Universidad Nacional de Piura
DISEÑO DE UNA CAMARA FRIGORÍFICA PARA LIMON PERSICO DE EXPORTACION I.
INTRODUCCIÓN1:
El Perú es un país netamente agrícola de clima muy variado debido a la situación geográfica del país. De todos los productos alimenticios que se desarrollan en el país, a parte del mango, la uva, la mandarina, banano, etc. las exportaciones de los productos no tradicionales representar un rubro importante en las exportaciones de los últimos 5 años. La
explotación
comercial
de
cítricos
se
ha
desarrollado
en
la
región
Costanera, pero actualmente el territorio destinado al cultivo de cítricos se encuentra distribuido a lo largo del litoral, siendo los principales departamentos productores Tumbes, Piura y Lambayeque. Recientemente con el proyecto de PROMPEX, PROLIMON y PROMPERU se habilitó considerable hectáreas de terrenos no aptos para el cultivo, antes desérticas ahora fértiles para la agricultura. Motivo por el cual, contribuyendo al desarrollo económico que se va a obtener al incrementarse la producción del limón PERSICO, es necesario establecer directrices en torno a un "PROYECTO DE CÁMARA FRIGORÍFICA", estableciendo ideas sobre ubicación, posición de las cámaras, criterios de dimensionamiento, dimensionamiento, y sobre todo características que debe cumplir la construcción.
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http://www.dspace.espol.edu.ec/bitstream/123456789/4445/1/6965.pdf
Refrigeración Aplicada
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II.
OBJETIVOS: 2.1.
2.2.
Objetivo general: Diseño y cálculos de una cámara frigorífica.
Objetivos específicos: Investigar acerca de las características y propiedades térmicas para la correcta conservación del limón pérsico.
III.
Calcular la potencia de los motores necesarios para la refrigeración.
RESOLUCION DEL PROBLEMA:
La utilización de cámaras frigoríficas para el almacenamiento de frutas, ha sido un primer paso para su conservación, durante un período de tiempo prolongado. Con la refrigeración, no obstante, ciertas variedades no pueden ser conservadas de modo satisfactorio o por un largo tiempo. La conservación de la fruta tiene que realizarse con métodos que permitan mantener integras sus cualidades organolépticas y nutritivas, además estos métodos deben impedir el desarrollo de ciertas enfermedades, al tiempo que, las pérdidas de calidad y peso han de quedar reducidas al mínimo. En este informe se presentara cosas básicas y necesarias para el diseño de una cámara frigorífica cuya producción será de treinta (30) toneladas de limón pérsico por semana.
IV.
MARCO TEÓRICO2:
4.1.
Limón. Se piensa que el origen del limón fue al sur este de Asia, y que los Árabes lo introdujeron en Europa (hacia los años 1.000 -1.200 A.C.), después se movilizó a los Estados Unidos y al sur. Actualmente el limón se cultiva en climas subtropicales y tropicales y es la principal fruta acida del mundo.
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http://www.centa.gob.sv/docs/guias/frutales/Limon.pdf
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Universidad Nacional de Piura El limón es principalmente requerido para la industria de las bebidas para dar su sabor. Del limón también se obtiene aceite, esencia para la industria doméstica y de perfume. Los principales exportadores y productores son: Estados Unidos, México, Turquía, Italia, Grecia, Argentina y Brasil comprenden el 60 % de la producción mundial. En cambio Francia, Alemania, Noruega, Japón, Gran Bretaña y Estados Unidos son los principales importadores, los importadores Europeos representan aproximadamente 65 % del total.
Tabla 1.- Composición Nutricional del Limón. Fruta
Energía (kcal)
Agua (g)
Hidratos de carbono (g)
Fibra dietética (g)
Grasas (g)
Proteínas (g)
Calcio (mg)
Limón
39
87
9
1
0.3
0.7
107
Tabla 2.- Condiciones de almacenamiento óptimo. ESPECIE Limón
4.2.
TEMPERATURA (ºC) 10-13
HUMEDAD RELATIVA (%) 85-90
TIEMPO DE ALMACENAMIENTO (días) 30-180
Limón Pérsico.
