO POR: Dora Ortiz

CICLOS DE REFRIGRACION

SISTEMA DE REFRIGERACIN POR COMPRESIN DE VAPOR

Para realizar ciertos clculos en instalaciones de refrigeracin es preciso disponer, y saber manejar, los diagramas que

permiten trabajar a diferentes presiones, temperaturas y contenido entricos del medio refrigerante que se utilice.

Los diagramas permiten obtener los datos termodinmicos que se necesitan para resolver los problemas que se plantean

en los ciclos de refrigeracin.

Hay varios tipos de diagramas. Hay varios tipos de diagramas; Uno de los ms empleados es el de presin entalpa.

Significado de las diferentes zonas:

Vapor Saturado:Es vapor que se encuentra en equilibrio con su fase liquida a presin y temperaturas especificadas.

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Vapor Recalentado: Es vapor que se ha calentado. Est representado por la zona de la derecha de la campana.Lquido Saturado: Es lquido que est a punto de hervir. Est representado por la curva de la izquierda de la campana.Lquido Su enfriado: Es un lquido a una temperatura inferior a la de saturacin. Est representado por la zona de laizquierda de la campana.

Mezcla lquido- Vapor: Es la zona interior de la campana. La campana esta rematada por el punto Crtico, que representa

unas condiciones de presin y temperaturas tales que no distingue el estado del fluido (si es lquido o gas)

En el proceso tienen lugar dos fenmenos con balance de calor:

La evaporacin de un refrigerante en estado lquido produce la absorcin de calor lo que es lo mismo, baja la

temperatura en el recinto o cmara donde se encuentra, produciendo sensacin de fro.

La condensacin del Vapor de un refrigerante se produce mediante una sesin de calor al ambiente, lo cual se traduce en

una elevacin de temperatura el mismo.

Diagrama Presin Entalpa

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En la figura, veamos el ciclo que se producir en un circuito frigorfico ideal sobre el diagrama Presin entalpa de

cualquier refrigerante. Sobre las abscisas se representa la entalpa del refrigerante en Kjoule/Kg y sobre las ordenadas la

presin en Psi o bar

El diagrama es conocido para cada refrigerante, y su principal elemento caracterstico es la curva de saturacin del

mismo, como ya se ha explicado.

Situmonos en el punto antes del dispositivo de expansin, previa al evaporador, en que el refrigerante se encuentra en

estado lquido a una cierta presin; su paso al evaporador se controla mediante un dispositivo cuya funcin es regular el

paso de refrigerante. Dicha vlvula produce una estrangulacin brusca que hace que a presin descienda desde la que

tena a la salida del condensador hasta la existente a la entrada del evaporador.

La vlvula es el regulador automtico de los lmites entre los que se denomina parte de alta presin y parte de baja

presin, presiones entre las cuales la vlvula se ve forzada de trabajar.

Esta bajada de presin en el evaporador hace que el refrigerante hierva y se produzca su evaporacin, auxiliado por la

cantidad de calor que absorbe del recinto en que se encuentra, a travs del aire del mismo y transfirindolo al lquido, que

se va transformando en vapor en el interior de los tubos de serpentn hasta que se evapora completamente.

El refrigerante, en forma de gas, entra en el compresor por la tubera denominada de aspiracin o succin, a travs de la

vlvula de aspiracin (semejante a los cilindros de un automvil). Aqu el refrigerante es comprimido aumentando por ello

su presin y su temperatura hasta llegar al punto en cuyas condiciones fluye hasta la entrada del condensador. La vlvula

de salida del cilindro del compresor actuar de retencin, impidiendo que el gas regrese hacia el mismo.

En el condensador, mediante la accin de un fluido exterior (aire, agua o ambas a la vez), se extrae calor al gas

refrigerante, lo cual produce un enfriamiento del mismo favoreciendo su condensacin hasta alcanzar el estado lquido; a

partir de aqu s impulsado de nuevo por la tubera hacia la vlvula de expansin, punto donde se repite el ciclo explicado.

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Solo hay dos presiones perfectamente diferenciadas, que son las que corresponden a la evaporacin y a la

condensacin.

Es por ello que puede hablarse del lado de alta presin y del lado de baja presin de una planta.

