279315754-Camara-Frigorifica-Para-Carne-de-Cerdo.docx

Pontifcia Universidad Católica de Valparaíso Escuela de Ingeniería Ingeniería Mecánica

Pontificia Universidad Católica de Valparaíso Faculta de Ingeniería Escuela de Ingeniería Mecánica

“Cálculo y planificación para cámara frigorífica para almacenar carne de cerdo” Informe presentado para el curso de refrigeración, por: Tomás Tomás Marín Mar ín Mery Michael Muñoz Montenegro

a!o la dirección de: "unes#y Masip $ %rofesor &átedra '()*+)(*'

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-ndice 1.1. Introducción...................................................................3 1.2. O!etivo "eneral............................... "eneral................................................... .................................. ............................ ...................... ........ # 1.$. O!etivos especí%icos........................ especí%icos........................................... ....................................... ...................................... .................. #

2. Conservación y refrigeración de alimentos...........................4 2.1. &iste'a de re%rigeración......................... re%rigeración............................................ ...................................... ............................... ............ ( 2.2. Ca'ios durante el proceso.......................... proceso.............................................. .............................................. .......................... ) 2.2.2. *urante la congelación........................................... congelación............................................................... .................................. .............. ) 2.2.$. Ca'ios durante la descongelación...................... descongelación......................................................... ................................... + 2.2.#. ,spectos para dise-o Cá'ara de conservación..................................... conservación.....................................+ + 2.2.(. ie'po de en%riado de las carnes..................................................... carnes.......................................................... ...../ / 2.2.). ,spectos 0r'icos.......................... 0r'icos.............................................. ........................................ .................................. ................ 

Capítulo 3 Dimensionamiento de la cámara.............................12 cámara.............................12 $.1. ,l'acena'iento de la carne.................................... carne........................................................ ............................... ........... 12 3.3. Dimensionamiento cámara...............................................................1$ cámara...............................................................1$ $.$.1. Cálculo di'ensión di'ensión cerdos........................ cerdos.................................................................... .............................................. ..1$ 1$

CA!"#$% CA!"#$% 4 "&%'!A D& C($C#$%.......................... C($C#$%............................................ ..................14 14 Calculo calor sensile  latente de la carne de cerdo....................................... 1# Cálculo por respiración del producto............................. producto......................................................... ................................... ....... 1( Calculo de carga t0r'ica por renovación de aire..............................................1) aire..............................................1) "anancia por paredes o pará'etros................. pará'etros..................................... ........................................ ............................ ........1/ 1/ "anancia de calor por persona.............................. persona.................................................. ......................................... ....................... ..22 22 "anancia de calor por el alu'rado................................... alu'rado................................................................. .............................. 2$ "anancia de calor por servicio............................... servicio................................................... ....................................... ....................... ....2# 2# #.1 "ananc "anancia ia de calor calor por por los ventil ventilado adore ress de los evapor evaporad ador ores..... es............ ..........2# ...2# Carga t0r'ica total............................................... total................................................................... ............................................ ........................ 2(

Capítulo ) *elección cámara frigorí+ca y elementos................2, Elección puerta cá'ara %rigorífca........................................ %rigorífca............................................................... ............................ .....2+ 2+ Elección del E3uipo 4e%rigerante............................ 4e%rigerante..................................................................... ........................................... 2/

-iliografía...........................................................................3) Conclusión............................................................................3/

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-ndice 1.1. Introducción...................................................................3 1.2. O!etivo "eneral............................... "eneral................................................... .................................. ............................ ...................... ........ # 1.$. O!etivos especí%icos........................ especí%icos........................................... ....................................... ...................................... .................. #

2. Conservación y refrigeración de alimentos...........................4 2.1. &iste'a de re%rigeración......................... re%rigeración............................................ ...................................... ............................... ............ ( 2.2. Ca'ios durante el proceso.......................... proceso.............................................. .............................................. .......................... ) 2.2.2. *urante la congelación........................................... congelación............................................................... .................................. .............. ) 2.2.$. Ca'ios durante la descongelación...................... descongelación......................................................... ................................... + 2.2.#. ,spectos para dise-o Cá'ara de conservación..................................... conservación.....................................+ + 2.2.(. ie'po de en%riado de las carnes..................................................... carnes.......................................................... ...../ / 2.2.). ,spectos 0r'icos.......................... 0r'icos.............................................. ........................................ .................................. ................ 

