refrigeracion y aire acondicionado1
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REFRIGERACION Y AIRE ACONDICIONADO
Índice
INTRODUCCION..................................................................................................................4
MEMORIA DESCRIPTIVA DEL PROYECTO.................................................................5
CAPITULO I...........................................................................................................................9
FUNDAMENTO TEORICO.................................................................................................9
1.- DEFINICIONES Y CLASIFICACIONES....................................................................10
1.1 Definiciones:.................................................................................................................10
1.2 CLASIFICACIÓN........................................................................................................11
1.3 REQUISITOS..............................................................................................................11
1.3.1 Requisitos generales.................................................................................................11
TABLA I...........................................................................................................................12
2.-DESCRIPCIÓN DE LAS LABORES DE COSECHA Y POSTCOSECHA............13
2.1.-Cosecha.......................................................................................................................13
2.2.-Transporte al centro de empaque...........................................................................14
2.2 Desordenes de postcosecha.....................................................................................18
2.3 Importancia de la poscosecha en la industria del espárrago...............................19
CAPITULO II.......................................................................................................................20
SISTEMA DE PRE ENFRIAMIENTO..............................................................................20
1. Métodos de Pre enfriamiento.......................................................................................21
2. Nuestro sistema de Pre-enfriamiento.........................................................................23
1. Datos importantes para el cálculo...........................................................................25
2. Datos del espárrago...................................................................................................26
3. Cálculos Para La Cámara De Pre- enfriamiento...................................................26
3.1 Dimensiones de las Canastas...........................................................................26
3.2 Cálculo del peso de la bandeja.........................................................................26
3.3 Número de bandejas...................................................................................................26
3.4 Dimensiones internas de la cámara......................................................................27
3.6 Dimensiones exteriores de la cámara.............................................................32
3.7 Cálculo de cargas térmicas para la cámara...................................................32
3.7.1 Ganancia de calor debido a los productos.............................................32
3.7.2 Calor debido al embalaje.............................................................................33
3.7.3 Carga por respiración de los productos.................................................33
3.7.4 Carga por infiltración de aire......................................................................33
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3.7.5 Por iluminación.................................................................................................33
3.7.6 Carga liberada por motor.............................................................................33
3.7.7 Calor liberado por operarios.......................................................................33
3.7.8 Calor por ventiladores..................................................................................34
3.7.9 Calor total.........................................................................................................34
3.8 Selección de equipos...........................................................................................34
3.8.6 Para la cámara de pre enfriamiento..........................................................34
3.8.7 Selección refrigerante para el sistema....................................................36
3.8.3 Selección de la unidad de comprensión...................................................................37
3.8.4 Selección de la unidad Evaporativa.........................................................40
3.8.5 Selección del condensador.........................................................................44
3.9.5.1 Datos eléctricos.................................................................................................48
3.8.6 Selección de Válvulas de Expansión Termostáticas...........................50
3.9.6.1 Tipo de Válvula.................................................................................................50
3.9.6.2 Ahora determinaremos el elemento Termostático...........................................52
3.9.6.3 Ahora pasamos a elegir el conjunto de orificio...............................................52
3.9.6.4 Por ultimo seleccionaremos el cuerpo de la válvula con la siguiente tabla.. .53
4. CALCULOS PARA LA CAMARA DE CONSERVACION........................................53
4.1 Dimensiones de las bandejas....................................................................................53
4.2 Cálculo del peso de la bandeja.................................................................................54
4.3 Cantidad de estantes por cámara.............................................................................54
4.4 Disposición de los estantes en la cámara......................................................54
4.5 Dimensiones internas de la cámara.................................................................55
4.6 Selección Del Refrigerante........................................................................................56
4.7 Corrección De La Temperatura Por Efecto Del Sol...............................................57
4.8 Ganancia De Calor Por Transmision........................................................................59
4.9 Ganancia De Calor Debido A Los Productos..........................................................59
4.10 GANANCIA DE CALOR POR EL EMBALAJE......................................................59
4.11 Ganancia De Calor Por Infiltracion De Aire...........................................................59
4.12 Ganancia De Calor Por Respiracion Del Producto..............................................60
4.13 Ganancia De Calor Por Carga Suplementaria.....................................................60
4.14 SELECCIÓN DE COMPONENTES........................................................................61
4.14.1 Selección Del Compresor.......................................................................................61
4.14.2 Selección Del Condensador...................................................................................61
4.14.3 Selección Del Evaporador......................................................................................61
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4.14.4 Selección De La Valvula De Expansion................................................................62
PLANOS..............................................................................................................................64
ANEXO.................................................................................................................................65
CONCLUSIONES...............................................................................................................85
OBSERVACIONES............................................................................................................86
BIBLIOGRAFIA...................................................................................................................87
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INTRODUCCION
En el Perú la producción de espárragos cuenta con grandes ventajas
comparativas a nivel internacional dadas las posibilidades de producción que tiene
nuestro país así como las condiciones climáticas con las que cuenta el país.
El espárrago es uno de los mas valiosos vegetales de producción temprana
y quizás la mas importante de las hortalizas perennes es por ello que necesita
tener un buen sistema de refrigeración e hidratación al ser manipulados o
almacenados. Esto se debe principalmente a que los turiones son muy
susceptibles al deterioro debido a su alta tasa respiratoria, facilidad de pérdida de
agua y fragilidad.
Si bien la tecnología de cosecha y poscosecha del espárrago se encuentra
adecuadamente desarrollada y documentada, su aplicación en nuestro medio es
deficiente en la mayoría de los casos como consecuencia de esto el rendimiento
del producto exportable es bajo, produciéndose además situaciones de rechazo en
los mercados de destino debido a problemas de calidad.
Este proyecto también esta basado como instrumento “promotor”, ya que
permitirá dar a conocer a los agricultores algunas pautas para la conservación del
espárrago dado las características que presenta este cultivo.
Por otro lado permitirá integrar al sector agrícola, incrementando su
producción esparraguera, al sector industrial, procesando el cultivo para su
exportación; al sector servicios, para el transporte del producto final incluyendo
también al mercado proveedor.
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MEMORIA DESCRIPTIVA DEL PROYECTO
El presente proyecto esta orientado a la refrigeración y conservación del
espárrago para la agricultura también hay otros puntos importantes que fueron
considerados para tener un estudio global acerca del producto y todas sus
implicancias con un mejor desarrollo en conjunto para así obtener un proyecto
viable.