Cuando el lquido pasa a travs de la vlvula de expansin su estado disminuye su presin y aumenta su velocidad. Esta

variacin permite que cambie de estado, se produce por la ebullicin del lquido, provocada por la cada brusca de

presin, bajando al mismo tiempo la temperatura. En este proceso el calor es constante, Por lo que la entalpa no vara

de la curva p-h), mientras que a la salida del mismo, el vapor est saturado.

La presin y la temperatura son las mismas, pero como el evaporador ha absorbido calor del recinto donde se encuentro,

la entalpa ha aumentado antes de la entrada del compresor. Cuando el vapor pasa por el compresor, este le confiere un

aumento de presin al vapor ha llegado, hasta el punto de presin de condensacin. Esta energa aadida por el

compresor hace que aumente la temperatura hasta el valor necesario, como consecuencia de haber sido recalentado el

vapor, y la entalpa, por tanto, a la entrada del condensador, encontramos, pues, vapor recalentado a una presin de

condensacin. All se evacua el calor al medio ambiente, hasta conseguir que su entalpa descienda de nuevo, por tener

lugar el proceso de cambio de estado de gas a lquido.

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ELABORADO POR: Elizabeth Valencia Franco

RESUMEN

CICLOS DE REFRIGERACIN

SISTEMA DE REFRIGERACIN POR COMPRESIN DE VAPOR

DIAGRAMA PRESIN ENTALPA

Los diagramas permiten obtener los datos termodinmicos que se necesitan para resolver los problemas que se planteanen los ciclos de refrigeracin. Hay varios tipos de diagramas; Uno de los ms empleados es el de presin .

Este diagrama tiene la presin en ordenadas (eje vertical) y la entalpa en abscisas (eje horizontal). Mediante lneas queatraviesan el diagrama se indican la temperatura, el volumen especfico y a entropa. En el diagrama modlico indicadopuede apreciarse las zonas de Vapor saturado, lquido saturado, vapor recalentado, liquido subenfriado y mezcal liquido-vapor en el interior de la campana.

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Para realizar ciertos clculos en instalaciones de refrigeracin es preciso disponer, y saber manejar, los diagramas quepermiten trabajar a diferentes presiones, temperaturas y contenido entlpicos del medio refrigerante que se utilice.

Cada refrigerante tiene su propio diagrama esto quiere decir que el diagrama de cada refrigerante tiene su propia forma ydimensiones y no puede utilizarse un diagrama cualquiera para todos los casos, sino que debe utilizarse el especfico delrefrigerante.

EXISTEN DIFERENTES ZONAS: VAPOR SATURADO: Es vapor que se encuentra en equilibrio con su fase liquida a presin y temperaturas especificadas.VAPOR RECALENTADO: Es vapor que se ha calentado. Est representado por la zona de la derecha de la campana.LQUIDO SATURADO: Es lquido que est a punto de hervir. Est representado por la curva de la izquierda de lacampana.

LQUIDO SUBENFRIADO: Es un lquido a una temperatura inferior a la de saturacin. Est representado por la zona de la izquierda de la campana. Mezcla lquido- Vapor: Es la zona interior de la campana.

La campana esta rematada por el punto Crtico, que representa unas condiciones de presin y temperaturas tales que no

distingue el estado del fluido (si es lquido o gas).

En el proceso tienen lugar dos fenmenos con balance de calor:

La evaporacin de un refrigerante en estado lquido produce la absorcin de calor lo que es lo mismo, baja la temperatura

en el recinto o cmara donde se encuentra, produciendo sensacin de fro.

La condensacin del Vapor de un refrigerante se produce mediante una sesin de calor al ambiente, lo cual se traduce en

una elevacin de temperatura el mismo.

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En el imagen veamos el ciclo que se producir en un circuito frigorfico ideal sobre el diagrama Presin entalpa de

cualquier refrigerante. Sobre las abscisas se representa la entalpa del refrigerante en Kjoule/Kg y sobre las ordenadas la

presin en Psi o bar

El diagrama es conocido para cada refrigerante, y su principal elemento caracterstico es la curva de saturacin del

mismo, como ya se ha explicado.

