practica n°3 refrigeracionn

CONGELACIÓN DEL MAMEY

MARACUYÁ

PRACTICA N°3


MARACUYÁ

“AÑO

PRACTICA N°3

DEL BUEN SERVICIO AL

CIUDADANO” ASIGNATURA:

REFRIGERACIÓN DE PRODUCTOS AGROINDUSTRIALES TEMA:

CONGELACIÓN DEL MAMEY E.A.P:

INGENIERIA AGROINDUSTRIAL. GRUPO: “A”

DOCENTE:

Ing. CASTRO ZAVALETA VÍCTOR INTEGRANTES:

GONZALES CASTILLO RICARDO ZAVALETA VILLANUEVA KEISY CICLO:

“VI”

AÑO:

2017 UNIVERSIDAD NACIONAL DEL SANTA

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“AÑO

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DEL BUEN SERVICIO AL

CIUDADANO” ASIGNATURA:

REFRIGERACIÓN DE PRODUCTOS AGROINDUSTRIALES TEMA:

CONGELACIÓN DEL MAMEY E.A.P:

INGENIERIA AGROINDUSTRIAL. GRUPO: “A”

DOCENTE:

Ing. CASTRO ZAVALETA VÍCTOR INTEGRANTES:

GONZALES CASTILLO RICARDO ZAVALETA VILLANUEVA KEISY CICLO:

“VI”

AÑO:

2017 UNIVERSIDAD NACIONAL DEL SANTA

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ÍNDICE I.

INTRODUCCIÓN ................................. ................................................. ................................. .................................. ................................. ................................. ...................1 ..1

II.

OBJETIVOS ............................... ................................................ .................................. ................................. .................................. .................................. .............................1 .............1

III.

................................................. .................................. ................................. ................................. ..............................2 .............2 MARCO TEÓRICO ................................

3.1.

MAMEY ................................ ................................................ .................................. .................................. ................................. .................................. ...........................2 ..........2

3.1.1. ORÍGEN Y DISTRIBUCIÓN.................................. .................................................. ................................. ................................. ........................2 ........2 3.1.2.

CLASIFICIACIÒN CLASIFICIACIÒN BOTÀNICA ................................. ................................................. ................................. .................................2 ................2

3.1.3.

................................................. ................................. .................................. ...................3 ..3 DESCRIPICIÓN BOTÁNICA .................................

3.1.4.

REQUERIMIENTOS ECOLÓGICOS:................................. .................................................. ................................. ........................5 ........5

3.1.5.

PROPAGACIÓN PROPAGACIÓN DEL CULTIVO ............................... ................................................ .................................. ..............................6 .............6

3.1.6.

................................................ ................................... .................................. ................................. ................................. ........................8 ........8 USOS ...............................

3.1.7.

COMERCIALIZACIÓN: ................................. ................................................. ................................. .................................. .........................10 ........10

3.1.8.

DIVERSIDAD GENÉTICA: ............................... ................................................ .................................. ................................. ......................10 ......10

3.1.9.

DISPONIBILIDAD DE RECURSOS GENÉTICOS: ............................... ................................................ ....................10 ...10

3.1.10.

.................................................. ................................. ................................. ......................11 ......11 MANEJO DEL CULTIVO ..................................

3.2.

CÁMARAS FROGORÍFICAS ................................. ................................................. ................................. .................................. .........................14 ........14

3.2.1.

TIPOLOGÍAS DE CÁMARAS ................................ ................................................. ................................. ................................. .................14 14

3.2.2.

COMPONENTES CÁMARAS FRIGORÍFICAS ............................... ................................................ .........................14 ........14

3.2.3.

................................................. ................................. ................................. ......................32 ......32 GASES REFRIGERANTES .................................

IV.

MATERIALES Y EQUIPOS ............................... ................................................ .................................. ................................. ................................. .................35 35

V.

METODOLOGÍA .................................. .................................................. ................................. ................................. ................................. .................................. .................35 35

VI.

RESULTADOS ............................... ................................................. ................................... ................................. ................................. ................................. ...................37 ...37

VII.

................................................. ................................... ................................. ................................. ................................. ...................48 ...48 DISCUSIONES ...............................

VIII.

CONCLUSIONES ................................. ................................................. ................................. ................................. ................................. ...............................52 ..............52

IX.

RECOMENDACIONES ............................... ................................................ .................................. .................................. ................................. ......................52 ......52

X.

.................................................. .................................. ................................. ................................. ................................. ...................53 ...53 BIBLIOGRAFÍA .................................

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I.

INTRODUCCIÓN

Por sistema de “refrigeración entendemos un sistema de máquinas que permiten

sacar calor de una fuente de fría y reducir su temperatura por debajo de la temperatura ambiente, dado que refrigerar un cuerpo significa extraer el calor del mismo. No producimos frío (también esta expresión se usa de manera frecuente e inapropiada), pero, por otro lado, eliminamos el calor. Un sistema frigorífico es una máquina capaz de mantener un ambiente, una cabina o una habitación a una temperatura inferior a la temperatura exterior. Durante el siglo XIX se realizaron varios intentos de fabricar máquinas capaces de producir hielo, pero en realidad fueron unos experimentos científicos que no llegaron a ser factibles desde un punto de v ista comercial. Fue necesario esperar a 1913 para la introducción de la nevera doméstica, que se operaba manualmente y hasta 1918 para que kelvinator presentara una nevera eléctrica. El avance de la función doméstica de la nevera tuvo lugar en 1926 con el modelo Monitor Top de General Electric Corporation, que fue la primera nevera hermética de concepción moderna. Dos ciclos permiten la realización del principio de refrigeración el ciclo de absorción y el ciclo de compresión, el primero se utiliza menos que el segundo y solo para volúmenes reducidos, en tanto que el segundo es uno de los más conocidos y usados. La unidad T108/5D examina el estudio del ciclo de compresión con motor eléctrico, de manera que aludiremos a dicho ciclo.

II.

OBJETIVOS 

Reconocer los sistemas de generación de frío a nivel doméstico e industrial.



Comparar los sistemas de generación de frío.


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Reconocer los elementos que conforman unidad de cámara frigorífica



T108/5D

III.

MARCO TEÓRICO

3.1. MAMEY 3.1.1.

ORÍGEN Y DISTRIBUCIÓN

De acuerdo a Centa (2003), el mamey es un cultivo, que como la mayoría de frutales, crece en los patios de las casas, desarrollados espontáneamente y en estado casi silvestre, sin embargo por la arquitectura del árbol, forma y textura de las hojas puede encontrarse en muchas zonas residenciales como árbol ornamental. Es nativo de Centroamérica y del Norte de América del Sur y de las Indias Occidentales. El mamey es uno de las principales frutas indígenas. Francis, J. (1989), menciona que el área de distribución natural del mamey se extiende desde alrededor de la latitud 20° N. a la 12° N., a través de las Indias Occidentales. Es común en semi-cultivación en Cuba, la América Central y el norte de la América del Sur, y se le cultiva como un árbol frutal en muchas otras áreas tropicales y húmedas a nivel mundial. Segùn Standley y Williams (1961), menciona que el mamey actualmente se cultiva muy bien en Bermudas, Bahamas y el e l sur de Mèxico y Amèr ica Central. En menor escala se cultiva en Colombia, Venezuela, Guayana, Surinam y el Oeste de Brasil.

3.1.2.

CLASIFICIACIÒN BOTÀNICA

De acuerdo a Standley y Williams (1961), la clasificación botànica del mamey es la siguiente:



REINO: Vegetal


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

SUBREINO: Embryobionta



DIVISIÓN: Magnoliophyta



CLASE: Magnoliopsidae



SUBCLASE: Dilleniidae



ORDEN: Theales



FAMILIA: Clusiacea



GÉNERO: Mammea



ESPECIE: Mammea americana L.

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De acuerdo a UNAH (1999), algunos nombres comunes que recibe la fruta de Mammea americana L. son: mamey (Guatemala) mamey dominicano (Cuba), mamey de Cartagena, zapote de niño (México), mamey amarillo, zapote de Santo Domingo, zapote mamey.

3.1.3.

DESCRIPICIÓN BOTÁNICA

Según Ochsse, J., et al (1976), los árboles maduros pueden alcanzar una altura de 25m., tiene un tronco fuerte, erecto con la corona densa y amplia (figura 1).


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Las hojas son de color verde brillante oscuro, con pecíolo corto, elípticas, algunas veces oblongo-ovado, la base en forma de cuña, obtusa o redondeada, el ápice redondo u obtuso, los márgenes enteros con numerosas glándulas finas y claras entre las nervaduras, de 10 a 20 cm. de largo y 5 a 10 cm. de ancho (Figura 2).

