Refrigeración para Arandanos

PRESENTADO POR:

CORNEJO QUISPE, JOEL OSHIN}

PEDEMONTE GRAU, MIGUEL ANGEL

QUISPE QUISPE, GERARD JESUS

MATERIA:

REFRIGERACION Y AIRE ACONDICIONADO

DOCENTE:

ING. CARLOS GORDILLO

AREQUIPA – PERU

2015

UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN AGUSTINFACULTAD DE PRODUCCION Y SERVICIOSESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA MECANICA

DISEÑO DE SISTEMA DE REFRIGERACION PARA ARANDANOS

i INTRODUCCION

DEDICATORIA

Este trabajo lo realizamos con todo empeño dirigido a nuestros padres, por ser el motor emocional que nos impulsa a nunca desistir y así mismo por estar siempre presente en

nuestro día a día, brindándonos su ayuda incondicional tanto en los aspectos profesional, familiar y económico. Desde ya decirles que representan en nosotros una parte muy

importante y que siempre tendrán nuestro sentimiento de alta gratitud.

|DISEÑO DE SISTEMA DE REFRIGERACION PARA ARANDANOS

ii INTRODUCCION

AGRADECIMIENTO

Agradecemos al Ingeniero Carlos Gordillo por ser personaje fundamental en nuestra formación de la materia REFRIGERACION Y AIRE ACONDICIONADO; darnos el conocimiento básico,

esencial y así mismo todas las herramientas necesarias para la comprensión de la misma, así como lograr alcanzar todas las competencias de la materia en mención.

Agradecer a krisnha también por darnos un día más de vida y guiar nuestro camino con sus enseñanzas y sabiduría. Hare Krisnha, Hare!


iii INTRODUCCION

I. INDICE

DEDICATORIA................................................................................................................................ i

AGRADECIMIENTO....................................................................................................................... ii

I. INDICE.................................................................................................................................. iii

II. INTRODUCCION....................................................................................................................v

1. Objetivos...........................................................................................................................v

OBJETIVO GENERAL..............................................................................................................v

OBEJETIVOS ESPECIFICOS.....................................................................................................v

2. Alcances – Limitaciones....................................................................................................v

CONDICIONES CLIMATOLÓGICAS DE LA LOCALIDAD............................................................v

3. Antecedentes...................................................................................................................vi

III. FUNDAMENTO TEORICO..................................................................................................1

3.1. Principales exportadores de arándanos del Perú.........................................................1

3.2. PRODUCTO...................................................................................................................1

3.3. IDENTIFICACIÓN DE MERCADOS OBJETIVOS................................................................2

3.4. PRODUCCIÓN Y OFERTA NACIONAL.............................................................................2

3.5. PRINCIPALES EXPORTADORES DE ARÁNDANOS DEL PERÚ...........................................2

3.6. PRODUCCIÓN MUNDIAL...............................................................................................3

IV. INGENIERIA DE PROYECTO...............................................................................................4

4.1. CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS DEL PRODUCTO..............................................................4

4.2. BASES DE CÁLCULO.......................................................................................................4

4.3. CARTERISTICAS FISICAS DE LAS CAMARAS....................................................................8

4.3.1. CAMARAS DE CONSERVACION.............................................................................8

4.3.2. TUNEL.................................................................................................................11

4.4. CALCULO DE CARGAS TERMICAS................................................................................13

4.4.1. CARGAS TERMICAS DE CAMARA DE CONSERVACION POR ENFRIAMIENTO.......13

4.4.2. CARGAS TERMICAS DE CAMARA DE CONSERVACION POR CONGELAMIENTO. . .15

4.4.3. CARGAS TERMICAS DE TUNEL DE ENFRIAMIENTO.............................................18

4.4.4. CARGAS TERMICAS DE TUNEL DE CONGELAMIENTO..........................................19

4.5. SELECCIÓN DE EQUIPOS.............................................................................................21


iv INTRODUCCION

4.5.1. Para cámara de conservación de producto enfriado..........................................21

4.5.2. Para cámara de conservación de producto congelado.......................................23

4.5.3. Para túnel de enfriamiento.................................................................................25

4.5.4. Para túnel de congelamiento..............................................................................27

4.6. SELECCIÓN DE TUBERIAS Y ACCESORIOS....................................................................29

4.6.1. Para cámara de conservación de Producto Congelado.......................................29

V. CONCLUSIONES..................................................................................................................34

VI. OBSERVACIONES............................................................................................................35

VII. BIBLIOGRAFIA.................................................................................................................36

VIII. ANEXOS..........................................................................................................................37


v INTRODUCCION

II. INTRODUCCION

1. ObjetivosOBJETIVO GENERAL

Diseñar el Sistema de Refrigeración para Conservación de Arándanos tanto por enfriamiento como por congelamiento

OBEJETIVOS ESPECIFICOS Calcular todas las cargas enfriamiento

Diseñar el sistema de refrigeración para 15 días

Realizar la distribución de planta y procesos

Diseñar un plano donde irán ubicados los equipos que conforman el sistema

de refrigeración

2. Alcances – Limitaciones

1.1. DimensionamientoSe dimensionaran cámaras, túneles, y los diferentes ambientes que requerirá la planta de refrigeración en función a la capacidad requerida.

1.2. Diseño y cálculos de RefrigeraciónCada diseño tendrá como base, un cálculo normativo, propuesto por ASHRAE.

1.3. Selección de componentesSe seleccionarán los componentes que intervendrán en los procesos de refrigeración de cada ambiente.

1.4. Tiempo Se diseñara el Sistema de Refrigeración para 15 días de conservación; tanto para enfriamiento como para congelamiento.