Capítulo 3 Dimensionamiento de la cámara.............................12 cámara.............................12 $.1. ,l'acena'iento de la carne.................................... carne........................................................ ............................... ........... 12 3.3. Dimensionamiento cámara...............................................................1$ cámara...............................................................1$ $.$.1. Cálculo di'ensión di'ensión cerdos........................ cerdos.................................................................... .............................................. ..1$ 1$

CA!"#$% CA!"#$% 4 "&%'!A D& C($C#$%.......................... C($C#$%............................................ ..................14 14 Calculo calor sensile  latente de la carne de cerdo....................................... 1# Cálculo por respiración del producto............................. producto......................................................... ................................... ....... 1( Calculo de carga t0r'ica por renovación de aire..............................................1) aire..............................................1) "anancia por paredes o pará'etros................. pará'etros..................................... ........................................ ............................ ........1/ 1/ "anancia de calor por persona.............................. persona.................................................. ......................................... ....................... ..22 22 "anancia de calor por el alu'rado................................... alu'rado................................................................. .............................. 2$ "anancia de calor por servicio............................... servicio................................................... ....................................... ....................... ....2# 2# #.1 "ananc "anancia ia de calor calor por por los ventil ventilado adore ress de los evapor evaporad ador ores..... es............ ..........2# ...2# Carga t0r'ica total............................................... total................................................................... ............................................ ........................ 2(

Capítulo ) *elección cámara frigorí+ca y elementos................2, Elección puerta cá'ara %rigorífca........................................ %rigorífca............................................................... ............................ .....2+ 2+ Elección del E3uipo 4e%rigerante............................ 4e%rigerante..................................................................... ........................................... 2/

-iliografía...........................................................................3) Conclusión............................................................................3/

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1.1. Introducción *esde tie'pos in'e'oriales 3ue el 5o're 5a uscado conservar sus ali'entos despu0s de la recolección o incluso la casa6 con el %in de no perder lo 3ue le soraa sora a de cada %aena6 es así 3ue e'pie7an an inventarse inventarse '0todos para su conservación. conservación. Centrándonos Centrándonos en la carne Co'o al6 al6 es a3uí en donde el 5o're de anta-o invento la re%rigeración6 re%rigeración6 conservando conservando su presa presa 'ediante 'ediante el uso de 5ielo en sus cuevas para así con el paso del tie'po llegar a las lla'adas cá'ara de %río o %rigorí%icas. 8a re%rigeración de carne en la actualidad es un proceso 'u i'portante dentro dentro de la ali'entación6 ali'entación6 per'itiendo per'itiendo el al'acena'ien al'acena'iento to  su posterior venta en condiciones ópti'as para su consu'o6 a 3ue este '0todo a di%erencia de los '0todos de salado de carne o a5u'ado6 no da-a las propiedades ele'entales del producto6 si se e%ect9a de uena 'anera  siguiendo las nor'as estalecidas. Es así co'o se llega a las cá'aras de re%rigeración para carne6 en las cuales 5a 3ue tener en cuenta una serie de pará'etros para su dise-o  un 'ane!o de las nor'as 3ue per'itan un uen desarrollo al producto 3ue se 3uiere entregar. 8o 3ue se verá plas'ado en la reali7ación de este in%or'e

$

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Pontifcia Universidad Católica de Valparaíso Escuela de Ingeniería Mecánica

'.(. /0!eti1o 2eneral. *ise-o de una cá'ara para conservación de carne de cerdo.

'.3. /0!eti1os específicos.      

Cu'plir con las %ec5as estipuladas. Cu'plir con las condiciones estalecidas. Estudiar las alternativas de solución posiles al prole'a. &eleccionar una alternativa solución. Cálculo de partes  e3uipos necesarios. &elección de e3uipos.

. Conservación y refri geración de alimentos. Para el estudio del dise-o de una cá'ara de conservación de ali'entos es necesario conocer el co'porta'iento de los ali'entos a re%rigerar en %unción de la te'peratura  la 5u'edad. Para esto es necesario tener un control de la te'peratura  la 5u'edad. El 'ane!o de la te'peratura está directa'ente asociado a la desco'posición de la 'ateria :carne de ani'al en este caso;. En la cual el %río no destrue los 'icroorganis'os presentes6 sino 3ue de'ora  la reproducción de estos agentes. *onde en el siguiente gra%ico se puede oservar una relación entre los

logarit'os de U
:representa un n9'ero de acterias por unidad de área; v?s los días. En la cual se estalecen te'peraturas de traa!o  rango en 3ue 5a 'odi%icaciones i'portantes en la carne co'o el olor o la viscosidad.

#

#


0rafico 1.Crecimiento acteriológico en carne almacenada a diversas temperaturas.

(.'. 4istema de refrigeración Para la re%rigeración de la carne6 general'ente se utili7ar siste'as de

en%ria'iento de

aire 'ediante siste'as 'ecánico. *onde la

re%rigeración consta de dos etapas relevantes@

 *is'inución de la te'peratura de la carne.  Manteni'iento de la carne a a!a te'peratura.