Después de indagar y consultar a diferentes fuentes se opto desarrollar el
proyecto en la joya por los siguientes
motivos:
Un estudio realizado por la Universidad
Agraria de la molina revela que en la
regiones del Perú donde se produce en
mayor cantidad el esparrago llega a
producirse de 8000 a 12000 kg/ha y se
realiza de 1 a 2 cosechas al año, en el
Perú se produce 120 mil toneladas al año, teniendo Arequipa el 2% de la
producción nacional, lo que equivale 2400 ton al año para lo cual se necesitarían
aproximadamente entre 200 a 300 hectáreas para cumplir tal demanda.
Para datos del diseño de nuestra cámara frigorífica y de pre enfriamiento y
almacenamiento tomamos un promedio de 10 000 kg/ha y 240 hectáreas para
cumplir con la producción anual, pero si consideramos dos cosechas anuales por
hectárea, eso nos daría 120 hectáreas en total.
Supongamos que el 40 % de la cosecha q se produce en Arequipa se encuentras
en majes y zonas aledañas lo que nos lleva a 48 hectáreas de esparrago para
nuestras cámaras lo que hace una producción de 480 ton.
Entonces cada mitad de año se producen 480 ton de esparrago
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Por ser un lugar céntrico y estratégico para el acopio del espárrago el cual
se produce en zonas aledañas a esta ( Vítor, Santa Rita, Tambo, Mejía y
Majes especialmente)
Por ser productora de espárragos
Por su accesibilidad a la panamericana sur lo cual facilita el transporte de
nuestro producto hacia nuestros principales consumidores.
Es una zona netamente agrícola
Dado que en el Perú las plantas para el procesamiento de espárragos se
encuentran localizadas en los departamentos de Piura, Lambayeque, La
Libertad, Ancash, Lima e Ica. Teniendo en cuenta la potencialidad del
mercado, el abastecimiento de materia prima y otros factores importantes, es
que se plantea la instalación de una planta en la región sur, concretamente en
el departamento de Arequipa.
Es por ello que en nuestro proyecto consideramos el terreno para una planta
industrial de procesamiento de espárragos, por que a futuro nosotros
proyectamos llevar acabo esta idea y así evitar el gran costo que implica el
transportar nuestro producto hacia las plantas procesadoras.
En base al desarrollo del proyecto se asumió un acopio de 480 TON en un mes
ya que tenemos dos ciclos de producción al año bajo las siguientes
características:
Periodo de crecimiento (4 meses) periodo de cosecha (1 mes)
Considerando que el espárrago solo tiene dos meses de cosecha al año
hemos previsto el uso de nuestras cámaras de refrigeración para otro tipo de
productos compatibles con el espárrago como son:
Acelga, alcachofa, amaranto, anís, apio, arveja china, arveja verde, berro,
betarraga, brócoli, cebollita, cereza, champiñones, col, col de brúcelas, coliflor,
colinabo, endivia, escarola, espinaca, frejolito chino, granada, kivi, lechuga,
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maíz choclo, nabo, pastinaca, perejil, poro, rabanito, ruibardo, rutabaga, salsifí,
uvas, zanahorias.algunos de estos productos se cosechan en la región sur
pudiéndose utilizar nuestras cámaras en el tiempo que no se cosecha
espárragos.
Vemos que en nuestro medio el agricultor no tiene el debido cuidado en la post
cosecha ya que en ese momento se da la mayor cantidad de perdida de
propiedades del espárrago uno de los puntos mas importantes a tratar en la
post cosecha es el PRE enfriamiento del espárrago.
El mencionado PRE enfriamiento se puede realizar mediante de Cámara de
enfriamiento, Enfriamiento por aire forzado, Hidroenfriamiento (hydrocooling),
Enfriamiento por vacío (vacum cooling) en nuestro proyecto hemos diseñado
un sistema de PRE enfriamiento mediante de hydrocooling, con este sistema
tenemos dos opciones: usando “chiller” o bancos de hielo escogiéndose este
ultimo.
Se recomienda tener este sistema de PRE enfriamiento a ras de campo para
así no dejar el producto expuesto a calor de campo por mucho tiempo.
Se debe considerar que el PRE enfriamiento debe hacerse a una temperatura
de 2°C lo cual no permite la deshidratación del espárrago y así podrá entrar a
las cámaras de refrigeración sin perder sus respectivas propiedades y ser de
la mejor calidad.
Hemos considerados algunos factores importantes para el diseño de nuestras
cámaras:
En ningún momento nuestras cámaras funcionan con menos del 20% de
su capacidad ya que esto ocasionaría daños al sistema de enfriamiento.
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Nosotros almacenamos el espárrago a 2°C, una temperatura inferior a
0°C causaría daños por congelamiento al producto.
Durante el almacenamiento el espárrago tiene una húmeda relativa de
95% al 100%.
Consideramos una temperatura ambiente en Arequipa de 24°C como
promedio durante los meses de cosecha y almacenamiento. (Anexo)
Arequipa tiene aproximadamente una humedad relativa al 43% (Anexo)
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CAPITULO I
FUNDAMENTO TEORICO
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1.- DEFINICIONES Y CLASIFICACIONES
1.1 Definiciones:
Espárrago: Hortaliza de la familia de las Liliáceas, correspondiente a la
especie Asparragus afficinalis var. altilis.
Turión.- ES la parte comercial del espárrago, formada por el brote de una
yema de la “corona”, la cual ha dado origen a un tallo o vástago de forma
cilíndrica, sin la presencia de hojas y la ausencia de luz.
Tamaño.- Expresión comercial. Para los turiones de espárragos se
considera como tamaño a la relación que existe entre el diámetro y el paso
del turión
Ápice.- Extremo superior o punta del turión constituido por tejido
meristemático de crecimiento activo que presenta numerosas yemas
protegidas por brácteas
Ápice cerrada.- Es aquel que es compacto, siendo difícil diferenciar la
forma de las brácteas.
Ápice medianamente abierto.- Es aquel en que es posible notar la forma y
el número de brácteas, sin llenar ésta, a separarse del botón terminal o
ápice.
Espárrago de forma irregular.- Es aquel que no presenta una forma
sinuosa de crecimiento. Se forma depresiones transversales que pueden
estar ubicadas en cualquier zona de la longitud del turión, dando origen a
variaciones marcadas en el diámetro.
