Trabajo Final Tecnologia Del Frio

FACULTAD DE CIENCIAS AGRARIAS

ESCUELA DE AGROINDUSTRIAS

TEMA:

CURSO:

TECNOLOGIA DEL FRIO

DOCENTE:

ESTUDIANTE:

ING. YURI IVÁN MENDOZA GARAY

JIMÉNEZ SILVERA, MILAGROS DE FÁTIMA.

SAAVEDRA ALAMA, CÉSAR ALONSO

PROYECTO DE CONSTRUCCION DE CAMARA FRIGORIFICA PARA CARNES

2013

UNIVERSIDAD NACIONAL DE TUMBES FACULTAD DE CIENCIAS AGRARIAS ESCUELA DE ING. AGROINDUSTRIAL

DEDICATORIA

Este Proyecto de Investigación va

dedicado a nuestros que siempre

nos apoyan y llenan nuestro espíritu

de amor y hacen más fácil nuestro

caminar…

Tecnología del frio Página 2


INDICE

PORTADA…………………………………………………………………….. … 01DEDICATORIA…………………………………………………………………… 02ÍNDICE………………………………………………………………..................... 03INTRODUCCION…… …………………………………………………………… 04

CAPITULO I1. GENERALIDADES………………………......………………………………. 06

1.1. Antecedentes…………………………………………………………….. 061.2 Definición del problema………………………………………………….. 061.3 Objet ivos……………………………………………………... . . . . 07

1.3.1 Objetivo general…………………………………………... ……… 071.3.2 Objetivo especifico……………………………………………….. 07

1.4 Alcance……………………………………………………………………. 08

CAPITULO II2. PRINCIPIOS BÁSICOS DE REFRIGERACIÓN ......................................... 09

2.1. Generalidades…………………………………………………………….. 09 2.1.1 Historia de la refrigeración ………………………………………... 102.1.2 Conceptos básicos……………………………………………….. 112.1.3 Ciclos de refrigeración……………………………………….. …….. 19

CAPITULO III3. DISEÑO TÉRMICO Y MECÁNICO………………………………………….. 21

3.1 Criterios generales……………………………………………………… 223.1.1. Tipo de producto………………………………………………….. 223.1.2 Descripción y características del producto……………….…….. 233.1.3 Definición de cámaras frigoríficas………………………………. 253.1.4 Condiciones de diseño…………………………………………… 31

3.1.4.1 Condiciones climatológicas del lugar…………………… .31

CAPÍTULO IV4. ANALISIS ENERGETICO…..………………………………………………. 32

4.1. Análisis del problema…………………………………………………. 324.2. Condiciones climatológicas del diseño…………………………….. 32



4.3 Especificaciones del producto (Carne)…………………………….. 334.4 Condiciones de almacenamiento y conservación………………… 334.5 Condiciones de empaque…………………………………………… 334.6 Volumen de almacenamiento…………………………………… 344.7 Dimensiones del espacio por refrigerar………………………… 344.8 Materiales de construcción………………………………………. 34

CAPÍTULO V5. CALCULO DE LA CARGA TERMICA….…………………………......... 35

5.1. Definición de balance térmico…………………………………….. 355.2. Calculo de cargas térmicas de instalaciones frigoríficas……… 365.3 Carga térmica generada por la transmisión…………………….. 37

5.4 Cargas térmicas del producto…………………………………… 405.5 Cargas térmicas por renovación de aire………………………... 435.6 Carga térmica por fuentes internas……………………………… 44

5.6.1 Ganancia de calor por persona………………………….. 445.6.2 Ganancia de calor por alumbrado………………………… 455.6.3 Ganancia de calor por servicios………………………….. 455.6.4 Ganancia de calor por ventiladores………………………. 45

5.7 Obtención de carga total…………………………………………. 465.8 Obtención de la potencia frigorífica necesaria…………………. 46

CAPÍTULO VI6. RESULTADOS Y EVALUACION DE CARGA TERMICA …..……… 47

6.1 Calculo de carga térmica generada por la transmisión……… 47

6.2 Calculo de cargas térmicas del producto……………………… 476.3 Calculo de cargas térmicas por infiltración………………….. 476.4 Calculo de calor producido por el producto……………………. 48

6.5 Calculo de carga producida por el embalaje…………………… 48 6.6 Calculo de calor por los ocupantes…………………………….. 49 6.7 Calculo de ganancia de calor por servicios…………………….. 49 6.8 Calculo de carga térmica por iluminación………………………. 50 6.9 Calculo de ganancia de calor por ventiladores………………… 50

5.7 Calculo de carga total……………………………………………. 515.8 Calculo de la potencia frigorífica necesaria…………………….. 51



CAPITULO VII

7. RECOMENDACIONES PARA LA BUENA CONSERVACION

DE LA CARNE Y PROGRAMA DE MANTENIMIENTO DEL

EQUIPO………………………………………………………………………. 52

7.1 recomendaciones para la buena conservación de la carne…..… 52

7.2 programa de mantenimiento…………………………………….

53

7.2.1 Evaporadores……………………………………………… 54

7.2.2 Unidades motocompresoras ……………………………… 55

7.2.3 Condensadores…………………………………………….. 56

CONCLUSIONES........................................................................................ 58BIBLIOGRAFÍA............................................................................................. 59

ANEXO…………………………………………………………………………... 60



INTRODUCCIÓN

Una de las aplicaciones de la refrigeración mecánica es la conservación de

alimentos como las carnes para su consumo en estado fresco, necesidad que hoy

en día es de vital importancia sobre todo en el área de industria alimenticia para la

producción, conservación y distribución de estos sin que sufran descomposición y

deterioro de sus propiedades naturales, en este caso nos referiremos a la carne de

bovino perteneciente de la ciudad de Tumbes.

Una de las características principales de las industrias de transformación de

productos agrarios es el carácter perecedero de las materias primas que se utilizan.

Esto explica que la instalación frigorífica sea un componente usual en este tipo de

industria. La refrigeración retarda las transformaciones enzimáticas y

microbiológicas y ralentiza la respiración de los alimentos frescos, aumentando así

el tiempo de conservación.

El tiempo de almacenamiento de la materia prima en la cámara frigorífica, depende

de muchos y variados factores, como pueden ser:

Características de conservación de la materia prima.

Volumen disponible para el almacenamiento del producto.

Estacionalidad de la producción.

Volumen de transformación de la industria.

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


UNIVERSIDAD NACIONAL DE TUMBES FACULTAD DE CIENCIAS AGRARIAS ESCUELA DE ING. AGROINDUSTRIALde tiempo relativamente largos, para eso tuvieron como conveniente diseñar

cámaras frigoríficas ya que son locales construidos con material aislante térmico,

destinados a la conservación por medio del frío, de productos perecederos. Lo

más importante de una cámara frigorífica es el sistema utilizado, así también como

el estudio de las posibles alternativas a dicho sistema. Este tema es sumamente

extenso y estos equipos se utilizan no sólo en la conservación y mantenimiento

de alimentos sino también en las más diversas áreas como la farmacéutica, la

floristería, la ingeniería, la investigación científica y hasta en la informática.

En este trabajo aparecen algunos conceptos básicos para el conocimiento del

funcionamiento de los ciclos de refrigeración, la definición y características de carne

como producto agroindustrial a conservarse, la metodología del diseño de cámaras

frigoríficas y además aparecen expresiones de cálculo y consideraciones que

ayudan al diseño o rediseño de las cámaras frigoríficas.

Algunos de los conceptos claves a la hora de poder diseñar y comprender una

instalación frigorífica son: Calor, ciclo de refrigeración, evaporadores, compresores y

condensadores.

Con respecto a los cálculos a solucionar nos referimos a todas las cargas térmicas.