CONDICIONES CLIMATOLÓGICAS DE LA LOCALIDADEl clima de “LA JOYA” que pertenece a la ciudad de Arequipa es predominantemente seco en invierno, otoño y primavera debido a la humedad atmosférica, es también semiárido a causa de la precipitación efectiva y templada por la condición térmica.

Es calificado por algunos como un clima excepcional, un clima carente de los rigores de invierno y los abrumadores estíos de la costa, asegura la presencia de un sol vital, un


vi INTRODUCCION

cielo diáfano con 300 días de sol al año y una cifra récord de 4000 horas de exposición al sol al año, Arequipa justifica su apodo de "Ciudad del eterno cielo azul". Presenta temperaturas que no suben de 25 °C y muy rara vez bajan de los 10 °C durante el día.

3. Antecedentes

La Consultora Ing. Liliana G. Benavides realizo EL ESTUDIO DE PREFACTIBILIDAD PARA LA PRODUCCION Y COMERCIALIZACION DE ARANDANOS EN CONDICIONES DE VALLES ANDINOS donde determina que el mercado del arándano cuenta con un público con alto poder adquisitivo, con hábitos de consumo tradicional arraigados, donde la decisión de compra está dada por factores no económicos, influenciados por activas campañas de difusión y educación de las propiedades saludables del arándano, que inciden en el consumo del producto fresco, haciéndolo muy atractivo y solicitado, especialmente por su alto contenido de vitaminas, minerales y antioxidantes, que son elementos beneficiosos para la salud y que se consideran ayudan a prevenir enfermedades cardiovasculares y relacionadas con el envejecimiento.

Lo antes expuesto, además del crecimiento demográfico, han generado un incremento de la demanda de arándanos en Estados Unidos (EE.UU.), Canadá, algunos países Europeos y el resto del mundo.

Como consecuencia de lo antes mencionado y a las mejoras e implementaciones tecnológicas en el campo de la post-cosecha para empaquetado y almacenamiento en frio, el comercio de frutas ha tenido un considerable aumento en el volumen de frutas frescas en comparación con las procesadas.

Otras presentaciones que se están explorando en la industrialización son:

Jugos, pulpas, deshidratados y liofilizados.

También se está utilizando en industria de colorantes, en pastelería, mermeladas, conservas, yogures, golosinas, etc., y también se utiliza como materia prima para jalea.


1 INGENIERIA DE PROYECTO

III. FUNDAMENTO TEORICO

III.1. Principales exportadores de arándanos del Perú

Las principales empresas productoras y exportadoras de arándanos en el Perú son Camposol S.A. , Agrícola Athos, TALSA, Intipa Foods SAC, Agroinversiones Valle y Pampa Perú S.A., Arequipa Berries,Finca Tradiciones SAC, Green Vegetables& Flowers, Procesos agroindustriales SA , Fundo La Lozada, entre otras.A estas se suman cada año nuevas empresas agroexportadoras que suman áreas y van adquiriendo plantas para sus nuevos proyectos entre ellas Agrícola Don Ricardo, Las Lomas de Chilca, Agroindustrias Mamacona, Arato Perú, entre otras (Prado, 2009).Apuesta de grandesLa empresa agroindustrial Talsa (perteneciente al Grupo Rocío) produciría 100 toneladas de arándanos de la variedad Biloxi a fines de este año, informó su presidente y fundador, Rafael Quevedo Flores (Andina, 2012).Al respecto, señaló que el volumen corresponde a la cosecha de las primeras 50 hectáreas que instaló la compañía en La Libertad. “Estas plantas al ser muy jóvenes, algunas tienen un año, producirán en la primera cosecha alrededor de dos toneladas por hectárea y conforme vayan creciendo incrementarán su productividad”, explicó.Articuladores comercialesLa producción de berries requerirá de centros de empaque y articuladores comerciales, y allí cumplirán un papel importante empresas ancla como Camposol, TALSA y ATHOS, productoras y exportadores de arándano, que compran la producción de terceros para alcanzar los volúmenes que les exige el mercado.

III.2. PRODUCTOEl arándano, es frutal arbustivo, perteneciente al género Vaccinium, familia Ericaceae, que se desarrolla naturalmente en Norteamérica.

Existen 3 especies que tienen importancia económica: arándano bajo o “lowbush", arándano ojo de conejo o "rabbiteye" y arándano alto o "highbush". (Benavides)

El arándano se considera dentro del grupo de berries. Los berries son frutos de sabores acidulados caracterizados por su breve tiempo de conservación una vez cosechados. A este subgrupo pertenecen la frutilla (strawberry), la frambuesa (raspberry), los arándanos (blueberry), la grosella (boisonberry) y la mora o zarzamora (blackberry). Entre los cherries, se cuentan la guinda y la cereza.2 Es por ello que el arándano se considera una baya o “Berry”, siendo un fruto carnoso simple, cuya pared del ovario madura en un pericarpio comestible. La baya del arándano es casi esférica, que dependiendo de la especie y cultivar puede variar entre 0,7-1,8 cm de diámetro y su color puede estar entre un color azul metálico claro a bien oscuro. La piel del fruto del blueberry es tersa y su pulpa es jugosa y aromática de sabor agridulce.


https://arandanosperu.wordpress.com/2014/02/21/principales-exportadores-de-arandanos-del-peru/


III.3. IDENTIFICACIÓN DE MERCADOS OBJETIVOSEl arándano es una fruta muy apreciada y consumida tradicionalmente por los países del hemisferio norte, principalmente EE.UU. y Canadá, en algunos países europeos, tales como los países bajos, Francia, Italia e Inglaterra y Holand. Sin embargo Estados Unidos es el principal productor, consumidor, exportador e importador de arándanos del mundo.