Situmonos en el punto antes del dispositivo de expansin, previa al evaporador, en que el refrigerante se encuentra en

estado lquido a una cierta presin; su paso al evaporador se controla mediante un dispositivo cuya funcin es regular el

paso de refrigerante. Dicha vlvula produce una estrangulacin brusca que hace que a presin descienda desde la que

tena a la salida del condensador hasta la existente a la entrada del evaporador.

La vlvula es el regulador automtico de los lmites entre los que se denomina parte de alta presin y parte de baja

presin, presiones entre las cuales la vlvula se ve forzada de trabajar.

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Esta bajada de presin en el evaporador hace que el refrigerante hierva y se produzca su evaporacin, auxiliado por la

cantidad de calor que absorbe del recinto en que se encuentra, a travs del aire del mismo y transfirindolo al lquido, que

se va transformando en vapor en el interior de los tubos de serpentn hasta que se evapora completamente.

El refrigerante, en forma de gas, entra en el compresor por la tubera denominada de aspiracin o succin, a travs de la

vlvula de aspiracin (semejante a los cilindros de un automvil). Aqu el refrigerante es comprimido aumentando por ello

su presin y su temperatura hasta llegar al punto en cuyas condiciones fluye hasta la entrada del condensador. La vlvula

de salida del cilindro del compresor actuar de retencin, impidiendo que el gas regrese hacia el mismo.

En el condensador, mediante la accin de un fluido exterior (aire, agua o ambas a la vez), se extrae calor al gas

refrigerante, lo cual produce un enfriamiento del mismo favoreciendo su condensacin hasta alcanzar el estado lquido; a

partir de aqu s impulsado de nuevo por la tubera hacia la vlvula de expansin, punto donde se repite el ciclo explicado.

Solo hay dos presiones perfectamente diferenciadas, que son las que corresponden a la evaporacin y a la

condensacin. Es por ello que puede hablarse del lado de alta presin y del lado de baja presin de una planta.

Cuando el lquido pasa a travs de la vlvula de expansin su estado disminuye su presin y aumenta su velocidad. Esta

variacin permite que cambie de estado, se produce por la ebullicin del lquido, provocada por la cada brusca de

presin, bajando al mismo tiempo la temperatura. En este proceso el calor es constante, por lo que la entalpa no vara de

la curva p-h), mientras que a la salida del mismo, el vapor est saturado.

La presin y la temperatura son las mismas, pero como el evaporador ha Absorbido calor del recinto donde se encuentro,

la entalpa ha aumentado antes de la entrada del compresor. Cuando el vapor pasa por el compresor, este le confiere un

aumento de presin al vapor ha llegado, hasta el punto de presin de condensacin. Esta energa aadida por el

compresor hace que aumente la temperatura hasta el valor necesario, como consecuencia de haber sido recalentado el

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vapor, y la entalpa, por tanto, a la entrada del condensador, encontramos, pues, vapor recalentado a una presin de

condensacin. All se evacua el calor al medio ambiente, hasta conseguir que su entalpa descienda de nuevo, por tener

lugar el proceso de cambio de estado de gas a lquido.

DESCRIPCINLos sistemas de refrigeracin por compresin de vapor son los ms comnmente usados. El principio de este sistema derefrigeracin consiste en el enfriamiento por evaporacin de un lquido refrigerante. ste se mantiene en condiciones depresin tales que su evaporacin ocurre a temperaturas menores que las del ambiente a enfriar. El fluido usado comorefrigerante, que se encuentra en la fase vapor, vuelve a la fase lquida expulsando calor, con lo que se completa el ciclo.Para que el gas al condensarse entregue calor al medio ambiente, la temperatura a la cual ocurre este proceso debe sersuperior a la del ambiente y obviamente muy superior a la del lquido que est evaporando. Esta mayor temperatura decondensacin se consigue aumentando la presin del gas.

Como introduccin al tema de ciclos de refrigeracin por compresin de vapor, es necesario tener presentes distintosaspectos tratados con anterioridad en termodinmica relacionados con el ciclo de Carnot inverso debido a su utilizacincomo ciclo de referencia para evaluar el desempeo de otros ciclos y en particular al ciclo de refrigeracin porcompresin de vapor, haciendo las comparaciones correspondientes para as lograr caracterizar el funcionamiento de lossistemas de refrigeracin bajo el esquema de los ciclo termodinmicos.

