Download - proyecto cámara de refrigeración de uvas
CAPITULO I
Descripción GENERAL
“ANALISIS Y DISEÑO DE UNA PLANTA DE REFRIGERACION DE UVAS
EN EL DISTRITO DE LA JOYA- AREQUIPA”
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1.1. INTRODUCCION:
En la actualidad la demanda de la uva peruana está en pleno crecimiento
en los mercados extranjeros, por lo que el diseño de una planta de
refrigeración se convierte en un factor importante para dicha exportación.
Esta planta deberá contar con altos índices para el control de calidad, ya
que las normas que rigen la exportación son más exigentes que las que
normas para el traslado interno de los productos. Debido a esta premisa, el
presente proyecto consiste en el estudio y diseño de una planta de
empacado y refrigeración ubicada en el distrito de La Joya, Arequipa con
fines de exportación (básicamente del tipo Thompson Seedles) hacia el
mercado Europeo.
1.2. OBJETIVOS:
1.2.1. OBJETIVOS GENERALES:
Diseñar una Planta de refrigeración para Uvas la cual estará comprendida en un área de 9394 m2, la cual cuente con todas las medidas necesarias para dicho diseño.
1.2.2. OBJETIVOS ESPECIFICOS:
Diseñar la mejor distribución de la planta para teniendo en cuenta la
ampliación de la misma para un futuro.
Brindar las mejores condiciones para que el producto pase un buen control
de calidad y así se logre exportar en mayor cantidad.
1.3. MEMORIA DESCRIPTIVA:
Diseño de Plantas Industriales I Página 2
1.3.1. UBICACIÓN GEOGRAFICA:
La planta de refrigeración de Uva estará ubicada en el Distrito de La Joya,
provincia Arequipa, departamento Arequipa.
Los detalles de dicha ubicación se muestran en las siguientes imágenes:
Figura 1 - Vista 1 de la Planta de refrigeración de Paltas.
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Figura 2 - Vista 2 de la Planta de refrigeración de Paltas
Figura 3 - Vista 3 de la Planta de refrigeración de UVA
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1.3.2. DESCRIPCION DEL PROYECTO:
El complejo frigorífico se realizara para UVAS THOMPSON SEEDLESS, un ambiente de 25°C que equivale a 77 °F y 55% de humedad relativa y un periodo de 8 días.
Figura 4. Plantación Uva Mesa Thompson Seedless.
Figura 5. Uva Mesa Thompson Seedless.
Diseño de Plantas Industriales I Página 5
CAPITULO II
MARCO TEORICO
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2.1. BASE TEORICA:
2.1.1. CAMARA FRIGORIFICA:
- Un frigorífico o cámara frigorífica es una instalación industrial estatal o
privada en la cual se almacenan carnes o vegetales para su posterior
comercialización.
- El producto agrícola (frutas y hortalizas) es en su gran mayoría perecedero.
Después de la cosecha sigue un proceso llamado comúnmente
"respiración" durante el cual los azúcares se combinan con el oxígeno del
aire produciendo anhídrido carbónico y agua y despidiendo calor, hasta
llegar a la completa maduración del fruto. Al mismo tiempo, los
microorganismos que están presentes en los frutos a temperatura
ambiente, se alimentan y reproducen a un ritmo exponencial, a medida que
se acerca la maduración, destruyendo los tejidos.
- Se comprobó que si se mantiene el producto cosechado a temperatura
menor que la del ambiente, se consigue alargar el período de maduración
un tiempo que varía desde 3-4 días hasta 6-8 meses, de acuerdo a la
especie y a la variedad.
- La posibilidad de ofrecer los frutos y las carnes durante un período más
largo tiene una importancia alimenticia y económica muy grande. para ello
se almacenan los productos en cuartos frigoríficos a temperatura apropiada
que permite ofrecerlo al consumidor mucho tiempo después de la cosecha.
Hay tablas que indican a qué temperatura y humedad relativa y cuál es el
tiempo máximo que es necesario mantener cada uno antes de enviarlos al
mercado.