EE.UU es un mercado maduro, donde se consume el arándano en todas sus modalidades desde el fresco hasta el procesado y se está sustituyendo el consumo de otras frutas a medida que el arándano está disponible todo el año en los supermercados, y los hábitos de consumo cambian de estivales a anuales.

Europa está en crecimiento, y va rumbo a convertirse en un mercado similar en volumen al norteamericano. Siguiendo los cambios de hábitos hacia el consumo de frutas y hortalizas y la vinculación de esta fruta con lo silvestre. Asia, es un mercado incipiente; en Japón lo han incorporado dadas las acciones de marketing que la USHBC (United States Highbush Blueberry Council) está haciendo. En Corea del Sur, Malasia, Taiwán, Singapur y la ciudad de Shanghái, recién comenzaron las acciones de penetración del mercado.

III.4. PRODUCCIÓN Y OFERTA NACIONAL.El Perú se encuentra en estados tempranos de desarrollo en el cultivo de arándanos. Sin embargo los productores peruanos han entrado en muchas industrias con rapidez y en una escala considerable como el espárrago y los cítricos, por nombrar algunos casos

III.5. PRINCIPALES EXPORTADORES DE ARÁNDANOS DEL PERÚLas principales empresas productoras y exportadoras de arándanos en el Perú son Camposol S.A. , Agrícola Athos, TALSA, Intipa Foods SAC, Agroinversiones Valle y Pampa Perú S.A., Arequipa Berries, Finca Tradiciones SAC, Green Vegetables& Flowers, Procesos agroindustriales SA, Fundo La Lozada, entre otras. A estas se suman cada año nuevas empresas agroexportadoras que suman áreas y van adquiriendo plantas para sus nuevos proyectos entre ellas Agrícola Don Ricardo, Las Lomas de Chilca, Agroindustrias Mamacona, Arato Perú, entre otras.

APUESTA DE GRANDES.

La empresa agroindustrial Talsa (perteneciente al Grupo Rocío) produciría 100 toneladas de arándanos de la variedad Biloxi a fines de este año, informó su presidente y fundador, Rafael Quevedo Flores. Al respecto, señaló que el volumen corresponde a la cosecha de las primeras 50 hectáreas que instaló la compañía en La Libertad. “Estas plantas al ser muy jóvenes, algunas tienen un año, producirán en la primera cosecha alrededor de dos toneladas por hectárea y conforme vayan creciendo incrementarán su productividad”, explicó. Articuladores comerciales La producción de berries requerirá de centros de empaque y articuladores comerciales, y allí cumplirán un papel importante empresas ancla como Camposol, TALSA y ATHOS, productoras y exportadores de arándano, que compran la producción de terceros para alcanzar los volúmenes que les exige el mercado.



III.6. PRODUCCIÓN MUNDIALEn la industria del arándano se considera que existen dos tipos, arándanos cultivados (Arándanos Highbush) y los silvestres (Arándanos Lowbush), la data que presentaremos y analizaremos es concerniente al arándano Highbush. Veremos de manera simplificada la producción mundial de arándanos silvestres. El 2010 la producción fue ligera y de corta duración, lo que contribuyó al repunte de los precios de procesados. En el caso de Europa los cultivos anuales varían considerablemente y están sujetos a la productividad anual y al clima, lo que hace que a veces no se cosechen en sus respectivas regiones. Además se observa que cuando la situación económica es difícil y/o sobra tiempo, las personas se dedican a cosechar más arándanos silvestres y aumentan la producción, sobretodo en Europa oriental. Las cifras no son exactas ya que no hay estadísticas oficiales. La predictibilidad de la producción de arándanos silvestres es un problema, esto es una oportunidad para la importación arándanos cultivados y así satisfacer la demanda de los compradores europeos tradicionales de arándano silvestre. Lo mismo sucede en Norteamérica, donde la baja predictibilidad de los arándanos silvestres hace que se muestre más interés por los arándanos cultivados entre los compradores.



IV. INGENIERIA DE PROYECTO

IV.1. CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS DEL PRODUCTO- Conservación por enfriamiento:

Temperatura = 0 a -0.6ºCTiempo de conservación: 4 semanasHumedad: 95%

- Conservación por congelamiento:

Temperatura = -20ºCTiempo de conservación: 1 añoHumedad: 95%

IV.2. BASES DE CÁLCULOa. Ubicación geográfica

El complejo estará ubicado:

Región: ArequipaProvincia: ArequipaDistrito: La JoyaZona: La Joya

b. Descripción del proyecto

El complejo frigorífico funcionara para cubrir la demanda de 290 kg para producto conservado frio y 1600 kg de producto conservado congelado para una dotación de 15 días.

Cada cámara contara con el equipo necesario para su funcionamiento

según diseño a realizar.

