DISEÑO DE CAMARA FRIGORIF FRIG ORIFICA ICA PAR ARA A BANANOS
ANLLY MELISA FLOREZ DE LA OSSA ZAMIRA ALEXANDRA PEREZ FLOREZ ANDREA ESTHER VELEZ RAMOS
1. INTRODUCCION
El banano pertenece pertenece al orden Zingiberales, Zingiberales, familia familia Musáceas y género género Musa. El banano en un cultivo permanente que se autoreemplaza con un pequeño retoño que crece al lado de la planta y muere al ser cosechada. Esta Esta fruta fruta,, ciln cilndri drica ca con ! ángulo ángulos s pronu pronunc nciad iados os,, se
cons consume ume en diver diversos sos
estados de madurez madurez y de ello depende depende su sabor entre otras otras caractersticas. caractersticas. "on hierbas gigantes con pseudotallos aéreos que se originan de rizomas carnosos o colinos con m#ltiples m#ltiples yemas laterales. laterales. $os ped#nculos ped#nculos de las ho%as se cubren en forma forma helic helicoi oida dall forman formando do los pseudo pseudotal tallos los.. &ebi &ebido do
a que que las varied variedad ades es
modernas modernas de plátano plátanos s y bananos bananos se caracte caracteriza rizan n por su
parte parte no carpia, su
propagaci'n es e(clusivamente por medios vegetativos. Este diseño tiene como finalid finalidad ad adecua adecuarr las condici condicione ones s necesar necesarias ias para la conserva de bananos durante un tiempo determinado.
1. INTRODUCCION
El banano pertenece pertenece al orden Zingiberales, Zingiberales, familia familia Musáceas y género género Musa. El banano en un cultivo permanente que se autoreemplaza con un pequeño retoño que crece al lado de la planta y muere al ser cosechada. Esta Esta fruta fruta,, ciln cilndri drica ca con ! ángulo ángulos s pronu pronunc nciad iados os,, se
cons consume ume en diver diversos sos
estados de madurez madurez y de ello depende depende su sabor entre otras otras caractersticas. caractersticas. "on hierbas gigantes con pseudotallos aéreos que se originan de rizomas carnosos o colinos con m#ltiples m#ltiples yemas laterales. laterales. $os ped#nculos ped#nculos de las ho%as se cubren en forma forma helic helicoi oida dall forman formando do los pseudo pseudotal tallos los.. &ebi &ebido do
a que que las varied variedad ades es
modernas modernas de plátano plátanos s y bananos bananos se caracte caracteriza rizan n por su
parte parte no carpia, su
propagaci'n es e(clusivamente por medios vegetativos. Este diseño tiene como finalid finalidad ad adecua adecuarr las condici condicione ones s necesar necesarias ias para la conserva de bananos durante un tiempo determinado.
2. OBJETIVOS 2.1 OBJETIVO GENERAL: &iseñar un cuarto frigorfico para la refrigeraci'n y almacenamiento refrigerado de bananos durante un tiempo determinado.
2.2 OBJETIVOS ESPECIFICOS: • • • • •
)aracterizar el banano como producto a refrigerar y a almacenar &imensionar la cámara con la que vamos a refrigerar y a almacenar. )alcular la carga total de enfriamiento )alcular la carga total de almacenamiento )aracterizar el sistema de refrigeraci'n
3. MARCO TEORICO
El banano es un cultivo permanente que se auto reemplaza con un pequeño retoño que crece al lado de la planta y muere al ser cosechada. $as dos especies más conocidas en nuestro medio son* la musa paradisaca que corresponde al plátano para cocci'n, y el )avendish +alery o banano. or sus fines de e(portaci'n se cultiva con tecnologa de punta y e(haustivo control de todos sus requerimientos. $a rentabilidad del cultivo
frente a otras
alternativas productivas permite el uso de nuevas tecnologas de riego, drena%e y transporte. $os factores que se deben tener en cuenta para un 'ptimo cultivo son -Milán, es#s/ 01112*
Temperatra. $a temperatura media que es 'ptima para el cultivo es de 034). 5emperaturas entre 03 y !14) le favorecen. $a humedad relativa apropiada se estima en un 316.
Lm!"#$!%a%. "e requieren 7.011 h8año, apro(imadamente de ! a 3 horas de sol brillante por da y una acumulaci'n de 9.!:1 h8luz al año. $a planta es
muy
eficiente capturadora de energa solar para sus procesos de fotosntesis, raz'n por la que en las zonas de menor heliofana o temporadas nubladas el tamaño de las ho%as es mayor, situaci'n que debilita los
te%idos y los hace susceptibles de
contraer enfermedades.
Ntr!&!'". El banano es una fruta de agradable sabor, altamente enérgico, rico en carbohidratos y contiene poca grasa. ;yuda a proveer vitaminas esenciales como la vitamina ), <7, <0 y <=. 5ambién contiene grandes cantidades de potasio y magnesio. $os niveles de sodio son ba%os y pobre en protenas y lpidos.
C#$e&(a. Esta debe realizarse una vez calibrada la fruta, para determinar el estado fisiol'gico adecuado. &icha calibraci'n se realiza tomándole el diámetro del dedo medio de la #ltima mano y se comprueba con la segunda mano. El diámetro dependerá fundamentalmente de la variedad.