La carga térmica de refrigeración es el calor que se debe extraer de la cámara, con

el fin de que mantenga la temperatura de diseño en su interior. Este calor coincide

con el calor que entra o que se genera dentro de la cámara frigorífica. Son muchos

los factores que intervienen, y es por este motivo que se distribuyen en apartados

denominados “partidas”, cada una de estas partidas tiene en cuenta el calor

introducido o generado por una causa concreta. El cálculo de las necesidades

frigoríficas de una cámara, es una operación rutinaria y que resulta repetitiva, ya que

siempre intervienen los mismos datos y partidas

El reglamento de seguridad para instalaciones frigoríficas (RSIF) hace referencia a

diferentes aspectos relacionados con el diseño y la seguridad, que son de obligado

cumplimiento para todas las instalaciones. Entre los más importantes, destacar:

Carga máxima de refrigerante.

Sala de máquinas. Diseño y construcción.

Cámara frigorífica. Diseño y construcción.

Medidas de prevención y protección del personal.



La instalación de protección contra incendios, es una parte muy importante en

materia de seguridad. No es considerada en profundidad en este apartado. En el

libro de Anexos, será tratado el tema de incendios de forma más exhaustiva.

CAPITULO I

GENERALIDADES

1.1 ANTECEDENTES

El siguiente proyecto nace de la necesidad de alargar la vida útil de las carnes

y de esta forma ofrecer al consumidor final mejor calidad y un alimento fresco.

El control de la temperatura adecuada de almacenamiento es esencial para

mantener la calidad del producto fresco. Mediante la construcción y el

mantenimiento de los cuartos fríos con nuevos mecanismos de control y

materiales más eficientes la industria reducirá substancialmente el costo total

proveniente del sobreprecio del producto cuando no es temporada. Muchos de

los productos tienen una vida muy corta después que han sido cosechadas o

extraídas de su medio natural y no se encuentra a la temperatura adecuada

para su conservación. El enfriamiento y conservación en cuartos fríos remueve

rápidamente este calor de campo, permitiendo así periodos relativamente

amplios de almacenamiento y ayuda a mantener la calidad hasta el

consumidor final, brindando al mercado cierta flexibilidad permitiendo el

aumento en las ventas del producto en un mayor tiempo. Si se tiene

refrigeración en instalaciones de almacenamiento, se hace posible tener

reservas de la pulpa de fruta en caso de no estar al alcance por causas

climáticas o de mercado. Como se ha explicado anteriormente, esto será una

ventaja para la empresa en términos económicos y para dar cumplimiento a

compromisos ya adquiridos.

1.2 DEFINICIÓN DEL PROBLEMA



Este proyecto describe el diseño, construcción y cálculo del requerimiento de

energía de las instalaciones de enfriamiento para conservación de carnes,

donde serán tomados en cuenta parámetros que puedan mejorar el

rendimiento de la cámara frigorífica en costo y consumo, analizando las

posibles alternativas que el mercado local dispone, mejorando la eficiencia.

1.3 OBJETIVOS

1.3.1 Objetivo General

El objetivo principal del presente trabajo es la realización del

cálculo y diseño de los componentes de la cámara frigorífica que se

utilizara para el almacenamiento de carne vacuna, ubicada en la

ciudad de Tumbes, y la adquisición en el mercado.

1.3.2 Objetivos Específicos

El diseño correcto de la cámara frigorífica para almacenar la

cantidad de carne vacuna.

El cálculo y elección adecuada de los equipos y dispositivos a

utilizarse para la construcción de la cámara.

Proyección adecuada de la cámara frigorífica con el diseño

correcto y corregido de proyecciones incorrectas

1.4 ALCANCE

El diseñar y construir una cámara frigorífica para la conservación de carne nos

permita profundizar nuestros conocimientos de refrigeración y energía,

empapándonos de ciertos aspectos y consideraciones que en base de

experiencias propias se pueden palpar, de esta manera podremos llegar a

dominar esta área y desenvolvernos en forma optima en el campo laboral,



donde se pueden presentar casos y problemas parecidos a los que en esta

tesis podrían surgir.

CAPITULO II

PRINCIPIOS BASICOS DE REFRIGERACION

2.1 GENERALIDADES

Cuando hablamos de refrigeración, se entiende que es el enfriamiento de un

cuerpo, es decir disminuir la temperatura de más a menos grados, para ello se

recurre a la obtención de frió. Se podría obtener frió base de hielo pero tiene

algunas desventajas como por ejemplo, no es posible obtener temperaturas

menores a 32°F (0 ºC) o en casos extraordinarios hasta 0°F (-18 ºC) si se le

agrega cloruro de sodio, es costoso y poco práctico por la dificultad de cambiar

constantemente el hielo, el manejo del agua de drenaje es otro inconveniente y

no es posible hacer un control eficiente de temperatura. Durante el tiempo la

ciencia y la tecnología ha ido innovando aparatos en los que se pueda enfriar, de

una manera más eficiente cada vez disminuyendo el costo y optimizando espacio.

En los hogares existe un ejemplo claro de lo que es la obtención de frió, las

refrigeradoras son dispositivos que mantienen los alimentos a una temperatura

menor a la del ambiente, esto se hace para incrementar la vida de los mismos y

al mismo tiempo almacenarlos, ya que el hecho de bajar su temperatura hace que

su descomposición sea más lenta.

En la industria es indispensable llegar a temperaturas de bajo cero o de

congelación, también la necesidad de espacio obligó a la ingeniería a diseñar

cámaras frigoríficas capaces de mantener, o congelar los productos de acuerdo a



las necesidades optimizando espacio, eficiencia y energía. Se podría decir que

todos los alimentos pueden ser refrigerados a cierta temperatura, pero entre los

principales alimentos sujetos a procesos de refrigeración se encuentran las

carnes, los pescados, mariscos, las frutas, los vegetales, la leche, etc.

Cada uno de estos alimentos está constituido por materia orgánica, y para

enfriarlos es necesario conocer su estructura, su composición y su evolución

cuando se lo somete a diferentes temperaturas, además existen otros factores

que tienen una influencia significativa en la evaluación de las necesidades

frigoríficas para diseñar una instalación, así como la determinación de las

condiciones más idóneas para su conservación. Estos factores pueden ser el

tamaño, el espesor, los coeficientes frigoríficos, el tipo y las características de

embalaje, etc., siendo estas esenciales de considerar para evitar problemas a

largo o corto plazo.

2.1.1 HISTORIA DE LAS CAMARAS FRIGORÍFICAS

La historia nos muestra que, desde épocas ancestrales, el hombre ha buscado la

manera de preservar sus alimentos. Consecuentemente, la raza humana pudo

encontrar formas primitivas para conservar la comida. Los primeros métodos de

conservación se originaron gracias a la observación de procesos naturales y sus

efectos. De esta forma, se comenzaron a usar técnicas como el uso de nieve o

hielo, el humo, la sal y la fermentación. Sin embargo, estas estrategias no eran

totalmente confiables y por ello, se hizo necesario buscar otros métodos para la

preservación de la comida.

En la historia de la conservación frigorífica existen varios hitos que fueron de

especial relevancia.

Uno de ellos se dio en el norte de Europa donde los pescadores, después de

sacar algunos peces los dejan a la intemperie y éstos se congelaban, lo que les

permitía mantenerlos en buen estado durante un

tiempo considerable. Otra práctica que marcó época,



también se presentó en Europa, esta vez al occidente, donde a los peces

sacados en los puertos se les aplicaba nieve, para poder comercializarlos en

otros lugares.

Uno de los pioneros de la refrigeración moderna fue William Cullen. En 1755,

Cullen pudo congelar el agua mediante la evaporación de éter, con lo que se

establecieron los principios fundamentales de la industria frigorífica. Otro

personaje destacado fue Jacobo Perkins, el cual invento las máquinas de

compres

ión que son vitales en los sistemas de refrigeración. También es de destacar la

labor de John Gorrie en cuanto al aire acondicionado, el trabajo de Ferdinand

Garre en los dispositivos de absorción y el aporte de Clarence Birdseye en la

congelación de alimentos. A este último se le conoce como el padre de los

métodos modernos, para la congelación de los alimentos.