Se considera para el diseño una temperatura ambiente de 25C (77F), 20% de humedad y el periodo mínimo de conservación es de 2 a 4 semanas en el caso de enfriamiento y hasta 1 año para el caso de producto congelado.

c. Acopio de cosecha de arándano

Días: Cantidad de Jabas:Lunes – Martes – Miércoles – Jueves 450

Viernes – Sábado 350Domingo 210



d. Cantidad de arándanos a conservarProducto frio:

Días: Cantidad de Jabas:Lunes – Martes – Miércoles – Jueves 70Viernes – Sábado 50Domingo 20

Producto congelado:

Días: Cantidad de Jabas:Lunes – Martes – Miércoles – Jueves 370Viernes – Sábado 290Domingo 180

Para una semana- Producto enfriado:

4 x70+2 x50+1 x20=400

luego : 4007

≈58 jabasdía

=290 kg/día

- Producto congelado:4 x370+2 x290+1 x180=504

luego : 22407

≈320 jabasdía

=1600 kg /día

Donde 1 jaba=5kg

Para 15 días:- Producto enfriado:

290 kgdía

×15dias=4350

- Producto congelado:

1600 kgdía

×15dias=24000

e. Dimensionamiento de bandejas*Asumiendo 12 envases/bolsas por caja- Producto enfriado

(Clamshell 4x4 125gr Arándano):



Alto : 40,3 mm

Ancho : 107 mm

Largo : 107 mm

Tenemos que cada envase contiene 125 gramos, entonces:

Numerodeenvases : 290kg /dia0.125 kg/envase

=2320envases /dia

- Producto congeladoBolsas aluminizadas

Alto : 40,3 mmAncho : 107 mmLargo : 107 mm

Tenemos que cada bolsa contiene 125 gramos, entonces:

Numerodebolsas : 1600 kg/dia0.125 kg/bolsa

=12800bolsas/dia



f. Dimensionamiento de cajas(tanto para producto frio como congelado):

Alto : 8,5 cmAncho : 24 cmLargo : 33.3 cm

- Para productos enfriados:

Numerodecajas=2320 envases /dia12envases /caja

=194 cajas /día

- Para productos congelados:

Numerodecajas=12800bolsas /dia12bolsas/caja

=1067 cajas /día

g. Dimensiones del apilamiento

Los apilamientos tendrán las siguientes dimensiones:- 3 cajas a lo largo- 5 cajas de ancho- 24 cajas de altura

3 x5 x24=360 cajas por apilamiento

h. Dimensionamiento de pallets:

Dimensiones del Pallet (4 entradas)



Alto : 14.5 cmAncho : 100 cmLargo : 120 cm

- Por piso: 15 cajas (5x3).- El alto con apilamiento es de 2.18 m

i. Cantidad de apilamientos- Para producto enfriado:

194 cajas/día360 cajas / pallet

=0.53 pallets /día→1 pallet /día

- Para producto congelado:1067 cajas/día

360 cajas/ pallet=2.96 pallets /día→3 pallets /día

IV.3. CARTERISTICAS FISICAS DE LAS CAMARASIV.3.1. CAMARAS DE CONSERVACION

a. Disposición de estantes en cámaraAsumimos la cantidad de 9 pallets por cámara, predisponiéndolos en el orden mostrado en la figura, obteniendo las siguientes dimensiones internas (Gordillo, 2015):

DIMENSIONES INTERNAS DE LA CAMARA Largo: 7 m = 22.97' Ancho: 6 m = 19.69'



Alto: 2.7 m = 8.86'

b. Número necesario de cámaras- Para producto enfriados:

1 palletdia

x15días x 1camara9 pallet

≈2camaras

- Para productos congelados:

3 palletdia

x15días x 1camara9 pallet

=5 camaras

c. Dimensiones de espesores de pared en las cámaras Cámara de conservación por Congelamiento: Las condiciones de

almacenaje para el arándano congelado son:o Temperatura: - 20 °C = - 4°Fo Humedad: 95%o Tiempo aproximado: hasta 12 meses

Calculo del aislante: De la tabla # 12Para T= - 4 °F tenemos:

Espesor=8ECx {1EPI ¿2 EC} = 4 EPI ¿

Donde:EC: Espesor de corchoEPI: Espesor de poliuretano inyectado

Cámara de conservación por enfriamiento: Las condiciones de almacenaje para el arándano enfriado son:

o Temperatura: -0.6 a 0 °C, tomamos -0.6°C = 32°Fo Humedad: 95%o Tiempo aproximado: 14 a 28 días.

Cálculo dela aislante: De la tabla # 12Para T = 32°F

Espesor=5ECx {1EPI ¿2EC} = 2.5EPI ¿

d. Dimensiones de la pared

Cámara de conservación por congelamientoEspesor de la pared = 6” = 0.1524 m

Cámara de conservación por enfriamientoEspesor de la pared = 4” = 0.1016

e. Dimensiones del techo



Cámara de conservación por congelamientoEspesor de la pared = 5.5” = 0.1397 m

Cámara de conservación por enfriamientoEspesor de la pared = 3.5” = 0.0889 m

f. Dimensiones del piso

Cámara de conservación por congelamientoEspesor de la pared = 6.5” = 0.1651 m

Cámara de conservación por enfriamientoEspesor de la pared = 4.5” = 0.1143 m

g. Dimensiones exteriores de la cámara: Cámara de conservación por congelamiento:Largo exterior=largo interior+2 espesor paredLargo exterior=7 m+2 x0.1524 mLargo exterior=7.3048m

Ancho exterior=Ancho interior+2espesor paredAncho exterior=6m+2 x0.1524 mAncho exterior=6.3048m

Alto exterior=Ancho interior+techo+ pisoAlto exterior=2.7m+0.1397m+0.1651mAlto exterior=6.3048m

DIMENSIONES EXTERIORES DE LA CAMARA DE CONSERVCION POR CONGELAMIENTO

Largo: 7.3048 m=23.96’Ancho: 6.3048 m=20.69’

Alto: 3.0048 m=9.86’

Cámara de conservación por enfriamiento

Largo exterior=largo interior+2 espesor paredLargo exterior=7 m+2 x0.1016mLargo exterior=7.2032m