Espárrago curvo.- Es aquel que presenta un eje de desarrollo curvado.
Espárrago violeta.- Es aquel en que la punta del turión presenta un tinte
violeta definido, pudiendo presentar ligeras coloraciones verdosas.
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Espárrago verde.- Es aquel que presenta el ápice Y/o zona apical de color
verde o verde violáceo.
Daño.- perjuicio que se ha sufrido el turión como consecuencia de la
acción de insectos, hongos, bacterias y otros agentes (naturales,
mecánicos).
1.2 CLASIFICACIÓN
Los espárragos de acuerdo a sus características de calidad en:
Calidad Extra
Calidad Primera
Calidad Segunda
Los espárragos que no alcancen las características para ser clasificadas en
Calidad Segunda, se le considera fuera de Norma, quedando su
comercialización al acuerdo que lleguen las partes interesadas
1.3 REQUISITOS
1.3.1 Requisitos generales
Presentación.- Los turiones deberán presentarse limpios, frescos,
enteros y sanos, pertenecerán al mismo cultivar y con el grado de
madurez comercial al que les permita soportar el manipuleo, transporte
y conservación en buenas condiciones.
Color.- Será el típico del cultivar, de acuerdo a las condiciones
requeridas por el mercado (turión blanco o verde). Se permiten
variaciones de color de acuerdo a: las tolerancias permitidas en la tabla
II.
Forma.- los turiones deberán tener la forma longitudinal ahusada,
atetándose formas irregulares deacuerdo a las tolerancias permitidas.
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Aspecto.- los turiones deberán estar frescos, sin síntomas de marchites
y lignificación, la yema terminal tendrá las brácteas apretadas y el corte
de la base, realizando al momento de la cosecha, deberá ser neto y
perpendicular al eje longitudinal del turión.
tamaño.- Los turiones deberán presentar los siguientes tamaños:
TABLA I
TAMAÑO RELACIÓN DIÁMETRO / PESO
A más de 1.8 cm; más de 60g
B más de 1.4 cm a 1.8cm; más de 35g a 60 g
C de 0.9 cm a 1.4cm; de 15g a 35g
Sanidad.- Los turiones deberán presentarse a salvo de alteraciones
producidas por agentes biológicas, mecánicas y, por presencia de
sustancias extrañas; salvo tolerancias para cada calidad.
Longitud.- los turiones deberán presentar una longitud de 18 a 22 cm
salvo tolerancias permitidas.
Embalaje.- Los turiones se acomodarán de acuerdo a la Norma
ITINTEC..... embalaje de frutas y hortalizas.
Designación.- Los turiones se designarán de la siguiente manera,
Nombre, Cultivar, Calidad.
Nombre espárrago
Cultivar: Mary Washington
Calidad: Extra
2.-DESCRIPCIÓN DE LAS LABORES DE COSECHA Y POSTCOSECHA
La secuencia general de labores de cosecha y postcosecha del espárrago para
consumo fresco., el período del espárrago para fresco se inicia una vez que el
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turión es separado de la planta e incluye todo el manejo posterior del producto
hasta su consumo. Es pertinente mencionar que durante la cosecha y poscosecha
de los turiones se debe proceder con delicadez debido a que éstos son muy
susceptibles al daño físico; debiéndose, además, mantener siempre limpios los
ambientes de trabajo y equipos respectivos. La rapidez, con que se realicen estas
labores es también un factor determinante en el mantenimiento de la calidad del
producto.
2.1.-Cosecha
La cosecha en el cultivo del espárrago implica la extracción de una
cantidad significativa de las sustancias de reserva acumuladas en las
raíces, la totalidad de la composición química de los turiones depende de
las sustancias provenientes de las raíces reservantes.
El conocimiento de los cambios estacionales que ocurren en los niveles de
los carbohidratos de reserva del espárrago es indispensable para
determinar adecuadamente el momento de inicio de la cosecha. En zonas
temporales como el espárrago
presenta un ciclo anual de
reservas en las raíces
adventicias. En dichas
condiciones el nivel máximo de
acumulación de carbohidratos
de reserva se obtienen a fines
de verano, período que precede
la suspensión del crecimiento de la planta debido a las bajas temperaturas
invernales. El nivel mínimo de reservas se observa en el mes de
diciembre, al final del período de cosecha.
Dos ciclos de producción al año por campo con las siguientes
características: período de crecimiento (4 meses) y período de
cosecha (1 mes).
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2.2.-Transporte al centro de empaque
Esta operación debe realizarse a la brevedad posible para minimizar el
tiempo de exposición de los turiones a temperaturas y humedad relativa
adversas. Lo óptimo consiste en utilizar un medio de transporte
refrigerado, si esto no es posible hay que proteger las cajas cosecheras
con una manta húmeda, ayuda a reducir la deshidratación de los turiones.
Recepción, pesaje y muestreo de calidad
Estas labores deben realizarse en un ambiente separado del resto del
centro de empaque. Es importante identificar y mantener aislados los
distintos lotes provenientes del campo de manera de conocer la calidad de
cada uno de ellos.
Lavado
El lavado de los turiones se efectúa combinando los métodos de inmersión
y aspersión. El agua de lavado debe ser frecuentemente renovada para
evitar que se convierta en un medio de contaminación; recomendándose,
además, la adición de cloro (100-200ppm).
Corte
El corte de los turiones tiene por objeto uniformizar el tamaño de estos
según los requisitos de las normas de calidad. El corte se efectúa
perpendicularmente a la dirección de la longitud del turión
Selección y clasificación
Los turiones son seleccionados manualmente separando el producto
exportable en fresco. La fracción no exportable generalmente es destinada
a la industria de congelado.
Pre-enfriamiento
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REFRIGERACION Y AIRE ACONDICIONADO
El Pre-enfriamiento es un aspecto muy importante del manejo
postcosecha del espárrago. Es indispensable pre-enfriar a la brevedad
esta hortaliza por debajo de 5ºC temperaturas mayores incrementan
marcadamente el ritmo del deterioro de los turiones. A manera, de
ilustración se menciona el hecho de que la misma pérdida de calidad
ocurre cuando los turiones son expuestos a 26.5ºC durante una hora que
a 2ºC durante 14 horas, así mismo, la pérdida de azúcares y de vitamina C
del turión ocurre dos a tres veces más rápido a 10ºC que a 0ºC.
