DATOS: Producción: 8000 cj/dia Tipo de Conserva: 5000 cj de crudo( tall natural ) + 3000 cj de cocidos (1/2 lb grated en agua y sal ) Envases por caja 1lb tall: 24 lata/cj Envase por caja caja 1/2 lb tuna: 48 lata/cj Area Efectiva de Cocina ROCK: 43 m² Capacidad / m²: 130 cuerpos/m² Masa de pescado crudo por lata tall: 0.420 kg/cuerpo Masa de agua por lata tall: 0.110 kg/cuerpo (0.110 lt/cuerpo) Masa de cuerpo 1 lb tall: 0.0426 kg/cuerpo Masa de cocinador continuo ROCK: 10596.705 kg Area de transferencia de calor de la cocina cocina ROCK: 117.2 m² Masa de marmita grande: 120.000 kg Masa de marmita chica: 60.445 kg Concentración de sal en la salmuera: 3%(p/v) Masa de autoclave grande: 5749.340 kg Masa de envase 1 lb tall completo: 0.052 kg
2
Masa de pescado cocido por lata tall: 0.325 kg /lata Masa de carro para envase tall: 115 kg Nº- cajas por carro: 38 cj/carro Nº- por autoclave grande: 10carros Área de transferencia de calor de autoclave grande: 45.572m² Masa de sal por lata: 0.0033 kg/lata Masa de canastilla inox: 3.75 kg / canastilla Masa de pescado por canastilla: 17kg/ canastilla Masa de carros para cocinador estático: 90kg/carro Masa de cocinador estático: 7424.01kg Área de transferencia de calor del cocinador: 72.048 m² Capacidad de cerradora 1/2 lb tuna: 175 latas/min Masa de agua por lata 1/2 lb tuna : 0.05kg/lata (0.05 lt/lata) Masa de agotador de aire: 1271.567kg Masa de cuerpo 1/2 lb tuna: 0.1993 kg Área de transferencia de calor del agotador: 20.950m² Masa pescado cocido por lata 1/2 lb tuna: 0.118 kg/lata
3
Masa de sal por lata 1/2 lb tuna: 1.5 gr/lata Masa de lata 1/2 lb tuna completa: 0.0347 kg/lata
Calores específicos utilizados: Cp pescado fresco
: 0.8370 kcal/kg ºC
Cp agua
: 1.0000 kcal/kg ºC
Cp latón laminado
: 0.0920 kcal/kgºC
Cp acero inoxidable
: 0.1200 kcal/kg ºC
Cp de acero estructural
: 0.1433 kcal/kg ºC
Cp de la sal
: 0.2200 kcal/kg ºC
Cp del pescado cocido
: 0.8000 kcal/kg ºC
Equivalencias utilizadas: b) c) d)
a) 3.968 BTU/kcal BHP/33475 BTU/hr 0.28 gl/BHP factor de evaporación ( fe ) = evaporación nominal /evaporación real
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A.- LINEA DE CRUDOS Base: 5000 cj/dia Capacidad de cocinador continúo ROCK (134 cuerpo tall /m² x 43m²x 1/30min x 60min/hr) / 24 cuerpo/cj = 480cj/hr
I.- CALOR NECESARIO PARA LA COCCION DEL PESCADO Qtp = Q1 + Q2 + Q3 + Q4 + Q5 + Q6 Q1 = calor para calentar el pescado Q2 = calor para calentar el agua de cocción del pescado Q3 = calor para calentar los envases Q4 = calor para calentar la masa de cocinador Q5 = calor perdido por covección Q6 = calor perdido por radiación Q1: se requiere masa del pescado por hora y un envase carga 0.420 kg/envase 480 cj/hr x 24 envase/cj x 0.420 kg/envase = 4838.400kg/hr Q1 = 4838.400 kg/hora x 0.837kcal/kgºC x (95 – 20 )ºC = 303730.560 kcal/hr Q2: 0.10 kg/envase, 480 cj/hr x 24 envase /cj x 0.110kg/envase = 1267.200 kg/hr Q2 = 1267.200 kg/h X 1.000 kcal/kg ºC X (95 – 20)ºC = 95040 kcal/hr Q3: 0.0426 kg/envase, Cp latón laminado = 0.092kcal/kgºC m= 480cj/hr x 24 envase/cj = 490.752 kg/hr 5