Ancho exterior=Ancho interior+2espesor paredAncho exterior=6m+2 x0.1016 mAncho exterior=6.2032m

Alto exterior=Ancho interior+techo+ pisoAlto exterior=6m+0.0889m+0.1143mAlto exterior=6.2032m

DIMENSIONES EXTERIORES DE LA CAMARA DE CONSERVACION POR ENFRIAMIENTO

Largo: 7.2032 m Ancho: 6.2032 m

Alto: 2.2032 m

IV.3.2. TUNELa. Dimensiones del túnel de congelamiento

Disposición de las cámaras y túneles: proyectamos un solo bloque de 5 cámaras y un túnel de congelamiento, tal como se muestra en el plano 1

Dimensiones interiores del túnel: Para una necesidad de congelamiento de 1067 cajas por día distribuidos en un turno, se tendrá la necesidad de congelar 1067 cajas por turno (3 pallet) en el túnel de congelamiento. La disposición puede observarse en la figura siguiente.



DIMENSIONES INTERIORES DEL TUNEL DE CONGELAMIENTO

Largo: 3.5 m Ancho: 3 m

Alto: 3 m

Dimensiones de paredesCalculo del aislante: Teniendo en cuenta que temperatura = -14°F, de tabla # 12

Espesor=8 ECx {1EPI ¿2 EC} = 4 EPI ¿

Luego:Espesor de pared = 6”= 0.1524 m Espesor de techo = 5.5” = 0.1397 mEspesor de piso = 6.5” = 0.1651 m

Dimensiones exteriores del túnel de congelamiento

DIMENSIONES EXTERIORES DEL TUNEL DE CONGELAMIENTO

Largo: 3.8048 m Ancho: 4.9048m

Alto: 3.3048 m



b. Dimensiones del túnel de enfriamiento

Disposición de las cámaras y túneles: proyectamos un solo bloque de 2 cámaras y un túnel de congelamiento, tal como se muestra en el plano 1.

Dimensiones interiores del túnel: Para una necesidad de congelamiento de 194 cajas por día distribuidos en dos turnos, se tendrá la necesidad de congelar 97 cajas por turno en el túnel de enfriamiento. La disposición puede observarse en la figura siguiente.

DIMENSIONES INTERIORES DEL TUNEL DE ENFRIAMIENTO

Largo: 3.2 m Ancho: 2 m

Alto: 3 m

Dimensiones de paredesCalculo del aislante: Teniendo en cuenta que temperatura = 22°F, de tabla # 12

Espesor=6ECx {1 EPI ¿2 EC} = 3 EPI=0.0762m ¿

Luego:Espesor de pared = 5”= 0.127 m Espesor de techo = 4.5” = 0.1143 mEspesor de piso = 5.5” = 0.1397 m

Dimensiones exteriores del túnel



DIMENSIONES EXTERIORES DEL TUNEL DE ENFRIAMIENTO

Largo: 3.454 m Ancho: 2.254 m

Alto: 3.254 m

IV.4. CALCULO DE CARGAS TERMICASIV.4.1. CARGAS TERMICAS DE CAMARA DE CONSERVACION POR

ENFRIAMIENTOA. Por pared, techo y piso

q1=F1x AeDe tabla 1, con Te-Ti=47°F (Te = 26°C=79°F y Ti=32°F) y EC=5”, entonces F1=67.8

Aext=2 (largo x ancho )+2 ( largo+ancho ) x alturaAext=2 (23.96 x 20.69 )+2 (23.96+20.69 ) x 9.86

Aext=1871.96 pies2

q1=67.8 x 1871.96

q1=126918.9 BTUdia

B. Carga SolarPara el proyecto se utilizara sobre techo, por tanto:

q2=0C. Carga por cambio de aire

q3=F2 x F3x V i

V i=22.97 x 19.69 x 8.86

V i=4007.2 pies3

De tabla # 3a con Vi=4007.2pies3

F2=7.2

De tabla # 4, con Tcamara=32°F, Te = 79°F (26°C), y ф = 20 %F3= 1.13 (interpolando), Luego:

q3=7.2x 1.13 x 4007.2q3=32602.58BTU /día

D. Carga por producto



Debido a que el producto ingresa a menor temperatura, esta carga es cero:q 4=0

E. Cargas diversas Por persona:

q5a=N p x F px tAsumimos:

N p=4 personast=2horas

De tabla # 10, con Ti=32°F:

F p=928 BTUhr . persona

(interpolando )

q5a=4 x928 x2q5a=7424 BTU /día

Por iluminaciónq5b=N f x P f xFx t

Asumimos:N f=10 focosPf=40W

Pf=3.413 BTUW−hr

t=2horas

q5b=10 x 40x 3.413 x 2

q5b=2730 BTUdía

Carga de respiraciónq5c=mxF R

m=291 kgpallet

x9 pallet x2.2 lbkg

=5761.8 lb

FR=3.3(Asumiendoigual que fresas )q5c=5761.8 x 3.3

q5c=19013.94 BTUdía

Carga por motoresq5d=Nmx Pm xt

Considerando: 1 ventiladores prendidos, por 15 horas al dia:

Pm=1150(considerando de3a20HP )



q5d=1x 400 x15

q5d=6000 BTUdía

Calculamos el total de cargas diversas:

q5=q5a+q5b+q5c+q5dq5=7424+2730+19013.94+6000

q5=35167.94 BTUdía

F. Carga totalqt=q1+q2+q3+q 4+q5

qt=126918.9+0+32602.6+0+35167.94

qt=194689.42 BTUdía

Aplicando el factor de correcion de 10%:qt corregida=1.1x 194689.94

qt corregida=214158.934 BTUdía

IV.4.2. CARGAS TERMICAS DE CAMARA DE CONSERVACION POR CONGELAMIENTOA. Por pared, techo y piso

q1=F1x AeDe tabla 1, con Te = 26°C=79°F y Ti=-4°F Te-Ti=83°F y ec=8”, entonces F1=75 (interpolando)