La historia de la aplicación de frío tuvo un punto importante en el año de 1876,

cuando Thomas Sutcliffe Mort mejoró la refrigeración de carne. Pare ello hizo uso

del amoniaco. El transporte refrigerado tuvo varios problemas al comienzo, hasta

que gracias al trabajo de varios hombres destacados se pudo mejorar. Uno de los

personajes que se destacó, por sentar las bases del transporte refrigerado, fue

Charles Tellier. Tellier pasó a la historia por acondicionar el primer buque para el

transporte frigorífico de carne. A este

carguero de le llamó el Frigorífico e hizo

posible llevar carne refrigerada desde

Argentina hasta Francia. Gracias al

aporte de Tellier el transporte de carne

entre América y Europa se originó y

creció de manera impresionante.

2.1.2 CONCEPTOS BÁSICOS

CALOR:

Es una forma de energía que se transmite entre dos sistemas debido a una

diferencia de temperatura.



TRANSFERENCIA DE CALOR:

Pasará calor de un cuerpo a otro cuerpo solo cuando exista una diferencia

de temperatura entre los dos cuerpos.

Cuando un cuerpo está en equilibrio térmico con (es decir a la misma

temperatura) sus alrededores, no habrá transferencia de calor entre el

cuerpo y sus alrededores.

La transferencia de calor siempre ocurre de una región de temperatura alta

a una región de temperatura baja (de un cuerpo caliente a un cuerpo frío) y

nunca en la dirección opuesta.

CONDUCCIÓN:

Ocurre cuando la energía es transmitida por contacto directo entre las moléculas

de un cuerpo simple o entre las moléculas de dos o más cuerpos con buen

contacto térmico entre ambos.

CONVECCIÓN:

Ocurre cuando el calor se desplaza de un lugar a otro por medio de corrientes

establecidas mediante un medio que fluye.

RADIACIÓN:

Ocurre en forma de movimiento ondulatorio similar a ondas ligeras, en donde la

energía se transmite de un cuerpo a otro sin necesidad de la intervención de la

materia.

CONDUCTIVIDAD TÉRMICA:

Es una medida de la capacidad térmica de un material para conducir calor.

REFRIGERACIÓN:

Es un caso particular de transferencia térmica e incluye la producción y

utilización de temperaturas inferiores a la temperatura ambiente mediante

diferentes procesos.



CAPACIDAD DE REFRIGERACIÓN:

Esta dada en términos de medida arbitraria de capacidad, la tonelada.

CONGELACIÓN:

Es conseguir una temperatura en la que el agua que contenga ese elemento

cambie su estado de líquido a solido.

EVAPORACIÓN:

Es convertir un líquido en vapor..

EFECTO REFRIGERANTE:

Es la cantidad de calor que puede absorber para vaporizarse, la fracción líquida

de cada libra de refrigerante que entra al evaporador. Es la diferencia entre la

entalpia en los puntos de saturación (hfg) a la presión de evaporación menos la

entalpía del líquido que sale de la válvula de control.

ENFRIAMIENTO SENSIBLE:

Cuando el calor absorbido por el refrigerante hace que su temperatura aumente.

ENFRIAMIENTO LATENTE:

Cuando el calor hace que el agente cambie de estado. Si queremos que el efecto

refrigerante sea continuo debemos mantener la temperatura del agente

refrigerante por debajo del espacio o material que estamos enfriando.

ENTROPÍA:

Es la magnitud física que mide la parte de la energía que no puede utilizarse para

producir un trabajo. En un sentido más amplio se interpreta como la medida del

desorden de un sistema. Es una función de estado de carácter extensivo y su

valor en un sistema aislado crece en el transcurso de un proceso que se dé de

forma natural. La palabra entropía procede del griego (ἐντροπία), y significa

evolución o transformación.



ENTALPÍA:

Es la cantidad de energía de un sistema termodinámico que éste puede

intercambiar con su entorno. Por ejemplo, en una reacción química a presión

constante, el cambio de entalpía del sistema es el calor absorbido o desprendido

en la reacción. En un cambio de fase, por ejemplo de líquido a gas, el cambio de

entalpía del sistema es el calor latente, en este caso el de vaporización. En un

simple cambio de temperatura, el cambio de entalpía por cada grado de variación

corresponde a la capacidad calorífica del sistema a presión constante. El término

de entalpía fue acuñado por el físico alemán Rudolf J.E. Clausius en 1850.

Matemáticamente, la entalpía H es igual a U + pV, donde U es la energía interna,

p es la presión y V es el volumen, H se mide en julios.

COMPRESIÓN:

Es la acción mecánica por la que se reducen volumen de los cuerpos o se

disminuye la distancia entre las partículas que los componen.

CALOR DE COMPRESIÓN:

Es el trabajo realizado por el compresor para aumentar la presión del gas desde

la presión del evaporador hasta la presión del condensador.

SUCCIÓN:

Es extraer un líquido o gas de un lugar mediante dispositivos mecánicos o

manuales.

CONDENSACIÓN:

Es el paso de un vapor a los estados liquido o sólido.

DESHIDRATACIÓN:

Es cuando se quita a un cuerpo o algún organismo el agua que contiene.

AISLAMIENTO:



Material que se usa para evitar una pérdida o ganancia de calor de una superficie

sometida a una diferencia de temperatura.

POLIURETANO:

Espuma rígida que sirve para aislar térmicamente y acústicamente a una

superficie cerrada.

PRESIÓN

La presión se define como la relación entre la fuerza ejercida y el tamaño del

área. Esto se mide en diferentes unidades dependiendo del propósito de

la medida. De estas unidades el Kg. /cm2 es en el sistema métrico la más

común. Esta unidad es a menudo abreviada en "at" que define una atmósfera

técnica.

Su modelo matemático:

C A LO R E S PEC Í F I CO .

Cantidad de calor necesaria para elevar la temperatura de una unidad de masa

de una sustancia en un grado. En el Sistema Internacional de unidades, el

calor específico se expresa en J/Kg. ºK.; en ocasiones también se expresa en

calorías por gramo y grado centígrado. El calor específico del agua es una

caloría por gramo y grado centígrado, es decir, hay que suministrar una caloría

a un gramo de agua para elevar su temperatura en un grado centígrado.

De acuerdo con la ley formulada por los químicos franceses Pierre Louis

Dulong y Alexis Thérèse Petit, para la mayoría de los elementos sólidos, el

producto de su calor específico por su masa atómica es una cantidad

aproximadamente constante. Si se expande un gas mientras se le suministra

calor, hacen falta más calorías para aumentar su temperatura en un grado,

porque parte de la energía suministrada se consume en el trabajo de

expansión. Por eso, el calor específico a presión constante es mayor



que el calor específico a volumen constante.

CALOR SENSIBLE

Es aquel que aplicado a una sustancia hace subir su temperatura, pero sin

producir un cambio de estado

qs = m Cp ∆T

C A L O R L AT E N T E O C A L O R D E C A M B IO D E E S T A DO .

Es la energía absorbida por las sustancias al cambiar de estado, de sólido a

líquido (calor latente de fusión) o de líquido a gaseoso (calor latente de

vaporización). Al cambiar de gaseoso a líquido y de líquido a sólido se devuelve

la misma cantidad de energía

qL= m HL

C A LO R T O T A L .

Es la suma de los calores sensible y latente. Este determina el total de calor

introducido o retirado a una sustancia.

QT = qs + qL

V OLUM E N .

El volumen es la cantidad de espacio que ocupa un cuerpo.

En matemáticas el volumen es una medida que se define como los demás

conceptos métricos a partir de una distancia o tensor métrico.