Para lograr un correcto %unciona'iento de la cá'ara considerando estas etapas6 se deen 'ane!ar $ pará'etros@ te'peratura6 5u'edad relativa  velocidad del aire. Otros '0todos de en%ria'iento son la utili7ación de lí3uidos re%rigerantes. Entre los re%rigerantes utili7ados en la actualidad se encuentran@      

41$# 4#A#, 4#A+ 422 412
(

(


Para la re%rigeración 'ediante t0cnicas %rigorí%icas eBisten # puntos i'portantes a 'ane!ar@  8os productos a conservar deen encontrarse inicial'ente

sanos.  Es necesario seleccionar un re%rigerante adecuado  Es i'portante 'antener la =cadena de %rio> durante el periodo de re%rigeración  &e deen cu'plir las te'peraturas  5u'edades relativas correspondientes a cada tipo de ali'ento 3ue se re%rigere.

(.(. &am0ios durante el proceso. 2.2.1. Antes de la congelación.  *espu0s del sacri%icio del ani'al se inicia la trans%or'ación de

glucógeno en ácido láctico de 'anera irreversile.  8os pig'entos ca'ian de color por reacciones redoB6 las grasas se oBidan6 las en7i'as 5idrolíticas degradan a los te!idos relandeci0ndolos.

(.(.(. 5urante la congelación.  El volu'en del ali'ento congelado au'enta  se %or'an

cristales de 5ielo durante el en%ria'iento. :
una

aceleración

de

la

precipitación



desnaturali7ación de las proteínas ocasionando ca'ios irreversiles en los siste'as coloidales.  8as reacciones 3uí'icas  en7i'áticas contin9an 'u lenta'ente. )

)


 8as proteínas de las carnes :aves  pescados; su%ren una

des5idratación irreversile.  8as grasas pueden oBidarse e 5idroli7arse.  8os ali'entos pueden desecarse super%icial'ente6 cuando se suli'an los cristales de 5ielo distriuidos en su parte eBterior produciendo las lla'adas 3ue'aduras de 5ielo. :
igura 1. ormación de cristales de ielo.

(.(.3. &am0ios durante la descongelación o

*urante la descongelación se acelera la acción en7i'ática  si esta es 'u lenta6 se puede producir desarrollo

o

'icroiano. 8as carnes al descongelarse producen un eBudado o sangría :p0rdida de lí3uido;.

(.(.6. 7spectos para diseño &ámara de conser1ación. *e la cá'ara de conservación es i'portante considerar el lugar en donde se desea situar dic5o e3uipo. o

Cuando la cá'ara este situada al aire lire6 esta dee de evitar la

o

eBposición directa al sol. *onde será necesario utili7ar un dole tec5o o paredes con paso de aire inter'edias a la cá'ara. +

+


o

En caso de la utili7ación de una cuartos a construidos o ele'entos de ella :paredes pisos6 etc.; será necesario el análisis de las p0rdidas de

o

calor  la 5u'edad presentes en los ele'entos a aprovec5ar. &e deerá disponer un siste'a de ilu'inación dentro de la cá'ara6 3ue

o

se 'ane!e desde el eBterior de esta. 8a disposición  utili7ación de arras6 ganc5os  ca!as de al'acena!e dependerá de la cantidad  del tipo de producto a al'acenar.

(.(.. Tiempo de enfriado de las carnes.

0rafico 2. Curvas de tiempos de refrigeración.

 Curva

,@

re%rigeración

ultrarrápida

:tie'po

de

se'iD

en%ria'iento # 5oras; eBiste riesgo de acorta'iento por el %río.  Curva @ re%rigeración rápida :tie'po de se'iDen%ria'iento / 5oras; no eBiste riesgo de acorta'iento por %río ni de putre%acción  Curva C@ re%rigeración lenta :tie'po de se'iDen%ria'iento 2A 5oras; eBiste riesgo de putre%acción. /

/


*ados los tipos de en%ria'iento posiles6 se esti'a 3ue el en%ria'iento rápido es el 'ás ene%icioso. *eido a 3ue en el en%ria'iento lento se corre el riesgo de putre%acción. F en el en%ria'iento ultrarrápido se produce el acorta'iento por %rio :ca'ia el endureci'iento de la carne6 en relación a la dure7a con la cual entro al proceso de re%rigeración;

'efrigeración 'ápida@ es el proceso 'ás adecuado para la conservación de ali'entos6 donde las canales son llevadas a dos condiciones 1.D en el pri'er tie'po@ el aire se encuentra en un rango de D2 a #GC6 donde la circulación del aire es :5u'edad

relativa;

del

de

A.