Ma"e)# p#$&#$e&(a. &urante esta fase la fruta debe recibir un má(imo cuidado para preservar su calidad/ de all que el mane%o, transporte y almacenamiento
estarán a cargo de un personal calificado en dichas labores. Mane%o poscosecha. &urante esta fase la fruta debe recibir un má(imo cuidado para preservar su calidad/ de all que el mane%o, transporte y almacenamiento estarán a cargo de un personal calificado en dichas labores.
Tra"$p#rte. ;l término de la colocaci'n de las manos debe recogerse el plástico como una bolsa, se amarra con una liga gruesa y se coloca el nudo en un lugar donde no produzca compresi'n en la fruta al momento de cerrar la ca%a. >o debe olvidarse el e(traer la mayor cantidad de aire a la bolsa.
NORMATIVIDAD El grado de desarrollo y el estado del banano debe permitir el transporte
y
manipulaci'n de manera que llegue satisfactoriamente al lugar de destino. &e acuerdo con la ?>orma >5) 77@1,A Bndustria ?;limentaria C plátanoA, dada por el B)D>5E) en 7@= los bananos se clasifican por su tamaño en tres categoras* E(tra, rimera y "egunda, en cada una de las cuales los frutos deben estar -Milán, es#s/ 01112* F Enteros, duros, con la forma caracterstica de la variedad. F "ecos, limpios, sin manchas ni grietas. F"in rayas profundas, ni ataques de plagas o enfermedades. F"in principios de pudrici'n, magulladuras, heridas no cicatrizadas o cuellos. F El plátano se puede comercializar verde, pint'n o maduro, en manos, dedos o racimos.
Da*#$ me&+"!&#$ $os daños mecánicos son uno de los principales factores que conducen al deterioro poscosecha de los bananos y pueden ocurrir en cualquier momento desde el punto de la cosecha hasta el punto de consumo70. $os daños mecánicos pueden restar valor a la apariencia del producto y crear el potencial para la
penetraci'n de infecciones. 5ambién pueden resultar en una ba%a calidad para el mercado y precios más ba%os. E(isten tres principales fuentes de daño mecánico que afectan a los bananos y son las siguientes -Milán, es#s/ 01112* . 7. Bmpacto. $os daños por impacto pueden resultar en magulladuras con o sin rotura de la cáscara. $as magulladuras por impacto son causadas por un golpe fuerte como por e%emplo, el de un ob%eto que cae sobre la fruta, el de la fruta que cae contra otra fruta en una superficie dura con fuerza suficiente para dañar las células. El daño por impacto puede ocurrir a través de todo el proceso de comercializaci'n desde la cosecha hasta la llegada al consumidor. ;lgunas veces los daños no son visibles pero pueden presentarse más tarde. 0. resi'n o compresi'n. $os daños por compresi'n resultan de la presi'n e(cesiva sobre la fruta. >o hay necesidad de movimiento fsico para que ocurra el daño por presi'n. El daño por presi'n puede ser causado por otras frutas y ocurre primariamente durante y después del empaque como resultado de forzar la entrada de demasiados productos en un contenedor muy pequeño -es decir, sobre empacado, o cuando los empaques se apilan muy alto, uno arriba de otro2. !. +ibraci'n. El daño por vibraci'n es principalmente asociado con el transporte y resulta de la vibraci'n repetida y prolongada de la fruta. Este daño es mayor en las capas superiores de la fruta, particularmente, cuando el empaque es poco compacto, ya que en esta situaci'n nada impide que la fruta vibre durante el transporte y distribuci'n. El daño por vibraci'n es particularmente severo cuando el empaque de las frutas es muy suelto. $os factores que pueden ser causa son los siguientes* F Fa&t#re$ pre&#$e&(a. Entre los factores precosecha que pueden ser causa de daños mecánicos en los bananos, se encuentran* clima, viento, aspersi'n y aplicaci'n de fertilizantes, plagas e insectos, pá%aros, roedores e implementos de cultivo.
F Fa&t#re$ %e &#$e&(a. &urante el proceso de la cosecha, el daño mecánico podra resultar de las pobres técnicas de cosecha y manipulaci'n. $a tierra que se adhiere a las frutas -cuando se permite su cada durante la cosecha2 también puede causar daños como rayar las frutas al remover la tierra o lavarla.
, Fa&t#re$ p#$&#$e&(a. $os factores poscosecha que pueden causar daño mecánico son* alta o ba%a densidad en el empaque de las frutas/ empaque o manipulaci'n pobre de las frutas empacadas durante la carga y descarga/ vibraci'n -sacudidas2 de los vehculos especialmente en malas carreteras y velocidad de transporte.
CONDICIONES GENERALES ASPECTO $os plátanos deben estar enteros y duros, e(teriormente secos, limpios, sin manchas ni grietas, no deben presentar rayas profundas ni huellas de ataques de plagas y enfermedades. >o deben presentar indicios de pudrici'n ni magulladuras o heridas no cicatrizadas, ni tener el cuello roto. El plátano puede comercializarse en estado verde, pint'n o ligeramente maduro. ;s mismo, puede comercializarse en manos, dedos o racimos.