En la mayoría de los casos, las cámaras de almacenamiento no tienen la
capacidad refrigerante necesaria para enfriar rápidamente el producto. Por
esta razón, el pre-enfriamiento del espárrago requiere de ambientes y
equipos especiales.
Así, por ejemplo, utilizando agua 1ºC se puede disminuir la temperatura de
los turiones de 17ºC a 2ºC en 20-30 minutos, se logra la recuperación de
hasta el 3% del peso perdido por el producto desde el momento de la
cosecha.
El principio del método de hidroenfriamiento consiste en la transferencia
del calor de campo del producto a un medio refrigerante mediante la
circulación de agua fría a través del producto. El agua es aplicada en
forma de ducha, aspersión o sumergiendo los turiones en agua helada. El
espárrago puede ser hidroenfriado directamente o luego de su empacado,
requiriéndose en este segmento un mayor tiempo para completar el
proceso. La eficiencia del método de hidroenfriamiento se basa en el
establecimiento de un contacto íntimo entre el producto y el agua fría. El
sistema requiere de una alta capacidad refrigerante durante un periodo
corto, de manera de poder enfriar el espárrago en poco tiempo.
Almacenamiento
Una vez pre-enfriados, los espárragos pueden ser almacenados. Los
factores del ambiente que se deben tener en cuenta son: la temperatura,
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humedad relativa, atmósfera y ventilación. Asimismo, se debe tener
presente la compatibilidad del almacenamiento del espárrago con otros
productos hortofrutícolas.
a) Temperatura
El espárrago para consumo fresco puede almacenarse hasta por un
periodo máximo de 10 días a 0º.
En caso de requerirse período de almacenamiento más prolongado, se
recomienda mantener la temperatura a 2ºC. El espárrago mantiene una
calidad aceptable hasta por tres semanas.
b) Humedad relativa
El espárrago pierde agua con mucha facilidad, por esta razón es
indispensable almacenar este producto en un ambiente con alto nivel de
humedad relativa (95 – 100%).
c) Atmósfera
Normalmente los espárragos son almacenados en aire, no existiendo en
estas condiciones ningún riesgo de daño al producto por parte de la
atmósfera.
d) Ventilación
Es importante mantener una circulación uniforme del aire en la cámara de
refrigeración para remover el calor generado por la respiración del
producto.
Además, una buena ventilación asegura una distribución adecuada de la
temperatura y humedad relativa en todo el ambiente de almacenamiento.
Cuadro 1: productos hortofrutícolas compatibles con el
almacenamiento del espárrago
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Productos Productos
Acelga
Alcachofa
Amaranto
Anís
Apio
Arveja china
Arveja verde
Berro
Betarraga
Brócoli
Cebolla
Cereza
Champiñones
Col
Col de bruselas
Colifol
Colinabo
Endivia
Escarola
Espinaca
Frejolito chino
Granda
Kiwi
Lechuga
Maíz choclo
Nabo
Pastinaca
Perejil
Poro
Rabanito
Ruibarbo
Rutabaga
Salsifí
Uvas (sin dióxido de
azufre)
Zanahoria
2.2 Desordenes de postcosecha
El término desorden se refiere a la manifestación de una serie de
sintomatologías específicas que muestran los turiones como resultado de
alteraciones en su metabolismo normal o en su integridad física.
Daño por deshidratación
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La pérdida de agua por deshidratación constituye, en la mayoría de los
casos, el desorden fisiológico más importante. La alta susceptibilidad del
espárrago a la pérdida de agua en condiciones inadecuadas de manejo
resulta en flacidez y acostillamiento de los turiones.
Daño por enfriamiento
Este desorden fisiológico ocurre cuando los turiones son almacenados a
menos de 2ºC por más de 10 días.
Debido a que el espárrago es general almacenado por períodos cortos, el
daño por enfriamiento rara vez es de importancia comercial. La
temperatura óptima de almacenamiento para períodos que exceda a 10
días es de 2ºC.
El daño por enfriamiento semeja en cierto grado los síntomas producidos
por la pudrición.
Daño por congelamiento
Los turiones se congelan cuando son expuestos a temperaturas de -0.6ºC
o menores. Como consecuencia de esto las puntas del espárrago se
vuelvan flácidas y oscuras, mientras que otras partes del turión desarrollan
zonas acuosas. Debido a su bajo contenido de sólidos solubles, la punta
del turión es la parte más susceptible al daño por congelamiento. Una vez
descongelado, el espárrago pierde totalmente su calidad de consumo.
Daño por deficiencia de oxigeno (02)
Niveles de 1-10% de 02 pueden dañar los turiones causando decoloración
del tejido, es poca la posibilidad de que ocurra daño por exceso de CO2 o
deficiencia de 02 en condiciones normales de manejo y almacenamiento
de espárrago.
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2.3 Importancia de la poscosecha en la industria del espárrago
Además de su utilización en el estado fresco el espárrago puede ser
industrializado para su consumo. Las conservas, congelado y
deshidratado, constituyen las principales formas de procesamiento de
esta hortaliza. En cualquier caso, las condiciones de manejo y
almacenamiento previos al procesamiento del espárrago son similares a
los mencionados para el espárrago fresco.
- Espárrago en conserva
Mediante un proceso especial de tratamiento térmico los turiones
(enteros, puntas, trozos) son envasados en latas o frascos de vidrio.
Previamente, los espárragos son generalmente pelados para eliminar el
exceso de fibra.
- Espárrago deshidratado
El proceso de deshidratación del espárrago consiste en la eliminación del
agua del producto mediante su evaporación utilizando aire caliente, o por
medio de la sublimación (liofilizado) del agua del turión previamente
congelada en condiciones de vacío.
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CAPITULO II
SISTEMA DE PRE ENFRIAMIENTO
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REFRIGERACION Y AIRE ACONDICIONADO
1. Métodos de Pre enfriamiento.
El espárrago necesita de un PRE enfriamiento después de la cosecha. o como
se diría a pie de chacra, esto se utiliza para quitarle el calor de campo el cual
se define como aquella cantidad de calor en exceso al normalmente generado
por la actividad metabólica de este, el cual se produce por la exposición del
producto a una temperatura de medio ambiente durante su permanencia en el
campo.