En física, el volumen es una



magnitud física extensiva asociada a la propiedad de los cuerpos físicos de

ser extensos, que a su vez se debe al principio de exclusión de Pauli. La

unidad de medida de volumen en el Sistema Métrico Decimal es el metro

cúbico, aunque el SI, también acepta (temporalmente) el litro y el mililitro

que se utilizan comúnmente en la vida práctica.

TEMPERATURA.

Es la propiedad más importante de la termodinámica:

“Estado térmico de un cuerpo considerado con referencia a su poder de

comunicar calor a otros cuerpos”.

“Medida de la energía interna almacenada en un cuerpo o sistema”.

Escalas de Temperatura:

Una de las primeras escalas de temperatura, todavía empleada en

los países anglosajones, fue diseñada por el físico alemán Gabriel Daniel

Fahrenheit. Según esta escala, a la presión atmosférica normal, el punto de

solidificación del agua (y de fusión del hielo) es de 32 °F, y su punto de

ebullición es de 212 °F.

La escala centígrada o Celsius, ideada por el astrónomo sueco Anders Celsius

y utilizada en casi todo el mundo, asigna un valor de 0 °C al punto de

congelación del agua y de 100

°C a su punto de ebullición.

En ciencia, la escala más empleada es la escala absoluta o Kelvin,



inventada por el matemático y físico británico William Thomson , lord

Kelvin. En esta escala, el cero absoluto, que está situado en -273,15 °C,

corresponde a 0 K, y una diferencia de un kelvin equivale a una diferencia de

un grado en la escala centígrada.

Otra escala que emplea el cero absoluto como punto más bajo es la escala

Rankine, en la que cada grado de temperatura equivale a un grado en la escala

Fahrenheit. En la escala Rankine, el punto de congelación del agua equivale

a 492 °R y su punto de ebullición a672 °R.

REFRIGERANTE:

Un refrigerante es una sustancia utilizada en un ciclo de calor por lo general

incluyendo, por aumento de la eficiencia, una reversibles transición de fase desde

un líquido a un gas. El sistema R-# numeración fue desarrollado

por DuPont Corporation (que posee el freón marca comercial) y se identifican

sistemáticamente la estructura molecular de los refrigerantes a base de un solo

hidrocarburo halogenado. Como caso especial, la serie R-400 se compone

de mezclas zeotrópicas (aquellos en los que el punto de ebullición de los

compuestos constituyentes difiere lo suficiente como para dar lugar a cambios en

la concentración relativa debido a destilación fraccionada )



REFRIGERANTES MÁS UTILIZADOS EN LA ACTUALIDAD:

Los más comunes son los siguientes:

Compuestos Halocarbonados (Freónes):

R11: Botella tomate C Cl3 F

R12: Botella blanca C CI2 F2

R22: Botella verde C H CI F2

Azeotrópicos:

R500: Botella lila

R502: Botella lila

Compuestos orgánicos:

Hidrocarburos:

Metano

Propano

Butano

Compuestos inorgánicos:

Amoníaco 717

Agua

Aire

Dióxido de carbono C O2

Nitrógeno

Compuestos ecológicos:

R134 A reemplaza al R12

R404 A reemplaza al R502

2.1.3 CICLOS DE REFRIGERACIÓN.

Por el estudio de las propiedades termodinámicas de las sustancias se

facilitó el desarrollo de la refrigeración, pues se descubrió que en algunas de

éstas, su punto de ebullición a presión normal es inferior a 0°C (32°F).

Aprovechando esta propiedad se obtiene el primer sistema de refrigeración por



compresión de gas refrigerante.

El sistema de refrigeración consiste básicamente en cuatro equipos

indispensables para obtener un ciclo cerrado.

1. Compresor.

2. Condensador.

3. Válvula de expansión.

4. Evaporador.

Funcionamiento del ciclo básico de la refrigeración.

El refrigerante es el medio de transporte para extraer la energía en forma de

calor desde el evaporador y en el condensador donde será

desechado hacia el medio de condensación. Un cambio de estado de

líquido a vapor y viceversa permite al refrigerante absorber y descargar

grandes cantidades de calor en forma repetitiva, respectivamente. Existen dos

presiones en el sistema mecánico de refrigeración que son la presión de

evaporación (baja presión del sistema) y la presión de condensación (alta

presión del sistema).

El refrigerante líquido es alimentado a la válvula de expansión a alta presión,

en el cual lleva a cabo un proceso Isotérmico (antes pasa por un recibidor

de líquido y un filtro deshidratador los cuales no son equipos básicos). Esta

válvula separa los lados de alta y baja presión.

La válvula termostática de expansión mediante un proceso Isotérmico



provoca una caída de presión (reducción de presión) por medio de un pequeño

orificio, esto provoca a su vez que el refrigerante, que antes se encontraba en

estado líquido reduzca su temperatura (Correspondiente a la nueva presión) y

pase a un estado de vapor no saturado (mezcla vapor-líquido).

El refrigerante en estas condiciones entra al evaporador donde debido a su

nueva temperatura que es baja, va absorbiendo calor y llega a su estado de

vapor saturado, el cual desarrollo un proceso Isobárico. El calor fluye a través

de las tuberías del evaporador hacía el refrigerante, esta absorción del calor

por el refrigerante continúa hasta que al salir del evaporador, tiene una

característica de vapor con cierto grado de sobrecalentamiento.

Una vez que se ha absorbido calor en el evaporador, el vapor refrigerante

viaja a través de la línea de succión hacia la entrada del compresor. El

compresor mediante un proceso Isoentrópico toma el vapor a baja presión y

fo comprime aumentando tanto su presión como su temperatura hasta

superar la del medio de condensación, esto con el fin de que haya

transferencia de calor de él vapor comprimido hacia el medio de condensación.

El vapor caliente y a alta presión es bombeado fuera del compresor a través

de la válvula de descarga hacia el condensador.

El condensador es un intercambiador de calor en el cual se enfría el vapor que

viene del compresor (Proceso Isobarico). Conforme la temperatura del vapor

refrigerante alcanza la temperatura de saturación correspondiente a la alta

presión del condensador, el vapor se condensa (se vuelve líquido) y fluye al

recibidor, de donde se

alimentará a la válvula de

expansión para comenzar

nuevamente el ciclo.



CAPITULO III

DISEÑO TÉRMICO Y MECANICO

3.1 CRITERIOS GENERALES

3.1.1 TIPO DE PRODUCTO: “CARNE VACUNA”

La carne de vacuno es, sin duda, la más

apreciada. De tal manera que, cuando

decimos carne y no especificamos de que

animal, se entiende que nos estamos

refiriendo a la de vaca, ternera o buey y no a

otra.



Hay que tener en cuenta la aparición del rigor mortis (generalmente tras unas

tres horas tras el sacrificio, aunque en el cerdo y el cordero ocurre en una hora),

un fenómeno que tensa la carne y la hace poco agradable para su consumo.

Por esta razón se introduce un tiempo de espera de unas 48 horas (a veces 72)

en un ambiente refrigerado para que ese fenómeno desaparezca. Durante este

tiempo la carne se cuelga "boca abajo" para que las fibras musculares se estiren

por su propio peso y se drene la sangre. El despiezado y el corte permiten a un

gran número de microorganismos contaminar las superficies, a veces se realiza

en lugares limpios. El destino y capacidad de estos microorganismos de afectar

a la salud de los consumidores depende en gran medida del uso final que se

haga de la carne: las carnes servidas crudas son más susceptibles de afectar,

las cocinadas a temperaturas de 80 °C menos. La carne fresca y refrigerada

tiene un alto contenido de agua con un valor de aw de 0,99 aproximadamente.

Este ambiente es muy adecuado para el crecimiento de microorganismos; si se

dejan sin envoltura protectora al oxígeno se favorecerá el crecimiento de

microorganismos contaminantes. Si la carne está fuera del frío, solo dura en

buen estado alrededor de 2 horas y luego comenzará a generar bacterias

dañinas para el consumo humano.