Diseño de Plantas Industriales I Página 7
Figura 6. Cámara Frigorífica
2.1.2. EQUIPO DE REFRIGERACION:
- El equipo de refrigeración comprende un compresor de gas movido por un
motor eléctrico, un intercambiador de calor con un caño en forma de zigzag
llamado condensador, otro con caño en forma de serpentín llamado
evaporador y una válvula de expansión, todos interconectados por caños de
cobre formando un circuito cerrado. En el interior de la cañería se introduce
el gas refrigerante por medio de una válvula. El compresor y el
condensador están fuera de la cámara frigorífica mientras que la válvula de
expansión y el evaporador dentro de la cámara, generalmente sobre el
marco de la puerta de entrada. Al trabajar el compresor eleva la presión del
gas que llega caliente de la cámara por las calorías que tomó de los
productos almacenados. Cuando el gas llega a los valores de presión y
temperatura previstas le corresponde al gas pasar por el condensador a la
fase liquida emitiendo calor latente de fusión. El condensador está provisto
de aletas que transmiten el calor que pasa por las paredes del caño al aire.
Si es necesario se instala un sistema de lluvia de agua en circuito cerrado
que ayuda a disipar el calor. El largo del serpentín está calculado para que
el gas licuado salga del condensador a temperatura ambiente. Pasa
entonces por la válvula de expansión, ya en el interior de la cámara, y
pierde presión. Al llegar al evaporador el gas esta frío y sin presión. le
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corresponde volver a su estado gaseoso. Necesita calor latente de
evaporación. Éste lo toma del caño de cobre que por ello se enfría y este a
su vez toma calor del aire. Con ayuda de un ventilador se establece una
corriente de aire caliente de la cámara que pasa por el serpentín del
evaporador entregando calorías del aire y de los productos almacenados. El
gas llega caliente al compresor completando el circuito.
- El proceso continúa enfriando el aire y los productos almacenados hasta
que la temperatura llega a +/-1 °C más baja que la fijada. Un termostato
cierra la válvula de expansión y un presostato cierra la corriente del
compresor. Pasado un tiempo la temperatura sube por el calor que pasa
por las paredes y por la apertura de la puerta de la cámara. Cuando llega a
+/-1 °C más alta que la fijada se abre la válvula y la corriente. El ciclo
vuelve a trabajar.
Desde fines del siglo XIX se usaba amoníaco como gas refrigerante, pero
es tóxico y por lo tanto peligroso cuando hay pérdidas de gas. En los años
70 del siglo XIX se lo remplazó por gas de la familia de los cloro-flúor-
carbono CFC llamados comercialmente Freón o R11. Hace unos años se
descubrió que estos gases son unos los principales causantes del agujero
de la capa de ozono, y desde entonces se busca un reemplazante que
tenga las mismas características que el Freón pero que se descomponga
antes de llegar a la capa de ozono. En el ínterin se sigue usando gases de
la misma familia pero que son menos dañinos. En instalaciones grandes
con personal de control, se sigue usando amoníaco, también denominado
R717.
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Figura 7. Compresor de Tornillo.
Figura 8. Unidades Condensadoras.
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2.1.3. UVA:
2.1.3.1. DESCRIPCION:
La uva es el fruto de la parra o vid, conocida en botánica como Vitis vinífera, una planta trepadora que puede llegar a superar los 20 metros pero que por la acción del ser humano, con podas anuales, suele presentar alturas de 1 o 2 metros. La uva es una fruta carnosa que nace en largos racimos formados por granos redondos u ovalados, cuyo diámetro medio es de 1,6 centímetros y su peso 200-350 gramos (tanto el tamaño como el peso se refieren a los estándares ajustados a las normas de calidad de la comercialización de las uvas). El color de su piel es diferente según variedades, pudiendo lucir tonos verdosos, rojizos, púrpuras, azulados o amarillentos. Su pulpa es jugosa y dulzona, presentando diversas pepitas pequeñas y duras en su interior.
2.1.3.2. UVA DE MESA THOMPSON SEEDLES:
Uva ovoide alargada, de color verde cremosa, jugosa, sin semilla.
Racimos: De tamaño medio a grande, alados y excesivamente compactos.
Bayas: Pequeñas de color verde amarillo y de sabor neutro. Calibre Promedio: 18 – 19mm.
Figura 7. Granos de Uva Thompson Seedless.
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2.1.4. CULTIVO DE UVA EN PERU:
La uva se cultiva tradicionalmente en la costa sur del país, principalmente en Ica, Lima, Moquegua, Arequipa y Tacna; siendo la época de cosecha entre noviembre y febrero.
Figura 8. Producción de Uva en Perú.
2.1.5. CONSERVACION DE UVAS:
En general las uvas, soportan los rigores de la manipulación del transporte y del almacenamiento en las cámaras frigoríficas. Casi toda esta fruta se pre-enfría, y gran cantidad de ella se almacena durante períodos variables antes del consumo.