Es necesario que el PRE-enfriamiento se realice a la brevedad posible y a una
temperatura por debajo de los 5 °C ya que temperaturas mayores incrementan
marcadamente el ritmo de deterioro de los turiones.
Las cámaras de almacenamiento no tienen la capacidad refrigerante necesaria
para enfriar rápidamente el producto. Por esta razón el PRE enfriamiento del
espárrago requiere de equipos especiales.
Existen cuatro métodos de PRE enfriamiento de los cuales para nuestro
producto escogeremos el hidroenfriamiento por las ventajas comparativas
dadas hacia el mismo.
Ventajas y desventajas del enfriamiento en cámara
Ventajas Desventajas
· Sencillez en diseño y operación · Máximo tiempo de enfriado
· Menor inversión · Condensación en la superficie del producto
Ventajas y desventajas del hidroenfriado
Ventajas Desventajas
· Más rápido que el
aire forzado
· Mayor inversión que
· Mayor inversión que el aire forzado · No se puede aplicar con el
producto empacado, o se requieren envases especiales
· el agua puede ser vehículo de microorganismos perjudiciales.
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REFRIGERACION Y AIRE ACONDICIONADO
el aire forzado
Ventajas y desventajas del enfriamiento por vacío
Ventajas Desventajas
· Para los productos a los que se
adapta es el enfriamiento más
rápido
. · Equipos muy caros
· Sólo se adapta a productos con una relación
superficie volumen alta (hojas)
El método mas eficaz para PRE enfriar el espárrago es el de hidroenfriamiento
(Hydrocoolng), debido a la rapidez con que reduce la temperatura de los
turiones. Con este método utilizando agua a 1°C disminuiríamos la temperatura
de los turiones de 17°C a 4°C en 10-15 minutos. Adicionalmente este proceso
ayuda a la recuperación de hasta el 3% del peso perdido del espárrago
Tipos de aplicación del hidrocoling
El principio del hidroenfriamiento consiste en la transferencia de calor de
campo del producto a un medio refrigerante mediante la circulación de agua
fría a través del producto. El agua se puede aplicar en forma de ducha o
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sumergiendo los turiones en el agua helada. El sistema requiere de una alta
capacidad de refrigerante durante un periodo corto, de manera de poder enfriar
el espárrago en corto tiempo.
El agua utilizada en el proceso debe contener 100 – 200 ppm de cloro para
reducir la incidencia de bacteria.
2. Nuestro sistema de Pre-enfriamiento.
Va consistir en un sistema por medio de aspersión (lluvia) el espárrago va ser
colocado en canastas de plástico perforadas en la base para permitir el paso
del agua.
El espárrago va recibir una lluvia helada de 1 C durante 15 min. como mínimo
para ser enfriado a una temperatura de 2 C.
El agua va ser recepcionada en una tina de la cual el agua caliente se toma se
le bombea hasta el banco de hielo en donde se enfría esta agua y al ser
enfriada se envía a los aspersores de donde sale la lluvia helada que enfría el
espárrago repitiéndose constantemente el ciclo.
Nosotros tenemos tres lugares de acopio donde se pre enfría nuestro producto
este sistema esta a pie de campo lo cual facilita al agricultor enfriar su producto
rápidamente para evitar la perdida de propiedades y tener un espárrago de
calidad.
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CAPITULO III
INGENIERIA DEL PROYECTO
El presente proyecto de complejo frigorífico para espárragos consta de cámaras
de conservación, selección y balances de equipos cálculos y diseños de
elementos necesarios.
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Ubicación geográfica
Región: Arequipa
Provincia: Arequipa
Distrito: La Joya
Zona: Joya antigua
Diseño y selección de componentes de la cámara de pre enfriamiento
1. Datos importantes para el cálculo
- Demanda de 4 toneladas como máximo.
- Se puede almacenar el espárrago a 2ºC durante 3 semanas como máximo.
- Una temperatura inferior a 0ºC causan daños por enfriamiento al producto.
- El espárrago necesita tener un PRE enfriamiento el cual le reduce la
temperatura del ambiente de la que se encuentra este hasta 4ºc.
- Durante el almacenamiento el espárrago tiene una humedad relativa de
95% a 100%.
- Se puede usar aire sin necesidad de controlar la atmósfera sin riesgo de
daño al producto.
- Temperatura ambiente 24ºC.
- Temperatura relativa del ambiente 42%.
2. Datos del espárrago
Largo : 200 mm 20 mm (180-220)
Diámetro : 18 mm
Refrigeración de Espárragos Página 25
REFRIGERACION Y AIRE ACONDICIONADO
Peso promedio : 70 gr
Clasificación : extra, cero daños, perfectos
3. Cálculos Para La Cámara De Pre- enfriamiento
3.1Dimensiones de las Canastas
Largo : 230 mm
Ancho : 700 mm
Alto : 530 mm
- Aproximadamente 39 espárragos por línea y 13 espárragos a lo alto de la
canasta
- Aproximadamente se va obtener 507 espárragos por bandeja
3.2Cálculo del peso de la bandeja
507 espárragos x 70 gr / espárragos = 35.5 kg
3.3 Número de bandejas
4000 Kg. = 112 bandejas
35.5 Kg. /espárragos
Capacidad = 4000 Kg.
Peso de los espárragos en una bandeja = 35.5
Para esto vamos a utilizar contenedores plegables (BINS
CONTENEDORES PLEGABLES), vamos a necesitar 14 contenedores de los
que veremos en la figura siguiente:
Refrigeración de Espárragos Página 26
REFRIGERACION Y AIRE ACONDICIONADO
3.4 Dimensiones internas de la cámara
Espacio mínimo entre bandejas : 100 mm
Separación de paredes laterales : 850 mm
Pasillo central : 3000 mm
Largo : (28x230) + 1700 + 100x27 = 10840 mm
Ancho : 4x700 + 1700 + 200 + 3000 = 7800 mm Interior
Altura : = 3000 mm
El volumen de la cámara es 254m3
3.5 Cálculo del aislante
Refrigeración de Espárragos Página 27
N
REFRIGERACION Y AIRE ACONDICIONADO
La distribución de las canastas están determinadas con ayuda del Libro
DISEÑO DE PLANTAS INDUSTRIALES de Stefan Konz, capitulo 6 en la
sección de ubicación de un Elemento.
PARED
Los espárragos a una temperatura de 4ºC van a tener una humedad relativa
de 95%, la temperatura ambiente tomada para este caso es de 24 ºC.