16(

Esta

a

2

'?s con una H4

%ase se deno'ina

se'iD

en%ria'iento6 cuos tie'pos son de / 5rs para el vacuno  # 5rs para el cerdo aproBi'ada'ente. 2. D en la segunda %ase se reduce la velocidad del aire6  la te'peratura es de AGC.

(.(.+. 7spectos T8rmicos. 8os %enó'enos de trans%erencia de calor corresponde al traspaso de energía t0r'ica6 este %enó'eno se representa a trav0s de los ca'ios de te'peratura. 8os 'ecanis'os de trans%erencia de calor son@

a. Conducción . Es el 'ecanis'o de traspaso de energía entre dos o 'ás cuerpos sólidos. En %lu!o de calor va de 'aor a 'enor te'peratura. El 'odelo 'ate'ático de Este %enó'eno se representa por la 8e de





&cuación 1.$ey de ourier

*onde@ 3J es el %lu!o de calor por conducción

KJ conductividad

t0r'ica del 'aterial ,J área transversal al %lu!o de calor

dJ variación de

te'peratura dBJ variación de espesor del 'aterial

. 'adiación. Es el 'ecanis'o de trans%erencia donde el traspaso de energía se reali7a entre dos o 'ás cuerpos con distinta cantidad de energía. *onde los cuerpos poseen una distancia entre sí. El 'odelo 'ate'ático para la radiación está dado por la 8e de &te%anD olt7'ann. 8e de &te%anDolt7'ann@

&cuación 2. $ey de *tefan-oltmann. *onde 3J es el %lu!o de calor por radiación JConstante de &te%anDEolt7'ann ,J área de radiación J %actor de e'isividad 1

1A


J % actor de %or'a

1 J te'peratura super%icial 2 J te'peratura del cuerpo receptor

c. Convección. Es una de las tres %or'as de trans%erencia de calor6 donde el %lu!o se produce a trav0s de un 'edio %luido6 sea li3uido o gas. El 'odelo asociado a la convección está dado por la 8e de en%ria'iento de Leton@

&cuación 3. $ey de 5e6ton.

*onde@ 3 J %lu!o de calor por convección J coe%iciente pelicular convectivo 'edio ,J área de trans%erencia de calor J te'peratura del %luido. J te'peratura super%icial del cuerpo.

1

11


Ca pítulo ! "imensionamiento de la cámara. 3.'. 7lmacenamiento de la carne. 8a carne sin un siste'a de re%rigeración o carne %resca es 'u propensa al ata3ue de acterias del aire6 la reproducción de estas au'enta a 'edida 3ue au'enta la te'peratura  la 5u'edad6 es por esto 3ue cuando no se dispone de un siste'a de re%rigeración la carne dee ser vendida dentro de las pri'eras 12 5rs desde la 'uerte del ani'al. Co'o se 'enciona anterior'ente los ca'ios %ísicos6 3uí'icos  'icroiológicos en la carne %resca son estricta'ente una %unción de la te'peratura  la 5u'edad. El control de la te'peratura  la 5u'edad constitue en la actualidad el '0todo 'ás i'portante de conservación de la carne para atenerse a las necesidades del 'ercado. 8a te'peratura ideal de al'acena'iento de la carne %resca oscila en torno al punto de congelación alrededor de D$GC para el cerdo  el pollo.

"ala 1. &7tracto temperatura de conservación de cerdo.

1

12


,de'ás

se

to'an

las

siguientes

consideraciones

para

el

di'ensiona'iento@ o

Piso del 'aterial i'per'eale6 antidesli7ante  con

o

pendiente 5acia el punto de drena!e. 8as paredes6 tec5os  puertas deerán estar revestidos con un 'aterial i'per'eale de %ácil lavado  desin%ección6  las puertas deerán tener dispositivos 3ue per'itan su apertura

o

desde el interior. uena ilu'inación  una calidad tal 3ue no altere el color natural de las canales  suproductos.

!.!. "imensionamiento cámara. Para el di'ensiona'iento de la cá'ara para conservación de carne de cerdo se to'an consideraciones di%erentes para cada tipo ani'al6 a 3ue su conservación es di%erente6 a 3ue el cerdo se al'acena en rieles 3ue 'antienen la canal co'pleta o 'edia canal6 dependiendo de có'o se 3uiera conservar. Por estos 'otivos se tiene una consideración general  despu0s se procede individual'ente@ Tipo de carne

Cerdo

Peso Promedio 250.000 kg

Densidad carga 375.000 kg mlineal

"ala 4. Características carnes a conservar.