En el proceso de compresin de vapor se realizan modificaciones al ciclo deCarnot basados en las siguientes consideraciones: En el proceso de compresin, el fluido de trabajo solo debe estar en lafase de vapor. Para expansionar el refrigerante es recomendable utilizar un dispositivo ms econmico y con ceromantenimientos (vlvula de estrangulamiento o tubo capilar).La temperatura de condensacin no debe limitarse a la zonade saturacin.

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Principio de funcionamiento de los principales dispositivos del sistemaDe refrigeracin son:

Evaporador: Se transfiere calor de la regin fra al refrigerante que experimenta un cambio de fase a temperaturaconstante. Para que la transferencia de calor sea efectiva, la temperatura de saturacin del refrigerante debe ser menorque la temperatura de la regin fra

CONDENSADOR: El refrigerante se condensa al ceder calor a una corriente externa al ciclo. El agua y el aire atmosfricoson las sustanciales habituales utilizadas para extraer calor del condensador. Para conseguir que se transfiera calor, latemperatura de saturacin del refrigerante debe ser mayor que las temperaturas de las corrientes atmosfricas.

COMPRESOR: Para alcanzar las condiciones requeridas en el condensador logrando la liberacin del calor desde elsistema al ambiente, es necesario comprimir el refrigerante de manera de aumentar su presin y en consecuencia sutemperatura (generalmente temperaturas de sobrecalentamiento), los requerimiento de potencia de entrada depende delas necesidades de enfriamiento.

VLVULA DE ESTRANGULAMIENTO:

Liberado el calor en el condensador es necesario revertir el proceso del compresor de manera de obtener bajastemperatura al disminuir la presin (estrangular), logrando las condiciones requeridas en el evaporador.

Un ciclo real de refrigeracin por compresin de vapor, difiere de uno ideal por varias razones. Entre las ms comunesestn las irreversibilidades que suceden en varios componentes. Dos fuentes comunes de irreversibilidades son lafriccin del fluido (que provoca cadas de presin) y la transferencia de calor hacia o desde los alrededores.

Para sistemas de compresin de vapor, donde se desea reducir el trabajo de entrada del compresor, se realizanmodificaciones que consiste en incluir la compresin multietapa con refrigeracin intermedia. En estos ciclos derefrigeracin intermedia el sumidero de energa puede ser el mismo refrigerante, ya que en muchos puntos del ciclo, latemperatura del refrigerante es inferior a la temperatura del ambiente. Por tanto, el intercambiador de calor que funcionacomo refrigerador intermedio, se convierte en un intercambiador regenerativo, ya que el calor se transfiere de formainterna en el sistema.

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ELABORADO POR: Luis Gonzaga Salgado Soto

RESUMEN

CICLOS DE REFRIGERACIN

SISTEMA DE REFRIGERACIN POR COMPRESIN DE VAPOR

En la refrigeracin existe tres tipos de comprensores ms usados, donde los ms eficiente es el Scroll, le sigue el rotativo y por ltimo el de pistn.

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Llegando a otro punto donde se realiza un cambio de estado en el refrigerante para cambiar de estado se necesita o se desprende energa en este caso se desprende energa en forma de calor.

El refrigerante lquido es obligado a pasar por un orificio muy pequeo lo que lo obliga a convertice pequeas partculas de lquido que quiereevaporarse, comercialmente existenestas tres forma de realizar laexpansin; la ms eficiente es la devlvula expansin

Las vlvulas de expansin termosttica vienen en dos presentaciones deacuerdo con su uso en equipos de alta eficiencia de uso estndar las deecualizador externo as como equipos de 7.5 toneladas en adelante

Las pequeas partculas de refrigerante lquido que necesita energa para evaporarse realizando este intercambio en estepunto, aqu absorben el calor del aire que pasa a travs del serpentn y pasa de lquido a vapor.

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CICLO DE REFRIGERACIN

El vapor de sale del evaporados regresa al compresor para comenzar de nuevo elciclo.