Las flores son solitarias o forman racimos de 2 a 3 flores en las axilas de los brotes jóvenes; las flores son fragantes y tienen de 4 a 6 pétalos blancos con pistilos amarillos, aparecen durante y después de la temporada de frutas, las hay masculinas, femeninas o hermafroditas, juntas o en árboles separados; poseen 2 sépalos valvados de 1.6 a 2.0 cm de largo; los estambres son numerosos y libres o están unidos en su base; el ovario es de 2 a 4 celdas con 1 ó 2 óvulos en cada celdas; el estilo es corto y está sobremontado por un estigma entero o ampliamente peltado con 4 lóbulos (figura 3)


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El fruto es globoso u ovalado, de 8 a 20 cm. de diámetro, con un pedúnculo delgado y corto, permaneciendo más o menos un remanente floral en la punta de color café claro con pequeñas áreas esparcidas en la superficie; es áspero, grueso, con piel desprendible y pulpa fina, la pulpa esta rodeada por una membrana delgada astringente y generalmente áspera, la pulpa madura es apetitosa y fragante, en la que algunos tipos criollos tienen un sabor ácido parecido al albaricoque, las frutas de menor calidad son pequeñas y de sabor agrio, la pulpa es firme, de color amarillo rojizo o amarillo naranja, tienen de 2 a 4 semillas grandes, exudando cuando verdes látex de color amarillo (Figura 4)

3.1.4.

REQUERIMIENTOS ECOLÓGICOS:

Según Ochsse, et al, (1976), el mamey generalmente necesita suelos con bastante materia orgánica, bien drenados, profundos, de preferencia del tipo limo arenoso. Los árboles jóvenes son muy sensibles a las temperaturas frías y a una exposición directa al Sol, prefiriendo aquellas áreas con clima templado con una temperatura de 20 a 28 ºC. el cultivo se ubica bien en un límite altitudinal de 200 hasta 1200 msnm. Requiere de 2000 a 4000 mm. de lluvia al año, bien distribuidos. UNIVERSIDAD NACIONAL DEL SANTA

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De acuerdo a Centa (2003), el cultivo se puede desarrollar en alturas que van de los 500 a 1000 msnm, aunque existen materiales que se hayan desde el nivel del mar, por lo que nos hace pensar que su potencial de explotación se limita a las zonas con medias. Es un árbol propio de las tierras calientes, y se adapta desde el nivel del mar hasta los 1000 msnm, tanto en regiones húmedas como en las semiáridas, prosperando talvez mejor en las últimas. El suelo debe ser profundo, rico bien drenado, aunque puede crecer y frutificar en suelos considerablemente inferiores. No se desarrolla bien en suelos compactados, mal drenados o sujetos a inundaciones.

3.1.5.

PROPAGACIÓN DEL CULTIVO

De acuerdo a Ortega, J. (1991), la reproducción del mamey puede hacerse por semillas, pero con frecuencia la variación entre los distintos árboles de la misma especie son grandes y su producción inicia a partir de los 8 a 10 años, lo que significa mayores gastos. Las semillas pueden recolectarse de abril a mayo; la viabilidad de la semilla es de 8 meses, siempre y cuando se almacene en costales de yute o canastos de bambù. Se recomienda la siembra directa a la bolsa, ocurriendo la germinaciòn entre 1 a 5 meses después de la siembra. No se realiza semillero debido a que las semillas ya brotadas no resisten al transplante, sufriendo un gran estrés, lo que ocasiona su muerte. Centa (2003), menciona que los árboles provenientes de semilla, no empiezan a producir sino hasta los seis o 10 años, sin embargo, es uno de los métodos de propagación más empleados. Para la propagación sexual (por semilla), se deben seleccionar las semillas de aquellas plantas sanas y vigorosas que hayan sido precoces, buenas rendidoras y resistentes a los ataques de plagas y enfermedades. UNIVERSIDAD NACIONAL DEL SANTA

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Los semilleros deben ser preparados con tierra mezclada con turba o estiércol y arena desinfectada, empleando formalina (Formol al 40%) a razón de 1-1.5 litros en 15 litros de agua, por cada metro cuadrado de semillero. La germinación ocurre a los 32 días. Para la propagación asexual, el método utilizado es el injerto de enchape lateral, para lo cual se necesitan patrones de unos 0.60 m de alto y 0.60-0.90 de diámetro, siendo estas las dimensiones óptimas para ser injertados los arbolitos. En cuanto a la selección de la yema se utiliza una punta de una rama con su yema apical en botón de hojas. Esta yema no debe estar en estado durmiente, ni en un estado de desarrollo demasiado adelantado. Cuando la yema está durmiente, está cubierta por unas escamas que envuelven a la yema y cuando empieza a desarrollar, la yema primeramente engorda, pero las escamas están todavía unidas. Este es el estado correcto para seleccionar la yema. Si ha ocurrido la elongación de la yema y las escamas no están muy apretadas a la yema, ésta está demasiado adelantada para ser utilizada. La longitud de la yema a cortar debe ser de 15 cm de largo aproximadamente. Cuando la yema no se encuentra en ese estado se puede proceder a prepararla, y esto consiste en cortar las hojas unos 10 días antes de injertar, dejando únicamente la base de los pecíolos el cual transcurrido el tiempo éste desprende fácilmente y es el momento oportuno de efectuar el injerto. Francis, J. (1989), menciona que el mamey rebrota bien al ser cortado. Al comparar tres diferentes métodos de injertos, el 56 por ciento de los injertos laterales tuvieron éxito, el 36 por ciento de los injertos en parche fueron a su vez exitosos y el injerto en la punta fracasó. La producción de fruta a partir de injertos es posible después de 4 ó 5 años.


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3.1.6.

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USOS

De acuerdo a UNAH (1999),la pulpa de la fruta es de sabor agradable, dulce a subàcido y puede ser consumida como fruta fresca o sirve para la preparación de ensaladas de frutas, conservas, helados, pastas, rellenos para pasteles, vinos, sorbetes y bebidas. De valor nutritivo mediano, la pulpa es rica en vitaminas A, C y B2. A partir de las flores se puede preparar un licor. La madera de color rojizo a púrpura (duramen) con grano fino, es dura, pesada y excelente para construcciones, artesanías, ebanistería y tornería. El árbol es utilizado a menudo como cortina rompevientos o planta ornamental. Las semillas y la resina exudada por el árbol contiene ingredientes insecticidas potentes. Las semillas, hojas y flores preparadas de diferentes maneras, son utilizadas como remedios caseros para facilitar la digestión, controlar diferentes enfermedades y problemas de piel o la fiebre. Centa (2003) menciona que el mamey se puede comer directamente como fruta fresca, en refresco o en helados. En algunos lugares las frutas maduras las preparan en ensaladas y en almíbar. Los indígenas elaboraban bebidas alcohólicas de la fruta y un rico licor dulce y oloroso se obtiene de la destilación de las flores, el cual en las ant illas le llaman “Eau e Creóle”. De acuerdo a Portalagrario (2003), la pulpa fresca o cocida, del mamey se puede consumir en forma de compotas y mermeladas, para preparar helados y licor perfumado. Contiene Taninos, que sirven para cutir cuero. La Madera se puede utilizar para elaboración de muebles.

3.1.6.1.

COMPOSICIÓN QUÍMICA Y VALOR NUTRICIONAL

La composición porcentual promedio del fruto es de 62% de pulpa, 20% de semilla y 18% de cáscara. Su valor nutritivo se presenta en el cuadro 1.


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3.1.6.2.

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AGROINDUSTRIALIZACIÓN A PEQUEÑA ESCALA

La forma más simple de industrializar es cortar la fruta en tiras, macerarla en azúcar por algunas horas y envasarla para su consumo. Sin embargo, existen otras formas de industrialización casera que podrían ser mejoradas para constituir la base de una microempresa agroindustrial, como son la preparación de mermeladas, compotas y licor de las flores. Se puede preparar pasta de mamey, con rendimiento de 40% en base a la fruta, pero es necesario utilizar un molino coloidal. La pasta se conserva en buenas condiciones al medio ambiente y a 37ºC con bisulfito de sodio (400 ppm) y sorbato de potasio (0,1%), además del tratamiento térmico de 80ºC por tres minutos. La dilución de la pasta en agua (1:6), de un buen nectar de 14,5 brix y pH 3,5. Otro de los usos que presenta el mamey es su semilla ha sido utilizada para el control de ectoparàsitos en los seres humanos. Así también, a partir del látex que exuda se pueden producir insecticidas naturales que puedan utilizarse en el control de plagas en los cultivos.


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3.1.7.

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COMERCIALIZACIÓN:

Según Ortega, J. (1991), el mamey ha sufrido una considerable reducción en cuanto al volumen de producto que se ofrece en el mercado local, actualmente encontrar esta fruta en el mercado no es muy comun. En los departamentos de Suchitepéquez y Retalhuleu, el 50% de los productores venden su producto a intermediarios, el 25 % los vende directamente al consumidor final y el restante 25% lo utiliza para consumo familiar. Existe costumbre de consumo de la fruta y los productos del mamey en varios países de América tropical, por lo que también se da la posibilidad para el aumento en el mercado para la fruta o sus productos industrializados. La fruta fresca se produce en huertos familiares y se consume en ciudades fuera de la Amazonia. La industrialización en pequeña escala permitirá que los productos de esta especie puedan ser utilizados por mayor cantidad de personas en un mayor período del año.

3.1.8.

DIVERSIDAD GENÉTICA:

Existe cierta diversidad genética que se manifiesta en la forma y tamaño de los frutos, rendimiento, acidez, brix y en el color de la pulpa. Sin embargo, esta diversidad no ha sido estudiada en forma detallada.