La uva se desarrolla con relativa lentitud y debe estar madura antes de su recolección, ya que toda su maduración tiene lugar en las viñas. Sin embargo no debe estar madura en exceso, ya que esto la predispone a dos desórdenes posteriores a la cosecha: uno es el debilitamiento de los tallos, y otro es la sensibilidad progresiva a los organismos de deterioro.
La uva es vulnerable al efecto desecante del aire, por ello, es tan importante el estado del tallo, éste es un factor de calidad y un indicador del tratamiento anterior de la fruta. El tallo de la uva, a diferencia de otras frutas, es el que sostiene la fruta, debido a esto, hay que poner énfasis en el tema acerca de las operaciones que hacen mínimas la pérdida de humedad.
La temperatura recomendada para el almacenamiento de la uva tipo vitis vinífera (Europa o California) en la cámara frigorífica es de -1 grado C. La humedad relativa debe estar entre los 85 y 90%.
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A su temperatura óptima de conservación (-0,5 a 0º C), la uva de mesa podría ser almacenada por un tiempo de 50 a 100 días dependiendo de las características de la variedad, estado de madurez al momento de la cosecha y el control fitosanitario del huerto en pre cosecha.
2.1.6. EMBALAJE DE UVA:
La caja debería tener un área de ventilación de ventilación apropiada para reducir el tiempo de enfriamiento y permitir la ventilación cuando sea necesaria.
Luego colocar una bolsa de polietileno cubriendo el fondo y costados de la caja de tal forma que después pueda cubrir la superficie de la uva. La bolsa sin perforaciones producirá un exceso de condensación que puede causar daño de blanqueado. Por otro lado, el exceso de ventilación reduce la concentración de anhídrido sulfuroso (SO2) dentro de la caja, causando el desarrollo de la pudrición. Luego colocar en ambos lados de la caja papel envoltorio frutero para absorber el exceso de humedad. Se puede colocar adicionalmente en el fondo de la caja un material de embalaje absorbente.
Embalar cada racimo dentro de bolsas plásticas estas deben tener la suficiente ventilación para permitir el contacto del SO2 con toda la uva. Envolver el papel sobre las uvas y coloque un material absorbente como una hoja de papel envoltorio frutero doblado o una lamina de papel gofrado.
Luego colocar el generador de anhídrido sulfuroso, luego colocar sobre la superficie de este un material absorbente tal como una lamina de papel absorbente o cartón corrugado, para mantener un nivel de humedad constante en su entorno, cierre la bolsa de polietileno, tape la caja y llevar a túnel de enfriamiento. Almacene y embarque evitando las variaciones de temperatura.
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2.1.7. GENERACION DE SO2.
El generador de anhídrido sulfuroso genera un gas de Anhídrido Sulfuroso (SO2) que elimina las esporas de Botrytis en la superficie de la uva, sella heridas y cortes producidos durante el embalaje y detiene el desarrollo de pudriciones en la uva de mesa embalada durante su almacenaje y transporte. Su funcionamiento de este generador consiste cuando la caja de uva es embalada y se produce una mínima humedad en su interior se activa la fase rápida produciendo una alta concentración de SO2 gas por un corto tiempo. Luego cuando la caja se almacena en frío a 0 °C (32 °F) la fase lenta produce una baja concentración de SO2 gas por varias semanas. El adecuado control de la temperatura es uno de los factores más importantes en el almacenaje. La Botrytis se propaga el doble a 2 °C (35,6 °F) que a 0 °C (32 °F). Manteniendo un adecuado nivel de humedad dentro de la caja se previene el daño producido por blanqueado y el agotamiento anticipado del generador. La condición final de la uva depende de otros factores tales como calidad de la uva, procedimiento de embalaje, almacenaje y condiciones de transporte, etc.
Figura 9. Caja de exportación Uva.
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CAPITULO IIi
INGENIERIA DEL PROYECTO
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3.1. ANALISIS DEL PROCESO:
3.1.1. DIAGRAMA DE OPERACIONES:
El empacado de la uva pasará por los siguientes procesos para su exportación:
Recepción de la Materia Prima:
Luego de que se realiza la cosecha, la fruta se recibe en la planta de empaque para la limpieza y clasificación de racimos.