3.3.'. &álculo dimensión cerdos. El cerdo %aenado se traa!ó en canales6 esto 3uiere decir 3ue una canal es un cerdo entero sin vísceras  cae7a6 por ende 'edia canal es la 'itad del cerdo %aenado6 se al'acenan en rieles6 3ue es un dispositivo 3ue per'ite una 'e!or 'anipulación de la carne del cerdo. 1

1$


C#P$%U&' ( %)'*$# ") C+&CU&'. &alculo calor sensi0le y latente de la carne de cerdo Una ve7 3ue se conoce las te'peraturas necesarias para el al'acena'iento en cada una de las cá'aras6 se prosigue con el cálculo de calores sensile  latente para cada caso. Para el cálculo de calor sensile utili7are'os@ Qs=m∗Ce∗( te −ts )=[

kcal ] dia

Para el cálculo de calor latente utili7are'os@ Ql =m∗Cl =[

kcal ] dia

Cá'ara de PreD%río Calor sensile del dura7no en la cá'ara de preD%río. 8g9día 3).,14 Masa cerdo diaria :C 2= e'peratura inicial :C 1 e'peratura fnal 1.3),.13 ;cal9día 2 Calor sensile generado

Cá'ara de
1

1#


Calor latente de la carne de cerdo en la cá'ara de %río 8g9día 3).,14 Masa cerdo diaria e'peratura inicial D agua estado :C 2 li3uido e'peratura fnal D agua estado :C 2 solido 4.4/4.2) Calor sensile generado D antes de ;cal9dia = congelar

Calor sensile de la carne de cerdo en la cá'ara de %río D *espu0s de congelar 8g9día 3).,14 Masa cerdo diaria :C 2 e'peratura inicial :C 1< e'peratura fnal Calor sensile generado D antes de ;cal9día ,42<)1 congelar

&álculo por respiración del producto. ,un3ue no se calculara a 3ue es para %rutas  vegetales6 es i'portante conocerlo. 8as %rutas  los vegetales contin9an con vida despu0s de su recolección  ta'i0n contin9an su%riendo ca'ios 'ientras están al'acenadas. 8o 'ás i'portante de esos ca'ios son los producidos por la respiración6 3ue es un proceso durante el cual el oBígeno del aire se co'ina con los caro5idratos en el te!ido de la planta dando co'o resultado la %or'ación de dióBido de carono  calor. El calor eli'inado es lla'ado calor de respiración  dee ser considerado co'o una parte de la carga del producto donde cantidades considerale de %rutas ?o vegetales están al'acenadas a una te'peratura superior a la de congelación. 8a cantidad de calor involucrada en el proceso de respiración depende del tipo  te'peratura del producto.

1

1(


8a carga del producto proveniente del calor de respiración se calcula 'ultiplicando la 'asa total del producto por el calor de respiración otenido de las talas. &e tiene@

&cuación 1<.Calor por 'espiración del producto. Para el producto al'acenado se to'a co'o calor de respiración de A6# Ncal?Ng GC J 1)+$6) ?Ng GC. &i no se conoce el valor del calor de respiración del producto diario de entrada en la cá'ara se to'a el valor de 262 Ncal?Ng GC J 2A#6/ ?Ng GC. J 262  2(AAAA J ((AAAA Kcal.

&alculo de carga t8rmica por reno1ación de aire Para estalecer este valor es necesario tener claro las di'ensiones de nuestras cá'aras a dise-ar  así otener el volu'en en el cual el aire se encuentra circulando. En este caso las di'ensiones son las siguientes@ *i'ensiones %río 8argo ,nc5o ,ltura Volu'en

cá'ara preD

m m m m3

2= 1) ) 1)==

*i'ensiones cá'ara %río m 2= 8argo m 1) ,nc5o m ) ,ltura m3 1)== Volu'en *i'ensiones anteDcá'ara m 2= 8argo 1

1)


,nc5o ,ltura Volu'en

m m m3

) ) )==

El n9'ero de renovaciones es posile otenerlo 'ediante tala con el volu'en a calculado.

Lu'ero de renovaciones para 1(AA '$ J 16( Para otener el cálculo de carga t0r'ica por renovación de aire utili7are'os@ hext −h∫ ¿ Q ren. puertas = pm∗V ∗npuertas∗¿

Cá'ara de preD%rio Carga t0r'ica por renovación de aire cá'ara :C G 'áBi'a verano cli'a ;g9m3 *ensidad interior aire 1GC ;g9m3 *ensidad eBterior aire $(GC ;g9m3 *ensidad Pro'edio P4E<4IO ;@9;g ; C esp. aire ;@9;g Entalpia 1GC ;@9;g Entalpia $(GC 8cal9dí a Carga t0r'ica por renovación de aire

1

3) 1>2?2 1>12, 1>343 1>==) , 4= 12?/3 3

1+


Cá'ara de %río Carga t0r'ica por renovación de aire *ensidad interior aire D1/GC *ensidad eBterior aire $(GC *ensidad Pro'edio <4IO C esp. aire Entalpia D1/GC Entalpia $(GC Carga t0r'ica por renovación de aire

;g9m3 ;g9m3

1>3?4 1>12, 1>2=? ;g9m3 ) ;@9;g ; 1>==) ;@9;g = ;@9;g 4= 8cal9dí 1=<<) a )

2anancia por paredes o parámetros Cálculo de entrada de calor por paredes tec5o6 se o'itirá el cálculo de entrada o salida de calor por el piso6 a 3ue se considera un eBcelente aislante  no eBiste trans%erencia de calor de ning9n tipo. , continuación se 'ostrará la disposición de las cá'aras.