3.1.9.

DISPONIBILIDAD DE RECURSOS GENÉTICOS:

Los recursos genéticos disponibles en instituciones son limitados. Existen una colección con seis entradas en el INPA, Manaus, dos accesos en CPATU, Belém, Brasil; cinco en el INIA y 36 cultivares mejorados en la Universidad Nacional Agraria "La Molina", Lima, ambos en el Perú; 20 entradas en el CATIE, Costa Rica, cinco en el USDA, Miami y plantas aisladas en jardines botánicos de República Dominicana, Puerto Rico y Guadalupe. UNIVERSIDAD NACIONAL DEL SANTA

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3.1.10.

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MANEJO DEL CULTIVO

De acuerdo a Centa (2003), el manejo que se le debe dar al cultivo de mamey es el siguiente:

3.1.10.1.

ÉPOCA DE SIEMBRA.

Las actividades de injertación deben realizarse al menos nueve meses antes, de la siembra al campo definitivo, es decir desde el desarrollo del patrón hasta la injertación, ya que cuando entre la estación lluviosa las plantas injertadas deben tener un desarrollo óptimo que garantice su crecimiento en el lugar definitivo lo suficiente como para soportar el siguiente período de sequía o al menos que se cuente con riego se pueden establecer en cualquier época.

3.1.10.2.

DISTANCIAMIENTO Y SISTEMAS DE SIEMBRA

Este cultivo se puede establecer desde 4.5 x 4.5 m hasta 6 x 6 metros a cuadro; 4 x 6 m; 5 x 7 m en rectángulo y a 5 x 5 x 5 metros al tres bolillo.

3.1.10.3.

FERTILIZACIÓN.

Se recomiendan aplicaciones de 10 g de N; 10 g de P2O5 y 10 g de K2O al momento de la siembra en campo definitivo (transplante) y seis meses después, duplicando la dosis cada año de crecimiento hasta el séptimo año, que es cuando la producción se estabiliza. Del octavo año en adelante conviene continuar con la última dosis aplicada es decir la del año siete. De los fertilizantes en el mercado conviene usar fórmula 15-1515 ya que se ajusta perfectamente a la recomendación de la fórmula pura del producto comercial. Es decir por simple regla de tres se estarían aplicando al momento de siembra 67 g de fórmula 15-15-15 con lo que se supliría lo recomendado de N, P2O5 y K2O.


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3.1.10.4.

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CONTROL DE PLAGAS Y ENFERMEDADES

La única plaga que se reporta afectando este cultivo es la Trigona rufricus y es considerada la plaga más dañina de mamey ya que ataca las flores y las hojas nuevas. Para su control lo mejor es destruir los nidos que se encuentran en la parte alta de los árboles y luego se aplica algún insecticida. El algunas zonas cafetaleras del país donde el mamey se encuentra como sombra o cortina rompeviento reportan los agricultores que afecta a una gran cantidad de plagas, es decir no las mata sino que las repele, como ejemplo los pulgones, arañitas y hormigas. Al parecer todo el árbol y las semillas tienen propiedades tóxicas o venenosas. Para mamey hasta el momento no se reportan enfermedades que causen algún daño económico.

3.1.10.5.

CONTROL DE MALEZAS

En terrenos con topografía plana a semiplanas conviene hacer limpias con chapodadora mecánica acoplada a tractor y luego un placeado alrededor del árbol. En terrenos con pendiente en donde no se puede hacer uso de maquinaria se puede controlar malezas con herbicidas a base de paraquat o glifosato, aunque este último parece ser más eficiente en su efecto residual. Más conveniente es aún el uso de leguminosas de cobertura como el frijol de espada (Cannavalia ensiformes), terciopelo (Mucuna pruriens), Crotalaria sp entre otros, los cuales aparte de controlar las malezas fijan nitrógeno, conservan humedad, controlan plagas con los exudados de la raíz etc.

3.1.10.6.

RIEGOS

Los métodos más conocidos son el riego por surcos o gravedad y riego por goteo, siendo este último el más conveniente ya que solamente se humedece parte de la superficie del suelo donde se ubica la zona radical UNIVERSIDAD NACIONAL DEL SANTA

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del árbol. Este sistema pretende como ventajas que se adapta a las condiciones topográficas de terrenos más diversas y su gran eficiencia.

3.1.10.7.

COSECHA

A. ÍNDICE DE COSECHA Esta se realiza cuando el fruto tiene un tamaño adecuado y va depender básicamente del material genético del que se disponga que por el hecho de ser una especie nativa y de propagación espontánea su origen es de semilla por lo que habrá diferencias marcadas de un árbol a otro. De acuerdo Ortega, J., et al (1991), la cosecha de mamey en Guatemala inicia en el mes de junio y finaliza en el mes de octubre.

B. SISTEMAS DE RECOLECCIÓN. Lo más conveniente es evitar que el fruto caiga al suelo porque en muchas partes el agricultor simplemente espera a que ellos solos caigan, sin embargo de esa forma los frutos se dañan principalmente si los árboles son muy altos, lo más recomendable es colectar la fruta una a una o usar una bolsa de lona atada a una vara larga y liviana para cosechar las frutas en ramas distantes.

3.1.10.8.

MANEJO POSTCOSECHA.

Al parecer es una fruta no climatérica por lo que se cosecha prácticamente en completa madurez, sin embargo lo mejor sería colocarlos en cajas de madera o plástico amortiguadas con paja o papel periódico.


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3.2. CÁMARAS FROGORÍFICAS 3.2.1.

TIPOLOGÍAS DE CÁMARAS

Las tipologías de cámara suelen clasificarse en función de dos factores: la temperatura de almacenamiento y el área de aplicación. En función de la temperatura de almacenamiento, nos encontramos con cámaras de: 

Refrigeración (T > 0ºC)



Congelación (T < 0ºC)

En función del área de aplicación dependerá del uso al que este destinado, siendo de ámbitos tan diversos como la farmacéutica, la floristería, la ingeniería, la investigación científica y hasta en la informática. Es por ello que en nuestro caso, nos centraremos sólo en las Cámaras de Congelación para conservación y mantenimiento de alimentos.

3.2.2.

COMPONENTES CÁMARAS FRIGORÍFICAS

En la Figura 2 mostramos los componentes básicos de una cámara frigorífica, pasando a describir los más representativos:


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3.2.2.1.

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ELEMENTOS DE CONSTRUCCIÓN A. CERRAMIENTOS Los cerramientos verticales se construyen con ladrillos o bloques de hormigón de fábrica, enfoscados y fratasados con mortero de cemento para ser pintados a continuación. Suelen estar protegidos por un bordillo o murete de hormigón armado en su base, con objeto de proteger el revestimiento del aislamiento y al propio aislamiento de posibles golpes de carretillas elevadoras, al tiempo que facilitan la circulación de aire entre la mercancía y el paramento vertical. Los techos se construyen en materiales ligeros si no han de soportar carga. Para el soporte suelen utilizarse estructuras auxiliares metálicas, uniendo el material aislante a estas evitando puentes térmicos. Los suelos, tras haber compactado el terreno mediante la aportación de materiales adecuados, suele establecerse una capa de hormigón de limpieza que al mismo tiempo que permite nivelar la superficie y formar las pendientes de la cámara en caso necesario. Sobre ella se ejecutará la barrera antivapor y seguidamente se colocará el espesor del material aislante necesario. Finalmente, se ejecutará la solera definitiva. Los suelos deben ser protegidos contra la congelación, en el caso de cámaras con temperatura negativa.

B. AISLANTES Los objetivos principales de los materiales aislantes además de cumplir con la legislación son: 

Facilitar el mantenimiento de la temperatura adecuada en el interior del recinto, ajustando las pérdidas de calor a unos valores prefijados por unidad de superficie o de longitud y evitar condensaciones


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

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Obtener un ahorro energético con un espesor económico óptimo.

Dada la gran cantidad de aislantes existentes, exponemos en la Tabla 1 una descripción de los más utilizados en las instalaciones frigoríficas:

En la actualidad los paneles prefabricados constituyen con diferencia, el material prefabricado más utilizado para la construcción de cámaras frigoríficas, utilizándose como material aislante el poliestireno expandido y con mucha mayor frecuencia la espuma de poliuretano.


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Entre las cualidades más importantes exigibles a un buen aislante, se encuentran: 

Baja conductividad térmica.



Muy poco higroscópico



Imputrescible



Incombustible



Neutro químicamente frente a otros materiales y fluidos en contacto



Plástico, adaptándose a las deformaciones.



Facilidad de colocación



Resistencia a la compresión y a la tracción.

C. BARRERAS ANTIVAPOR Son necesarias para: 

Mantener el valor de la conductividad térmica del aislante



Evitar deterioros en el aislante y en los paramentos verticales y horizontales.



Reducir el consumo energético.



Alargar la vida útil tanto de cerramientos y materiales aislantes como de la maquinaria frigorífica.

Deben cumplir: 

Estar situadas en la cara caliente del aislamiento.



No dejar discontinuidades en ningún punto del perímetro aislado.



Estar constituidas por materiales muy impermeables al vapor de agua. El uso de cada material se recomienda para algunas aplicaciones, desaconsejándose para otras.