Aext=2 (largo x ancho )+2 (largo+ancho ) x alturaAext=2 (23.96 x 20.69 )+2 (23.96+20.69 ) x 9.86

Aext=1871.96 pies2

q1=75x 1871.96

q1=140397 BTUdia

B. Carga SolarPara el proyecto se utilizara sobretecho, por tanto:

q2=0



C. Carga por cambio de aire

q3=F2 x F3 x V i

V i=22.97 x 19.69 x 8.86

V i=4007.2 pies3

De tabla 1, con Te = 26°C=79°F y Ti=-4°F y ф = 20 % , Te-Ti=84°FDe tabla # 3a, F2=7.2De tabla # 4, F3= 2.225 (interpolando), Luego:

q3=7.2x 2.225 x4007.2q3=64195.3BTU /día

D. Carga por productoDebido a que el producto ingresa a menor temperatura, esta carga es cero:

q 4=0


q5a=N p x F p x tAsumimos:

N p=4 personast=2horas

De tabla # 10, con Ti=32°F:

F p=928 BTUhr . persona

(interpolando )

q5a=4 x928 x2q5a=7424 BTU /día

Por iluminaciónq5b=N f x P f xFx t

Asumimos:N f=10 focosPf=40W

Pf=3.413 BTUW−hr

t=2horas

q5b=10 x 40x 3.413 x 2

q5b=2730 BTUdía

Carga de respiraciónq5c=mxF R



m=540 kgpallet

x 9 pallet x 2.2 lbkg

=10692 lb

FR=3.3(Asumiendoigual que fresas )q5c=5761.8 x 3.3

q5c=35283.6 BTUdía




q5d=1x 400 x15

q5d=6000 BTUdía


q5=q5a+q5b+q5c+q5dq5=7424+2730+35283.6+6000

q5=51437.6 BTUdía


qt=140397+0+64195.3+0+51437.6

qt=256029.9 BTUdía



IV.4.3. CARGAS TERMICAS DE TUNEL DE ENFRIAMIENTO

A. Por pared, techo y pisoq1=F1x Ae



De tabla 1, con Te-Ti=57°F (Te = 26°C=79°F y Ti=-22°F) y EC=6”, obtenemos F1=68.4 (interpolando)

Aext=2 (largo x ancho )+2 ( largo+ancho ) x alturaAext=2 (11.33 x 7.4 )+2 (11.33+7.4 ) x 9.03

Aext=505.95 pies2

q1=68.4 x505.95

q1=34608 BTUdia


q2=0

C. Carga por cambio de airePor funcionar el túnel completamente cerrado, sin ingreso ni salida de personas:

q3=0

D. Carga por productoq 4=m {CA (T I−T c)+hif +CD(T C−T i) }x 24 /tf

Donde:

m=291 kgdia

=640.2 lbsturno

Asumiendo T I=25° C=77 ° FDe tabla #7A

T i=5 ° F (Temperaturade enfriamientorapido )T c=20 ° F (Temperatura de enfriamiento )

C A=0.92CD=0.47

H if=129 BTUlb

t=22 - f=0.67 (tabla#5)

q 4=640.2 x {0.92 x (77−20 )+129+0.47 x (20−5) }x 2422 x0.67

q 4=196479.72 BTUdía


q5a=0(No hay ingreso de personas)

Por iluminación



q5b=0(No hay focos prendidos en funcionamiento) Carga por envase:

q6 c=0 Carga por motores

q5d=Nmx Pm xt



q5d=1x 400 x15

q5d=6000 BTUdía


q5=q5a+q5b+q5c+q5dq5=0+0+0+6000

q5=6000 BTUdía


qt=34608+0+0+196479+6000

qt=237087 BTUdía

Aplicando el factor de correcion de 10%:qt corregida=1.1x 237087


IV.4.4. CARGAS TERMICAS DE TUNEL DE CONGELAMIENTO

A. Por pared, techo y pisoq1=F1x Ae

De tabla 1, con Te = 26°C=79°F y Ti=-14°F Te-Ti=93°F y ec=8”, entonces F1=84 (interpolando)



Aext=2 ( largo x ancho )+2 (largo+ancho ) x alturaAext=2 (12.48 x16.09 )+2 (12.48+16.09 ) x9.202

Aext=927.41 pies2

q1=84 x 927.41

q1=77902.4 BTUdia


q2=0

C. Carga por cambio de airePor funcionar el túnel completamente cerrado, sin ingreso ni salida de personas:

q3=0

D. Carga por productoq 4=m {CA (T I−T c)+hif +CD(T C−T i) }x 24 /tf

Donde:

m=1600 kgdia

=3520 lbsturno

Asumiendo T I=25° C=77 ° FDe tabla #7A

T i=−25 ° F (Temperatura deenfriamiento rapido )T c=−15 ° F (Temperaturade enfriamiento )

C A=0.92CD=0.47

H if=129 BTUlb

t=22 - f=0.67 (tabla#5)

q 4=3520 x {0.92 x (77−(−15))+129+0.47 x(−15−(−20))} x 2422 x0.67

q 4=1251381. BTUdía


q5a=0(No hay ingreso de personas)

