Refrigeración Aplicada a la industria de alimentos.

EVALUACION FINAL

REFRIGERACION APLICADA A LA INDUSTRIA DE

ALIMENTOS

PRESENTADO POR:

WILLIAM STID ROMERO CAÑON

PRESENTADO A:

HERNANDO ENRIQUE BOHORQUEZ

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA

ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS TECNOLOGÍA E INGENIERÍA  

DICIEMBRE 5 DEL 2015

INTRODUCCION

Desde hace muchos años, se ha hablado de la importancia de preservar la comida en las mejores condiciones. Para lograr dicho propósito, se han ideado mecanismos que permiten refrigerar los alimentos, con lo que se evita que éstos pierdan su frescura. Estos mecanismos son aplicados desde que un alimento es producido, hasta pocos instantes antes de ser consumido, en un procedimiento que se denomina cadena de frío. Gracias a compañías, dedicadas a soluciones para la conservación en frío, es posible refrigerar los alimentos. Estas compañías han diseñado sistemas para que un alimento siempre esté a la temperatura ideal, para evitar su deterioro. Los alimentos perecederos como frutas, verduras y carnes; comienzan a descomponerse muy rápido, por lo que en sólo un par de horas los microorganismos pueden dañarlos de forma considerable. Los alimentos perecederos tienen una vida útil muy corta. En el caso de las frutas y de las verduras, éstas se siguen madurando después de haber sido cosechadas, hasta llegar al punto de descomponerse en su totalidad. En este proyecto trataremos de ver la forma de eliminar esos problemas de descomposición planteando un modelo para la construcción de una cámara frigorífica, en este caso para la conservación de las fresas que es un producto muy utilizado para el consumo humano.

1. OBJETIVOS

1.  OBJETIVO GENERAL

La construcción de una cámara frigorífica para la conservación de un producto en este caso para la fresa.

1.  OBJETIVOS ESPECIFICOS

• Determinar el equipo necesario de refrigeración que será instalado en una cámara de refrigeración para almacenamiento de fresas.
• Hacer los cálculos de los diferentes materiales necesarios para el correcto funcionamiento que se utilizaran para el diseño de la cámara frigorífica.
• Determinar por medio de cálculos los diferentes aspectos termodinámicos a  la que será sometida la fresa para su refrigeración.

PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

Se desea diseñar una cámara de refrigeración para la conservación de fresas, para su posterior transporte. El producto a refrigerar debe estar limpio y almacenado de tal manera que el aire frío pueda rozarlo por todas partes. El espacio de las cámaras debe estar destinado a la refrigeración, deben encontrarse en perfecto estado higiénico El aire de la cámara debe ser puro y carente de olores ajenos a éste, como: olores a moho, verduras, etc.; por tanto deben ser de fácil limpieza en todas sus partes y tener, por lo tanto un suelo permeable con desagüe

Cámara de Almacenamiento:

Se comienza el proceso de conservación depositando el alimento en un recinto aislado en el que se mantenga las condiciones más apropiadas para que su vida útil se prolongue durante el mayor tiempo posible. El objetivo principal aquí es ajustar y controlar los factores que condicionan este almacenamiento. Las fresas se conservaran en esta cámara a la temperatura que se indica, en esta cámara no se lleva al vegetal hasta su punto de congelación sino a una temperatura a la cual se pueda preservar por un determinado periodo. Las capacidades en masa de la cámara se darán a conocer más adelante.

El rango de temperatura en el cuarto de almacenamiento o durante el transporte dependerá del estado de madurez del fruto o verdura. Mantener la humedad relativa del aire en el almacenamiento entre el 90 y 95 % para prevenir la deshidratación del fruto

DISEÑO DEL CUARTO PARA LA CONGELACION DE FRESAS A -10 °C

A continuación se describen las ecuaciones para diseñar el cuarto frio.

Descripción de las variables no definidas

D= Ancho del cuarto de enfriamiento.