Selección:
La jaba pasa al área de trabajo para realizar la clasificación de los racimos sobre la base de las observaciones de variedad, color y tamaño o calibre. Las personas encargadas de hacer esta labor son mujeres, debido a que presentan mayor habilidad y delicadeza al momento de manipular la fruta.
Pesado:
La pesadora separa los racimos o los corta hasta alcanzar el peso que el formato exige de cada racimo. Los trozos cortados son separados a un ladopara luego ser embalados e otra caja cuando fuese necesario. Para el casode la exportación a Inglaterra se hará en ajas de 9 kg.
Empaque:
La fruta se pone dentro de empaques apropiados, de acuerdo con la variedad y mercado de destino. Para el mercado de Inglaterra se utilizan cajas de 9 Kg. Antes de cerrar la caja, se coloca un generador de anhídrido sulfuroso, el cual tiene como finalidad evitar el crecimiento de algunos microorganismos causantes de enfermedades, como ya lo explicamos en el capitulo anterior.
Paletizado:
Las cajas de uva son colocadas en pallets de madera. En la siguiente tabla veremos el número de cajas que se colocan en un pallet.
Empaque Peso Presentación EmbalajeCaja cartón 9 Kg 9-10 Bolsas individuales tipo
V-shape, ziploc, slider 108 cajas/pallet.
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Fumigación:
En esta etapa se realiza el tratamiento con fumigantes químicos destinados a eliminar la presencia de posibles plagas.
Enfriamiento Rápido:
Este golpe de frío disminuye la temperatura de la fruta. Se hará por medio de un túnel de aire forzado con sistema de pallets individuales, el cual permite disminuir la temperatura de la fruta hasta un nivel de -1 °C antes de su temperatura de congelación de la uva, lo que facilitara su ingreso posterior a la cámara de almacenamiento.
Figura 10. Túnel de Enfriamiento.
Almacenamiento:
La fruta ingresa a la cámara de almacenamiento refrigerado, a -1°C donde el control de la humedad relativa debe estar entre 85% y 90%.La uva al ser un fruto muy delicado, el transporte debe de ser muy cuidadoso. Así, a lo largo de todas las etapas logísticas, desde la cámara hasta el consumidor final no debe de romperse la cadena de frío.
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3.2. BASE DE CALCULOS:
3.2.1 ACOPIO DE UVA:
Para el proyecto obtendremos un acopio de 60 Ton/dia.
3.2.2. CANTIDAD DE UVAS A CONSERVAR:
El periodo de conservación de nuestra planta será de 8 días. El capacidad total de nuestra planta en 8 días será de 480 ton.
Cantidad a ConservarDiario 60 tonEn 8 dias 480 ton
3.2.3. DIMENSIONES DE LA CAJA:
Dimensiones de CajaLargo 600mmAncho 400mmAlto 130mm
Peso x caja = 9Kg.
3.2.4. PALLET:
Tipo de Pallet: Base de Pallet tipo taco. Dimensiones: 1200x1200x140mm.
Figura 11. Dimensiones de Pallet de madera.
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La ubicación de las cajas en los pallets será:
6 cajas/base x 18 cajas/alto = 108 cajas/pallet.
3.2.5. TUNEL DE ENFRIAMIENTO:
Capacidad: 15 ton N° cajas por pallet: 108 cajas. Peso por pallet: 972kg. Total pallets: 16 pallets. N° turnos: 2.
3.2.5.1. Dimensiones Internas:
Largo = 14 m = 45.93 pies.
Ancho = 4.5 m = 14.76 pies.
Alto = 4.5 m = 14.76 pies.
3.2.5.2. Numero de Túneles:
Debido al acopio diario de nuestro producto se determino que se utilizaran 2 túneles.
N° túneles = 2
3.2.5.3. Dimensiones Externas:
Producto Temperatura(°F)
Humedad Relativa (%)
Uva 30 - 32 85-90Valores Asumidos 30 85
De tabla N° 12:
Temperatura Túnel (°F)
Espesor de Corcho Requerido
25 – 35 5¨
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Usamos poliestireno:
e=ec×kkc
=5 × {0.026} over {0.035} =4
e= 4"
3.2.5.3.1. Dimensiones de la Pared:
Cuadro. Espesor de Pared de Túnel de enfriamiento.
Espesor ParedComponente Medida UnidadEnlucido exterior 0.75 pulgmuro de ladrillo 6 pulgbarrera de vapor 0.125 pulgAislante 4 pulgenlucido interior 0.75 pulg
Total11.625 pulg0.969 pies
3.2.5.3.2. Dimensiones de la Techo:
Cuadro. Espesor de Techo de Túnel de enfriamiento.