Por iluminaciónq5b=0(No hay focos prendidos en funcionamiento)



Carga por envase:q6 c=0




q5d=1x 400 x15

q5d=6000 BTUdía


q5=q5a+q5b+q5c+q5dq5=0+0+0+6000

q5=6000 BTUdía


qt=77902.4+0+0+1251381.5+6000

qt=1335283.9 BTUdía



IV.5. SELECCIÓN DE EQUIPOSIV.5.1. Para cámara de conservación de producto enfriado

Teniendo como carga térmica:




Considerando un funcionamiento de 22 horas por dia:

CAP=qT

22=214158.934

20=10708 BTU

hora

(1) Selección de refrigerante para el sistema:De acuerdo a recomendaciones se debe usar el R-134ª para cámaras de conservación que operen entre -10 a 5° C

(2) Selección de la unidad de condensación Usamos equipos Danfoss, con los siguientes datos:

∆T=10 ° FT ambiente=79° FT camara=32° F

T condensacion=89 ° FT evaporacion=22 ° F

Seleccionamos: Condensador DANFOSS OP-HniJZ015D (Danfoss) con 11892 BTU/h y compresor MlZ015 con potencia nominal de 1.22 KW.

(3) Selección de la unidad de evaporación Usamos equipos McQuay con deshielo eléctrico tipo Silhoute ELC-120B de 12000 BTU/h y 1851 pie3/min.Dimensiones externas:

Ancho: 76”Profundidad: 16”Altura: 13”

(4) Balanceo de equipos

Unidad de condensación

T amb (°F)

Capacidad(BTU/hr) a temperatura de evaporacion5 14 23 32 41 50 59

OP-HJZ015D 90 7495 9523 11892 14593 176012090

2 24475

Unidad de evaporacion

Tcámara (°F)

Tsucción (°F)

∆TCAP

(BTU/hr)



ELC-105B32 27 5 600032 22 10 1200032 12 20 24000

Del grafico anterior obtenemos el punto de Equilibrio ubicado en 11500 BTU/hr y 22ºF.

IV.5.2. Para cámara de conservación de producto congeladoTeniendo como carga térmica:


Considerando un funcionamiento de 22 horas por dia:

CAP=qT

20=281632.89

20=14081.6 BTU

hora

(1) Selección de refrigerante para el sistema:De acuerdo a recomendaciones se debe usar el R-404ª para cámaras de conservación de congelamiento.


∆T=10 ° F



T ambiente=79° FT camara=−4 ° F

T condensacion=89 ° FT evaporacion=−14 ° F

Seleccionamos: Condensador DANFOSS OP-HJZ050D con 15075 BTU/h y compresor MTZ050 con potencia nominal de 3.92 KW.

(3) Selección de la unidad de evaporación

Usamos equipos McQuay con deshielo eléctrico tipo Silhoute ELC-140B de 14000 BTU/h y 2268 pie3/min.Dimensiones externas:



Unidad de condensación

T amb (°F)

Capacidad(BTU/hr) a temperatura de evaporacion-22 -13 -4 5 14 23 32

OP-HJZ050D 90 108591507

5 20016 25736 322563962

2 47775


Tcámara (°F)

Tsucción (°F)

∆TCAP

(BTU/hr)

ELC-140B-4 -9 5 7000-4 -14 10 14000-4 -24 20 28000



Del grafico anterior obtenemos una carga de 14000 BTU/hr y -14ºF

IV.5.3. Para túnel de enfriamientoTeniendo como carga térmica:


Considerando un funcionamiento de 20 horas por día:

CAP=qT

20=260795.7

20=13039.8 BTU

hora



∆T=10 ° FT ambiente=79° FT camara=22° F

T condensacion=89 ° FT evaporacion=12 ° F



Seleccionamos: Condensador DANFOSS OP-HJZ036D con 13475 BTU/h y compresor MTZ036 con potencia nominal de 2.83 KW.

(3) Selección de la unidad de evaporación Usamos equipos McQuay con deshielo eléctrico tipo Silhoute ELC-140B de 14000 BTU/h y 2268 pie3/min.Dimensiones externas:



Unidad de condensación T amb (°F)Capacidad(BTU/hr) a temperatura de evaporacion

14 23 32 41 50 59 68OP-HJZ022D 90 13475 17100 21263 25993 31282 37140 43549


Tcámara (°F)

Tsucción (°F)

∆TCAP

(BTU/hr)

ELC-140B22 17 5 700022 12 10 1400022 2 20 28000



Del grafico anterior obtenemos una carga balanceada de 15000 BTU/hr y una temperatura de 12ºF

IV.5.4. Para túnel de congelamientoTeniendo como carga térmica:

qt corregida=1 468 812,29 BTUdía

Considerando un funcionamiento de 20 horas por día:

CAP=qT

20=1468 812.29

20=72440.6 BTU

hora



∆T=10 ° F



T ambiente=79° FT camara=−14 ° FT condensacion=89 ° FT evaporacion=−24 ° F

Seleccionamos: 2 Condensador es DANFOSS OP-LJZ271D con 13287 BTU/h y compresor NTZ271 con potencia nominal de 3.5 KW.