Q3 = 490.752 kg/hr x 0.092 kcal/kgºC (95 - 20) ºC = 3386.188 kcal/hr Q4: m= 4836.580 kg inox + 5750.125 kg estruc. , Cp inox = 0.12 kcal/kg ºC , Cp a. estruc =0.1433 kcal/kgºC Q4= (4846.580kg x 0.12 kcal/kgºC x (95 – 20) ºC + 5750.125 kg x 0.1433 kcal/kgºC x(95- 20)ºC) Q4= 105418.680kcal
Q5: Q5 = U x At x ΔT Q5 = 13.2 kcal/hrm² ºC X 117.2 m² x (95 - 60)ºC = 54146.400 kcal/hr
Q6: 20% de Q4 Q6 = 105418.680 Kcal x 0.20 = 21083.736 kcal Qtp = (303730.560 +95040 +3386.188 +105418.680 + 54146.400 + 21083.736) kcal/hr = 2312.592.2BTU/hr BHP requeridos para el cocinador continuo ROCK BHP = 2312.592.2 BTU/hr x BHP/33475 BTU/hr = 69 BHP II.- CALOR NECESARIO PARA PREPARAR LIQUIDO DE GOBIERNO Qlg = Q1 + Q2 + Q3 Q1 = calor para calentar marmitas Q2 = calor para calentar agua de constitución de la salmuera Q3 = calor para calentar la sal Q1: marmita chica
m = 60.445kg, Cp a. inox = 0.12 kcal/kgºC, son tres marmitas 6
Marmita grande m = 120.000 kg, son dos marmitas Q1 = (60.445kg x 0.12 kcal/kgºC X (90 - 20)ºC X 3 + 120.000kg x 0.12kcal/kgºC x (90 – 20 )ºC x 2) Q1 = 3539.214 kcal
Q2: 480 cj/hr x 24 envase/cj x 0.110kg/envase = 1267.200 kg/hr Q2 = 1267.200 kg/hr x 1 kcal/kg ºC x (90 - 20)ºC = 88704 kcal/hr Q3: 30 gr/lt x 1267.200 lt = 38.016 kg/hr, Cp de la sal = 0.220 kcal/kgºC Q3 = 38.016 kg/hr x 0.220 kcal/kgºC x (90 - 20)ºC = 585.446 kcal/hr Qlg = (3539.214 + 88704 + 585.446) kcal/hr = 92828.660 kcal/hr x 3.968 BTU/kcal = 368344.120 BTU/hr BHP requeridos para preparar el líquido de gobierno BHP = 368344.120 BTU/hr x BHP/33475 BTU/hr = 11 BHP III CALOR NECESARIO PARA LA OPERACION DE AUTOCLAVADO Qta = Q1 + Q2 + Q3 + Q4 + Q5 + Q6 Q1 = calor para calentar el autoclave Q2 = calor para calentar latas selladas Q3 = calor para calentar el pescado Q4 = calor para calentar el agua de la salmuera Q5 = calor para calentar los carros Q6 = calor perdido por conveccion Q7 = calor perdido por radiación 7
Q8 = calor para calentar la sal Q1: Q1 = 5749.340 kg x 0.1433 kcal/kgºC X (116 - 30)ºC = 71348.044 kcal
Q2: Q2 = 380 cj/hr x 24 lata/cj x 0.052 kg/lata x 0.092 kcal/kg ºC x (116.6 - 30)ºC = 3778.365 kcal/hr Q3: Q3 = 380 cj/hr x 24 lata/cj x 0.325 kg/lata x 0.800 kcal/kg ºC x (116.6 - 30)ºC = 205346 kcal/hr Q4: Q4 = 380 cj/hr x 24 lata/cj x 0.110 kg/lata x 1.000 kcal/kg ºC x (116.6 - 30)ºC = 86877.120 kcal/hr Q5: Q5 = 115 kg/carro x 10carro x 0.1433 kcal/kgºC x (116.6 - 30)ºC = 14271.247 kcal/hr Q6: Q6 = U x At x ΔT = 13.2 kcal/hr m² ºC x 45.572 m² x (116.6 - 70)ºC = 28032.248 kcal/hr Q7: 20% de Q1 Q7 = 71348.044 kcal x 0.20 = 14269.608 kcal Q8: Q8 = 380 cj/hr x 24 lata/cj x 0.110 lt/lata x 0.03 kg/lt x 0.220 kcal/kg ºC x (116.6 - 30)ºC = 573.389 kcal/hr Qta = (71348.044 + 3778.365 + 205346 + 86877.120 + 14271.247 + 28032.248 + 14269.608 + 573.389 ) kcal/hr 8
Qta = 424495.980 kcal/hr X 3.968 BTU/ kcal = 1684400 BTU/hr BHP requeridos para la operación de autoclavado BHP = 1684400 BTU/hr x BHP/33475 BTU/hr = 50.3 BHP Ξ 51 BHP
PROGRAMA DE AUTOCLAVADO PARA LINEA DE CRUDOS De acuerdo a los datos anteriores el Nº de cajas producidas para cada evento o ciclo de autoclavado será 300 cajas/evento siendo el numero total de eventos igual a 5000 cj /380 cj por lo que el Nº de eventos igual a 14.