La lima ácida, Tahití, también denominada limón pérsico o limón Tahití, es un fruto de origen tropical, de importancia económica relativamente reciente. El centro de origen exacto es desconocido; se cree que podría ser proveniente de semillas de frutas cítricas importadas de Tahití, de donde le proviene su nombre (Campbell 1974).
4.2.1. Identificación Botánica: Familia:
Retacea
Subfamilia: Auranciodease Tribu:
Citreae
Subtribu:
Citrinas
Género:
Citrus
Subgénero: Eucitris Especie:
Citrus aurantifolia
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4.2.2. Botánica y Fenología:
El limón Pérsico o Tahití (Citrus latífolia, lanaka), es una planta de tamaño medio a grande, crecimiento vigoroso, forma extendida y casi sin espinas.
El follaje es denso y de color verde, con hojas de tamaño medio, lanceoladas y con pecíolos alados. Las hojas nuevas y retoños, generalmente tienen coloración violeta.
La floración ocurre durante casi todo el año principalmente en los meses de mayo-junio. Los frutos presentan tamaño medio grande; son ovalados, oblongos o levemente elípticos, con la base generalmente redondeada; ápice redondo, superficie aureolar elevada en un pequeño montículo. Las semillas son escasas o ausentes.
La cascara es, en general fina, con superficie lisa y color amarillo pálido cuando maduro; aunque para exportación el (ruto debe presentar una cascara con superficie ligeramente rugosa, verde oscuro y de tamaño mediano.
En promedio, los frutos están listos para la cosecha de 100 - 120 días después de la floración y presentan aproximadamente 10 segmentos con un eje pequeño generalmente sólido; la pulpa es de color amarillo verdoso pálido, suculento y ácido.
El conocimiento de la fenología del limón pérsico, en las condiciones tropicales, es de suma importancia, para la optimización en el manejo del cultivo y el establecimiento de las condiciones necesarias para el aumento en la productividad.
4.2.3. Factores Ambientales: Entre los factores ambientales que influyen en la producción comercial de limón pérsico se encuentran la temperatura, agua, luz y viento.
Temperatura
En general, a temperaturas entre 25º a 31ºC el limón pérsico alcanza su máximo índice de crecimiento y además está asociado en presentar crecimientos y floraciones frecuentes, interrumpidos por la ocurrencia de períodos de déficit hídrico. En cambio a temperaturas entre 12 y 13ºC la mayoría de las especies cítricas presentan paralización de su crecimiento.
Requerimientos de agua
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Universidad Nacional de Piura Por la producción continua de limón pérsico se requieren cantidades razonables de agua para riego en épocas con déficit hídrico, para que la cosecha de frutas no se interrumpa. Un nivel de 150-180 mm por mes es suficiente para suplir los requerimientos de la planta. Déficit hídrico provoca interrupción de la floración, fructificación, maduración anticipada del fruto, frutos de menor tamaño y menor cantidad de jugo en los frutos.
Luz
Para que el árbol de limón y sus frutos se desarrollen bien, necesitan de alta luminosidad. Se ha observado que al disminuir la intensidad de luz, el crecimiento de su nueva brotación se alarga y se presentan más débiles, menos floración, frutos más amarillos y más incidencia de insectos y enfermedades. Por lo que es necesario que el productor efectúe podas de cortinas y cercos que le permitan mayor captación de luz al cultivo.
Viento
Por su densa área foliar, el viento es un factor que se debe considerar al momento de establecer una plantación. No es recomendable establecer plantaciones en áreas expuestas a vientos con velocidades mayores de 20 km/h ya que causan daño en sus hojas, y roce de frutos con las ramas, desmejorando su calidad, a tal grado que no se puede comercializar. Por lo que se recomienda la utilización de cortinas rompevientos.
Tabla 3.- Calor de respiración para el limón pérsico:
Factor de conversión: 1cal = 4.184J
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V.
SOLUCION AL PROBLEMA:
Producción: 30 000 kg de Limón Pérsico Temperatura de Ambiente: 32°C = 90°F 5.1.