Refrigeración de Espárragos Página 28
S
OE
10900
REFRIGERACION Y AIRE ACONDICIONADO
De la tabla B-5;
Usamos poliuretano conformado tipo IV, K = 0.04 W/m ºC
Entonces hallamos el espesor del aislante:
eenlucidoyeso
=12 K = 0.03 W/m ºC
e ladrillo=100 mm K = 0.76 W/m ºC
e poliuretano conformado=e K = 0.04 W/m ºC
eacero galva nizado=12
K = 15 W/m ºC Acero: AISI 304L
hexterior=5.3+3.6 w=5.3+3.6 x 4=19.7kcal
h m2°C=22.9
wm°C
hinterior=5.3+3.6 w=5.3+3.6 x1=8.9kcal
h m2 °C=10.34
wm° C
A partir de la siguiente ecuación determinamos el U:
Q=UxAxΔT
U = QAxΔT
Reemplazando:
U norte=9.3
(24−4+3)=0.443
U este ,oeste=9.3
(24−4+4)=0.423
Refrigeración de Espárragos Página 29
REFRIGERACION Y AIRE ACONDICIONADO
Ahora determinamos el espesor del aislante
U norte=1
122.9
+0.0127
0.3+
0.10.79
+e
0.04+
0.012715
+1
10.34
=0.443
enorte=0.077 mm=3
U este ,oeste=1
122.9
+0.0127
0.3+
0.10.79
+e
0.04+
0.012715
+1
10.34
=0.423
eeste , oeste=0.082 mm=314
Este espesor del aislante cumple con el mínimo recomendado en la tabla B-1
(Anexo).
Espesor de las paredes norte y sur son de 201.6 mm
Espesor de las paredes este y oeste son de 208.0 mm
La puerta de la cámara es de polietileno con mirilla, su código es 01 PF310
las dimensiones de esta son de (240x200) cm y tiene un grosor de 15 mm.
Con estos datos procedemos a calcular el trasmitido por las paredes.
Q1=(0.443 ) (2.76 x 7.65 ) x (24−4+3 )=232.05 w
Q2=(0.443 ) (3.0 x 7.8 ) x (24−4+3 )=254.05 w
Q3=2 (0.443 ) (3.0 x10.84 ) x (24−4+3 )=483.9 w
Q4 puerta=( 11
22.9+
0.0150.43
+1
10.34 ) (0.24 x 0.15 ) x (24−4+3 )=254.05 w
TECHO
Refrigeración de Espárragos Página 30
REFRIGERACION Y AIRE ACONDICIONADO
eenlucidoyeso
=12 K = 0.03 W/m ºC
e ladrillo=180 mm K = 0.76 W/m ºC
e poliuretano conformado=e K = 0.04 W/m ºC
eacero galvanizado=14
K = 15 W/m ºC Acero: AISI 304L
hexterior=5.3+3.6 w=5.3+3.6 x 4=19.7kcal
h m2°C=22.9
wm°C
hinterior=5.3+3.6 w=5.3+3.6 x1=8.9kcal
h m2 °C=10.34
wm° C
U= 11
22.9+
0.01270.3
+0.180.79
+e
0.04+
0.012715
+1
10.34
=0.404
e=0.081 mm=314
El espesor del techo es 281.6 mm
Q5= (0.404 ) (10.9 x 7.8 ) x (24−4+5 )=858.7 w
PISO
Está compuesto de una capa de hormigón pobre donde asienta el aislante en placas y sobre este, losas de reparto de cargas de hormigón.
La temperatura del suelo la tomamos mediante:
T suelo=T amb
2+5
emortero decemento=200 mm K = 1.4 W/m ºC
Refrigeración de Espárragos Página 31
REFRIGERACION Y AIRE ACONDICIONADO
e poliuretano conformado=emm K = 0.04 W/m ºC
e losadeormigon=50 mm K = 1.1 W/m ºC
Determinamos el espesor del aislante.
U= 10.21.4
+e
0.04+
0.051.1
=0.7154
e=0.048m
e=50 mm , el cual cumple con el mínimo requerido.
El espesor del piso será de: 300 mm
Q5= (0.695 ) (10.9 x7.8 ) x (17−4 )=768.44 w
3.6 Dimensiones exteriores de la cámara
Largo = 11 metros
Ancho = 8 metros
Alto = 3.6 metros
3.7 Cálculo de cargas térmicas para la cámara
3.7.1 Ganancia de calor debido a los productos
Q producto=Qs−a+QL+Q s−d=¿
Q producto=Qs−a=mCa (ti−tc )=6.614 x10−3 x 3.94 x (17−4 )=0.339 kw
3.7.2 Calor debido al embalaje
Refrigeración de Espárragos Página 32
REFRIGERACION Y AIRE ACONDICIONADO
Qembalaje=mC (t i−t c)=0.1 (6.614 x10−3 ) x2.3(17−4)=0.0197 kw
3.7.3 Carga por respiración de los productos
Qrespiracion=mC resp=6.614 x10−3 x11.1=0.0734 kw
3.7.4 Carga por infiltración de aire
Qinfilttracion=VxNxQ
V= 10.9 x 7.8 x 3 = 254m3
Qinfilt racion=2 54 x 4.8 x61.4 x1
24 x3600=0.912kw
3.7.5 Por iluminación
Qiluminacion=A x qilum xN °horas24 horas
=10.9 x7.8 x 22 x3
24=0.21 w
Proyectamos = 22 w
m2
3.7.6 Carga liberada por motor
Son dos motores, cada uno de 2 hp, motor dentro del cuarto.
Entonces 12
x7 x 3700btu
hora=98 00
btuhora
= 2.467 kw
3.7.7 Calor liberado por operarios
Los trabajadores ingresan para el cambio de productos en el día un
total de 7 horas.
Q personas=n x q xN °24
=8x 240 x8
24=0.48 kw
3.7.8 Calor por ventiladores
Se trabajara 14 horas diarias
Refrigeración de Espárragos Página 33
REFRIGERACION Y AIRE ACONDICIONADO
Qventilador=2 x0. 600
24x1 4=0.6 kw
3.7.9 Calor total
Qt = q1 + q2 + q3 + q4 + q5 ….