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D. REVESTIMIENTOS Se hacen necesarios por varias razones: 

Razones mecánicas. Las protecciones evitan la rotura accidental del material aislante.



Son una protección contra la penetración del agua, acción de

un

posible

fuego

y

evitan

el

crecimiento

de

microorganismos en el aislante. 

Presentan superficies lisas que facilitan su limpieza y permiten

cumplir

con

las

reglamentaciones

técnico-

sanitarias.

3.2.2.2.

EQUIPO DE REFRIGERACIÓN

Dentro de este punto, se describirá los elementos principales del circuito frigorífico. Un equipo de refrigeración es una máquina térmica cuyo objetivo consiste en extraer calor de un foco a baja temperatura para transferirlo a otro foco a temperatura más elevada. Para lograrlo es necesario un aporte de trabajo puesto que el calor se dirige de forma espontánea de un foco caliente a uno frío, y no al revés, por la segunda ley de la UNIVERSIDAD NACIONAL DEL SANTA

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termodinámica. El aporte de energía para el funcionamiento de la máquina se realizará mediante la compresión mecánica de un gas refrigerante, el cual será el encargado de transferir el calor desde un foco térmico al otro. La compresión mecánica se produce accionando el compresor mediante un motor de tipo eléctrico. Los cuatro principales componentes de un equipo de refrigeración son el compresor mecánico, el condensador, la válvula de expansión y el evaporador, además de otros dispositivos de seguridad y control. Por su parte el fluido frigorífico que circula por el sistema refrigerante, absorberá la energía cedida por el compresor, y esto hará que lo impulse a través del circuito.

1) COMPRESOR El compresor es el elemento activo del circuito de refrigeración. Cumple dos funciones: reducir la presión en el evaporador hasta que el líquido refrigerante evapora a la temperatura fijada, y mantiene esta presión retirando los vapores y elevando la temperatura del medio condensado. Por lo tanto, el trabajo del compresor consiste en aspirar los vapores del fluido refrigerante,


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comprimirlos y descargarlos en el condensador. Los tipos de compresores más utilizados e refrigeración son: a) Alternativos b) Rotativos c) De tornillo o helicoidales d) Centrífugos

Los tres primeros son de desplazamiento positivo, es decir, en ellos el fluido refrigerante es sometido a una verdadera compresión mecánica a través de elementos que realizan una compresión realizando una reducción volumétrica. Todos los compresores de este tipo, para aumentar la presión del gas, admiten una determinada cantidad de éste en un volumen determinado y a continuación reducen el volumen de la cámara. La disminución del volumen de gas, hace que la presión de éste aumente. Los compresores centrífugos son de desplazamiento cinético, ya que realizan la compresión mediante la fuerza centrífuga que se ejerce sobre el fluido refrigerante por la rotación de un rodillo que gira a gran velocidad. Los compresores más utilizados en el campo de la refrigeración son los alternativos y los de tornillo. Los demás tipos de UNIVERSIDAD NACIONAL DEL SANTA

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compresores quedan fuera de nuestras opciones para este proyecto, debido a su escasa aplicación. La capacidad de refrigeración y la potencia del compresor son dos de las características más importantes de funcionamiento. Estas dos características de un compresor que funcionan a una velocidad constante, están controladas principalmente por las presiones de admisión y de descarga. Las pérdidas de potencia en el compresor, son consecuencia de los siguientes factores: 

Expansión de vapor en el espacio muerto.



Pérdidas por intercambio de calor del vapor con las paredes del cilindro.



Pérdidas debido al flujo de vapor a través de válvulas.

La suma de estas pérdidas descritas, son la diferencia entre el consumo real y el teórico. Los factores directos que influyen en la capacidad y potencia del compresor, son los siguientes: 

Velocidad del compresor: la capacidad de un compresor es incrementada en aumentar su velocidad de giro, pero en un grado inferior a la potencia requerida.



Presión de aspiración: la capacidad de un compresor se ve reducida a medida que disminuye la presión de aspiración.



Presión de descarga: el efecto de refrigeración disminuye por un aumento de la presión de condensación.



Fugas a través de las válvulas o pistones.

2) CONDENSADOR Es un intercambiador de calor en el que se produce la condensación del refrigerante en estado vapor a la salida del compresor. El condensador debe de ser capaz de extraer y disipar el calor absorbido en el evaporador más el calor equivalente al trabajo de compresión.


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PRACTICA N°3

La liberación de este calor pasa por tres fases. La primera consiste en el enfriamiento de los gases desde la temperatura de descarga del compresor, hasta la temperatura de condensación. Esta fase es muy rápida, debido a la gran diferencia de temperaturas entre el fluido frigorífico y el propio condensador. Actúa generalmente en la primera cuarta parte del condensador. La segunda fase consiste en la cesión del calor latente de condensación. Es la etapa más lenta y más importante, es donde el fluido efectúa su cambio de estado. La última fase es el enfriamiento del líquido desde la temperatura de condensación hasta la temperatura deseada (líquido subenfriado). Este enfriamiento se produce en la última cuarta parte del condensador. La temperatura final del líquido dependerá del salto térmico existente.

Los diferentes tipos de condensadores más comunes, se clasifican según su forma de disipar el calor y del fluido exterior utilizado. 

Condensadores refrigerados por aire.



Condensadores refrigerados por agua.


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PRACTICA N°3

3) EVAPORADOR Un evaporador es un intercambiador de calor que tiene la capacidad necesaria para conseguir la temperatura deseada en el recinto a enfriar. La misión principal del evaporador es asegurar la transmisión de calor desde el medio que se enfría hasta el fluido frigorígeno. El refrigerante líquido, para evaporarse, necesita absorber calor y, por lo tanto, produce frío. En la instalación frigorífica el evaporador esta situado entre la válvula de expansión y la aspiración del compresor. Su diseño y cálculo en una instalación frigorífica presenta dificultades como la elección del tipo, emplazamiento o disminución del coeficiente de transferencia de calor debido a la aparición de hielo. Son varios los tipos de evaporadores existentes en el mercado, los cuales se reflejan en la siguiente Tabla 3:

Las características principales que debe satisfacer un evaporador son: 

Gran superficie del evaporador en contacto con el refrigerante.



El vapor debe salir saturado seco hacia el compresor.



Mínima pérdida de carga pero con una velocidad suficiente para originar una buena transferencia de calor.


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

Deben presentar estanqueidad.



De construcción sencilla y precio bajo.



Resistentes a la corrosión.



Fácil limpieza y desescarche.

PRACTICA N°3

El proceso de eliminación de hielo de un evaporador es lo que en términos frigoríficos se conoce como desescarche. En el interior del evaporador se encuentra refrigerante, y en el exterior pasando a través de los tubos y aletas se encuentra el aire con su correspondiente contenido de humedad. Como en el interior del evaporador la temperatura suele ser menor a la de rocío del agua (punto en el cual el agua comienza a condensar), el agua condensa en el evaporador. Si además la temperatura en el interior es inferior a cero grados, el agua condensada se congela formando escarcha, nieve o hielo. Cuando comienza el proceso de formación de hielo, lo primero que se produce es escarcha en la superficie de los tubos y aletas. La escarcha está formada por una multitud de cristales que incrementan de forma sustancial la superficie de intercambio de calor, y en un principio mejoran la transmisión de calor. Posteriormente, según aumenta el volumen de escarcha acumulado, disminuye drásticamente la velocidad del aire a través de las aletas perdiéndose potencia frigorífica.


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PRACTICA N°3

Cuando esto sucede, esta escarcha o nieve se debe fundir con el aire de circulación parando la inyección, y cuando ya está fundida, volver a inyectar para congelar rápidamente el agua líquida formando un hielo denso y buen transmisor del calor. Cuando la temperatura de evaporación es bastante inferior a cero grados, el proceso de formación de escarcha y nieve casi no se manifiesta y se produce directamente hielo denso. Lo anterior afecta al funcionamiento del evaporador disminuyendo la transmisión de calor del exterior del evaporador al interior. Además el proceso de formación de hielo es acumulativo, lo cual hace que si no se evita, con el tiempo el evaporador se bloquee de hielo. En consecuencia se deduce que es necesario eliminar el hielo del evaporador de forma periódica. Es importante no olvidar que el evaporador tiene una bandeja en la parte inferior para recoger el agua condensada, la cual debe salir a los desagües de agua. Se debe evitar que las tuberías de agua de salida de las bandejas y el agua retenida en las mismas pueda congelarse. Para eliminar el hielo que se forma en los evaporadores, hay que realizar un aporte de calor que permita la fusión del hielo. Dicho aporte de calor puede darse tanto desde dentro del evaporador como desde fuera de él. Con aporte externo de calor: 

Desescarches por aire



Desescarches por agua.