RE-UISITOS >orma >5) 77@1,A Bndustria ?;limentaria C plátano2 GRADOS DE CALIDAD Ca/!%a% e0tra $os plátanos de esta calidad, deberán estar bien formados, tener un grado de !89 lleno, presentar coloraci'n uniforme seg#n su grado de madurez y ped#nculos bien cortados -no pueden ser arrancados ni retorcidos2. $a longitud del dedo para el plátano hart'n no podrá ser inferior a 03 cm.
Ca/!%a% pr!mera
;demás de cumplir las caractersticas indicadas en el )aptulo !, deberán estar bien formados. $os plátanos de esta calidad podrán presentar solamente daños superficiales y no deberán presentar manchas entre las aristas. $a cadena de frio en banano es un proceso integrado desde finca hasta punto final de venta. 5odos aquellos grupos que participan a lo largo del proceso son responsables de mane%ar la fruta de la me%or manera posible. $as ! reglas principales son* 72 )osechar la fruta a la edad 'ptima y con la me%or calidad posible, 02 ;celerar el proceso de empaque y su envo a puerto de origen, y !2 Bniciar refrigeraci'n a la mayor brevedad.
Ca/!%a% $e"%a ;demás de cumplir las caractersticas indicadas en el captulo !, podrán presentar daños superficiales pero no podrán presentar manchas en más de una tercera parte de su superficie total.
TOLERANCIAS Para /a &a/!%a% e0tra "e admitirá un 3 6 de plátanos que tengan el cuello roto o no cumplan las especificaciones del anterior, pero que cumplan las especificaciones de la calidad primera.
Para /a &a/!%a% pr!mera "e admitirá hasta el 71 6 de plátanos que tengan el cuello roto o no cumplan las especificaciones anteriores, pero que cumplan las especificaciones de la calidad segunda, siempre que los defectos no los hagan impropios para el consumo.
Para /a &a/!%a% $e"%a "e admitirá hasta el 01 6 de frutos que tengan el cuello roto o no cumplan las especificaciones del anteriores. odrán tener cáscara sucia y formas irregulares -dobles, triangulares, muy curvos2, siempre y cuando los defectos no los hagan impropios para el consumo.
EMPA-UE TRANSPORTE En años anteriores, casi todo el plátano se mane%aba en racimos que podan o no protegerse con papel, pa%a o bolsas de plástico perforadas. $os racimos con nueve manos reciban el me%or precio del mercado, el cual disminua considerablemente cuando los racimos tenan :, o = manos. En la actualidad, la tendencia es de empacar y transportar las manos de plátano en ca%as de cart'n. )on esta forma de empaque no es necesario que el racimo tenga un tamaño en particular, la fruta se manipula menos, pueden venderse las partes buenas de racimos dañados y no se transportan los raquis del racimo que son material de desecho. En el caso de e(portaci'n, se tiene adicionalmente la venta%a de utilizar mano de obra local para la selecci'n y empaque mientras que se usa menos mano de obra, la cual generalmente es muy cara, en el pas importador. $a fruta de e(portaci'n por lo general se empaca en ca%as de cart'n telesc'picas de apro(imadamente 7: Gg -plátano de mesa2 y 0! Gg -plátano verde2, que contienen una pelcula perforada de polietileno para modificar la atm'sfera y retrasar el proceso de maduraci'n. $a carga se transporta en barcos, en contenedores refrigerados. )uando las distancias al lugar de distribuci'n y consumo no son muy grandes, es posible utilizar trailers o camiones debidamente acondicionados para el transporte de la fruta, con o sin refrigeraci'n. En varios pases latinoamericanos todava se acostumbra mane%ar y transportar el plátano a granel en racimos enteros y sin ning#n cuidado para la fruta. El plátano de mesa -tipo seda2 también se comercializa en %abas o ca%as de madera que por lo general son totalmente inadecuadas para empacar esta fruta y que le ocasionan graves daños al producto. El transporte se realiza en vehculos en los que por lo general no e(iste control de temperatura ni humedad relativa y en los que además es com#n de%ar el producto descubierto sin protecci'n para la lluvia y el sol. En las Higuras 7 a 7@ se muestra el uso de empaques y transportes inadecuados y el daño que ello ocasiona al producto. -Milan, esus. 01112
CONDICIONES DE ALMACENAMIENTO
$as bodegas de almacenamiento deben enfriarse antes de la entrada del producto. $a temperatura de la fruta debe ba%ar hasta 7! I) tan pronto como sea posible. $a fruta verdeJmadura puede conservarse por 7 a 9 semanas/ dependiendo de las condiciones de mane%o y estado de madurez de la misma. Kna vez maduro, el plátano no dura más de 0 a 9 das, dependiendo de la temperatura del medio ambiente. El plátano debe permanecer almacenado a 7!4J 794), con una humedad relativa del @1 al @36 para el plátano verdeJmaduro o pint'n y de :36 si está maduro. $a bodega debe contar con un buen sistema de ventilaci'n para eliminar el etileno y los otros gases producidos durante la respiraci'n del fruto. $a altura de la estiba depende de la resistencia de las ca%as, pudiendo llegar hasta ocho hileras de altura. -Milan, esus. 01112