Espesor TechoComponente Medida UnidadConcreto 6 pulgbarrera de vapor 0.125 pulgAislante 4 pulgenlucido interior 0.75 pulg
Total10.875 pulg0.906 pies
Debido a que la temperatura requerida en nuestro túnel es de -1°C, no se tomo en cuenta el cálculo del aislante en el piso.
Cuadro. Dimensiones Interiores y Exteriores.
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Dimensiones
Interiores(pies)
Dimensiones
Exteriores(pies)
Largo 45.930 47.868Ancho 14.760 16.698Alto 14.760 15.666
3.2.5.4. Calculo de Cargas Térmicas Túnel de Enfriamiento:
3.2.5.4.1. Por Pared, Techo y Piso:
- Por pared, techo y piso:
q1=F1∗Ae
Donde:
F1 = 67.8 BTU / (día* pie2)
Ti = 30 °FTe = 77 °FTe-Ti = 47 °F
Ae=2∗( largo∗anc ho )+2∗(largo+anc ho )∗altura
Ae=3621.518 pies2
Por lo tanto:
q1 =
245538.922 BTU/día
3.2.5.4.2. Carga Solar:
- Para el proyecto se no hará el cálculo sobre el techo, ya que cuenta con
un sobretecho, por lo tanto esta carga es nula:
q2 = 0 BTU/día
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3.2.5.4.3. Carga por cambio de Aire:
- Se tiene:
q3=f 2∗f 3∗Vi
Donde:
q3 = 0 BTU/día
3.2.5.4.4. Carga por Producto:
- Se tiene:
q4= [m×C A× (Te−Ti ) ]× 24f × t
m = 33069.345 lb/día
Ca= 0,88 BTU/lb°F
Te=77°F
Ti=30°F
F= 0.8
q4 =4103244.3
3 BTU/día
3.2.5.4.4. Cargas Diversas:
Por Personas:
q5a=Np∗fp∗t
Pero:
q5a = 0 BTU/día
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Por Iluminación:
q5b=Nf∗Pf∗F∗t Pero:
q5b = 0 BTU/día
Por Envases:
q5c= N ° envases× peso por envase×Ca×∆Tfactor derapidez enfriamiento
N° envases= 1728
Peso= 9kg
q5c = 296032.32 BTU/día
Por Motores:
q5d = 0 BTU/día
Por Respiración:
q5e=m×Fr
M 33069.345Fr 0.42
q5e = 13889.13 BTU/día
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Cargas diversas total:
q5t = 309921.44 BTU/día
3.2.5.4.5. Carga Total:
qt=q 1+q2+q3+q4+q5
qt =4658704.6
9 BTU/día
Considerando un factor de 10% por motores y otros:
qt =5124575.16
4 BTU/día
3.2.6. CAMARA DE CONSERVACION:
Capacidad: 120 ton N° cajas por pallet: 108 cajas. Peso por pallet: 972kg. Total pallets: 128 pallets.
3.2.6.1. Dimensiones Internas:
Largo = 14 m = 45.93 pies.
Ancho = 23 m = 75.46 pies.
Alto = 4.5 m = 14.76 pies.
3.2.6.2. Numero de Cámaras:
Debido al acopio diario de nuestro producto, y el total de días de conservación se calculo un total de 4 cámaras.
N° Cámaras = 43.2.6.3. Dimensiones Externas:
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Producto Temperatura(°F)
Humedad Relativa (%)
Uva 30 - 32 85-90Valores Asumidos 32 85
De tabla N° 12:
Temperatura Cámara (°F)
Espesor de Corcho Requerido
25 - 35 5¨
Usamos poliestireno:
e=ec×kkc
=5 × {0.026} over {0.035} =4
e= 4"
3.2.6.3.1. Dimensiones de la Pared:
Cuadro. Espesor de Pared de Cámara de Conservación.
Espesor ParedComponente Medida UnidadEnlucido exterior 0.75 pulgmuro de ladrillo 6 pulgbarrera de vapor 0.125 pulgaislante 4 pulgenlucido interior 0.75 pulg
total11.625 pulg0.969 pies
3.2.6.3.2. Dimensiones de la Techo:
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Cuadro. Espesor de Techo de Cámara de Conservación.