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PROGRAMA DE AUTOCLAVADO PARA LA LINEA DE CRUDOS Operacion Nº de tiempo evento s o ciclos autoclave 1 A-2 2 A-3 3 A-4 4 A-5 5 A-2 6 A–3 7 A-4 8 A-5 9 A-2 10 A–3 11 A-4 12 A-5 13 A-2 14 A–3
NOTA: tiempo total programado 947 min = 15 hr y 47 minutos.
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CONCLUSIONES: (CRUDOS) De acuerdo a los análisis de los resultados y tomando en consideración los datos del programa de autoclavado se concluye: 1.- El numero máximo de autoclaves será cuatro que trabajaran de acuerdo al programado de autoclavado siendo el requerimiento neto para esta operación. 51 BHP/hr x 4 = 204 BHP/hr, luego BHP/cj = 204 BHP/hr / 480cj/hr = 0.43 BHP/cj 2.- Por capacidad se debe trabajar con un cocinador continuo se requiere 69 BHP/hr, luego BHP/cj = 69 BHP/hr / 480cj/hr = 0.14 BHP/cj 3.- Para el liquido de gobierno se requiere 11 BHP/hr, luego BHP/cj = 11 BHP/hr/ 480cj/hr = 0.02 BHP/cj
DEMANDA NETA DE BHP PARA LA LINEA DE CRUDOS (204 + 69 + 11)BHP/hr = 284 BHP/hr BHP/cj = 284 BHP/hr / 480cj/hr = 0.6 BHP/cj
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4.- consumo neto de petróleo 284 BHP/hr x 0.28 gl/BHP x 15.78 hr = 1254.826 gl/ 5000 cj = 0.25 gl/cj B.- LINEA DE COCIDOS Para una producción de 3000 cajas se requiere 60 TM de pescado fresco lo que representa un rendimiento de 50 cajas de conserva por TM de materia prima lo que significa que de acuerdo al programa de coccion adjunto se requiere procesar 8 batch de pescado de 7.480 TM para tal fin en 10 horas de trabajo.
PROGRAMA DE COCCION DE PESCADO PARA LINEA DE COCIDO Operacion Nº de tiempo evento s o ciclos autoclave 1 c-1 2 c-2 3 c-1 4 c-2 5 c-1 6 c-2 7 c-1 8 c-2
Venteo (12min)
Puesta en regimen (2min)
Tiempo 1
Tiempo 2
10 40 160 190 310 340 460 490
25 55 175 205 325 355 475 505
Esterilizado (90min)
Tiempo 3 85 115 235 265 385 415 535 565
Enfriamiento (45 min)
Descarga (30min)
Tiempo 4
Tiempo 5
95 125 245 275 395 425 545 575
120 150 270 300 420 450 570 600
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NOTA : tiempo total programado 600 min = 10 horas
I.- CALOR NECESARIO PARA LA COCCION DEL PESCADO Qtp = Q1 + Q2 + Q3 + Q4 + Q5 + Q6 Q1 = calor para calentar el pescado Q2 = calor para calentar las canastillas Q3 = calor para calentar los carros Q4 = calor para calentar la masa de cocinador Q5 = calor perdido por covección Q6 = calor perdido por radiación
Q1: Q1=17 kg/canastilla x 20 canastilla/carro x 22 carros x 0.837 kcal/kgºC x (104 – 20 )ºC =525903.840 kcal/hr Q2: Q2= 3.75kg/canastilla x 20 canastilla/carro x 22 carros x 0.120 kcal/kgºC x (104 – 20 )ºC =16632 kcal/hr Q3: Q3= 90 kg/carro x 22 carros x 0.1433 kcal/kgºC x (104 – 20 )ºC = 23833.656 kcal/hr Q4: 13
Q4= 7424.010 kg x 0.1433 kcal/kgºC x (104 - 30)ºC = 78725.686 kcal/hr