DAO POR ENFRIAMIENTO 5emperaturas de 774 a 704) producen daño por enfriamiento. $a fruta verdeJ madura es ligeramente más sensible al fro que la madura. $a fruta afectada presenta decoloraci'n de la cáscara, oscurecimiento de la pulpa y fallas en la maduraci'n. $os sntomas del daño por enfriamiento se hacen más evidentes cuando el plátano es e(puesto a temperaturas normales, después del enfriamiento. $a fruta dañada por fro además es muy susceptible al daño mecánico ocasionado durante su mane%o. Knas pocas horas de e(posici'n del producto a 714) puede resultar en el opacamiento del color de la cáscara/ en tanto que son suficientes 70 horas a 4) para afectar la calidad de consumo de esta fruta. -Milan, esus. 01112
MANEJO EN EL CENTRO DE EMPA-UE $a secuencia de mane%o en el centro de selecci'n y empaque se muestra en la Higura :. $a primera actividad en el centro de empaque consiste en colgar los
racimos y verificar la calidad de la fruta -llenado, longitud, daños2/ procediendo a la eliminaci'n o procesamiento de la fruta que no califica para el mercado de producto fresco. ;simismo, se procede a retirar la espuma plástica colocada entre la fruta de los racimos y a eliminar los remanentes florales de los frutos cuando éstos están presentes. -H;D, 01132 &espués, se procede a separar la fruta en unidades o LmanosL que pueden contener de 9 a 71 plátanos cada una. ara esto se debe utilizar un cuchillo especial de forma curva. $as manos de plátanos se colocan en tanques de agua para eliminar el láte( que sale por el punto de corte. El agua, además, favorece la coagulaci'n del láte(. El contacto del láte( con la superficie de la fruta la mancha afectando su calidad comercial. Esta operaci'n puede requerir un baño adicional en un segundo tanque para asegurar la completa eliminaci'n del láte(. El agua utilizada debe contener cloro activo en concentraciones de 711 a 011 ppm. -H;D, 01132
3. DISEO DE CAMARA FRIGORIFICA PARA BANANOS
3.1 CARACTERI4ACION DEL PRODUCTO
El banano es una fruta tropical que es aprovechada principalmente para su consumo fresco,
este posee
apro(imadamente
la siguiente composici'n
nutricional* • • • • •
;gua* 3,06 )arbohidratos* 07,36 Hibra* 0,36 rasa total* 1,! Minerales* 1,36
)on estos datos se hall' el valor de )pN 9,99 O8OgI) a través de )hoi P DGos
Cara&ter5$t!&a$ 65$!&a$ %e/ pr#%&t# $os bananos que van a ser almacenados van a tener unas caractersticas especificas con respecto al tamaño, calibre, peso y estado de madurez -ua para e(portaci'n de plátano a los Estados Knidos2. • • • •
5amaño* :,3 pulgadas -07,@ cm apro(.2 )alibre* 7,39 pulgadas -!,@ cm apro(.2 eso* !11 gramos Estado de madurez* $os bananos inicialmente deben estar inmaduros, es decir, de un color verde intenso pero fisiol'gicamente maduro. -Estado 72
C#"%!&!#"e$ %e re&#/e&&!'" 7 a/ma&e"am!e"t# • • •
)ondiciones durante la recolecci'n* 0@I) y @16QR. 5emperatura de la fruta en la recolecci'n* 09I). 5emperatura de almacenamiento* 7!I), ya que un almacenamiento ba%o temperaturas menores a 70I) pueden provocar daños por enfriamiento,
mientras que superiores a 7!.3I) aceleraran el proceso de maduraci'n. •
-ua para e(portaci'n de plátano a los Estados Knidos2 5iempo de almacenamiento* ;ntes de lograr su madurez de consumici'n se pueden almacenar hasta unos 79 a 00 das a una temperatura de 7!I) y humedad relativa de @16. -;gricultura Drgánica en el 5r'pico y "ubtr'pico del
3.2 DIMENSIONAMIENTO DE LA CAMARA FRIGORIFICA
3.2.1. CRITERIOS DE DISEO Pr#%&t# a a/ma&e"ar *
Em8a/a)e %e/ pr#%&t#: &espués de la selecci'n y lavado, se almacenan los bananos en ca%as de cart'n corrugado la cual posee unas dimensiones de 01(37(!9 cm. -Huente* ua de e(portaci'n plátanos para el mercado de Estados Knidos2.
"e recomienda que en el almacenamiento de las ca%as sean colocadas en tarimas de madera de 9:A ( 91A -7.0m ( 7.10m2 colocando en la base de cada paleta seis ca%as, por ocho niveles de altura, para un total de 9: ca%as cada paleta -Huente* >orma B"D Estándar =:12.
)on base a lo anterior, las estibas totales a usar son* 7111 ca%as 8 9: ca%as por estiba N 21 e$t!8a$ $a empresa EM); ".; produce ca%as de cart'n corrugadas a medidas e(actas que se requieran, con las dimensiones establecidas* Tabla 1. Propiedades de las cajas (Fuente: EMPCA S.A.)
eso )p
1,3 Og 7,3 O8OgI)
$a compaña E)DHDRM;" ofrece estibas idénticas a las necesitadas*
Tabla 2. Propiedades de las estibas (Fuente: ECOFOMAS S.A.)
eso )p )apacidad Entradas ;lto
0! Og 0,0 O8OgI) 7311 Og 9 73 cm N 1,73 m
M#"ta&ara$: "e utilizaran 0 montacargas eléctricos para llenar la cámara, la compaña
E)DHDRM;"
".;
ofrece
este
producto
con
las
caractersticas y recomendaciones*
Tabla !. Montacar"as el#ctrico (Fuente: ECOFOMAS S.A.)