3.1.2. DESCRIPCIÓN Y CARACTERÍSTICA DEL PRODUCTO

El canal es el cuerpo de la res al cual se

le ha retirado, durante su sacrificio, la

piel, las manos, las patas y las vísceras.

Luego de realizados todos los procesos

higiénicamente a la res, el canal se

divide en dos partes iguales, llamadas

medios canales, cortando

longitudinalmente, con una sierra, la

columna vertebral desde la cadera hasta


http://es.wikipedia.org/wiki/Ox%C3%ADgeno

http://es.wikipedia.org/wiki/Actividad_acuosa

http://es.wikipedia.org/wiki/Tensi%C3%B3n_mec%C3%A1nica

http://es.wikipedia.org/wiki/Rigor_mortis


el cuello.

Esta división tiene por objeto facilitar su manipulación.

Por último el canal se corta en cuartos delanteros y traseros haciendo

el corte cerca de la 12a vértebra, conocido como corte tradicional y el

corte a la 5a costilla, conocida como corte americano.

El canal se comercializa:

A) Fresca:

El canal pasa por un proceso de oreo en un salón acondicionando para

tal fin. Su vida es corta, aproximadamente 20 horas después del

sacrificio, cuando el consumidor final la compra, debe consumirla en

corto tiempo o conservarla refrigerada

La distribución se realiza en vehículos técnicamente acondicionados

para el efecto.

B) En frío:

La canal es sometida a un proceso de oreo y refrigeración, lo cual

garantiza la calidad de la misma y evita su exposición a agentes externos

contaminantes. Este proceso reviste especial importancia pues es a través

de él, donde la carne adquiere mayor terneza y un excelente color.

La distribución se hace en vehículos acondicionados y con sistema de

refrigeración.

Por lo tanto el producto tendrá una temperatura de entrada de 10°C.

De forma simplificada, las fases de sacrificio y preparación son:

o Apuntillado.

o Elevación mediante polipasto y transferencia a la vía de

sangrado.

o Corte de cuernos y patas delanteras.

o Corte de patas traseras e inicio del despellejado por las



patas traseras y transferencia de la línea de sangrado a la línea

de faenado.

o Corte de cabeza y preparación de la misma.

o Preparación para el despellejado automático.

o Preparación de las patas delanteras para el despellejado

automático.

o Despellejado automático.

o Corte ventral para evisceración.

o Evisceración.

o Corte en canal (manual o mecanizado).

o Inspección y ducha.

El bastidor de la máquina está hecho de acero galvanizado. Después del

faenado visto en la figura, las canales son lavadas superficialmente y se

envían a una sala de refrigeración, donde la temperatura se baja

rápidamente durante las seis primeras horas para evitar el desarrollo

bacteriano. En las siguientes diez-doce horas se continúa el descenso

térmico hasta llegar a unos 4° C.

En la carne de vacuno, la maduración de la misma se consigue en 14-17

días a la temperatura de 0 a -1,5° C es decir de 29.3 a 32 º F.

3.1.3 DEFINICION DE CÁMARAS FRIGORÍFICAS

Se entiende por cámara frigorífica, al local construido con material aislante

térmico, destinado a la conservación por medio del frío, de productos

perecederos. Válido para todos los tipos de establecimientos.

Las cavas frigoríficas o cámaras frigoríficas o cuartos fríos no son más

que grandes neveras (heladeras, refrigeradores). Hoy en día no sólo se



busca que tengan la temperatura necesaria sino también la humedad y la

composición gaseosa del ambiente ideales para la conservación de los

diferentes alimentos.

Existen cuatro grandes categorías de Cámaras Frigoríficas

1. Refrigerantes (las simples neveras o heladeras) que tienen un rango

de temperatura que va desde los 10°C -4°C.

2. Congeladores que llegan (para gastronomía) hasta unos -35°C.

3. Abatidores de temperaturas utilizados para el enfriamiento rápido de

alimentos recién salidos de la cocción

4. Túneles de congelación usados para la congelación rápida de los

alimentos (se evitan la formación de grandes cristales) y no para su

conservación.

Al momento de comprar un equipo, fijo o modular, de éstos debemos

preocuparnos por saber el material aislante con que está construido (hay

una gran variedad en el mercado), el tipo de puerta que necesitamos

(tradicional, de corredera, de guillotina, basculante), el tipo de unidad

refrigerante (motor) y la unidad evaporadora con el que están equipados

sobre todo por su rendimiento.



Un buen equipo es aquel que mantiene una buena relación del tiempo de

funcionamiento del motor y el tiempo de reposo. Esta relación se mide

cuando la cámara frigorífica está llena y en reposo (no se está abriendo y

cerrando la puerta). Esta buena relación depende del buen aislamiento y la

buena relación de la unidad refrigerante con la capacidad de la cámara.

Buena relación = menor costo de energía

Muy importante es recordar que las cavas o

cámaras frigoríficas son como grandes neveras

(heladeras – refrigeradores), pero no las

remplazan, ¿por qué?, porque si usamos estas

cavas como neveras tendremos un aumento en el

costo de la energía (mayor funcionamiento de los

motores) y un menor rendimiento en las condiciones de conservación de las

mismas. Hay que pensar que las puertas son mucho más grandes que las

de las neveras y por ende hay mayor entrada de aire caliente desde el

medio ambiente y por otro lado es necesario que entre un hombre a buscar

la mercadería lo que también aporta mayor temperatura al interior de la

cava.

Las cámaras frigoríficas para

Carnes Vacunas no sólo

necesitan una instalación

frigorífica con la capacidad

suficiente para proveer la

temperatura apropiada para la

conservación, sino que también

dicha instalación frigorífica debe proveer un porcentaje de Humedad

Relativa Ambiente de alrededor de 85%.- Este alto porcentaje de humedad

permitirá que la mercadería tenga el mismo peso e igual aspecto y

presentación que cuando ingresó, generando obvias ventajas para su

comercialización tales como Optima Presentación de la Mercadería evitando



que se ponga “negra”, reducción al máximo de la pérdida de kilos o

“Merma”, etc.

Para lograr este tipo de prestación en una cámara frigorífica para Carnes

Vacunas no sólo se debe colocar la potencia frigorífica correspondiente,

sino que también el resto de la instalación debe ser el apropiado,

particularmente el tamaño del evaporador por aire forzado debe tener un

tamaño tal que permita proveer un alto porcentaje de Humedad Relativa

Ambiente, como así también la velocidad del aire.

Es importante tener presente que mientras más alto porcentaje de humedad

relativa ambiente se necesite más grande deberá ser el evaporador, por ello

nuestras cámaras frigoríficas para Carne Vacunas se fabrican con

evaporadores “grandes” para obtener alrededor del 85% de humedad

relativa ambiente.

El enfriamiento de la mercadería que ingrese “caliente” de la Sala de Oreo

se puede realizar de diversas formas: Una de ellas es agregar la potencia

suficiente a la misma cámara de mantenimiento para enfriar la cantidad de

kilos que se estimen ingresarán por día y otra forma es hacer por separado

una cámara de mantenimiento y otra de enfriamiento más chica que la

primera pero con mayor potencia en proporción ya que debe enfriar y no

mantener.- Luego del enfriamiento la mercadería puede ser almacenada y/o

stockeada en las cámaras para mantenimiento y conservación que debe

tener alrededor de 85% de Humedad Relativa Ambiente.



Capacidad.

La capacidad de las cámaras frigoríficas en cuanto a volumen se

refiere, será fijada por el Servicio Nacional de Sanidad Animal

(SENASA), según el producto a almacenar, enfriar o congelar y de

acuerdo a las condiciones de temperatura que se deba obtener para

cada producto. Requisitos de construcción e higiénico-sanitarios.

Pisos.

El piso estará construido con material impermeable antideslizante

y no atacable por los ácidos grasos. Los ángulos de encuentro con

paredes y columnas serán redondeados y el piso se hallará al mismo

nivel o superior de los pisos exteriores.

Paredes de cámaras.