Q5: Q5 = U x At x ΔT = 13.2 kcal/hr m²ºC x 72.048 m² x (104 - 60)ºC = 41845.478 kcal/hr Q6: 20% de Q4 Q6 = 79886.822 kcal/hr x 0.20 = 15977.364 kcal/hr Qtp= (557207.640 + 16632 + 23833.656 + 78725.686 + 41845.478 + 15977.364) kcal/hr Qtp = 734221.800 kcal/hr x 3.9678 BTU/kcal = 2913392.1 BTU/hr BHP requeridos para el cocinador estático BHP = 2913392.1 BTU/hr x BHP/33475 BTU/hr = 87 BHP Capacidad horaria de cocina para efecto de calculo 7480 /1.75hr = 4274 kg/hr = 4.274TM/hr x 50cj/TM = 214 cj/hr
II.- CALOR PARA PREPARAR EL LIQUIDO DE GOBIERNO Qlg = Q1 + Q2 + Q3 Q1 = calor para calentar marmitas inox Q2 = calor para calentar agua de constitución de la salmuera Q3 = calor para calentar la sal 14
Considerando que el proceso se realiza con dos cerradoras a una velocidad de 175 latas/min se tendra una velocidad de 350 latas/min
Q1: Q1= 3539.214 kcal Q2: Q2 = 350 latas/min x 60min/hr x 0.050 kg/lata x 1 kcal/kgºC x (90 – 20 )ºC = 73500 kcal/hr Q3: Q3 = 0.03 kg/lt x 1050 lt/hr x 0.22 kcal/kgºC x (90 - 20) ºC = 485.100 kcal/hr Qlg = (3539.14 + 73500 + 485.100 ) kcal/hr Qlg = 77524.314 kcal/hr x 3.968 BTU/kcal = 37616.470 BTU/hr
BHP requeridos para preparar el liquido de gobierno BHP = 307616.470 BTU/hr x BHP/ 33475 BTU/hr Ξ 9 BHP
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III.- CALOR REQUERIDO PARA EL AGOTAMEINTO DE AIRE DE LAS LATAS Qte = Q1 + Q2 +Q3 + Q4+Q5+Q6+Q7 Q1 = calor para calentar agotador de aire Q2 = calor perdido por conveccion Q3= calor perdido por radiación Q4= calor para calentar envases Q5= calor para calentar pescado Q6= calor para calentar agua Q7= calor para calentar sal
Q1: Q1= 1271.567 kg x 0.12 kcal/kgºC x (90 - 30)ºC = 9155.282 kcal Q2: Q2= U x At x ΔT = 13.2kcal/hr m²ºC x 20.950m² x (90- 60)ºC = 8296.200 kcal/hr Q3: 20% de Q1 Q3= 1831.056 kcal Q4: Q4= 175 latas/min x 60 min/hr x 0.01993 kg/lata x 0.092 kcal/kgºC x (95 - 50)ºc = 866.357 kcal/hr 16
Q5: Q5= 175 latas/min x 60 min/hr x 0.118kg/lata x 0.800kcal/kgºC x (95 - 60)ºc = 34622 kcal/hr Q6: Q6=175 latas/min x 60 min/hr x 0.050 kg/lata x 1.000 kcal/kgºC x (95 - 80)ºc = 7875 kcal/hr Q7: Q7= 175 latas/min x 60 min/hr x 0.05 kg/lata x0.03 kg/lt 0.22 kcal/kgºC x (95 - 80)ºc = 51.975kcal/hr Qte = (9155.282 + 8296.200 +1831.056 + 866.357 + 34692 + 7875 + 51.975) kcal/hr Qte = 62767.870 kcal/hr x 3.698 BTU/kcal =249062.900 BTU/hr BHP para agotamiento de aire de los envases BHP = 249062.900 BTU/hr x BHP/33475 BTU/hr = 7.44 BTU Ξ 8 BHP IV.- CALOR REQUERIDO PARA OPERACIÓN DE AUTOCLAVADO Qta = Q1 + Q2 + Q3 + Q4 + Q5 + Q6 + Q7 + Q8 Q1 = calor para calentar el autoclave Q2 = calor para calentar latas selladas Q3 = calor para calentar el pescado Q4 = calor para calentar el agua de constitución de la salmuera Q5 = calor para calentar los carros Q6 = calor perdido por conveccion 17
Q7 = calor perdido por radiación Q8 = calor para calentar la sal de constitución de la salmuera Q1: Q1= 5749.340 kg x 0.1433kcal/kgºC x (116.6 – 30)ºC = 71348.044 kcal