$argo ;ncho ;lto )apacidad de carga ;ncho de pasillo
!711 mm N !,7 m 77!1 mm N 7,7! m 0113 mm N 0,113 m 0111 Og !011 mm N !,0 m
siguientes
3.2.2. 9REA VOLUMEN DE LA C9MARA: ara esta determinaci'n se tendrán en cuenta las siguientes recomendaciones* •
"eg#n el &ecreto !13, captulo , art. !7, Bnciso d, establece que la
•
separaci'n mnima con respecto a las paredes debe ser =1cm. En los diseños de cuartos fros es habitual de%ar un espacio libre donde el evaporador descarga el aire de refrigeraci'n para generar la recirculaci'n, este espacio oscila entre 1,9 C 1,3 m. ara este diseño
•
tomaremos como espacio libre superior 1,3 m. $as puertas tendrán dimensiones de 0,3m de alto y 0m de ancho, esto teniendo en cuanta las dimensiones del montacarga, compuestas por los mismos materiales de las paredes.
&e acuerdo a la medida de los arrumes, espacios libres, separaciones de la pared, medida de las estibas, altura del montacarga/ las escogidas son* • •
;lto* !.3 metros $argo* 7! metros
%!me"$!#"e$ !"ter"a$
•
;ncho* metros
ENTRADA
;hora* +interno N ;lto ( $argo ( ;ncho N !7:.3 m ! ;interna N -;lto ( $argo2 ( 0 S -$argo ( ;ncho2 ( 0 S -;ncho ( ;lto2 ( 0 N !00 m
0
ara las %!me"$!#"e$ e0ter"a$ se tendrán en cuenta la composici'n de paredes, techo y piso. En este caso estarán fabricados de -"eg#n catálogo general 0170 de ";+EM;Q, cámara frigorfica modular a medida para conservaci'n2* •
ara paredes y techo estarán fabricados en poliuretano inyectado a alta presi'n -=1mm de espesor y GN1,1!3 T8mI)2, un revestimiento interior de acero ino(idable -1,=mm de espesor y GN 73 T8mI)2 y un revestimiento
•
e(terior de acero galvanizado -1,3mm de espesor y GN 30,3 T8mI)2 ara paneles de suelo se utilizará poliuretano rgido de espesor =1mm con revestimiento interior de acero ino(idable antideslizante de 71mm y un revestimiento galvanizado de 1,3 mm de espesor.
;hora con el espesor de las paredes se tiene que las %!me"$!#"e$ e0ter"a$ de la cámara son*
• • •
;lto* !, m $argo* 7!,0 m ;ncho* ,0 m
;hora* • •
+e(terno N ;lto ( $argo ( ;ncho N !37,=3 m ! ;e(terna N -;lto ( $argo2 ( 0 S -$argo ( ;ncho2 ( 0 S -;ncho ( ;lto2 ( 0 N !97,19 m0
3.3 DETERMINACIN DE CARGAS TERMICAS DURANTE EL ENFRIAMIENTO 3.3.1. CARGA POR PAREDES TEC;O Q Paredesytecho = A ( paredes y techo )∗U global∗( T a −T )
ara hallar el K global es necesario hallar el h i -h convectivo Bnterior2 y el h e -h convectivo e(terior2 del aire, que dependen de la velocidad del mismo, para esto se utiliz' la siguiente ecuaci'n con la cual podemos obtener el h convectivo en funci'n de la velocidad del aire* h =6,164 + 4,187 v
&onde
v
)on h en U8m 0)
es la velocidad de aire en m8s
+elocidades de aire al interior de la cámara -+ i2N 7m8s -para frutas y hortalizas se recomiendan velocidades entre 1,3 y 7,3 m8s para no resecar la superficie del producto2 -Elton H. Morales, 011@2 +elocidad E(terior del ;ireN 9 m8s &e esta manera*
•
( )
hi= 6,164 + 4,187 1
m =10,35 w / m2 C s
•
( )
he =6,164 + 4,187 4
m = 22,91 w / m2 C s
El Kglobal está dado por* U globlal =
1 1
+
1
+
X Ainox
+
X poliu X Agalv
=
+
hi he K Ainox K poliu K Agalv
1 1
w
10,35
+
1
m C
U globlal =0,54
w
22,91
2
+
0,0006 m 15
2
m C
w ºC m
+
0,06 m 0,035
+
0,0005 m
w w ºC 52,5 ºC m m
w 2
m C
;hora el calor por paredes y techo es* Q Paredesytecho = Aparedesytecho∗U global ∗( T a −T ) 2