El quinto elemento en este sistema es el refrigerante, donde este elemento es elencargado de realizar el transporte del calor por todo el sistema; es muy importanteque no est contaminado por la humedad ya que pierde la capacidad de absorber elcalor.

Los primeros refrigerantes fueron utilizando elementos qumicos que causabandaos a la naturaleza; como es el cloro daando la capa de ozono, el flurorproduce efecto invernadero

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Para disminuir el dao se crearon refrigerantes nuevos que reemplazaron losanteriores, actualmente no se utiliza el cloro si no el hidrogeno evitando as el dao a lacapa de ozono.

Resumen del ciclo de refrigeracin

El sistema de refrigeracin consta de cuatro secciones bsicas, el compresor comprime el refrigerante lo pasa alcondensador donde se le extrae el calor y cambia de estado vapor a estado lquido, este lquido es obligado a pasarpor un orificio diminuto llamado sistema de expansin se convierten en pequeas partculas de lquido calor paraevaporarse, en el evaporador las pequeas partculas absorben calor y se evaporan volviendo en estado de vapor alcompresor, el intercambio y transporte de calor lo realiza el gas refrigerante; ahora se le agrega al sistema derefrigeracin la ventilacin forzada que vara segn el uso del equipo

Eficiencia o Desempeo:

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ENTRANETOWQL

TRABAJOTOENFRIAMIENDEEFECTO

REQUERIDAENTRADADESEADASALIDA

,

COPR

ENTRANETOWQH

TRABAJONTOCALENTAMIEDEEFECTO

REQUERIDAENTRADADESEADASALIDA

,

COPBC

Capacidad de enfriamiento:

Es la tasa de calor extrado del espacio refrigerado ( ), se expresa a menudo en toneladas de refrigeracin. Unatonelada de refrigerante es equivalente a 211 KJ/min o 200 BTU/min.

Ciclo Invertido de Carnot:

El ciclo reversible ms eficiente es el ciclo de Carnot y puesto que es un ciclo reversible, los cuatro procesos quecomprende el ciclo de carnot pueden invertirse. Por lo que se invertirn las direcciones de los procesos de transferenciade calor y trabajo. Dando como resultado el ciclo invertido de carnot.

Procesos que comprende el ciclo invertido de carnot:

Proceso 1-2: El refrigerante absorbe calor isotermicamente de una fuente a baja temperatura a TL en la cantidad QL.

Proceso 2-3: Se comprime isentropicamente hasta el estado 3 (la temperatura se eleva hasta TH).

Proceso 3-4: Rechazo de calor isotermicamente en un sumidero de alta temperatura a TH en la cantidad QH.

Proceso 4-1: Se expande isentropicamente hasta el estado 1 (la temperatura desciende hasta TL).

Coeficiente de Desempeo de Carnot:

El coeficiente de desempeo de los refrigeradores y las bombas de calor se expresan en trminos de la temperatura:

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TLTHCOP carnotR

THTLCOP carnotBC

1

1

Ciclo Ideal de Refrigeracin por Compresin de Vapor:

Elaborado por: Jos Yobany Giraldo Osorio

REFRIGERACIN APLICADA A LA INDUSTRIA DE ALIMENTOS

ResumenLa refrigeracin constituye uno de los principios bsicos de seguridad en nuestra vida, puesto que es el tratamiento deconservacin de alimentos ms extendido y el ms aplicado, tanto en el mbito domstico como industrial, su uso tiene laclara ventaja de no producir modificaciones en los alimentos hasta el punto que, tanto productores como consumidores,entienden que los alimentos frescos son en realidad refrigerados, esto se debe bsicamente a que la actividad de losmicroorganismos y de las enzimas (protenas activas) de los microorganismos y de los propios alimentos puede verseenlentecida, es decir se produce un retraso en la degradacin de los componentes de los alimentos, por consecuencia,

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DIAGRAMATEMPERATURA -ENTROPIA