L= Largo del cuarto de enfriamiento.

Z= Alto del cuarto de enfriamiento.

V= Volumen del cuarto de enfriamiento.

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Volumen del cuarto frio

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1-Sabiendo que el volumen de almacenamiento para la fresa es: 7.5[pic 20]

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La Densidad de Almacenamiento es: 133.3 kg/ m

Se Almacenaran 10 Toneladas de fresa. La dimensiones de la caja que llevara la fresa es de 19 cm de altura, 42 cm de largo y 33.5 cm de ancho.

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Entonces elegimos 881Cajas 

Al Almacenar 10000 kg de fresa tendremos: 881 Cajas

Alto: 19 cm

Largo: 42 cm

Ancho: 33.5 cm

Las 801 Cajas estarán acomodadas en: 15 columnas, 11 filas e irán las cajas apiladas de a 5 .Dentro de cada una de las columnas cada caja estará distanciada 5 cm, para que el aire frío pueda circular libremente. Las filas estarán agrupadas de a 2 con una separación de 10 cm.

Cada par de filas agrupadas estarán separadas una con respecto a otras 1.5 m para el libre tránsito. Las Cajas de fresa se ubicaran sobre estantes de acero inoxidable, no de metal para evitar la corrosión, la cual sería nociva para el bienestar del producto.

2-Las dimensiones de la Cámara de Refrigeración son:

D = 0.42x15 + 0.05x12 + 2                                          D = 8 m

L = 0.335x11 + 0.10x5 + 1.5x5 + 2                              L = 13m Z = 5x0.19 + 1 +1.5                                                     Z = 3.45 m

Volumen total de la cámara:

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Masa de las fresas:

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Calor debido a los  ventiladores

Debido a que el cuarto frio es grande necesita un ventilador para hacer circular el aire; este también aporta una cantidad de calor.

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Calor debido a la iluminación

Suponiendo que se colocan 10 lámparas con una potencia de 100watts; el techo se divide en cinco secciones de 8 m * 13 m. cada sección tiene 2 lámparas, las cuales solo se utilizan mientras se realizan operaciones dentro del cuarto en promedio se trabaja 3 horas por día.

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Calor por hombres

Suponiendo que son 2 hombres los que trabajan en el cuarto frio 3 horas cada día.

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Calor debido a la renovación del aire:

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Calor debido al medio ambiente, a través de las paredes:

Área pared norte y sur

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Área pared este y oeste

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Área techo y piso

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Calor pared norte y sur

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Calor pared este y oeste

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Calor del techo

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Calor piso

En este caso se cambia la temperatura por la temperatura del suelo, la cual se tomo como 15°C = 59°F.

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Ahora se puede calcular la entrada de calor debido al medio ambiente.

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Calor por empaque

Puesto que en promedio cada fresa 0,03 Kg y sabiendo que se tiene una masa total de fresa de 10000 Kg por lo tanto:

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Si se usa una caja denominada caja de 11,5 Kg donde caben 384 fresas aproximadamente se necesitan entonces:

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Si cada caja de cartón pesa aproximadamente 4Kg, la masa total del empaque se calcula de la siguiente manera:

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Datos y consideraciones:

Cp. del cartón = 0,3 BTU/lb °F

Las cajas dentran al cuarto de enfriamiento a T = 25°C = 77°F

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En este punto se toma como el tiempo para enfriar o retirar el calor calculado es de 96 horas. Por lo tanto:

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Calor por producto

Para obtener este calor es necesario hacer otras consideraciones, como es primeramente calcular el calor para llegar a la temperatura de congelación, enseguida calcular el calor para que el agua de las fresas pase a estado sólido, es decir, congelar la fresa; y por ultimo para llegar a la temperatura de congelamiento hasta la temperatura de almacenamiento a -10°C.

Q hasta temperatura de congelamiento

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Q para congelar

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Q para llevar a -10°C = 14°F

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