Q Paredesytecho =246 m ∗0,54
w 2
∗( 29−13 ) ºC
m C
J Q Paredesytecho =2122,30 =183366,94 KJ / dia s
3.3.2. CARGA POR SUELO El Kglobal está dado por* U globlal =
1 1
1
+ +
X Ainox
+
X poliu X Agalv
+
hi he K Ainox K poliu K Agalv
=
1 1 10,35
w 2
m C
+
1 22,91
w 2
m C
+
0,01 m 15
+
0,06 m
+
0,0005 m
w w w ºC 0,035 ºC 52,5 ºC m m m
U globlal =0,55
w 2
m C
;hora el calor por suelo es* Qsuelo = Apiso∗U global ∗( T a−T ) suelo =¿ 95,04 m
2
∗0,55
w 2
∗( 29−13 ) ºC
m C
Q¿
Qsuelo =839,4
J =72524,51 KJ / dia s
3.3.3. CARGA POR RENOVACION DE AIRE "e realizan = cambios de aire por da, entonces* QCambios Aire = ∗º! Cambios∗ "
&'nde* " es Hactores de cambio de aire/ en nuestro caso es*
" =72,6 KJ / m
3
-Manual de ingeniera. 2 3
m ∗6 KJ QCambios Aire =318,5 ∗72,6 3 dia m Q Cambios Aire =138738,60 KJ / dia
3.3.<. CARGAS POR OPERARIOS "e considera que laboran ! operarios y entran 0h8da a la cámara, y el calor del operario en <5K8da se halla por la siguiente tabla*
$a temperatura de refrigeraci'n es de 7!I) es decir 33,9IH/ e(trapolando se obtiene el valor de 7309,:<5K8da N =33,0 <5K8h Q operarios =# persona∗ ! operarios∗t Q personas=655,2 $TU / h∗3∗2 h / dia
Q personas =3931,2
$TU = 4147,64 KJ / dia dia
3.3.=. CARGAS POR CARROS MONTACARGAS "e considera que se utilizaran ! carro y entran 0h8da a la cámara, y el calor del montacargas se halla teniendo en cuenta la siguiente tabla dependiendo de la capacidad de levante del carro en nuestro caso es de 0111 Og apro(. 9111lb
;hora* Qmc = !º de carros∗Qcarro∗t Qmc =3∗21000 $TU / h∗2 h / dia
Qmc =126000
$TU =132937,04 KJ / dia dia
3.3.>. CARGAS POR ILUMINACIN "e utilizaran luces de 0911T8h a raz'n de !.90<5K8T por el mismo tiempo en que entra el operario a la cámara, es decir, 0h8da.
= Qilu= 2400 w / h∗2 h / dia
Qilu= 4800
w KJ =17280 dia dia
3.3.?. CALOR SENSIBLE PRODUCTO Qsensible P = % ∗Cp banano∗( T inicial−banano −T ) Qsensible P =24600
&g &cal ∗4,44 ∗( 24 −13 ) C 24 h C 'Kg
Qsensible =1201464
&J dia
3.3.@. CALOR SENSIBLE DE LAS CAJAS DE CARTN
QsensibleCC = % Totalca)as ∗Cpca)as∗( T inicial −T )
$a masa total de las ca%as de cart'n es* 7111ca%as ( 1,3 Og N 311Og QsensibleCC =500
&g &cal ∗1,57 ∗( 29 −13 ) C C 'Kg 24 h
QsensibleCC =12560
&J dia
3.3.. CALOR SENSIBLE DE LAS ESTIBAS $a masa total de las estibas de madera es* 07 estibas ( 0! Og N 9:!Og
Qsensible * = % ∗Cp %adera∗( T inicial−T ) Q+ensible * = 483
&g &cal ∗2,72 ∗( 29 −13 ) C 24 h C'Kg
Qsensibles* =20853,33
&cal 24 h
3.3.1. CALOR DE RESPIRACIN Qrespiracion = % ∗ , -es
&onde
, -es
es el calor de reacci'n liberado por el producto en <5K85on8da, y se
calcula de acuerdo a la siguiente tabla -K"&;, 7@@32*
En este caso se toma una temperatura promedio entre la temperatura de la fruta y la de refrigeraci'n con el fin de hallar este calor, la temperatura es de 7:,3I) N =3.!IH/ por interpolaci'n con los valores de bananas verdes el valor es* =,0@ <5K85on. ;hora* Qrespiracion =( 24600 Kg
1 Ton 1000 Kg
)∗6,29
$TU Ton
Qrespiracion =154,734
$TU =163,25 &J / dia dia
3.3.11. CALOR TOTAL DE ENFRIAMIENTO
QT =Q pt + Qsuelo + Q -A + Qop + Q mc + Q ilu + Q s+ Q sc + Q se + Q resp
QT =1784035,31
KJ dia
;plicando un margen de seguridad de 716 el valor de real del
QT.TA(
es*
Margen de seguridad -7162 N 7:913!,!7 O8da V 1,7 N 7:91!,3!7 O8da QT =1784035,31
KJ KJ KJ + 178403,531 =1962438,84 dia dia dia