(3) Selección de la unidad de evaporación Usamos 2 equipos McQuay con deshielo eléctrico tipo Silhoute ELC-360B de 36000 BTU/h y 5600 pie3/min.Dimensiones externas:

Ancho: 137.25”Profundidad: 16”Altura: 18.5”


Unidad de condensación T amb (°F)

Capacidad(BTU/hr) a temperatura de evaporacion

-40 -31 -22 -13 -4OP-HJZ022D 90 20182 27612 36230 46022 56879


Tcámara (°F)

Tsucción (°F)

∆TCAP

(BTU/hr)

ELC-360B-14 -19 5 18000-14 -24 10 36000-14 -34 20 72000



-40 -31 -22 -13 -4 5 14 23 32 410

20000

40000

60000

80000

100000

120000

Capacidad Balanceada de Tunel de congelamiento

Capacidad(BTU/hr) a temperatura de evaporacion

CAP (BTU/hr)

T (ºF)

BTU/

hr

Del grafico obtenemos una carga balanceada de 41000 BTU/hr y -24ºF

IV.6. SELECCIÓN DE TUBERIAS Y ACCESORIOSIV.6.1. Para cámara de conservación de Producto Congelado

Resumen de resultados anteriores:

CAPbalanceada=14081.6 BTUhora

=4.103 KW

Unidad condensadora :DanfossOP−HJZ 050 D( 15075BTUhora

)

Unidad evaporadora. McQuay ELC−140 BT condensacion=89 ºF=32ºCT evaporacion=−14 ºF=−26 ºC

(1) Selección de válvula de expansión TermostáticaQnom=4.103KWT condensacion=89 ºF=32ºCT evaporacion=−14 ºF=−26 ºC∆T=10 ºF=6 ºC=6K

De manual Danfoss seleccionamos factor de corrección:



f=1.04 (interpolando)

Qcorregida=4.1031.04

=3.95 KW

Seleccionamos:

Valvula DanfossT 2 , orificio4

(2) Selección de tuberíasPara todas las instalaciones se utilizara tuberías de cobre tipo L(a) Línea de succión

Longitud de tuberiaaproximada : 40 pies ¿30 pies y 10 pies por accesorios¿Accesorios :−Codos de90 º :4

−Caidade presión=1.4 lbpulg .2

=0.79 KPam

(Tabla¿7.1 .1)

Degrafica de pag .¿3941:

∅=3 /4Caidade presioncorregida=0.4 KPa/m

1,2 La tabla y grafica mencionada se tomó del libro REFRIGERACION de Ing. Carlos Gordillo, así mismo se siguió la metodología recomendada por el autor para la selección de tuberías.



(b) Línea de descargaLongitud de tuberiaaproximada :10 pies¿7 pies y 3 pies por accesorios¿Accesorios :−Codos de90 º :1


(Tabla¿7.1.1 )

−Caidade presion para10 pies de tuberia :3.17 KPam

¿

Degrafica de pag .¿394 :

∅=5 /8Caidade presioncorregida=2 KPa /m

(c) Línea de liquido

Longitud de tuberiaaproximada :50 pies¿38 pies y 12 pies por accesorios ¿Accesorios :−Codos de90 º :5−TEES :2−Valvulade paso :3


(Tabla¿7.1.1 )

−Caidade presion para50 pies de tuberia :0.63 KPam

¿

Degrafica de pag .¿394 :

∅=7 /8Caidade presioncorregida=0.38 KPa /m



(3) Selección de separador de aceiteCAP=4.103 KW∅ descarga=5 /8Refrigerante 404ª

DanfossOUB 4

(4) Selección de recibidor de liquidoRecomendación de proveedor de Unidad Condensadora (DANFOSS OP-HJZ050D).



(5) Selección de filtro secadorCAP=4.103 kW∅ liquido=7 /8

(6) Selección de mirilla∅ liquido=7 /8


Capacidad=8 litros

Danfoss DCL417

Danfoss SGN+22 s


V. CONCLUSIONES - Se determinó las dimensiones de la planta para conservacion de

Arandanos.- Se calculo las cargas térmicas.- Se determinaron las dimensiones de las cámaras de conservacion (tanto

de enfriamiento como de congelamiento) para 15 dias.- Se realizo la distribución de planta considerando los procesos para la

conservacion del arandano.



VI. OBSERVACIONES

- Ante la creciente demanda para exportación de arándano, se consideró que la mayoría de la cosecha se procesara para una conservación de congelamiento, no obstante también se consideró la conservación por enfriamiento para satisfacer la demanda local.

- En periodos en los que no se pueda procesar arándanos por problemas externos a la planta, se puede usar para procesar FRESAS al ser de características similares.

- A pesar de que las características climáticas de la Joya no son óptimas para la conservación de productos como el ARANDANO, se optó esta ubicación ya que se encuentra a poco tiempo de los terrenos de cosecha, y por recomendación del Ministerio de Agricultura del Perú el tiempo límite entre cosecha y procesado no debe exceder las 4 horas.



VII. BIBLIOGRAFIA

- Andina. (19 de Noviembre de 2012). Recuperado el 29 de Julio de 2015, de http://www.andina.com.pe/agencia/noticia-seis-regiones-del-peru-cultivan-102-hectareas-arandanos-436531.aspx

- Benavides, I. L. (s.f.). Estudio de prefactibilidad para la produccion y comercializacion de Arandanos en condiciones de Valles Andinos. Presidencia del Consejo de Ministros.

- Danfoss. (s.f.). Selección Rápida de controles de refrigeracion, compresores y Unidades Condensadores.

- Gordillo, I. C. (2015). Refrigeracion. Arequipa.

- Prado, T. D. (2009). ESTUDIO PARA LA SELECCIÓN DE 10 NUEVOS PRODUCTOS, SU ADAPTABILIDAD AL TERRITORIO NACIONAL, SU VIABILIDAD EN EUROPA E IDENTIFICAR POTENCIALES CLIENTES.



VIII. ANEXOS


A ANEXOS


Refrigeración para Arandanos

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