Las paredes de las cámaras frigoríficas en su cara interior estarán

recubiertas con materiales de fácil limpieza, lisos, impermeables,

resistentes a la corrosión y de colores claros; todos los ángulos serán

redondeados y las juntas de materiales impermeables. Todos los

materiales deben contar con la aprobación del SENASA.

Techo

El techo debe ser de construcción similar al de las paredes. El cielo

raso deberá ser de material impermeable e incombustible y de fácil



limpieza.

Material aislante

Cualquier material aislante térmico que se utilice, deberá ser

colocado en forma tal, que permita el cumplimiento de lo

especificado para paredes y techos y no tener contacto con el

ambiente interno o externo de la cámara frigorífica.

Columnas

Las columnas deberán reunir los mismos requisitos exigidos para las

paredes.

Puertas

Las puertas serán de hoja llena, provistas de material aislante

térmico. Se admite en su construcción la madera revestida en su

totalidad por material metálico no corrosivo y no oxidable u otro

elemento siempre que sea inodoro, poco higroscópico e

impermeabilizado debidamente autorizado por el Servicio Nacional

de Sanidad Animal (SENASA).

La altura de las puertas y su ancho en las cámaras y antecámaras

estarán en concordancia con los fines a que se destine el local.

Las puertas deberán permitir su apertura también desde el interior

de las cámaras.

Iluminación

Todas las cámaras deberán estar provistas de iluminación artificial,

con llave de encendido dentro y fuera de las cámaras. Su capacidad

lumínica será de cuarenta (40) a sesenta (60) unidades Lux, 1=

Watt/pie2



Estanterías

Cuando se utilicen estanterías, éstas deberán ser metálicas o de

material impermeable de fácil lavado y responder a las

especificaciones que en cada caso se determinan en este

reglamento.

Ventilación

La ventilación de las cámaras frigoríficas y la renovación del aire,

será tal que evite la alteración de la mercadería almacenada.

Rieles para reses vacunas de las condiciones de

almacenamiento y comercialización.

Los rieles destinados a reses de la especie vacuna estarán a una

distancia mínima entre sí de ochenta (80) centímetros y se

hallarán a no menos de sesenta (60) centímetros de las paredes,

equipo de enfriamiento o cualquier otro elemento constructivo o

funcional que haya dentro de las cámaras. Los rieles se colocarán a

no menos de treinta (30) centímetros del techo.

3.1.4 CONDICIONES DE DISEÑO



3.1.4.1 CONDICIONES CLIMATOLÓGICAS DEL LUGAR.

Debido a su situación geográfica tropical y de sabana tropical, Tumbes tiene un

clima cálido y semihúmedo durante todo el año, siendo su temperatura promedio

anual de 27 °C.

El verano es de diciembre a abril en donde temperatura máxima alcanza los 40 °C y

la mínima invernal (de junio a setiembre) es de 18 °C. La mayor parte del año la

temperatura oscila entre los 30 °C (día) y 22 °C (noche).

Tumbes se encuentra en una zona completamente tropical. Ubicada en la orilla

norte del río Tumbes, éste le sirve de límite natural ya que la ciudad no se extiende

en absoluto a la orilla sur del río. Rodeada de vasta vegetación.

Lugar: Tumbes, Altitud: 25 msnmHumedad relativa: 69%Temperatura de bulbo húmedo: 63° FTemperatura de bulbo seco: 84° FTemperatura máxima exterior: 87.8º FTemperatura interior de diseño: 32° FVelocidad exterior del aire: 13 km/hVelocidad interior del aire: 3mphCalor especifico arriba del punto de 0.75 BTU/lb º Calor Específico abajo del punto de 0.40 BTU/lb º Calor latente de fusión: 54 BTU/lb º F



CAPITULO IV

ANALISIS ENERGETICO

4.1 ANÁLISIS DEL PROBLEMA.

En este capítulo analizaremos el problema técnico, al cual le daremos solución por

el método analítico-académico, se consultaran tablas (ver anexos) de las cueles se

tomaran valores para la solución del problema a resolver, el cual es:

“ESTUDIO COMPARATIVO PARA LA DEBIDA CONSTRUCCIÓN DE UNA

CAMARA FRIGORÍFICA PARA REFRIGERAR CARNE, LOCALIZADA EN LA

ZONA NORTE DEL PERÚ, TUMBES.”

Como bien lo dice nuestro problema técnico, realizaremos una comparación técnica

de varios refrigerantes (R-12, 134a, R-22, 717), utilizando los criterios adecuados

para su debida selección; en función de sus propiedades termodinámicas de cada

uno de ellos, proporcionando sus ventajas y desventajas de uno en comparación

con el otro. El producto que se utilizara para la comparación de estos refrigerantes

ya mencionados; serán las carnes y para el diseño de nuestra cámara frigorífica se

tomaran las condiciones climatológicas del lugar.

Las carnes normalmente para su almacenamiento son envueltas en polietileno; para

nuestro cálculo energético consideraremos este material, realizando un estudio

especifico en el cual se debe de determinar el embalaje.

4.2 CONDICIONES CLIMATOLÓGICAS DE DISEÑO.

a) El espacio por refrigerar se encuentra localizado en la zona norte de Perú,

Tumbes.

b) Temperatura de Bulbo Seco de 84.2°F=29°C.

c) Temperatura de de Bulbo Húmedo 62.6°F==17°C.

d) Humedad relativa del 69%

e) Velocidad del aire 13 km/h


UNIVERSIDAD NACIONAL DE TUMBES FACULTAD DE CIENCIAS AGRARIAS ESCUELA DE ING. AGROINDUSTRIAL4.3 ESPECIFICACIONES DEL PRODUCTO (CARNE) .

a) Contenido de agua: 84%

b) Punto de congelación 28.2°F=-2.11°C.

c) Calor especifico arriba del punto de congelación: 0.87 BTU/lb°F.

d) Calor especifico abajo del punto de congelación: 0.45 BTU/lb°F.

e) Calor latente de fusión: 121 BTU/lb

f) Calor de respiración a 32 °F: 0.25 a 0.45 BTU/lb cada 24Hr.

g) Temperatura de entrada: 68°F=20°C.

i) Temperatura de almacenamiento: 32°F=0°C

j) Humedad relativa dentro del espacio frio: 90%

k) Duración de almacenamiento de 2 a 6 meses.

4.4 CONDICIONES DE ALMACENAMIENTO Y CONSERVACION (CARNE)

a) Producto: Carne

b) Empaque: bolsas de polietileno

c) Dimensiones: 20.5 x 12.5 x 13.5in exteriores.

d) Peso bruto promedio del producto: 46.75lb.

e) Peso neto promedio del producto: 43lb

f) Densidad promedio del peso bruto: 23.8lb/ft3

g) Densidad promedio del peso neto: 21.9lb/ft3

4.5 CONDICIONES DE EMPAQUE.

Producto: Carnes

Empaque: bolsas polietileno

Dimensiones: 52.07 x 31.75 x 34.29cm exteriores

Peso bruto con empaque: 46.75lb.

Peso neto del producto: 43lb

Densidad del peso bruto: 23.8lb/pie3

Densidad del peso neto: 21.9lb/pie3

Capacidad de la cámara: 65.2Tn.


UNIVERSIDAD NACIONAL DE TUMBES FACULTAD DE CIENCIAS AGRARIAS ESCUELA DE ING. AGROINDUSTRIAL4.6 VOLUMEN DE ALMACENAMIENTO.

La cantidad total de producto a almacenar será de 65.2Tn, teniendo en cuenta

que no se puede meter tal cantidad de producto en un solo día por las condiciones

de salud los trabajadores, se tendrá por comodidad un flujo de entrada de 2Tn/día

durante 30 días.