"uponiendo que el equipo de refrigeraci'n opere 7: horas diarias se tiene que K) dia =109024,38 K) 1962438,84 18 h h dia
)onvirtiendo a toneladas de refrigeraci'n 109024,38
T re" =
12660
&) h
= 8,61 toneladas de re"rigeracion
3.< DETERMINACIN DE CARGAS TERMICAS DURANTE EL ALMACENAMIENTO 3.<.1. CARGA POR PAREDES TEC;O Q Paredesytecho = A ( paredes y techo )∗U global∗( T a −T ) 2
Q Paredesytecho =246 m ∗0,54
w 2
∗( 29−13 ) ºC
m C
J Q Paredesytecho =2122,30 =183366,94 KJ / dia s
3.<.2. CARGA POR SUELO
Qsuelo = Apiso∗U global ∗( T a−T ) suelo =¿ 95,04 m
2
∗0,55
w 2
∗( 29−13 ) ºC
m C
Q¿
Qsuelo =839,4
J =72524,51 KJ / dia s
3.<.3. CARGA POR RENOVACION DE AIRE "e realizan 7,: cambios de aire por da durante el almacenamiento, entonces* QCambios Aire = ∗º! Cambios∗ "
&'nde* " es Hactores de cambio de aire/ en nuestro caso es*
" =72,6 KJ / m
-Manual de ingeniera. 2 3
m ∗1,8 KJ QCambios Aire =318,5 ∗72,6 3 dia m Q Cambios Aire =41621,58 KJ / dia
3.<.<. CARGAS POR OPERARIOS "e considera que labora 7 operarios y entran 7h8da a la cámara, y el calor del operario en <5K8da es el mismo que durante el enfriamiento* =33,0 <5K8h Q operarios =# persona∗ ! operarios∗t Q personas=655,2 $TU / h∗1∗1 h / dia
3
Q personas=655,2
$TU =691,27 KJ / dia dia
3.<.=. CARGAS POR ILUMINACIN $as mismas luces por el mismo tiempo en que entra el operario a la cámara, es decir, 7h8da.
= Qilu= 2400 w / h∗1 h / dia
Qilu= 2400
w KJ =8640 dia dia
3.<.>. CALOR DE RESPIRACIN Qrespiracion = % ∗ , -es
En este caso para hallar
, -es
se toma la temperatura de almacenamiento es
decir 7!I) N 33.9IH/ por interpolaci'n con los valores de bananas verdes el valor es* !,7 <5K85on.
;hora* Qrespiracion =( 24600 &g
1 Ton 1000 Kg
)∗3,71
$TU Ton
Qrespiracion =91,27
$TU = 96,29 &J / dia dia
3.<.?. CALOR TOTAL DE ALMACENAMIENTO
QT =Q t + Qsuelo + Q -A + Q o + Qilu + Q res QT =306940,59
KJ dia
;plicando un margen de seguridad de 716 el valor de real del
QT.TA(
es*
Margen de seguridad -7162 N !1=@91,3@ O8da V 1,7 N !1=@9,13@ O8da QT =306940,59
KJ KJ KJ + 30694,059 =337634,649 dia dia dia
"uponiendo que el equipo de refrigeraci'n opere 7: horas diarias se tiene que K) dia =18757,4805 K) 337634,649 18 h h dia
)onvirtiendo a toneladas de refrigeraci'n 18757,4805
T re" =
12660
&) h
=1,481 toneladas de re"rigeracion
<. CARACTERI4ACION DEL SISTEMA DE REFRIGERACIN
<.1. SELECCIN DEL REFRIGERANTE: "e evaluaron dos refrigerantes y se comparan para escoger el más adecuado. $os refrigerantes son* •
E/ R13
posee
las
siguientes
caractersticas
-"eg#n*
Hicha
5écnica,
EKRDREHRBER;>"2
•
El R<"2
<.2. DETERMINACIN DE LA TEMPERATURA DE CONDENSACIN DE EVAPORACIN En la temperatura de condensaci'n debe tener un &5 de 71I) con respecto a la temperatura del medio -"eg#n* Manual de frio y refrigeraci'n El frigorista 5orpe2/ entonces* 0@I) S 71I) N !@I) $a temperatura de evaporaci'n es recomendable un &5 de J@I para vegetales a QR de @16 -"eg#n* Manual de Bngeniera, 2/ entonces* 7!I)J:I)N 3I).
<.3. SELECCIN TRA4ADO DEL CICLO DE REFRIGERACIN )on las temperaturas del evaporador y del condensador y el diagrama de Mollier se hallan las entalpias y presiones respectivas del sistema, y con esto los parámetros del ciclo* • • • •
$a masa del refrigerante El traba%o del compresor $a capacidad operativa -)D2 $a potencia del compresor
ara ambos refrigerantes, el RJ7!9a y el RJ919W.