Con aporte interno de calor: 



Desescarche eléctrico Inteligente



Desescarche por gas caliente



Gas de descarga



Gas del recipiente de líquido


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PRACTICA N°3


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

Desescarche por líquido caliente

4) VÁLVULA DE EXPANSIÓN Una válvula de expansión termostática es un dispositivo de expansión el cual es un componente clave en sistemas de refrigeración y aire acondicionado, que tiene la capacidad de generar la caída de presión necesaria entre el condensador y el evaporador en el sistema. Básicamente su misión, en los equipos de expansión directa (o seca), se restringe a dos funciones: la de controlar el caudal de refrigerante en estado líquido que ingresa al evaporador y la de sostener un sobrecalentamiento constante a la salida de este. Para realizar este cometido dispone de un bulbo sensor de temperatura que se encarga de cerrar o abrir la válvula para así disminuir o aumentar el ingreso de refrigerante y su consecuente evaporación dentro del evaporador, lo que implica

una

mayor

o

menor

temperatura

ambiente,

respectivamente. Este dispositivo permite mejorar la eficiencia de los sistemas de refrigeración ya que regula el flujo másico del refrigerante en función de la carga térmica. El refrigerante que ingresa al evaporador de expansión directa lo hace en estado de mezcla líquido/vapor, ya que al salir de la válvula se produce una brusca caída de presión producida por la "expansión directa" del líquido refrigerante, lo que provoca un parcial cambio de estado del fluido a la entrada del evaporador. A este fenómeno producido en válvulas se le conoce como flash-gas. Se compone de: 

Un cuerpo compuesto por una cámara en la cual se produce la expansión, al pasar el fluido refrigerante a ésta a través de un orificio cilindro-cónico obturado parcialmente por un vástago, y los tubos de entrada y salida del fluido.


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

PRACTICA N°3

Un elemento o fluido potencia que actúa sobre el vástago para abrir o cerrar el paso de refrigerante a la cámara de expansión.



Un husillo regulador o tornillo que nos limita la cantidad mínima de caudal.



Un bulbo sensor situado a la salida del evaporador, conectado por un capilar al elemento de potencia y que actúa sobre éste.



Una tubería de compensación de presión conectado también a la salida del evaporador, y que ayuda a funcionar al obturador. Este accesorio es necesario sólo para la VET compensada externamente.

Las principales ventajas que presenta una válvula de expansión: 

Son especialmente adecuadas para inyección de líquido en evaporadores "secos", en los cuales el recalentamiento a la salida del evaporador es proporcional a la carga de éste.



Regulan activamente la expansión al ser activadas por el sobrecalentamiento.



La inyección se controla en función del sobrecalentamiento del refrigerante.


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

PRACTICA N°3

El sobrecalentamiento constante en la línea de gas evita la posibilidad de ingreso de refrigerante en estado líquido a la succión del compresor.

5) ACUMULADOR ASPIRACIÓN Es un recipiente capaz de retener el exceso de líquido en el fondo, asegurando que el refrigerante que sale lo haga en forma de gas. El tubo de entrada está diseñado de modo que el líquido bañe las paredes tomando todo el calor posible de ellas, para favorecer la evaporación. Además, un buen acumulador de aspiración tiene que asegurar el retorno del aceite al compresor, ya que en la evaporación tienden a separarse, permitiendo que el gas de aspiración arrastre el aceite en la proporción adecuada, pero impidiendo el retorno de suciedad y partículas que dañarían los cilindros. El tubo de salida aspira sólo gas de la parte superior y dispone de un orificio dosificador de recuperación del aceite en la proporción debida.

6) PRESOSTATO El presostato también es conocido como interruptor de presión. Es un aparato que cierra o abre un circuito eléctrico dependiendo de la lectura de presión de un fluido. El fluido ejerce una presión sobre un pistón interno haciendo que se mueva hasta que se unen dos contactos. Cuando la presión baja un resorte, empuja el pistón en sentido contrario y los contactos se separan. Un tornillo permite ajustar la sensibilidad de disparo del presostato al aplicar más o menos fuerza sobre el pistón a través


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del resorte. Usualmente tienen dos ajustes independientes: la presión de encendido y la presión de apagado. No deben ser confundidos con los transductores de presión (medidores de presión); mientras estos últimos entregan una señal variable en base al rango de presión, los presostatos entregan una señal apagado/encendido únicamente.

Los tipos de presostatos varían dependiendo del rango de presión al que pueden ser ajustados, temperatura de trabajo y el tipo de fluido que pueden medir. Puede haber varios tipos de presostatos: 

Presostato diferencial: Funciona según un rango de presiones, alta-baja, normalmente ajustable, que hace abrir o cerrar un circuito eléctrico que forma parte del circuito de mando de un elemento de accionamiento eléctrico, comúnmente motores.



Alta diferencial: Cuando se supera la presión estipulada para el compresor, el rearme puede ser manual o automático.



Baja diferencial: Cuando la presión baja más de lo estipulado para el compresor, el rearme puede ser manual o automático.


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7) RECIPIENTE DE LÍQUIDO Está situado justo a la salida del condensador para recibir el líquido resultante de la condensación del refrigerante. Su función sería la de almacenar dicho líquido en función de las necesidades del compresor. De esta manera podemos evitar que reciba golpes de líquido y pueda gripar. De la misma manera, dejará pasar el líquido que sea preciso cuando el equipo tenga un mayor trabajo y demande una mayor cantidad de refrigerante. También puede ser de utilidad a la hora de vaciar la instalación de refrigerante, puesto que podemos almacenarlo aquí y mantenerlo hasta su nueva utilización.

8) FILTRO DE LÍQUIDO ANTIHUMEDAD, ANTIÁCIDO Para asegurar un funcionamiento óptimo, el interior del sistema de refrigeración deberá estar limpio y seco. Antes de poner en marcha el sistema, deberá eliminarse la humedad por vacío a una presión absoluta de 0.05 mbar. Durante el funcionamiento, es preciso recoger y eliminar suciedad y humedad. Para ello se utiliza un filtro secador que contiene un núcleo sólido formado por: 

Molecular sieves (támiz molecular)



Gel de sílice



Alúmina activada y una malla de poliéster insertada en la salida del filtro.

El núcleo sólido es comparable a una esponja, capaz de absorber agua y retenerla. El támiz molecular y el gel de sílice retienen el agua, mientras que la alúmina activada retiene el agua y los ácidos. El núcleo sólido, junto con la malla de poliéster, actúa asimismo como filtro contra la suciedad. El núcleo sólido retiene las partículas de suciedad grandes, mientras que la malla de poliéster atrapa las partículas UNIVERSIDAD NACIONAL DEL SANTA

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pequeñas. El filtro secador es, por lo tanto, capaz de interceptar todas las partículas de suciedad de un tamaño superior a 25 micras.

9) REGISTRADOR DE TEMPERATURA Dispositivo que realiza medidas de la temperatura en el tiempo e intervalos determinados y permite obtener tablas o gráficos que reflejan la evolución de la temperatura a lo largo del tiempo. Los Registradores de Temperatura, empleados en el transporte, almacenamiento, distribución para el control de productos a temperatura controlada, están sometidos al campo de la Metrología Legal a través de la Orden ITC/3701/2006 en vigor desde el 7/12/06, donde se establece la verificación periódica y después de reparación de éstos con una Periodicidad Bianual. Esta Orden desarrolla la aplicación del R.D. 889/06 en el que se impone la prohibición de utilizar estos equipos sin superar el control metrológico.

10) VÁLVULA EQUILIBRADO DE PRESIONES Válvula destinada a equilibrar presiones mediante un paso de aire, a través de la misma, entre el interior y exterior de una cámara frigorífica. Estas diferencias de presión, que corregimos mediante esta válvula, se producen normalmente por las siguientes causas a modo de ejemplo: 

Puesta en marcha de los elementos de desescarche en los evaporadores.



Por una fuerte entrada de mercancía en el seno de la cámara.



Por una prolongada apertura de las puertas.


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

Por cambios de presiones atmosféricas exteriores ajenas a la

cámara

y

que

provocan

también

los

mismos

inconvenientes.

3.2.3.

GASES REFRIGERANTES

El fluido térmico que circula en el sistema cerrado de refrigeración, es un gas refrigerante, que absorbe o cede calor en las diferentes etapas y equipos por donde va circulando y transformándose. Entonces un gas portador refrigerante no es más que una sustancia que tiene la capacidad de transportar e intercambiar calor con el medio ambiente, cediendo calor a alta temperatura y absorbiéndolo a baja temperatura. Un buen refrigerante debe cumplir múltiples cualidades, que por desgracia no todas pueden ser satisfechas a la vez. Hasta hoy no se ha logrado un refrigerante "ideal". Se hace evidente que en la medida que la naturaleza del refrigerante sea tal que las P- T de condensación se aproximen a las del ambiente, necesitaremos menos energía para comprimirlo y para enfriarlo, y con ello el indicador de consumo por unidad frigorífica también será menor. A la vez, si coincidiera que su diferencia en calor latente (respecto al ambiente) fuese lo suficientemente alto para realizar la transferencia de calor, requeriríamos menos cantidad de refrigerante para ejecutar el trabajo y con ello menos compresión. Ambas cualidades son primordiales en el consumo de energía. Se suman otras propias de la naturaleza química del refrigerante, las que proporcionarán poder realizar el trabajo de refrigeración con mayor o menor eficiencia. Ordenado las cualidades que debe cumplir un buen refrigerante, tenemos las siguientes: 1) No debe degradar la atmósfera al escaparse. Debe ser inerte sobre la reducción de la capa de ozono y no incrementar el potencial efecto invernadero. 2) Ser químicamente inerte, no inflamable, no explosivo, tanto en su estado puro como en las mezclas. UNIVERSIDAD NACIONAL DEL SANTA

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PRACTICA N°3

3) Inerte a los materiales con los que se pone en contacto, tuberías, sellos, juntas. 4) No reaccionar desfavorablemente con los aceites lubricantes y presentar una satisfactoria solubilidad en él. 5) No intoxicar el ambiente por escapes y ser nocivo a la salud de las personas. 6) La relación P1/P2 debe cumplir con la eficiencia del consumo energético. 7) Poseer un elevado coeficiente de transferencia de calor por conducción. 8) Cumplirse que la relación presión - temperatura en el evaporador sea superior a la atmosférica, para evitar la entrada de humedad o aire al sistema. 9) Que su punto de congelación sea menor que la menor temperatura de trabajo de sistema de refrigeración 10) Fácil detección en fugas. 11) Bajo precio y fácil disponibilidad. Un propósito que se persigue y aún no se cuenta con su solución, es contar con un aceite lubricante que funcione con todos los tipos de refrigerantes orgánicos e inorgánicos. Podemos clasificar los refrigerantes en dos grupos. 