ESQUEMA DE UN SISTEMA DE REFRIGERACION POR COMPRESION DE VAPOR

los alimentos duran ms, al mismo tiempo, los microorganismos patgenos van a inhibirse en su crecimiento, por lo quese va a permitir mantener las condiciones de seguridad de los alimentos. Aprovecha las propiedades de los gases alpasar por un ciclo de condensacin y evaporacin, donde se extrae el calor de un cuerpo o espacio (bajando as sutemperatura) y llevarlo a otro lugar donde se entrega cerrndose un ciclo. Los fluidos utilizados para extraer la energacintica del espacio o cuerpo a ser enfriado, son llamados refrigerantes, los cuales tienen la propiedad de evaporarse abajas temperaturas y presiones positivas entonces podemos mencionar que la refrigeracin es un proceso que consisteen bajar o mantener el nivel de calor de un cuerpo o un espacio. Considerando que realmente el fro no existe y que debehablarse de mayor o menor cantidad de calor o de mayor o menor nivel trmico (nivel que se mide con la temperatura),refrigerar es un proceso termodinmico en el que se extrae calor del objeto considerado (reduciendo su nivel trmico), yse lleva a otro lugar capaz de admitir esa energa trmica sin problemas o con muy pocos problemas.

Cualquier sistema de refrigeracin mecnica sea pequeo, mediano o grande, est conformado por 4 componentesbsicos y cada uno de ellos efecta un proceso especfico con el fin de conformar el ciclo bsico de refrigeracin y asobtener el beneficio de extraer parte del calor que poseen los cuerpos con el fin de conservarlos o para cumplir con unproceso domstico, comercial o industrial, sin alguno de ellos el ciclo es imposible que se lleve a cabo este proceso,estos componentes y procesos son: El compresor, el condensador, la vlvula de expansin, el evaporador.

Cada uno de estos componentes es una parte importante dentro del sistema ya que permiten el correcto desempeo delsistema, a continuacin encontraremos de una forma detallada el funcionamiento.Para lograr el enfriamiento se consume

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energa elctrica a travs de un sistema de compresor, termostatos, reguladores de presin, vlvulas y otros elementosque cumplen la funcin de mantener y refrigerar nuestros alimentos a nuestra disposicin y en los ltimos aos ha sido lapreocupacin de todo el mundo en cuanto a las caractersticas de los refrigerantes, los residuos que estos dejan, elconsumo de energa elctrica y la eficiencia energtica de estos.

Descripcin

El modo ms utilizado para el enfriamiento artificial de espacios cerrados, se consigue mediante los mtodos decompresin y de absorcin. El mtodo por compresin es el ms utilizado, puesto que el mtodo por absorcin solo sesuele utilizar cuando hay una fuente de calor residual o barata, como la regeneracin.

Ciclo bsico de refrigeracin

Estos son los cuatro elementos principales que componen el ciclo bsico de de refrigeracin, sin alguno de ellos el cicloes imposible que se lleve a cabo, a continuacin veremos cul es la misin de cada uno de ellos dentro del circuitofrigorfico y su principio de funcionamiento.

El compresorLa funcin del compresor en el ciclo de refrigeracin es aspirar el vapor del evaporador y ayudarlo a entrar en elcondensador. Este trabajo lo consigue mediante la aportacin de una energa exterior, como es la electricidad.El condensadorLa misin del condensador es extraerle el calor al refrigerante. Este calor, en principio, es la suma del calor absorbido porel evaporador y el producido por el trabajo de compresin.

La vlvula de expansinLa misin fundamental de la vlvula de expansin en el ciclo de refrigeracin es la de proporcionar la diferencia depresin establecida entre los lados de alta y de baja presin del circuito de refrigeracin.La forma ms simple para lograrlo es mediante un tubo capilar entre el condensador y el evaporador, de manera que estele produzca una prdida de carga al refrigerante. Esta solucin, del tubo capilar, es vlida para pequeas instalaciones,pero cuando se trata de regular grandes cantidades de refrigerante es conveniente el uso de la vlvula de expansin.

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En tal caso se utilizan vlvulas de expansin termostticas, que utilizan un bulbo palpador que se coloca a la salida delevaporador, en contacto con la tubera, y que tiene en su interior una cantidad del mismo refrigerante que utiliza elcircuito. Si se produce un enfriamiento del vapor que sale del evaporador, se enfra el bulbo y disminuye la presin que setransmite a la vlvula, y sta se cierra, por lo que llegar menos refrigerante al evaporador. Si llega menos refrigerantehabr ms superficie de recalentamiento y aumentara la temperatura de recalentamiento.