Q2: Q2= 350 cj/hr x 48 lata/cj x 0.0347 kg/lata x 0.092 kcal/kgºC (116.6 – 40 )ºC = 4108.236 kcal/hr Q3: Q3 = 350 cj/hr x 48 lata/cj x 0.118 kg/lata x 0.800 kcal/kgºC (116.6 – 50 )ºC = 105622.270 kcal/hr Q4: Q4 = 350 cj/hr x 48 lata/cj x 0.050kg/lata x 1.00 kcal/kgºC (116.6 – 50 )ºC = 55944 kcal/hr Q5: Q5= 75 kg/carro x 10 carro x 0.12 kcal/kgºC x (116.6 – 30 )ºC = 7794 kcal/hr Q6: similar al caso crudos Q6= 28032.248 kcal/hr Q7: Q7= 14269.608 kcal/hr Q8: Q8= 350 cj/hr x 48 latas/cj x 0.050 lt/lata x 0.03 kg /lt x 0.22 kcal/kgºC x (116.6 - 50)ºC = 369.230 kcal/hr
BHP requerido para la operación de autoclavado BHP = 1140750.800 BTU/hr x BHP / 33475 BTU/hr = 34 BHP
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PROGRAMA DE AUTOCLAVADO PARA LA LINEA DE COCIDOS Operacion Nº de tiempo evento s o ciclos autoclave 1 A – G1 2 A – G2 3 A – G3 4 A – G4 5 A – G5 6 A – G6 7 A – G7 8 A – G8 9 A – G9 10 A – G10
Venteo (12min)
Puesta en regimen (2min)
Tiempo 1
Tiempo 2
12 75 138 201 264 327 390 457 520 583
14 77 140 203 266 329 392 459 522 585
Esterilizado (90min)
Tiempo 3 89 152 215 278 341 404 467 534 597 660
Enfriamiento (45 min)
Descarga (30min)
Tiempo 4
Tiempo 5
119 182 245 308 371 434 497 564 627 690
134 197 260 323 386 449 512 579 642 705
NOTA : tiempo total programado 705 min = 11 horas y 45 minutos
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CONCLUSIONES: (COCIDOS) 1.- Para la operación de coccion se requiere cocinar 60 TM de pescado con un rendimiento de 50 cj/TM que nos permitira lograr una producción de 3000 cajas. Para lograr esto según el programa de cocción adjunto esta 60 TM se tienen que cocinar haciendo uso de dos cocinadotes estáticos para 10 ciclos de coccion de 7.480 TM/batch Siendo la capacidad horaria de 214 cj/hr por 2 cocinas requerimos: 87 BHP/hr x 2 = 174 BHP/hr , luego BHP/caja = 174 BHP/hr / 428 cj/hr = 0.41BHP/cj 2.- Para la operación de autoclavado se reuqieren 3 autoclaves grandes por lo que se requiere: 34 BHP/hr x 3 = 102 BHP/hr, luego BHP/cj = 102 BHP/hr / 350 cj/hr = 0.29 BHP/cj 3.- Para preparar el liquido de gobierno se requiere 9 BHP/hr, luego BHP/cj = 9 BHP/hr / 350 cj/hr = 0.026 BHP 4.- Trabajando con dos cerradoras se requiere dos agotadores de aire por lo que se requiere: 8 BHP/hr x 2 = 16 BHP/hr, luego BHP/cj =16 BHP/hr /350 cj/hr = 0.046 BHP/cj 5.- Demanda neta de BHP requeridos para la linea de cocidos sera: (174 + 102 + 9 + 16 ) BHP/hr = 301 BHP/hr, luego 301 BHP/hr / 350 cj/hr = 0.86 BHP/cj 6.- Consumo de petroleo neto para un tiempo total de 11 hr y 45 min (11.75 hr) 301 BHP/hr x 0.28 gl/BHP x 11.75 hr = 990.290 gl / 3000 cj = 0.33 gl/ cj
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CONCLUSION GENERAL Para una producción de 8000 cajas de conserva (crudo y cocido) se requieren 585 BHP netos, El consumo de petróleo por caja de crudo es de 0.25 gl/cj y el consumo de petroleo por caja de cocido es de 0.33 gl/cj. Si comparamos estos resultados obtenidos con los consumos reales de las fabricas ESTRELLA DE DAVID Y CORPORACION PNG CENTINELA SAC de Chimbote que reportan 0.25 gl/cj crudo y 0.35 gl/cj cocido nos aproximamos a dichos valores.