El calor 3ue entra por las paredes está dado por la siguiente eBpresión@ Q= K ∗S∗∆ T

1

1/


QJ Calor ganador por pára'etros :Kcal?5r; NJcoefciente t0r'ica gloal :R?'S2GC; &J Trea de trans%erencia en 'S2 ∆ T J *i%erencia te'peraturas entre eBterior e interior :GC; &e reali7ará una corrección a las te'peraturas@ eBterior por el este J te  1AGC  %c @ %cJ %actor de corrección a 3ue en esta pared se encuentra la sala de 'á3uinas. eBterior por el oeste J te  (GC eBterior por el sur J no tiene variación eBterior por el norte J te  (GC *onde te J $(GC Para la cá'ara de preD%rio@

Pared Este Pared Lorte Pared &ur ec5o ,ntecá' ara

e'peratura corregida

Trea

#16(

1AA

#A6(

#A $( (A

+( +( $AA

$ $# #

1A

1AA



∆ T

Para la cá'ara de %río@

Pared Oeste Pared Lorte Pared &ur ec5o ,ntecá' ara

e'peratura corregida

Trea

#A

1AA

(/

#A $( (A

+( +( $AA

(/ ($ )/

1A

1AA

2/

1

∆ T

1


Cálculo del coefciente t0r'ico gloal@

Para a'as cá'aras la conductancia del revesti'iento interior J / R?'S2GC Para a'as cá'aras la conductancia del revesti'iento eBterior J 2A R?'S2GC Para otener los valores de resistencia t0r'ica en el caso del aire en contacto con la pared eBterior 'ediante convección natural la nor'a #5& en I*% 1= 4)/2==1 nos otorga la siguiente tala.

2

2A


Espesores de los distintos 'ateriales@ • •

•

Cielo cá'ara @ 2A c' de 'adera6 +6) c' de poliestireno eBpandido Paredes cá'ara @ 2 lá'inas de A62 c' de acero6 126+ c' de poliestireno eBpandido Piso cá'ara@ 1A62 c' de lana 'ineral6 126( c' de losa  +6( c' de acaado.

Conductividad de los 'ateriales@ PO8IE&I4ELO EWP,L*I*O P8,LCH,& *E ,CE4O M,*E4, Conductivid 9m: A6A2 Conductividad 9m: ( Conductivi 9m A61 ad B C B C dad B :C  A $ Usando la %ór'ula de N general se tiene@ Haciendo los respectivos ca'ios de unidades se tiene 3ue para la cá'ara de %río@

; 8cal9díaFmE2F: ;  9mE2F:CG CG ared %este A622 #6(# ared 5orte A622 #6(# ared *ur A622 #6(# "eco A62$ #6++ Antecámara A622 #6#)

Para la cá'ara de preD%río@

; 8cal9díaFmE2F ;  9mE2F:CG :CG ared &ste A622 #6(# ared 5orte A622 #6(# ared *ur A622 #6(# "eco A62$ #6++ Antecámara A62$ #6) 2

21


Usando la %ór'ula general del calor ganador por paredes  tec5os se tiene@ Para la cá'ara de %río@ Pared Oeste Pared Lorte Pared &ur ec5o ,ntecá'ara otal

Q :Ncal?día; 2)$226 1+#262# 1/A#A6$2 +2//6) 12(A16+/ 1+$/)62$

Para la cá'ara de preD%rio@ Pared Este Pared Lorte Pared &ur ec5o ,ntecá'ara otal

H ;cal9díaG 1/$/A6+1 1$2+#6) 11(+$6A# +A1A(62/ #2161( 11+(($61

2anancia de calor por persona En nuestra cámara frigorífica se encuentran tra0a!ando + personas durante 9 horas diarias, 8stas + personas tra0a!an 9 horas en la cámara de frío y otras 9 horas en la cámara de prefrío. 4eg;n el 74<7E, seg;n la temperatura de la cámara será el = desprendido por las personas.