Los inorgánicos (amoniaco, CO2, agua…).



Los orgánicos (hidrocarburos y halocarbonatados).

Dentro de los orgánicos podemos distinguir entre:

a) CFC (Flúor, Carbono, Cloro). Clorofluorcarbono. Son los primeros causantes del deterioro de la capa de ozono e internacionalmente ya se ha prohibido su fabricación y empleo. Contienen hidrógeno y flúor en su molécula y estos lo hacen muy estable en la atmósfera por largos periodos de tiempo. En esta familia encontramos los R11, R12, R115.


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PRACTICA N°3

b) HCFC (Hidrógeno, Carbono, Flúor, Cloro). También afectan la capa de ozono pero en menor cuantía y su desaparición está prevista para el 2015. El R22 es el componente principal de la familia.

c) HFC (Hidrógeno, Flúor, Carbono). Desarrollado en respuesta a los refrigerantes de la segunda generación no presentan potencial destructor de la capa de ozono. En este grupo clasifican el: R134A, R404A, R407F,…

d) Refrigerantes con GWP <150 Desarrollado para reducir el potencial de calentamiento global (GWP) de refrigerantes por las generaciones anteriores.


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IV.

PRACTICA N°3

MATERIALES Y EQUIPOS

V.



Unidad Cámara frigorífica MOD T108/5D



Refrigeradora doméstica

METODOLOGÍA 

Se distribuirá en grupos de trabajo a quienes se les asignará un equipo, se les explicará el funcionamiento.



Se reconocerá cada parte conformante de este sistema.



Cada grupo esquematizará cada parte del sistema.



Se verificará la temperatura más fría en cada sistema.



Se verificará la potencia mecánica en cada sistema analizado.



Se anotará el refrigerante utilizado en cada sistema.

CUADRO N°01: DIAGRAMA DE FLUJO PARA LA CONGELACIÓN DE MAMEY

RECEPCIÓN DE LA MATERIA PRIMA

IDENTIFICACIÓN DE LOS EQUIPOS DE LA CÁMARA FRIGORÍFICA

COLOCAR LA FRUTA EN LA CÁMARA

TOMA DE DATOS (TEMPERATURAS)


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RECEPCION DE LA MATERIA PRIMA

MAMEY

IDENTIFICACION DE LOS EQUIPOS DE LA CAMARA FRIGORIFICA

COLOCAR LA FRUTA EN LA CÁMARA


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PRACTICA N°3


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VI.

RESULTADOS 1RESULTADOS EXPERIMENTALES: 1.1DESCRIPCION DE LA UNIDAD T108/5D a) GENERAL El T108/5D/C es un equipo sencillo y funcional capaz de permitir el estudio de los fenómenos relacionados con el uso de las celdas frigoríficas para la conservación de los productos alimenticios a baja temperatura. Un panel frontal con sinóptico e instrumentación permite tener bajo control las variables termodinámicas de interés,

facilitando

de

este

modo el aprendizaje de los estudiantes y la tarea del docente. Además, gracias a transductores electrónicos y al software apropiado es posible adquirir los datos relativos a las magnitudes bajo control y, en ordenador PC, en vídeo y/o en impresión, obtener los valores adquiridos y las magnitudes calculables por los mismos bajo forma de tablas y/o gráficos. La unidad se suministra con un manual completo que describe los componentes, las modalidades

de

instalación

y

utilización

y

propone

significativas experiencias didácticas


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PRACTICA N°3

b) COMPOSICION La unidad está compuesta por: Grupo motocompresor hermético



Condensador de aire



Electroventilador para condensador



Filtro deshidratador con tamices moleculares



Capilar de expansión



Celda frigorífica con puerta transparente



Electroventilador tangencial para la barrera de aire en la



entrada Electroválvula para descongelación



Termostato de descongelación



Evaporador estático de placas



Termostato celda baja temperatura



Termostato celda alta temperatura



c) DETALLES TECNICOS Potencia compresor: 150 W 

Capacidad celda: 30 l. aprox.



Termostato de alta temperatura: -5 ÷ +25°C



Termostato de baja temperatura: -7 ÷ -35°C




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d) SERVICIOS REQUERIDOS Alimentación eléctrica: 220V monofásica, 50Hz



Ordenador PC mínimo Pentium con Disco Duro (>10Gb) y



CD drive, tarjeta gráfica SVGA mínimo, ratón, RAM 32 MB, portal USB. MS-Windows XP o sucesivos



Impresora gráfica



e) SINOPTICO Y FOTOS

f) DESCRIPCION DE CADA ELEMENTO DE LA UNIDAD T108/5D La característica principal de la unidad es la de permitir el estudio de los fenómenos relacionados con el uso de las celdas frigoríficas para la conservación de los productos alimenticios a baja temperatura y evidenciar las características UNIVERSIDAD NACIONAL DEL SANTA

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que conciernen las “mostradores expositores”, por ser la unidad equipada con la instrumentación para el control de la formación de escarcha sobre el evaporador. La unidad, además, permite la verificación del comportamiento de la celda con la puerta abierta por estar dotada de un ventilador el cual, soplando aire tangencialmente a la puerta de la celda, permite crear una barrera de aire que sirve de pantalla entre la temperatura externa y la interna. El trabajo de compresión es efectuado por un grupo motocompresor hermético. El evaporador es de tipo estático de placas colocado en el interior de la celda frigorífica y como fluido refrigerante se utiliza el R134a. La expansión isoentálpica se obtiene por medio de un capilar de expansión. El condensador es del tipo de aire forzado y el fluido condensante es el aire, empujado tangencialmente por medio de un ventilador a través de una serie de tubos de cobre en el interior de los cuales fluye el fluido refrigerante.

RESULTADOS BIBLIOGRÁFICOS 

Tipos de Ciclos de refrigeración usados en la industria Características técnicas y termodinámicas de los diferentes sistemas de refrigeración que se utilizan en las instalaciones industriales.


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Notas: 1) El agua es el medio refrigerante secundario y se recircula en su mayor parte. El agua evaporada transmite el calor al aire. 2) El aire es el medio refrigerante que descarga el calor al ambiente. 3) El principio básico de refrigeración es la evaporación. El calor también se transmite por conducción/convección, pero en menor proporción. 4) Aproximación relacionada con las temperaturas de bulbo húmedo o seco. Hay que añadir las aproximaciones correspondientes al intercambiador de calor y a la torre de refrigeración.


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5) Las temperaturas finales dependen de la meteorología local (datos válidos para las condiciones climáticas que son normales en Europa central: 21°/30°C de temperatura de bulbo húmedo/seco y 15°C de temperatura máxima del agua) 6) Capacidad de las unidades pequeñas: con varias unidades o con sistemas de construcción especial, pueden alcanzarse mayores capacidades. 7) Si se utiliza un sistema indirecto o se aplica también la convección, la aproximación aumenta en este ejemplo de 3 a 5 K, con lo que aumenta la temperatura de proceso



Tipos de Refrigerante Refrigerantes sintéticos Los refrigeradores empleados entre el año 1980 hasta 1929 empleaban gases altamente tóxicos (amoníaco, cloruro de metilo y dióxido de sulfuro) como refrigerantes. Varios accidentes fatales ocurrieron en la década de 1920 debido a la fuga de cloruro de metilo de los refrigeradores. Se inició en conjunto de tres corporaciones americanas la búsqueda de métodos menos peligrosos. En el año 1928, se inventaron los refrigerantes CFC y HCFC como sustitutos para los refrigerantes altamente tóxicos y flamables. Los refrigerantes CFC y HCFC son un grupo de mezclas orgánicas conteniendo como elementos el carbono y el flúor, y, en muchos casos, otros halógenos (especialmente el cloro) e hidrógeno. La mayoría de los CFC y HCFC tienden a ser incoloros, sin olor, no flamables y no corrosivos. Debido a que los CFC y HCFC tienen poca toxicidad, su uso elimina el peligro de muerte por una fuga en un refrigerador. En solo pocos años, los compresores de refrigeradores que usaban CFC se volvió el estandard para casi todas las cocinas hogareñas. En años siguientes, se introdujeron en una serie de productos los refrigerantes


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R11, R13, R114 y R22, que ayudaron a la expansión de la industria de la refrigeración y el aire acondicionado. Con el advenimiento del Protocolo de Montreal, los refrigerantes HFC se desarrollaron durante el año 1980 y 1990 como alternativa a los CFC y HCFC.