Espesor TechoComponente Medida Unidadconcreto 6 pulgbarrera de vapor 0.125 pulgaislante 4 pulgenlucido interior 0.75 pulg
total10.875 pulg0.906 pies
Debido a que la temperatura requerida en nuestra cámara es de 0°C, no se tomo en cuenta el cálculo del aislante en el piso.
Cuadro. Dimensiones Interiores y Exteriores.
Dimensiones
Interiores(pies)
Dimensiones
Exteriores(pies)
Largo 45.930 47.868Ancho 75.459 77.397Alto 14.760 15.666
3.2.6.4. Calculo de Cargas Térmicas Cámara de Enfriamiento:
3.2.6.4.1. Por Pared, Techo y Piso:
- Por pared, techo y piso:
q1=F1∗Ae
Donde:
F1 = 67.8 BTU / (día* pie2)
Ti = 32 °FTe = 77 °FTe-Ti = 45 °F
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Ae=2∗( largo∗anc ho )+2∗(largo+anc ho )∗altura
Ae=11334.388 pies2
Por lo tanto:
q1 = 736735.23 BTU/día
3.2.6.4.2. Carga Solar:
- Para el proyecto se no hará el cálculo sobre el techo, ya que cuenta con
un sobretecho, por lo tanto esta carga es nula:
q2 = 0 BTU/día
3.2.6.4.3. Carga por cambio de Aire:
- Se tiene:
q3=f 2∗f 3∗Vi
Donde:
F2 = 1.984F3 = 0.291 BTU/ pie3
V = 51155.678 pie3
q3 =29524.274
7BTU/día
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3.2.6.4.4. Carga por Producto:
- Se tiene:
q4= [m×C A× (Te−Ti ) ]× 24f × t
q4 = 0 BTU/día
3.2.6.4.4. Cargas Diversas:
Por Personas:
q5a=Np∗fp∗t
Pero:
Nf = 2F = 928T = 2
q5a = 3712 BTU/día
Por Iluminación:
q5b=Nf∗Pf∗F∗t Pero:
proyección pie cuadrado piso3465.83
2Nf = 2F = 3.413T = 2
q5b = 47315.537 BTU/día
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Por Envases:
q5c= N ° envases× peso por envase×Ca×∆Tfactor derapidez enfriamiento
q5c = 0 BTU/día
Por Motores:
q5d = 0 BTU/día
Por Respiración:
q5e=m×Fr
q5e = 111112.99 BTU/día
Cargas diversas total:
q5t = 162140.53 BTU/día
3.2.6.4.5. Carga Total:
qt=q 1+q2+q3+q4+q5
qt = 928400.04 BTU/día
Considerando un factor de 10% por motores y otros:
qt =1021240.04
8 BTU/día
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3.2.7. CACULO ANTECAMARA:
3.2.7.1. Dimensiones Internas:
Largo = 9 m = 29.528 pies.
Ancho = 7 m = 22.966 pies.
Alto = 4.5 m = 14.76 pies.
3.2.7.2. Dimensiones Externas:
Temperatura(°C)
Temperatura(°F)
Antecámara 1 34
De tabla N° 12:
Temperatura Antecámara (°F)
Espesor de Corcho Requerido
25 - 35 5¨
Usamos poliestireno:
e=ec×kkc
=5 × {0.026} over {0.035} =4
e= 4"
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3.2.7.2.1. Dimensiones de la Pared:
Cuadro. Espesor de Pared de Antecamara.
Espesor ParedComponente Medida UnidadEnlucido exterior 0.75 pulgmuro de ladrillo 6 pulgbarrera de vapor 0.125 pulgaislante 4 pulgenlucido interior 0.75 pulg
total11.625 pulg0.969 pies
3.2.7.2.2. Dimensiones de la Techo:
Cuadro. Espesor de Techo de Antecamara.
Espesor TechoComponente Medida Unidadconcreto 6 pulgbarrera de vapor 0.125 pulgaislante 4 pulgenlucido interior 0.75 pulg
total10.875 pulg0.906 pies
Debido a que la temperatura requerida en nuestra antecámara es de 1°C, no se tomo en cuenta el cálculo del aislante en el piso.
Cuadro. Dimensiones Interiores y Exteriores.