4.7 DIMENSIONAMIENTO DEL ESPACIO POR REFRIGERAR.

Las dimensiones se tomaran de acuerdo a las condiciones de espacio donde se

llevara a cabo la obra civil, por lo tanto; en base al espacio cedido para la

construcción de la cámara frigorífica se tomaran en cuenta las siguientes mediadas:

CONCEPTO INTERIORES (m) EXTERIRORES (m)

LARGO

ANCHO

ALTO

4.8 MATERIALES DE CONSTRUCIÓN.

La obra civil, los muros se construirán de tabique recocido con una loza de concreto

armado y el interior, por cuestiones de economía (ver cálculos) de poliuretano

expandido con un densidad de (21 Kg/m3) y con un coeficiente de conductividad

térmica especifico de k = 0.25 BTU – in/ft2-hr-°F.



CAPITULO V

CÁLCULO DE LA CARGA TÉRMICA

5.1 DEFINICIÓN DE BALANCE TÉRMICO.

Para poder determinar la capacidad del equipo que se necesita se debe realizar un

balance térmico que se refiere al desarrollo de cálculos con el objeto de conocer la

cantidad de calor que se debe absorber o transferir en el evaporador, para que un

producto, sustancia o espacio descienda su temperatura con ciertas condiciones.

La carga térmica que se da en un espacio por refrigerar raras veces se da por un

solo concepto; si no que es el resultado de varios de estos:

a) Carga térmica generada por la transmisión de calor por paredes, puerta,

piso y techo.

b) Carga térmica generada por Producto.

c) Carga térmica generada por Infiltración.

d) Carga térmica generada por Alumbrado y Equipo.

e) Carga térmica generada por Ocupantes.

f) Carga térmica generada por embalaje.

g) Carga termina generada servicios.

f) carga termina generada por ventiladores

Para determinar el calor total que es espacio frio debe de disipar por los conceptos

anteriores, se debe de realizar un balance térmico o estudio energético, que es

un cálculo de todos los conceptos anteriormente mencionados, el cual nos va indicar

cuanta cantidad de calor va a generar cada uno de los conceptos; y al final de este

cálculo se determinara cuanta cantidad de calor total debe de absorber el espacio

frio para mantener el producto (Carne) a la temperatura de diseño o requerida.



5.2 CALCULO DE CARGA TERMICA DE INSTALACIONES FRIGORIFICAS

Para seleccionar el equipo de refrigeración necesario es preciso estimar o calcular

la carga térmica del espacio a refrigerar, que llamaremos “CAMARA”. Las

ganancias de calor que forman parte de la carga térmica total, proceden de cuatro

fuentes fundamentales.



5.3. CARGA TÉRMICA GENERADA POR LA TRANSMISIÓN DE PAREDES,

PUERTA, PISO Y TECHO.

Para la realización de este cálculo debemos tener en cuenta los siguientes datos

Tipo de aislamiento

Coeficiente de conductividad

Temperatura exterior

Temperatura interior

Máxima perdida admisible

Coeficientes de convección

5.3.1 Perdida de calor admisible por los parámetros



5.3.2 Diferencia de temperatura entre el espacio exterior y el espacio

refrigerado



5.3.3 Calculo de espesor de aislamiento



5.4 CARGAS TERMINCAS DEL PRODUCTO



5.4.1 Calor del producto para llevarlo a la temperatura del espacio refrigerado




Calor por embalaje


5.5 CARGA TERMINCA POR RENOVACIÓN DE AIRE

5.6 CARGA TÉRMICA POR FUENTES INTERNAS

5.6.1 Ganancias de calor por persona



5.6.2 Ganancias de calor por el alumbrado

5.6.3 Ganancias de calor por servicios



5.6.4 Ganancias de calor por los ventiladores de los evaporadores

5.7 OBTENCION DE LA CARGA TOTAL

5.8 OBTENCION DE LA POTENCIA FRIGORIFICA NECESARIA



CAPITULO VI

RESULTADOS Y EVALUACION DE CARGA TERMICA

6.1Cálculo de Carga térmica generada por la transmisión de calor por paredes,

puerta, piso y techo.



6.2 Cálculo de la carga térmica generada por infiltración.

6.3 Cálculo de calor producido por el producto



6.4 Cálculo de carga térmica producido por embalaje

6.5 Cálculo de calor producido por los ocupantes



6.6 Cálculo de ganancia de calor por servicios

( 5% o 10 % transmisión de parámetros)

6.7 Cálculo de carga térmica por iluminación



6.8 Calculo de carga térmica por ventiladores

6.9 Calculo del calor total



6.10 Calculo de la potencia frigorífica necesaria

CAPITULO VII

RECOMENDACIONES PARA LA BUENA CONSERVACION DE

LA CARNE Y PROGRAMA DE MANTENIMIENTO DEL EQUIPO

7.1 RECOMENDACIONES PARA LA BUENA CONSERVACIÓN DE LA CARNE

Los productos alimenticios perecederos requieren que se les conserven y

transporten a temperaturas adecuadas. Se indican las recomendadas para la



mayoría de dichos productos tanto para la conservación, como para su

transporte en régimen de frío.

Aparte de la temperatura y del tiempo, que juegan de forma conjunta, hay otros

factores importantes que se tienden a olvidarse, pero que son también

importantes, entre ellos nos encontramos con la humedad, si está por debajo de

la recomendada, se producen desecaciones y pérdidas de peso excesivas y si

está por encima, el riesgo de contaminación por mohos aparece. Otro factor

importante es la renovación del aire, en particular en los productos perecederos

vivos de gran metabolismo. En el caso de vegetales, unos desprenden

productos gaseosos como, el etileno y otros, su proceso de maduración

requieren o dependen de estos productos químicos, en el transporte y en la

conservación, la compatibilidad entre ellos es pues importante. En este sentido

son significativos los desprendimientos de olores de unos y la captación de ellos

por otros.

Son factores importantes que se deben tener presente en las recomendaciones

de uso: el embalaje, la densidad de almacenamiento, la velocidad del aire de

recirculación, el que estén los productos vivos o congelados, los tratamientos

previos o coadyuvantes y las medidas complementarias, como pueden ser la

oscuridad para las endibias, etc.,

Se debe tener presente que en estos productos, no tiene sentido la fecha de

caducidad, si no se la asocia a su historia térmica. La trazabilidad es importante,

pero no será completa, sin el reflejo de su historial térmico, en particular en los

productos vivos, en los más perecederos y en los de mayor riesgo de

contaminación microbiológica.

En general, los productos cárnicos son delicados y la comercialización en

régimen de refrigeración es corta. Debe separarse su conservación de las de

otros productos perecederos. Lo más usual de conservación y de transporte es

en medias canales, también se hace deshuesada o troceada, requiriendo un

cuidado especial y extremo cuando esta picada.



En la tabla se han recogido los tiempos de conservación en la refrigeración y congelación

de los principales tipos de carnes, para las condiciones idóneas de humedad relativa

y temperatura

7.2 PROGRAMA DE MANTENIMIENTO.

7.2.1 Evaporadores.

Todos los evaporadores deben revisarse una vez al mes o más a menudo

para obtener un deshielo adecuado, debido a que la cantidad y tipo de

escarcha puede variar considerablemente.

Lo anterior depende de la temperatura de la cámara, del tipo de producto

almacenado, del a frecuencia de almacenaje del producto nuevo en la

cámara, y del porcentaje en tiempo que la puerta está abierta. Puede ser

necesario cambiar periódicamente el número de ciclos de deshielo o ajustar

la duración de deshielo.

Unidades condensadoras/evaporadores:

Bajo condiciones normales, el mantenimiento debe cubrir los siguientes

puntos por lo menos cada seis mese:



1. Revise y apriete todas las conexiones eléctricas.

2. Revise todo el cableado y aislamientos.

3. Revise el correcto funcionamiento de los contadores y el desgaste de

los puntos de contacto.