Qt=1.683+0.339+0.0197+0.0734+0.912+0.21+2. 47
+ 0.48 + 0.6
Qt = 5.83 kw
El calor total será:
Suponemos que trabaja 14 horas al día
Qt=5.83 x2414
=8.75 kw
Considerando el factor de seguridad de 1.2
Qt=1.2 x 8.75=10.5 kw
3.8 Selección de equipos
3.8.6 Para la cámara de pre enfriamiento
Tenemos en consideración los siguientes parámetros:
Temperatura de la cámara: 4 ºC
Temperatura ambiente: 24 Cº
Humedad relativa: 95 %
Calculamos la temperatura de Condensación:
T cond=T medio+ ΔT
Refrigeración de Espárragos Página 34
REFRIGERACION Y AIRE ACONDICIONADO
Siendo la Tc = 4 ºC, el compresor es de media presión de succión
por lo tanto ΔT=11° C
T cond=T medio+ ΔT=33 °C
T cond=24+11=35° C
Calculo de la temperatura de Evaporación.
T evap=T camara−ΔT
De tabla, siendo la Hr = 95%, la ΔT=7.7 ° C
T evap=4−7.7=−3.7 °C
Redondeamos la Temperatura de evaporación a 4 ºC
3.8.7 Selección refrigerante para el sistema
Ahora con los datos anteriores determinamos el refrigerante
para nuestro sistema:
R-134a R-22 R-404a
Refrigeración de Espárragos Página 35
REFRIGERACION Y AIRE ACONDICIONADO
T evap -4 ° C -4 ° C -.4 ° C
T c ond 35° C 35 ° C 35 ° C
Pevap2.5 bar 4.2 bar 8 bar
Pcond8.5 bar 13 bar 14 bar
ODP 0 0.055 0
GWP 0.25 0.36 0.62
SEGURIDAD A1 A1 A1/A1
Lubricante Poliolester Aceite mineral Poliolester
El fluido refrigerante utilizado es el 134a debido a su buen
comportamiento para las temperaturas de trabajo, así como su
escasa toxicidad.
Las conducciones del fluido frigorífero serán de cobre.
La condensación de los vapores se realizará mediante agua en
un condensador multitubular. Esta se enfriará recirculándola en
una torre de enfriamiento.
Seleccionamos R134 a
Presión de condensación = 8.5 bar
Presión de evaporación = 2.5 bar
Refrigeración de Espárragos Página 36
35 ºC
REFRIGERACION Y AIRE ACONDICIONADO
Las entalpias del diagrama R-134a son:
h1=395kjkg
h2=420kjkg
h3=h4=250kjkg
Potencia frigorífica específica.
q0=h1−h4=145kjkg
Caudal másico.
G=Q0
q0
=10.5 kw
145kjkg
=260.7kgh
3.8.3 Selección de la unidad de comprensión
Recalentamiento de vapores de aspiración en el evaporador
mediante regulación de la alimentación del mismo con la válvula
de expansión termostática
No se considera subenfriamiento del líquido condensado. La condensación de los vapores se realizará mediante agua en un Condensador multitubular. Esta se enfriará recirculándola en una
torre de enfriamiento.
Refrigeración de Espárragos Página 37
-4 ºC
REFRIGERACION Y AIRE ACONDICIONADO
Utilizamos equipos de la distribuidora Danfoss, de la siguiente
tabla:
Seleccionamos el compresor
Se ha elegido el compresor abierto MTZ100
Refrigeración de Espárragos Página 38
REFRIGERACION Y AIRE ACONDICIONADO
Motor tipo: el cual tiene una potencia de 11.5 kw
T cond=35 ° C
T evap=−5
Tenemos una potencia de salida de 3.68 kw.
Trabaja tanto para 60Hz como para 50 Hz
3.8.4 Selección de la unidad Evaporativa
Usamos equipos “Danfoss”
Seleccionamos:
A partir de las siguientes tablas:
Refrigeración de Espárragos Página 39
REFRIGERACION Y AIRE ACONDICIONADO
Seleccionamos el LB 422, con este valor vamos a las siguientes tablas
para determinar sus características.
Refrigeración de Espárragos Página 40
REFRIGERACION Y AIRE ACONDICIONADO
C*kg: carga aproximada del refrigerante
Db: nivel del ruido
Ahora mediante la siguiente tabla determinamos las dimensiones del
evaporador.
Refrigeración de Espárragos Página 41
REFRIGERACION Y AIRE ACONDICIONADO
Dimensiones del evaporador
A = 2256 mm
B = 762 mm
C= 1088 mm
D= 727 mm
S* = 1 1/8 ‘’ Diámetro de descarga
Refrigeración de Espárragos Página 42
REFRIGERACION Y AIRE ACONDICIONADO
3.8.5 Selección del condensador
Primero determinamos el caudal de agua que debemos tener en
consideración para descender la temperatura del los espárragos de
17 a 4 ºC.
Q=m xCa(T e−T s)
10.5 kw=m x 4.184kj
kg K(8−1)
10.5 kw=m x 4.184kj
kg K(8−1)
m=1290.6m3
h
Redondeamos a 1300m3
h
Entonces vamos a los catálogos para poder seleccionar un
condensador con estas características:
Flujo volumétrico = 1300m3
h
Capacidad calorífica = 10.5 kw
T evap=−5 ºC
T cond=35 ºC
Refrigeración de Espárragos Página 43
REFRIGERACION Y AIRE ACONDICIONADO
Se ha seleccionado el condensador HGZ 125
C.F = 12.63 kw
T con=35 °C
Refrigeración de Espárragos Página 44
REFRIGERACION Y AIRE ACONDICIONADO
T evap=−5° C
Ahora hacemos la corrección para el compresor ya antes seleccionado,
tomando en consideración la siguiente tabla.
Refrigeración de Espárragos Página 45
REFRIGERACION Y AIRE ACONDICIONADO
El cual nos indica que se Debe usar un compresor MTZ 125 y no un
MTZ 100 como lo habíamos seleccionado con anterioridad.