El evaporadorEste elemento es un intercambiador de calor que, por sus necesidades calorficas, absorbe calor del medio en el que seencuentra, con lo cual lo enfra.Normalmente es de circulacin forzada de aire mediante ventilador, y se utilizan tubos de aletas para aumentar lasuperficie de intercambio.Llegados a este punto y sabiendo cuales son los principales elementos que forman el ciclo de refrigeracin, ahora solonos queda saber cul es el comportamiento del refrigerante en dichos elementos.

Ciclo real de refrigeracin por compresin de vapor

Difiere de uno ideal debido a situaciones irreversibles que ocurren en varios componentes. Dos fuentes comunes de sonla friccin del fluido y la transferencia de calor hacia o desde los alrededores. El proceso de compresin real incluyeefectos de friccin, los cuales incrementan la entropa y la transferencia de calor lo cual puede aumentar o disminuir laentropa dependiendo de la reaccin.

Sistemas de refrigeracin en cascada

Un ciclo de refrigeracin en cascada consiste en efectuar el proceso de refrigeracin por etapas, es decir, dos o msciclos de refrigeracin que operan en serie. En un ciclo de refrigeracin de dos etapas, los ciclos se conectan por mediode un intercambiador de calor en medio, el cual sirve como evaporador para el ciclo superior y como condensador en elciclo inferior. Suponiendo que el intercambiador de calor est bien aislado y que las energas cinticas y potenciales sondespreciables, la transferencia de calor del fluido en el ciclo inferior debe ser igual a la transferencia de calor del fluido enel ciclo superior. En el sistema de cascada los refrigerantes en ambos ciclos se suponen iguales.

Sistemas de refrigeracin por compresin de mltiples etapas

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Cuando el fluido utilizado por todo el sistema de refrigeracin en cascada es el mismo, el intercambiador de calor sepuede sustituir por una cmara de mezclado puesto que tiene las mejores caractersticas de transferencia de calor. Adichos sistemas se les denomina sistemas de refrigeracin por compresin de mltiples etapas. El proceso decompresin en este sistema es similar a una compresin de dos etapas, entonces el trabajo del compresor disminuye.

Sistemas de refrigeracin de usos mltiples con un solo compresor

Algunas aplicaciones requieres refrigeracin a ms de una temperatura. Esto puede lograse con una vlvula deestrangulamiento independiente y un compresor por separado para cada evaporador que opere a temperaturasdiferentes, sin embargo un modelo ms prctico es enviar todos lo flujos de salida de los evaporadores a un solocompresor y dejar que este maneje el proceso de compresin para el sistema completo.

Sistemas de refrigeracin por absorcin

Otra forma de refrigeracin cuando se tiene una fuente de energa trmica barata a unas temperaturas entre 80 y 200 Ces la refrigeracin por absorcin. El principio de funcionamiento es semejante al ciclo de compresin: el refrigeranteabsorbe calor al evaporarse y despus se condensa para recomenzar el ciclo, pero la diferencia estriba en que en vez deun compresor, como su nombre indica, en estos sistemas de refrigeracin el ciclo se cierra mediante la absorcin delrefrigerante por un medio de transporte (o absorbente) y posterior separacin de la disolucin por medio del calor pararecomenzar el ciclo. Los ciclos de refrigeracin por absorcin frecuentes son:

amoniaco-agua, donde el amoniaco (NH3) sirve como refrigerante y el agua (H2O) es el absorbente.

agua-bromuro de litio, donde el agua (H2O) sirve como refrigerante y el bromuro de litio (LiBr) como absorbente,siendo este sistema el que mejores rendimientos tiene, aunque tiene el inconveniente de que no puede funcionar amenos de 0 C (temperatura de congelacin del agua, el refrigerante), lo que no obsta para los sistemas derefrigeracin de espacios habitados.

APLICACIONES

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Las aplicaciones de refrigeracin son entre muchas:

Las aplicaciones en espacios habitados, para alcanzar un grado de confort trmico adecuado para la habitabilidad de unedificio.

Las aplicaciones medicamentos u otros productos que se degraden con sus chupadas. Como por ejemplo la produccinde hielo o nieve, la mejor conservacin de rganos en medicina o el transporte de alimentos perecederos.