%ara la cámara de frío: se tiene >ue cada persona genera un calor de 39 = %ara la cámara de prefrío: se tiene >ue cada persona genera un calor de (?* =

2

22


%ara realizar el cálculo total de calor generado por las personas:

5onde n @ es el n;mero de personas > @ el calor generado por cada persona t @ tiempo tra0a!ando de cada persona %ara la cámara de frío:

) persona traa!an / 5r diarias Q ganancia :R5?día; Q ganancia :Kcal?día;

Ca'ara de
Potencia por Para 7onas de traa!o 2+ R?'S2 alu'rado dede Pre%rio Cá'ara Cá'ara PreD%rio $ persona traa!an # 5r deCa'ara
%ara la cámara de prefrío:

2anancia de calor por el alum0rado &omo desconocemos la potencia del alum0rado, tomaremos el usado para zonas de tra0a!o, e>ui1alente a (? =)mA(. Bsaremos lámparas incandescentes, por lo tanto, la ganancia de calor por alum0rado es igual a:

Q=27

W ∗ Área deIiluminación∗t 2 m

5onde t@ tiempo de funcionamiento de la iluminación, como las personas tra0a!an durante 9 horas diarias, el tiempo de funcionamiento será e>ui1alente a 9 horas al día tam0i8n. El área de iluminación, la hemos considerado como * mA( para am0as cámaras, de un total por cámara de 3** mA(

2

2$


2anancia de calor por ser1icio Toda energía, disipada en el interior del espacio refrigerado Caperturas de puertas, ma>uinaria, calentadores, etc.D de0e ser incluida en la carga t8rmica. &omo desconocemos la ma>uinaria >ue entrará a am0as cámaras de refrigeración, consideraremos un '* de la carga del producto, del calor de respiración, y del calor transmitido por los parámetros. %or lo tanto la ganancia de calor por ser1icio, será igual a:

Q=0,1∗( Qresp + Q producto + Qparametros) "anancia por servicio Q :Kcal?día;

Cá'ara de
(.1,anancia de calor por los ventiladores de los evaporadores Este cálculo pretende otener el calor 3ue lieran los 'otores instalados en el evaporador6  otros 3ue eventual'ente pudieran utili7arse.

,parte de los ventiladores de los evaporadores6 en nuestra cá'ara 5e'os dispuesto de ) ventiladores de $AA R por cá'ara6 para reali7ar de 'anera efciente la renovación de aire  el 'ovi'iento del aire dentro de las cá'aras. El calor generado por los 'otores 3ue 'ueven a los ventiladores usados para la renovación de aire6 se puede calcular de la siguiente 'anera@ Q motores= Potencia eléctrica∗t

*onde el t J tie'po de %unciona'iento de los 'otores Para un ventilador de $AA R6 dee'os tener un 'otor el0ctrico de ($A R. El %unciona'iento de estos ventiladores será de 2//AA segundos?día Por lo tanto el calor generado en a'as cá'aras@ Q :Kcal?día;

Cá'ara de
2

Cá'ara de PreD%rio 21///6(

2#


Co'o la potencia de los ventiladores de los evaporadores se desconoce6 se puede considerar un 1A de la su'a de las potencias aportadas calculadas anterior'ente. Q :Kcal?día;

Cá'ara de
Cá'ara de PreD%rio 21)1

&arga t8rmica total Para calcular la carga t0r'ica total6 dee'os su'ar todas las potencias calculadas anterior'ente6  agregare'os un %actor de seguridad del 1A.

Q :Kcal?día; Q KR necesarios

Carga t0r'ica total Cá'ara de
2

Cá'ara de PreD%rio 2#2))#6# 126#2#

2(


Capí tulo - elección cámara frigorífica y elementos. Elección puerta cámara frigorífica Es i'portante seleccionar una puerta para las condiciones en las cuales se encuentra traa!ando nuestra cá'ara %rigorífca. En esta oportunidad nos encontra'os con 2 casos6 una cá'ara de %rio a una te'peratura constante de D1/GC  una de preD%rio a 1G C. a!o estas condiciones se seleccionaron los siguientes accesos. Cá'ara de %rio@ Puerta pivotante proveedor <4I"OP,CN. “Puerta pivotante industrial idónea para cámaras frigorícas de conservación (+0ºC), congelación (!0ºC) " t#neles de congelación ( $0ºC)% &nstalación en la industria cárnica, pes'uera, ortofrutícola, láctea " logística% decuada para uecos de grandes dimensiones o con pasos a*reos " tránsito de má'uinas de manutención

Características@ • • •

Material estructura eBterior@ ,cero inoB. ,I&I $A#?2 Espesor aislante @ Poliuretano inectado de 1#A X''Y *i'ensiones@ ,lto 26( X'Y B anc5o 2 X'Y