Dimensiones
Interiores(pies)
Dimensiones
Exteriores(pies)
Largo 29.528 31.466Ancho 22.966 24.904
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Alto 14.760 15.666
3.2.7.3. Calculo de Cargas Térmicas de Antecamara:
3.2.7.3.1. Por Pared, Techo y Piso:
- Por pared, techo y piso:
q1=F1∗Ae
Donde:
F1 = 67.8 BTU / (día* pie2)
Ti = 34 °FTe = 77 °FTe-Ti = 43 °F
Ae=2∗(largo∗ancho )+2∗( largo+ancho )∗altura
Ae=3333.384 pies2
Por lo tanto:
q1 = 207336.47 BTU/día
3.2.7.3.2. Carga Solar:
- Para el proyecto se no hará el cálculo sobre el techo, ya que cuenta con
un sobretecho, por lo tanto esta carga es nula:
q2 = 0 BTU/día
Diseño de Plantas Industriales I Página 32
3.2.7.3.3. Carga por cambio de Aire:
- Se tiene:
q3=f 2∗f 3∗Vi
Donde:
F2 = 4.9F3 = 2.76 BTU/ pie3
V = 10009.34 pie3
q3 =135366.41 BTU/día
3.2.7.3.4. Carga por Producto:
- Se tiene:
q4= [m×C A× (Te−Ti ) ]× 24f × t
q4 = 0 BTU/día
3.2.7.3.4. Cargas Diversas:
Por Personas:
q5a=Np∗fp∗t
Pero:
Nf = 2F = 906T = 2
Diseño de Plantas Industriales I Página 33
q5a = 3624 BTU/día
Por Iluminación:
q5b=Nf∗Pf∗F∗t Pero:
proyección pie cuadrado piso 678.14Nf = 2F = 3.413T = 2
q5b = 9257.967 BTU/día
Por Envases:
q5c= N ° envases× peso por envase×Ca×∆Tfactor der apidez enfriamiento
q5c = 0 BTU/día
Por Motores:
q5d = 0 BTU/día
Por Respiración:
q5e=m×Fr
q5e = 0 BTU/día
Cargas diversas total:
Diseño de Plantas Industriales I Página 34
q5t = 12881.96 BTU/día
3.2.7.3.5. Carga Total:
q t=q1+q2+q3+q4+q5
qt =355584.85
4 BTU/día
Considerando un factor de 13% por motores y otros:
qt =462260.30
9 BTU/día
3.2.8. CACULO DESPACHO:
3.2.8.1. Dimensiones Internas:
Largo = 46 m = 150.918 pies.
Ancho = 7 m = 22.966 pies.
Alto = 4.5 m = 14.76 pies.
3.2.8.2. Dimensiones Externas:
Temperatura(°C)
Temperatura(°F)
Despacho 5 41
De tabla N° 12:
Temperatura Antecámara (°F)
Espesor de Corcho Requerido
35 – 50 4¨
Diseño de Plantas Industriales I Página 35
Usamos poliestireno:
e=ec×kkc
=4 × {0.026} over {0.035} =3
e= 3"
3.2.8.2.1. Dimensiones de la Pared:
Cuadro. Espesor de Pared de Despacho.
Espesor ParedComponente Medida UnidadEnlucido exterior 0.75 Pulgmuro de ladrillo 6 Pulgbarrera de vapor 0.125 PulgAislante 3 Pulgenlucido interior 0.75 Pulg
Total10.625 Pulg0.885 Pies
3.2.8.2.2. Dimensiones de la Techo:
Cuadro. Espesor de Techo de Despacho.
Espesor TechoComponente Medida UnidadConcreto 6 pulgbarrera de vapor 0.125 pulgAislante 3 pulgenlucido interior 0.75 pulg
Total9.875 pulg0.823 pies
Diseño de Plantas Industriales I Página 36
Debido a que la temperatura requerida en nuestro Despacho es de 5°C, no se tomo en cuenta el cálculo del aislante en el piso.
Cuadro. Dimensiones Interiores y Exteriores.