Refrigerantes con potencial dañino a la capa de ozono 

Clorofluorocarbonos

Los refrigerantes CFC consisten de cloro, flúor y carbono. Los refrigerantes más comunes en este grupo son el R11, R12 y R115 (con la mezcla R502). Tal como se mencionó más arriba, estos refrigerantes vienen siendo usados ampliamente desde 1930, en muchas aplicaciones, incluyendo refrigeración doméstica, refigeración comercial, almacenamiento frío, transporte y aire acondicionado del auto. Debido a que no contienen hidrógeno, los CFC son muy estables químicamente, y tienden a tener buena compatibilidad con la mayoría de los materiales y lubricantes tradicionales como los del tipo mineral. A lo largo de toda la variedad de CFC, tienen una amplia variedad de características de presión - temperatura, y por lo tanto cubren un amplio margen de aplicaciones. Sus propiedades termodinámicas y de transporte son generalmente buenas, y por lo tanto ofrecen un potencial muy bueno de eficiencia. La buena estabilidad también resulta en un bajo nivel de toxicidad y no flamabilidad, obteniendo una clasificaión de A1 en seguridad. Sin embargo, debido a que contiene cloro, los refrigerantes CFC dañan la capa de ozono (ODP), y debido a su larga vida en la atmósfera, aumentan el calentamiento global (GWP). De manera similar, existen gases ambientalmente ecológicos, pero con un alto valor de GWP. Sin embargo, estos no son controlados por el Protocolo de Kyoto debido a que son controlados y están siendo eliminados por el Protocolo de Montreal. Tradicionalmente, los refrigerantes CFC fueron muy baratos y


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ampliamente disponibles, hoy en día son mucho más caros y su disponibilidad disminuye.



Hidroclorofluorocarbonados

Los refrigerantes HCFC consisten de hidrógeno, cloro, flúor y carbón. Los refrigerantes más comunes en este grupo son el R22, R123 y R124 (dentro de varias mezclas). Debido a que contienen hidrógeno, los HCFC son en teoría menos estables químicamente que los CFC, pero sin embargo tienden a tener buena compatibilidad con la mayoría de los materiales y lubricantes tradicionales. 

Hidrofluorocarbonados

Los refrigerantes HFC consisten de hidrógeno, flúor y carbono. Los refrigerantes más comunes son el R134a, R32, R125 y R143a (la mayoría incluídos dentro de mezclas tales como R404A, R407C y R410A). Estos están siendo usados en gran escala desde 1990 en casi todas las aplicaciones correspondientes a los CFC y HCFC, incluyendo refrigeración doméstica, refrigeración comercial, almacenamiento frío y aire acondicioando automotor. Los HFC son generalmente estables químicamente, y tienen tendencia a ser compatibles con la mayoría de los materiales. Sin embargo, no son miscibles con con los lubricantes tradicionales, y por lo tanto se emplean otros lubricantes del tipo sintético. A lo largo del rango de refrigerantes HFC, existen distintas versiones a diferentes presiones y temperaturas. Sus propiedades termodinámicas y de transporte son desde casi a muy buenas, y por lo tanto ofrecen una excelente opción. Aunque algunos HFC son clasificados como A1 en términos de seguridad, algunos poseen clasificación A2 (baja toxicidad y baja flamabilidad). A diferencia de los CFC y HCFC, no contienen cloro, y por lo tanto no dañan la capa de ozono. Sin embargo, debido a su largo período de vida, son UNIVERSIDAD NACIONAL DEL SANTA

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refrigerantes ecológicamente aceptables pero con un alto valor de GWP. Estos son controlados por el Protocolo de Kyoto. Actualmente, los refrigerantes HFC tiene un precio moderado, contra el precio de las mezclas que estám comenzando a aumentar de precio. Aunque numerosos países están desarrollando leyes para controlar el uso y emisión de gases HFC, muchos están disponibles, y lo continuarán siendo por un futuro mayor.

Refrigerantes naturales Varios hidrocarbonos, el amoníaco y dióxido de carbono pertenecen al grupo denominado refrigerantes naturales. Todos los refrigerantes naturales existen en los ciclos de la naturaleza, inclusive sin intervención del ser humano. Tiene un valor de ODP igual a 0 y no son GWP. Las innovaciones y evolución en la tecnología han contribuído en la consideración de estos refrigerantes naturales. Debido a su mínimo impacto ambiental y por ser más apropiados y acordes desde el punto de vissta de la sustentabilidad tecnológica, los sistemas frigoríficos con refrigerantes naturales pueden jugar un rol importante en el futuro de muchas aplicaciones. 

Amoníaco (NH3, R717)

El amoníaco contiene nitrógeno e hidrógeno, y es ampliamente utilizado en muchas industrias. Ha sido empleado como refrigerante desde los años 1800, y hoy en día es comunmente usado en refrigeración industrial, alcenaje frío, en procesos alimenticios y más recientemente está siendo usado en refrigeración comercial y chillers. El R717 es químicamente estable, pero reacciona bajo ciertas condiciones, por ejemplo, cuando se pone en contacto con dióxido de carbono o agua o cobre. Por otro lado, es compatible con el acero y con el aceite correctamente seleccionado. Las características de presión y temperatura del R717 es similar al R22. Sin embargo, sus propiedades termodinámicas

y

de


transporte

son

excelentes,

aumentando Página 45

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potencialmente la eficiencia de los sistemas. Debido a su alto grado de toxicidad y baja inflamabilidad, posee una clasificación igual a B2. A diferencia de los gases fluorados, no tiene impacto en la capa de ozono y tiene un valor igual a cero de calentamiento global (GWP). 

Hidrocarbonos (HC)

Estos refrigerantes contienen carbono e hidrógeno, y son ampliamente usados en dentro de muchas industrias. Los más comunmente usados para propósitos de la refrigeración son el isobutano (C4H12, R600a) y propano (C3H8, R290), propileno (C3H6, R1270) y se usan también en mezclas compuestas en parte por estos fluidos. Dentro de lo que es aplicaciones industriales, se usan una variedad de otors HC. En general, los refrigerantes HC han sido usados como refrigerante desde los años 1800 hasta 1930, y fueron re-aplicados desde la década de los 90. Aparte de su uso en refrigeración industrial, los refrigerantes HC se han usado

en

refrigeradores

domésticos,

refrigeración

comercial,

acondicionadores de aire y chillers. Lso refrigerantes HC son químicamente estables, y exhiben una compatibilidad similar a los CFC y HCFC. Los Hc también tienen excelentes propiedades termodinámicas y de transporte. Debido a su alta inflamabilidad, los HC tienen una clasificación de seguridad de A3. Al igual que el R717, los refrigerantes HC no tienen impacto en la capa de ozono y su efecto en el calentamiento global es insignificante. Tanto el R600a y R290 son muy baratos pero su disponibilidad depende del país. 

Dióxido de carbono (CO2, R744)

Este refrigerante contiene carbono y oxígeno, y es ampliamente empleado en muchas industrias. Ha sido extensivamente usado durante mediados de los años 1800, pero se discontinuó su uso con al aparición de los CFC y HFCF. A finales de los años 1990, emergió nuevamente como refrigerante y su uso se ha venido incrementando en las industrias de la refrigeración, almacenaje frío, refrigeración comercial, y bombas de UNIVERSIDAD NACIONAL DEL SANTA

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calor, entre otros. El R744 es químicamente estable y no reacciona en la mayoría de las condiciones, y es compatible con muchos materiales. Las características de presióny temperatura del R744 son diferentes a de la mayoría de los refrigerantes convencionales, y es por eso, por ejemplo, que opera a presiones siete veces mayores que el R22, con lo cual el sistema debe ser diseñado con cosideraciones especiales para soportar altas presiones. Además, tiene una baja temperatura crítica, de manera que cuando la temepratura ambiente supera los 25º C, se necesita el diseño de un sistema especial. Por otro lado, sus propiedades termodinámicas y de transporte son excelentes, haciendo que los sistemas sena potencialmente eficientes en climas fríos. Debido a su baja toxicidad y no inflamable, tiene una clasificación de seguridad de A1. A diferencia de los refrigerantes fluorados, no tiene impacto en la capa de ozono. Sin embargo posee un valor igual a 1 de potencial de calentamiento global (GWP). El R744 es muy barato y ampliamente disponible en el mercado.


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VII.