Cá'ara de preD%rio@ o'ando en consideración 3ue el tipo de 'a3uinaria 3ue circula a trav0s de a'as cá'aras es el 'is'o6 3ue se %acilita la co'pra del producto  por sore todas las cosas cu'ple con la %unción aislante a!o la condición eBigida. &e 5a optado por utili7ar la 'is'a puerta en este caso. ,ccesorio para a'as puertas Para dis'inuir las perdidas en las aperturas  en la circulación de traa!adores o 'a3uinaria a trav0s de la cá'ara se 5a optado por colocar en la puerta cortinas plásticas de la'as de PVC o lá'inas de PVC aislante para cá'aras de %rio desde A G C 5asta D#A G C6 estas no inZuirán en el cálculo de carga t0r'ica pero si nos dará un 'argen de seguridad en el %unciona'iento real. 2

2)


Proveedor@ P8,&EC

Elección del E>uipo

E3uipo para la cá'ara de %río

2

2+


Para tratar de 'antener la te'peratura constante en toda la cá'ara6 elegire'os 2 e3uipos &ED&
2

2/


Es el e3uipo indicado para nuestra instalación6 deido a 3ue no es sólo una unidad6 la sala de 'á3uinas se encuentra al otro lado de la cá'ara de %río6 per'itiendo de!ar la parte 'otri7 del e3uipo en la sala de 'á3uinas6  el evaporador en la cá'ara de %río.

E3uipo para la cá'ara de preD%río

2

2


Con el 'is'o fn anterior6 tratar de 'antener la te'peratura constante en toda la cá'ara6 elegire'os 2 e3uipos MCHDL
Para este caso6 el e3uipo puede ser sólo una unidad6 co'o la cá'ara de preD%rio se encuentra al lado de la sala de 'á3uinas6 no 5a inconvenientes si el e3uipo es sólo una unidad.

$

$A


egunda 'pción/

Co'o otra variante a la co'pra del e3uipo de re%rigeración6 tene'os a la e'presa "reenPaK D E3uipos de 4e%rigeración Industrial. Para la cá'ara de %río@

$

$1


Elegire'os el e3uipo "PMD1AA &6 aun3ue su potencia %rigorífca de )6+ KR supera a la re3uerida por la nuestra :)A62+ KR;6 el %aricante nos da la opción de elegir por el ta'a-o de la cá'ara6 por lo tanto esa es la opción a elegir6 a 3ue nuestra cá'ara de %río tiene $AAA 'S$ de volu'en. Este e3uipo es para condiciones de te'peratura a'iente de $2GC6  es capa7 de 'antener la cá'ara a una te'peratura de D2AGC. Para la cá'ara de preD%río@

Para la cá'ara de %río dispondre'os del e3uipos "PMD2(6 con una potencia %rigorífca $(6( KR a una te'peratura de la cá'ara de AGC6 con una te'peratura a'iental eBterior de $2GC. &in e'argo el %aricante nos reco'ienda 3ue este e3uipo es para cá'aras de volu'en entre 1A#AD +(A 'S$6  nuestra cá'ara de preD%río posee un volu'en de $AAA 'S$.

$

$2


-iliografía rans%erencia de Calor  'asa #ta ed.  =unus Cengel% ,puntes curso de re%rigeración OIM #$AD1. ,puntes tecnología %rigorífca  =-niversidad de Canta.ria . Catálogo@

•

Catalogo@ E3uipos de re%rigeración "a'a industrial  Edición 2A12 “&123C41%

$

$$


•

Lor'as uenas prácticas en siste'as de re%rigeración  cli'ati7ación  Edición 2A11D = 5inisterio de medio am.iente 6o.ierno de Cile%

Conclusión. *el análisis del traa!o reali7ado se pueden sacar una serie de conclusiones. Una de ellas es 3ue se 5a logrado cu'plir el o!etivo del curso 3ue es poder dise-ar una cá'ara %rigorífca con los conoci'ientos ad3uiridos a trav0s del se'estre. Uno de los enefcios 'ás i'portantes de este traa!o es 3ue se logrado un desarrollo en el área pro%esional a %uturo6 a'pliando la red de contacto de proveedores para distintos ele'entos necesarios para el dise-o tanto de cá'aras %rigorífcas o para cli'ati7ación6 ta'i0n la %a'iliari7ación con catálogos co'erciales de %aricantes  co'en7ar a co'prender los distintas visiones de cada uno. En ase al dise-o se 5a logrado identifcar las prole'áticas eBistentes en el proceso 5asta la fnali7ación de este6 una de ellas %ue guiar el cálculo de carga t0r'ica en ase a valores e'píricos  no teóricos en su totalidad6 situación 3ue es la 'ás aplicada en el área laoral entendiendo 3ue se dee acelerar el proceso  a su ve7 5acerlo 'ás sencillo. $

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279315754-Camara-Frigorifica-Para-Carne-de-Cerdo.docx

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