3.2.8.3. Calculo de Cargas Térmicas de Despacho:
3.2.8.3.1. Por Pared, Techo y Piso:
- Por pared, techo y piso:
q1=F1∗Ae
Donde:
F1 = 64.8 BTU / (día* pie2)
Ti 41°FTe 77°FTe-Ti 36°F
Ae=2∗(largo∗ancho )+2∗( largo+ancho )∗altura
Ae=13083.695 pies2
Por lo tanto:
q1 =
847823.449 BTU/día
Diseño de Plantas Industriales I Página 37
Dimensiones Interiores
(pies)
Dimensiones Esteriores
(pies)
Largo 150.918 152.689
Ancho 22.966 24.737
Alto 14.760 15.583
3.2.8.3.2. Carga Solar:
- Para el proyecto se no hará el cálculo sobre el techo, ya que cuenta con
un sobretecho, por lo tanto esta carga es nula:
q2 = 0 BTU/día
3.2.8.3.3. Carga por cambio de Aire:
- Se tiene:
q3=f 2∗f 3∗Vi
Donde:
F2 2F3 2.5V 51157.91
q3 =255789.53 BTU/día
3.2.8.3.4. Carga por Producto:
- Se tiene:
q4= [m×C A× (Te−Ti ) ]× 24f × t
0 BTU/día
Diseño de Plantas Industriales I Página 38
q4 =
3.2.8.3.4. Cargas Diversas:
Por Personas:
q5a=Np∗fp∗t
Pero:
Nf = 2F = 828T = 2
q5a = 3312.0 BTU/día
Por Iluminación:
q5b=Nf∗Pf∗F∗t Pero:
proyección pie cuadrado piso3465.98
3Nf = 2F = 3.413T = 2
q5b = 47317.597 BTU/día
Por Envases:
Diseño de Plantas Industriales I Página 39
q5c= N ° envases× peso por envase×Ca×∆Tfactor derapidez enfriamiento
q5c = 0 BTU/día
Por Motores:
q5d = 0 BTU/día
Por Respiración:
q5e=m×Fr
q5e = 0 BTU/día
Cargas diversas total:
q5t = 50629.597 BTU/día
3.2.8.3.5. Carga Total:
qt=q 1+q2+q3+q4+q5
qt =1154242.57
6 BTU/día
Considerando un factor de 13% por motores y otros:
qt =1500515.34
8 BTU/día
Diseño de Plantas Industriales I Página 40
3.3. SELECCIÓN DE EQUIPOS:
3.3.1. SELECCIÓN DEL REFRIGERANTE:
R-134a para una temperatura de funcionamiento entre -7 °C y 7°C
CaracterísticasP. Condensación 0.6 MpaP. Evaporación 0.18 MpaP. Critica 4 Mpa
3.3.2. SELECCIÓN DE CONDENSADOR:
Sumando todas las cargas de nuestra planta se obtiene una carga total de:
Qt= 16296886.2 BTU/dia.
Tiempo de funcionamiento 24 hrs (Hot Gas).
CAP = 679036.924 BTU/hr.
CAP = 198.87 = 200 KW
Para la selección del condensador se supone un ∆T=10 °F
T. ambiente =
7
7 °F
T. condensación
=
8
7 °F
Factor de corrección = 3.084
Diseño de Plantas Industriales I Página 41
CAPBASE=CAP×FcCAPBASE=679036.924× 3.084 = 2094149.87 BTU/hr = 2094 MBH
Seleccionando el modelo, obtenemos un condensador de marca EVAPCO modelo:
ATC -150E-1gCAP=2205MBH
Datos técnicos:
Model No.
Fans Weights Refrigerant Operating Charge lbs
Coil Volume
ft3
Spray Pump Remote Pump
HP CFM shipping heaviest Seccion
Operating HP GPM Gallons Req'd
Conn. Size
Operating Weight
ATC-150E-1g (2)3 23,800 6,490 5,670 8,860 314.82 22
1 - 1/2 270 230 8'' 8080
3.3.3. SELECCIÓN DE COMPRESOR:
Sumando todas las cargas de nuestra planta se obtiene una carga total de:
Qt= 16296886.2 BTU/dia.
Tiempo de funcionamiento 24 hrs (Hot Gas).
CAP = 679036.924 BTU/hr.
169759.231 Btu/hr por cada condensador
Para la selección del compresor se tiene:
T. ambiente = 77 °F
T. condensación
=
87 °F
T. evaporización = 18 °F
Diseño de Plantas Industriales I Página 42
Seleccionando el modelo de compresor que cumpla con nuestras características, obtenemos 4 compresores de marca BITZER, modelo:
Modelo: 6H-25.2yCAP: 182100 BTU/hrPot: 14,59 KWCantidad: 4
3.3.4. SELECCIÓN DE EVAPORADORES:
3.3.4.1. TUNEL DE ENFRIAMIENTO:
Para la selección del evaporador de las tablas de TD
humedad relativa 85%
convección
forzada 12 ºF
T. túnel 30 ºF
T. evaporación 18 ºF
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