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DISCUSIONES Según ORREGO ALZATE CARLOS EDUARDO (2008), existen muchas

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técnicas para la conservación de alimentos, una de las más utilizadas es la Congelación, el fundamento de ésta se basa en la solidificación del agua durante el proceso, generando una alta concentración de sólidos solubles lo que provoca una baja en la cantidad de agua libre. La congelación es un medio excelente para mantener casi inalteradas durante un tiempo prolongado las características originales de alimentos perecederos. Éste tipo de conservación radica en la disminución de la temperatura, generalmente entre -20ºC a -30ºC, lo cual permite que las reacciones bioquímicas sean más lentas y además inhibe la actividad microbiana, generando el estado de latencia de ésta, lo que no significa que los microorganismos estén muertos. Durante el proceso se produce la solidificación del agua libre presente en el alimento, es decir, el agua contenida es transformada en hielo a una temperatura habitual de -18°C, disminuyendo así la actividad de agua del sustrato. El agua es el principal componente de los alimentos. Una parte de esta agua está ligada en diversos grados, a los complejos coloidales macromoleculares, por sus estructuras gelificantes o fibrosas en el interior de las células y en los hidratos. En el proceso de congelación, la formación y el crecimiento de los cristales de hielo producen modificaciones en el producto Según ING. AGR. JORGE R. SOSOF V ET AL. (2005), los componentes

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celulares solubles pueden causar la saturación y precipitar; modificaciones del pHpueden afectar los complejos coloidales; cambios muy marcados en la presión osmótica pueden romper las membranas semi-permeables. Para obtener el efecto conservador deseado, reducir reacciones no deseables y mantener en este estado el producto durante el almacenamiento, de manera que se reduzca lo más posible las modificaciones físicas, químicas y microbiológicas, es indispensable determinar con exactitud los tratamientos anteriores a la congelación, la velocidad óptima de congelación, el tipo de embalaje, la temperatura de almacenamiento y la velocidad de descongelación


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Según TORRES CICUÉNDEZ DAVID (2014), en alimentos que son enfriados

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bajo los 0°C; se comienza a formar hielo a la "Temperatura crioscópica" (comienzo de la congelación), que es también la temperatura característica de fusión, es decir, temperatura a la cual se funde el último cristal de hielo en una descongelación suficientemente lenta. El comienzo de la congelación depende en gran medida de la concentración de las sustancias disueltas y no de su contenido en agua. Según ORREGO ALZATE CARLOS EDUARDO (2008), en general, los

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alimentos son grupos heterogéneos tanto del punto de vista físico y químico; por lo que la congelación está dada por la existencia de la temperatura a la que aparecen los primeros cristales de hielo y de un intervalo de temperatura para que el hielo se forme. Si el hielo permanece en el exterior de las células, no hay peligro en que se produzca una lesión grave o irreversible. Según TORRES CICUÉNDEZ DAVID (2014), una vez que el agua ha

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comenzado a congelarse, la cristalización es función de la velocidad de enfriamiento, al mismo tiempo que a la difusión del agua a partir de las disoluciones o geles que bañan la superficie de los cristales de hielo. Si la velocidad de congelación es lenta, los núcleos de cristalización serán muy pocos por lo que los cristales de hielo crecen ampliamente, los que pueden provocar un rompimiento de las células, ya que éstas están sometidas a una presión osmótica y pierden agua por difusión a través de las membranas plasmáticas ; en consecuencia, colapsan ya sea parcial o totalmente. Mientras que si la velocidad de congelación es mayor, el número de cristales aumenta y su tamaño disminuye, evitando de esta manera el gran daño en el producto. Según TORRES CICUÉNDEZ DAVID (2014), en resumen una congelación

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muy lenta puede llevar a un excesivo exudado en la descongelación, mientras que una congelación rápida permite preservar la textura de ciertos productos. Según ING. AGR. JORGE R. SOSOF V ET AL. (2005), la congelación del

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agua se ve acompañada de un aumento de volumen, el que en alimentos es de un 6% aproximadamente, ya que únicamente se congela una parte del agua y


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también porque ciertos alimentos contienen aire. En el diseño de equipos se debe considerar ésta dilatación. Según TORRES CICUÉNDEZ DAVID (2014), la conductividad térmica del hielo

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es cuatro veces mayor que la del agua. Este factor juega un papel importante en la rapidez de congelación. La conductividad térmica varía mucho según los productos y según la temperatura; dependiendo de la orientación estructural de los tejidos. Según ORREGO ALZATE CARLOS EDUARDO (2008), en la congelación de

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alimentos la cantidad de calor eliminado depende mayormente del agua congelable. Ésta cantidad depende de tres factores: 1.- Variación de entalpía correspondiente al enfriamiento de la temperatura inicial al punto de congelación. 2.- Calor latente de congelación 3.- Variación de entalpía correspondiente al enfriamiento del punto de congelación a la temperatura final. Según ING. AGR. JORGE R. SOSOF V ET AL. (2005), el tiempo real que dura

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el proceso de congelación va a depender de diferentes factores, ya sean relativos al producto como al equipo utilizado. El término de la congelación es cuando la mayor parte del agua congelable se transforma en hielo en el centro térmico del producto; en la mayoría de los alimentos la temperatura del centro térmico coincide con la temperatura de almacenamiento. Según TORRES CICUÉNDEZ DAVID (2014), el propósito de la refrigeración

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de las frutas es proporcionar al consumidor un producto frutícola muy parecido al fresco con una vida útil prolongada y al mismo tiempo granizar, la seguridad de los mismos, manteniendo una sólida calidad nutritiva y sensorial. Según ING. AGR. JORGE R. SOSOF V ET AL. (2005), como en el caso de

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sustancias puras, en este proceso primero se verifica la eliminación del calor sensible por enfriamiento y luego se retira el calor latente durante la congelación, que es la porción energética más considerable; pueden presentarse otros efectos térmicos como el calor de disolución de sales, aunque casi siempre son muy pequeños. En los alimentos frescos debe eliminarse también el calor generado por la respiración metabólica. UNIVERSIDAD NACIONAL DEL SANTA

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Seguidamente se elimina el calor latente de congelación, lo que provoca la formación de cristales de hielo; también se retira el calor latente de otros componentes de los alimentos, como el de las grasas. Según ORREGO ALZATE CARLOS EDUARDO (2008), las curvas entalpía-

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temperatura-composición para la congelación de alimentos demuestran que el proceso no se verifica a temperatura precisa. Es decir, no hay un punto de congelación definido con un solo calor latente de congelación. Si durante el proceso de congelación se registra la temperatura del alimento en su centro térmico (punto que se congela más tarde), se obtiene una gráfica Según TORRES CICUÉNDEZ DAVID (2014), para el caso de un alimento, que

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como una aproximación puede considerarse como una solución acuosa, la temperatura en la que comienzan a aparecer los primeros cristales de hielo - T¡ - está siempre por debajo de la del punto de fusión del agua. Se puede presentar un sub-enfriamiento como en el primer caso, pero el cambio de fase se hace con temperatura variable, cristalizando inicialmente sólo agua pura hasta un punto en el que se comienzan a formar los cristales del "soluto" (o del alimento o solución concentrada), lo que nuevamente causa un pequeño salto en la temperatura, conocido como punto eutèctico, seguido por una "meseta" de congelación Según ING. AGR. JORGE R. SOSOF V ET AL. (2005), luego que los

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materiales se congelan por completo, sigue un descenso de temperatura aproximadamente lineal, causado por el retiro de calor sensible del producto sólido, fase que concluye cuando el material alcanza la temperatura del medio refrigerante o congelador utilizado para el proceso. Según ORREGO ALZATE CARLOS EDUARDO (2008), si un alimento se

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enfriara en condiciones de equilibrio termodinàmico, el agua se comenzaría a convertir en hielo a la temperatura de inicio de la congelación T¡. El hielo puro se separaría de la solución alimenticia causando en ella su concentración en sólidos y el descenso de su temperatura. El proceso continuaría hasta que se alcanzara la temperatura eutèctica. En la práctica, el proceso que más se UNIVERSIDAD NACIONAL DEL SANTA

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aproxima a esta condición es el de crio-concentración en donde, mediante un alto grado de agitación del sistema, se podría decir que hay equilibrio. En los procesos que buscan simplemente la congelación del alimento, el equilibrio de enfriamiento no se alcanza y siempre se llega a algún grado de subenfriamiento.

VIII. 

CONCLUSIONES En el laboratorio se nos mostró una unidad de cámara frigorífica, en la cual reconocimos sus elementos como el condensador. Ventilador, entre otros.

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Se usó el mamey, el cual se acondicionó en la cámara y se midió las temperaturas en un tiempo determinado para evaluar la disminución de la temperatura de la materia prima.

IX. 

RECOMENDACIONES La velocidad de congelación determina la distribución y tamaño de los cristales en los tejidos. Si es lenta, serán grandes y aparecerán principalmente fuera de las células, generando su compresión mecánica, con el consecuente aplastamiento y ruptura de paredes celulares. Por tal motivo se recomienda congelar a altas velocidades de congelación hacen que se formen cristales pequeños dentro y fuera de la célula, produciéndose así menos deterioro.

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Tanto la congelación, el transporte y la descongelación deben realizarse de manera correcta para garantizar que todas las propiedades nutritivas del alimento queden intactas. En otras palabras para que el valor nutritivo de un congelado sea igual a un alimento fresco, la manipulación desde el comienzo debe ser adecuada, puesto que influye en la calidad final.

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Antes de refrigerar estos alimentos Lavar, desinfectar y secar perfectamente y luego guardarlos en contenedores descubiertos para permitir la entrada de aire.


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