PARA EL R13
Q7NQ9N 093 G%8Gg
alta* @@1 Opa
Q0N !@3G%8Gg
ba%a* !31 Opa
Q!N9!1 G%8Gg ;hora sabemos que*
Qevaporador = % re"rigerante ∗( , 2− , 1)
)omo
Qevaporador =QT.TA(=Qre"rig + Qalmac =127781,86
K) h
or tanto* K) Q h % re"rigerante = evaporador = ( , 2− , 1 ) ( 395−245 ) K) Kg 127781,86
% re"rigerante =851,88
&g h
"eguidamente hallamos el traba%o del compresor dado por la ecuaci'n* / compresor = % re"rigerante∗( , 3 − , 2 )
/ compresor =851,88
&g K) ∗( 430−395 ) h &g
/ compresor =29815,77
K) h
)alculamos el )D del refrigerador K) Q h C.P= evaporador = = 4,29 / compresor K) 29815,77 h 127781,86
)alculamos potencia del compresor*
Po=
% -∗( , 3 − , 2) C.P
851,88
Po=
&g ∗( 430 −395) KJ / Kg h
Po=6957,01
4,29
KJ =2,591 ,P h
PARA EL R<
Q7NQ9N 0=1 G%8Gg
alta* 711 Opa
Q0N !=1G%8Gg
ba%a* 11 Opa
Q!N911 G%8Gg ;hora sabemos que* Qevaporador = % re"rigerante ∗( , 2− , 1)
)omo
Qevaporador =QT.TA(=Qre"rig + Qalmac =127781,86
K) h
or tanto* K) Q h % re"rigerante = evaporador = ( , 2− , 1 ) ( 360−260 ) K) Kg 127781,86
% re"rigerante =1277,82
&g h
"eguidamente hallamos el traba%o del compresor dado por la ecuaci'n* / compresor = % r e"rigerante∗( , 3 − , 2 )
/ compresor =1277,82
&g K) ∗( 400 −360 ) h &g
/ compresor =51112,74
K) h
)alculamos el )D del refrigerador K) Q h C.P= evaporador = = 2,5 / compresor K) 51112,74 h 1277 81,86
)alculamos potencia del compresor*
Po=
1277,82
Po=
% -∗( , 3 − , 2) C.P
&g ∗(400−360 ) KJ / Kg h 2,5
KJ Po=20445,10 =7,61 ,P h
$uego de calcular los requerimientos bases se compar' dos tipos de refrigerantes* RJ7!9a y RJ919a/ siendo el primero seleccionado para hacer parte del diseño de la cámara frigorfica ya que con las necesidades de calor de dicha cámara posee un )D de 9,0@ mientras que el otro refrigerante tiene un )D de 0,3 traba%ando con una potencia mucho mayor que el RJ7!9a, lo que significa que el RJ919a tiene un mayor gasto de energa con una eficiencia menor lo que generará mayores
costes que el RJ7!9a con una potencia de 0,70Q y me%or eficiencia. or ende, el refrigerante a usar será el R13
BIBLIOGRAFA
Millán )ardona $eonidas de es#s. )iro +elásquez Qéctor osé. )aracterizaci'n mecánica y fsicoJqumica del banano tipo e(portaci'n -);+E>&B"Q +;$ERX2. 0111.
)olombia.
p.
7@1J
011.
&isponible
en
internet*
http*88repository.lasallista.edu.co8dspace8bitstream8713=87!=87871.6017=!J [email protected]
>orma >5) 77@1,A Bndustria ?;limentaria C plátano
H;D. Drganizaci'n de las >aciones Knidas para la ;gricultura y la ;limentaci'n. Mane%o
postcosecha
del
plátano.
0113.
En
lnea*
http*88UUU.fao.org8inphoYarchive8content8documents8vlibrary8ac!19s8ac!19s19.htm . -;ccedido 018138017!2
'mez, osé M.. uia de E(portaci'n de platanos al mercado de los estados Knidos. royecto BB);8E;&Funio 011!.
;gricultura Drgánica en el 5r'pico y "ubtr'pico del aturland. "egunda
edici'n.
0117.
&oc.
en
lnea*
http*88UUU.naturland.de8fileadmin8M&<8documents8ublication8Espanol8banano.pdf -;ccedido 018138017!2.
>orma B"D Estándar =:1. alets de E(portaci'n.
&E)RE5D !13 &E 7@@. )apitulo +BB artculo !7 inciso d.
EM); ".;. )atalogo de ca%as y productos de cart'n corrugado. &oc. en lnea* http*88UUU.empaquesyca%as.com8catalogoJempca8ca%asJdeJcartonJcorrugado8ca%aJ cartonJfabricacionJespecial -;ccedido 018138017!2.
E)DHDRM;".
)atalogo
de
Estibas
y
Montacargas.
&oc.
En
lnea*
http*88UUU.ecoformas.com8E"8Montacargas601y601otros8778Montacargas8 -;ccedido 018138017!2.
)atálogo general 0170 de ";+EM;Q, cámara frigorfica modular a medida para conservaci'n.
&oc.
En
lnea*
http*88UUU.Uebinnova.com8pdfYsavemah81@Y);M;R;"YB>5ER;)5B+DY0170Y; )5K;$BZ;&D.pdf -;ccedido 018138017!2.
Elton H. Morales, 011@ ;lmacenamiento, refrigerado y congelado, unidad !. agina =3. >RB. "E>;. &HB&. laneaci'n y operaciones de cuartos fros para frutas frescas. .
Manual
de
ingeniera.
&oc.
En
lnea*
http*88UUU.bohn.com.m(8;rchivos&H8<)5J103JQJE>J7;MJManualJ Bngenieria.pdf -;ccedido 018138017!2. K"&;* Métodos para el )uidado de ;limentos erecederos &urante el 5ransporte por )amiones. 7@@3. &oc en lnea* http*88UUU.ams.usda.gov8;M"v7.18getfile d&oc>ameN"5E$&E+!107119 -;ccedido 018138017!2.