Los procesos industriales que requieren reducir la temperatura de maquinarias o materiales para su correcto desarrollo.Algunos ejemplos son el mecanizado, la fabricacin de plsticos, la produccin de energa nuclear.

La criognesis o enfriamiento a muy bajas temperaturas empleada para licuar algunos gases o para algunasinvestigaciones cientficas.

Motores de combustin interna: en la zona de las paredes de los cilindros y en las culatas de los motores se producentemperaturas muy altas que es necesario refrigerar mediante un circuito cerrado donde una bomba enva el lquidorefrigerante a las galeras que hay en el bloque motor y la culata y de all pasa un radiador de enfriamiento y un depsitode compensacin. El lquido refrigerante que se utiliza es agua destilada con unos aditivos que rebajan sensiblemente elpunto de congelacin para preservar al motor de sufrir averas cuando se producen temperaturas bajo cero.

Mquinas-herramientas: las mquinas herramientas tambin llevan incorporado un circuito de refrigeracin y lubricacinpara bombear el lquido refrigerante que utilizan que se llama taladrina o aceite de corte sobre el filo de la herramientapara evitar un calentamiento excesivo que la pudiese deteriorar rpidamente.

Aparatos electrnicos: la mayora de los aparatos electrnicos requieren refrigeracin, que generalmente consiguenmediante un ventilador, que hace circular el aire del local donde se sitan, y otras veces sencillamente haciendo circularel aire por conveccin.

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SEGUNDA PARTE

NOMBRE DELESTUDIANTE

PRODUCTOSELECCIONADO

PARAREFRIGERAR

FICHA TCNICA

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DORA ORTIZLa carne

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ELIZABETH VALENCIA FRANCO

Yogurt

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JOSE YOBANI GIRALDO El mango

29

LUIS GONZAGA SALGADO

La guayaba

Producto seleccionado por el grupo de trabajo colaborativo: EL MANGO

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TERCERA PARTE DIAGRAMA DE OPERACIONES PARA LA ELABORACION DE LA CARNE

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DIAGRAMA DE OPERACIONES PARA LA ELABORACION DE YOGURT

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DIAGRAMA DE OPERACIONES PARA LA ELABORACION DEL MANGO

33

DIAGRAMA DE OPERACIONES PARA LA ELABORACION DE PULPA DE GUAYABA

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CONCLUSIONES

Aprend que la refrigeracin es uno de los mtodos ms comunes que nos permiten tener alimentos fresco a todomomento, que nos ayuda a conservarlos para poderlos consumir.

Existen diferentes clases de ciclos de refrigeracin los cuales nos permiten saber cmo funcionan los diferentesequipos de refrigeracin que utilizamos.

Para el ciclo bsico de refrigeracin encontramos cuatro componentes como son el evaporador, el compresor, elcondensador y la vlvula de expansin.

En la teora pudimos verificar la importancia de los ciclos de refrigeracin, ya que es un proceso de importancia, nosolo en la industria sino tambin en la vida cotidiana.

A pesar de que el ciclo bsico de refrigeracin es el ms comn en nuestros hogares existen diferentes sistemasde refrigeracin que podemos utilizar dependiendo de la necesidad requerida.

Con la ayuda de la refrigeracin se est ayudando a la conservacin de los alimentos y de materia prima que seutiliza para la industria y el uso domstico.

Existen diferentes tipos de diagramas, uno de los ms empleados es el de presin entalpa. Esto da una idea del grandsimo inters universal que reviste el frigorfico industrial desde el punto de vista

econmico, humano y social. Con la teora logramos identificar que el calor corre del elemento ms caliente al ms frio. Es muy importante que para realizar ciertos clculos en instalaciones de refrigeracin es preciso disponer, y saber

manejar, los diagramas que permiten trabajar a diferentes presiones, temperaturas y contenido entlpicos del

medio refrigerante.

En la presin entalpa es muy importante saber el significado de las diferentes zonas (Vapor saturado, vapor

recalentado, lquido saturado, lquido subenfriado

REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS

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REFRIGERACIN APLICADA A LA INDUSTRIA DE ALIMENTOSResumen