4. Revise todos los motores de los ventiladores. Ajuste los pernos de

montaje del motor, tuercas y ajustar los tornillos posicionamiento del

ventilador

5. Limpie la superficie del serpentín del condensador.

6. Revise el nivel de aceite y refrigerante en el sistema.

7. Revise el funcionamiento del sistema de control. Asegúrese que los

controles de seguridad estén funcionando adecuadamente

8. Revise que todos los controles de deshielo estén funcionando

adecuadamente.

9. Limpie la superficie del serpentín del evaporador.

10. Limpie la charola de drenado y revise que se tenga el correcto

drenado de la charola y la línea.

11. Cheque la resistencia de la tubería dren para una operación adecuada,

cortarla del tamaño requerido y fijarla adecuadamente.

7.2.2 UNIDADES MOTOCOMPRESORAS (COMPRESORES).

Es recomendable seguir estos pasos cada seis meses:

Apretar todas las conexiones eléctricas.

Checar el desgarre del aislamiento en los cables y alambres de la

instalación eléctrica y las terminales corroídas.

Reemplazar los alambres dañados.

Hacer un cierto chequeo de apriete a todas las conexiones.

Checar todos los componentes eléctricos

Los contactores eléctricos deben ser inspeccionados de cerca para el

desgaste y picado en los puntos de contacto.

Los puntos deben limpiarse y pulirse.

Checar contra cualquier decoloración en los conductores, lo cual

puede indicar una pérdida del material del alambre ó una condición



de sobrecorriente peligrosa.

Cualquier material extraño que se encuentre en el contactor debe ser

removido.

Inspeccionar el motor del reloj de deshielo. Limpiar los puntos de

contacto y lubricar los engranes del reloj. Asegurarse de que el

mecanismo completo del reloj gira libremente.

7.2.3 CONDENSADORES.

Cada seis meses - o antes si las condiciones locales provocan la obstrucción o

ensuciamiento de los pasos de aire a través de la superficie aletada.-

Efectuar lo siguiente:

1. El serpentín del condensador debe ser limpiado y lavado

2. Limpiar periódicamente con un cepillo, aspiradora agua

presurizada, o una solución jabonosa limpiadora de serpentines

comercial. Si se usa una SOLUCION jabonosa limpiadora, ésta no debe

ser de base ácida. Seguir las instrucciones en la etiqueta del limpiador

adecuado.

3. Checar la operación de los ventiladores del condensador.

4. Checar que cada ventilador gire libremente.

5. Apretar todos los tornillos que sujetan el ventilador.

6. Checar las aspas del ventilador para cualquier señal de

fatiga u otras características de desgaste. Si cualquier desgaste

anormal es observado, cambiar las aspas.

7. Lubricar los motores si es pertinente. (La mayoría de los motores de los

condensadores están permanentemente sellados y no requieren de

lubricación).

8. Reemplazar cualquier motor que este dañado.

CONCLUSIONES



Las cámaras frigoríficas de carne no son diferentes de otras cámaras

alimentarias, se aplican los mismos principios que se refieren a las

condiciones de higiene de las cámaras frigoríficas y de los edificios en donde

éstas están alojadas.

Todas las cámaras frigoríficas de carne deben funcionar bajo normas dadas a

conocer mediante órdenes del servicio de inspección.

Las precauciones adecuadas deben hacer mínimo el crecimiento y la

contaminación bacteriana, esto significa, el uso de materias primas limpias,

agua y aire limpios, de una manipulación de la carne en condiciones

sanitarias en todos los aspectos, un buen control de temperatura de las

cámaras, y una limpieza escrupulosa entre turnos de trabajo de todas las

superficies en contacto con la carne.

El enfriamiento rápido de la carne, no sólo reduce el tiempo de crecimiento,

sino que también reduce el número de bacterias.

Es un deber del que trata los productos de la carne recomendar al

consumidor normas de preparación adecuadas en las cámaras frigoríficas,

las condiciones sanitarias se reducen a mantener la limpieza y el orden

físicos, evitando la entrada de olores extraños.

Con respecto a las cámaras frigoríficas de carne vacuna, el enfriamiento se

hace por la noche en cámaras con una gran capacidad frigorífica y una gran

circulación de aire, el tiempo de enfriamiento es de 1 día, aunque a veces se

dilata hasta 2 o 3 días más.

La res de vacuno que no se envía el día después de la matanza, debe

mantenerse en cámaras frigoríficas de temperaturas de 1 a 2ºC, con una

circulación mínima de aire para evitar un excesivo cambio de color y una

pérdida de peso importante

Las reses en medias piezas o laterales, se soportan de ganchos suspendidos

de un carrito con una rueda que corre por carriles elevados. Los carritos, en

general, se transportan desde la sala de despiece a las cámaras de

refrigeración mediante cadenas de transporte motorizadas, equipadas con

dedos que engarzan con los carritos, los cuales se distribuyen a continuación



manualmente por el sistema de carriles de las cámaras de refrigeración y

conservación.

Para el correcto diseño o rediseño de instalaciones de refrigeración es

necesario el conocimiento de los principios básicos de mecánica de los

fluidos, termodinámica y transferencia de calor.

Para la correcta selección de una sustancia refrigerante es necesario tener

en cuenta una valoración económica, de eficiencia energética y medio

ambiental. Se deben proyectar todas las acciones posibles para disminuir la

carga térmica que debe ser capaz de ser eliminada por el sistema de

refrigeración.

No solo basta una correcta selección de la instalación sino se tiene en

cuenta el régimen de operación de la misma así como el mantenimiento.



BIBLIOGRAFIA

TITULO: Ingeniería del frío: teoría y prácticaEDICION: 2001AUTOR: M. T. Sánchez Pineda

TITULO: Instalaciones Frigoríficas. Tomo 2EDICION: 2ªAUTOR: Rapin P. J. / Jacquard P.

TITULO: Tecnología de la Refrigeración y Aire Acondicionado.EDICION: 2005AUTOR: W.C. Whitman/W.M. Johnson

TITULO: Serie Calefacción, Ventilación y Aire Acondicionado.EDICION: 1999 / 2003AUTOR: Carrier / Mcquiston

TITULO: Principios y Sitemas de Refrigeracion.EDICION: 2006AUTOR: Pita, Edward G.

TITULO: Introducción a la termodinámica.EDICION: 2005AUTOR: Alcantara Montes.

TITULO: Termodinámica.EDICION: 4ªAUTOR: Yunnus A, Cengel. / Michael A. Boles.

TITULO: Apuntes del Ing. Agustín López Maldonado.EDICION: 2006AUTOR: Ing. Agustín López Maldonado.

www.foros.monografias.com/showthread.php/47072-Dise%C3%B1o-De- Camaras-Frigorificas

www.icytal.uach.cl/efmb/apuntes/ITCL286/Teor%C3%.pdf.

www.camarasfrigorificas.es/camaras-frigorificas/diseno-camara-frigorifica.php

www.rapitecolombia.ucoz.com/load/diseno_de_camara_frigorifica/1-1-0-15


http://www.rapitecolombia.ucoz.com/load/diseno_de_camara_frigorifica/1-1-0-15

http://www.camarasfrigorificas.es/camaras-frigorificas/diseno-camara-frigorifica.php

http://www.icytal.uach.cl/efmb/apuntes/ITCL286/Teor%C3%25.pdf.

http://www.foros.monografias.com/showthread.php/47072-Dise%C3%B1o-De-Camaras-Frigorificas

http://www.foros.monografias.com/showthread.php/47072-Dise%C3%B1o-De-Camaras-Frigorificas


ANEXO

Tabla 1: Refrigerantes HFC Hidroflurocarbonados

Tabla 2: Refrigerantes CFC Cloroflurocarbonados


UNIVERSIDAD NACIONAL DE TUMBES FACULTAD DE CIENCIAS AGRARIAS ESCUELA DE ING. AGROINDUSTRIALTabla 3: Refrigerantes HCFC

Tabla 4 : Valores recomendados para el depósito refrigerado de carne



Tabla 4: Condiciones de almacenamiento del producto


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