Dimensión de la caja para el limón
Ancho: 40,5 cm Largo: 30,3cm Alto: 27,5 cm Peso de caja: 18,14 kg = 40 Lb.
Cámara:
45 cm 40,5 cm
60 cm
2,16 m = 7,09 ft
30,3 cm
9 cajas
3,309 m = 10, 86 ft
Dimensiones Internas: (Largo x Ancho x Alto) 3,309 m x 2,16 m x 2,5 m = 17,87 m 3 10,86 ft x 7,09 ft x 8,20 ft = 631, 38 ft 3
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Temperatura Interna: 48 °F (Tabla N°7)
Espesor de Corcho: 6 in
Espesor del Aislante:
Donde: ec = 6 in
Kc = conductividad térmica del corcho =
K = conductividad térmica del aislante = Haciendo los cálculos con los valores establecidos: e = 4,63 in; e comercial = 5 in
Dimensiones Exteriores:
12,94 ft x 9,17 ft x 9,80 ft
Volumen Exterior: 1162,87 ft 3
Área Exterior: 670 ft2
5.2.
Cargas de Calor:
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Carga por Pared, Techo, Piso
F1 = Factor de ganancia por paredes ; según Tabla N°1: Te – Ti = 90°F – 48°F = 42°F Espesor de corcho: 6 in El valor deseado se encuentra entre: 40
48
42
x
45
54
Factor de Interpolación: 0,4; x = 48 + 0.4 ( 54-48 ) = 50,4
=
33768
Carga por Radiación Solar: (Tabla N° 2)
Carga por Cambios de Aire: (Tabla N° 3 y 4)
V= volumen = 1162.87ft 3 F2 = 16.36 cambios /dia (Tabla N° 3A) F3 = 1.60 (Tabla N° 4) 50% de Humedad Relativa
Carga por Producto:
Te = tiempo de enfriamiento = 20 horas
Tabla N°5
f = factor de ritmo de enfriamiento = 1 m = masa = 324 cajas* 40 Lb/caja = 12960 Lb
Ca = ; Tabla N°6 Refrigeración Aplicada
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Universidad Nacional de Piura Tp – Ti = 90°F – 48°F = 42°F
Cargas Diversas:
N = número de persona = 2 Fp = calor liberado por persona = 816
t = tiempo de permanencia = 2 horas / día
Carga por Iluminación:
N = número de focos = 2 Fp = 100 watts F=
t = tiempo = 3 horas
Carga por respiración:
m = masa = 12960 Lb FR = calor de respiración =
Carga por Envase:
mE = 0.33 lb (Peso de cada limón) * 324 cajas = 108 lb Tf-Ti = 42 °F t = 20 horas
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Universidad Nacional de Piura CE = Calor especifico del envase (parafina) =0.693
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Agrupando todos los calores:
Carga Total: ∑
∑
Capacidad Calculada
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VI.
CONCLUSIONES:
La carga total de la cámara frigorífica es 95194,95 BTU/dia.
Capacidad Calculada es de 4759,75 BTU/h que equivale a 1394,13 watts.
VII.
RECOMENDACION : Es importante conocer las propiedades termodinámicas de la fruta a refrigerar, ya que depende de esos valores para nuestro cálculo y diseño de la cámara frigorífica.
VIII.
REFERENCIAS CONSULTADAS:
8.1.
Bibliografía
Cox, P. M. (s.f.). Ultracongelacion de alimentos. España: ACRIBIA, S.A.
Monleon Campos, M., & Miranda Barreras, A. L. (1996). Cámara Frigorificas. España: CEAC, S.A.
8.2.
Linkografía:
http://www.dspace.espol.edu.ec/bitstream/123456789/4445/1/6965.pdf
http://www.cib.espol.edu.ec/Digipath/D_Tesis_PDF/D-6704.pdf
http://postharvest.ucdavis.edu/frutasymelones/Lim%C3%B3n/
http://www.fao.org/docrep/006/y4893s/y4893s06.htm
http://www.centa.gob.sv/docs/guias/frutales/Limon.pdf
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