Las Características para el MTZ 125 SON:
C.F = 14.4 kw
Potencia = 4.37 kw
T con=35 °C
T evap=−5° C
Refrigeración de Espárragos Página 46
REFRIGERACION Y AIRE ACONDICIONADO
3.9.5.1 Datos eléctricos
Dimensiones
Las dimensiones la tomamos con ayuda de la siguiente tabla:
Refrigeración de Espárragos Página 47
REFRIGERACION Y AIRE ACONDICIONADO
W = 1500 mm
Refrigeración de Espárragos Página 48
REFRIGERACION Y AIRE ACONDICIONADO
D = 870 mm
H = 975 mm
a = 1460 mm
b = 500 mm
3.8.6 Selección de Válvulas de Expansión Termostáticas
Capacidad Refrigerante: 10.5 kw
Refrigerante a usar: R –134 a
Temperatura de condensación: 35 C
Temperatura de evaporación: - 4 C
De la tabla del R- 134 a
Presión de condensación: 8.5 bar
Presión de evaporizaron: 2.5 bar
La Δ P=Pc−Pe−2=8.5−2.5−2=4 ¿
3.9.6.1 Tipo de Válvula
De tablas seleccionamos la válvula de expansión termostática.
Primero determinamos el MOP con ayuda de la siguiente tabla.
Refrigeración de Espárragos Página 49
REFRIGERACION Y AIRE ACONDICIONADO
Nuestro Gamma es N
Tiene un MOP de 4 bar / 57.4 psig
Con el Gamma, Δ P y Capacidad frigorífica elegimos el tipo de valvula.
Seleccionamos el Tipo de Válvula TEN 12-4.7
La cual tiene una capacidad de selección de 12.1 kw
Refrigeración de Espárragos Página 50
REFRIGERACION Y AIRE ACONDICIONADO
3.9.6.2 Ahora determinaremos el elemento Termostático
.
El Elemento Termostático es el TEN 12, su código es 067B3233.
3.9.6.3 Ahora pasamos a elegir el conjunto de orificio.
Refrigeración de Espárragos Página 51
REFRIGERACION Y AIRE ACONDICIONADO
Es del mismo tipo de válvula TEN 12-4.7.
Tiene un orificio y su código es 067b2005
3.9.6.4 Por ultimo seleccionaremos el cuerpo de la válvula con la siguiente tabla.
.
Se ha seleccionado el Tipo TE 12, de un orificio.
4. CALCULOS PARA LA CAMARA DE CONSERVACION
4.1 Dimensiones de las bandejas
Largo : 100 mm
Ancho : 700 mm
Alto : 30 mm
Refrigeración de Espárragos Página 52
REFRIGERACION Y AIRE ACONDICIONADO
- Aproximadamente 40 espárragos por línea y se tiene 3 líneas en la
bandeja.
- Aproximadamente se va obtener 120 espárragos por bandeja
4.2 Cálculo del peso de la bandeja
120 espárragos x 70 gr / espárragos = 8.4 kg
Número de bandejas
4000 Kg. = 476 bandejas
8.4 Kg. /espárragos
Capacidad = 4000 Kg.
Peso de los espárragos en una bandeja = 8.4 kg
4.3 Cantidad de estantes por cámara
Para una cámara se va utilizar 96 bandejas
Se va a tener 1 estantes por cámara
Disposición de las bandejas en el estante
16 bandejas por columna ,6 filas
Medidas del estante:
Ancho : 1000 mm
Largo : 4340 mm
Altura : 1750 mm
4.4 Disposición de los estantes en la cámara
Refrigeración de Espárragos Página 53
T cámara= 2ºC
T ambiente= 22ºC
REFRIGERACION Y AIRE ACONDICIONADO
Asumimos la cantidad 2 estante por cámara debido a un predimencionamiento
y como es sugerido según las quías en diseño de plantas.
4.5Dimensiones internas de la cámara
Largo : 5340 mm
Ancho : 4000 mm Interior
Altura : 2200 mm
Para el caso de la cámara en la que hemos de conservar los espárragos a la
temperatura de 2 ºC con una temperatura de ingreso de 4 ºC y una
temperatura del ambiente de 22 ª C, con una humedad relativa de 95%.
Refrigeración de Espárragos Página 54
Ladrillo macizo de 27cm de espesor
Yeso de 1cm de espesor
Acero inoxidable de 0.8 mmde espesor
Aislante poliuretanoTipo I
Rcamara Rinox Rais Ryeso Rladrillo
Ryeso Rambient
REFRIGERACION Y AIRE ACONDICIONADO
4.6 Selección Del Refrigerante
T eva= 2-5= 3ºC
Tcond= 22+11 =33 ªC
R-134a R-22 R-12
P eva. (bar) 2.7 4.6 2.6
P con.(bar) 8.5 13 8
h2-h1 (kj/kg) 200 220 154
ODP 0 0.055 1
Elegiremos el R-134a por ser un refrigerante con bajas presiones de trabajo
lo cual da seguridad a los equipos además de tener un ODP=0, lo cual
Refrigeración de Espárragos Página 55
33ºC
-3ºC
REFRIGERACION Y AIRE ACONDICIONADO
contribuye a proteger la capa de ozono. Una razón es también que presenta
un efecto refrigerante considerable lo cual permite un mejor uso.
4.7 Corrección De La Temperatura Por Efecto Del Sol
El color de la superficie externa será medio claro. Como hemos de elegir
un mismo aislante (del mismo espesor) para toda la superficie tomaremos
el que esta sometido a mayor temperatura, que en este caso es el techo
por tener una corrección de 9ºC según la tabla B-9. Sin embargo cabe
resaltar que la orientación de la cámara es este oeste lo que conduce a
una corrección de 4ªC para las paredes.
Rcamara=1h= 1
5.3+3.6∗1=0.112hr
m 2kcal
=0.096 ºCm2W
Rinox= ek=0.0008
15.6=5.13 x10−5ºC
m 2W
Raislante= ek= e
0.023
Ryeso= ek=0.01
0.3=0.033 ºC
m 2W
Rladrillo= ek=0.27
0.87=0.31ºC
m 2W
Las conductividades para el aislante, el yeso y el ladrillo se obtuvieron de la
tabla B-5.
Rcontacto=2∗0.0005=0.001 ºCm2W
Factor = 0.0005 tomado de la referencia [1]
Refrigeración de Espárragos Página 56
REFRIGERACION Y AIRE ACONDICIONADO
Rambiente=1h= 1
5.3+3.6∗4=0.044 ºC
m2W
Rtotal=0.517+ e0.023
Como el q=9.3 W/m2 recomendado, se tiene entonces:
9.3=( 1
10.517+e
0.023 ) x (20+9)
Despejando el espesor de aislante
e=6 cm
sin embargo el espesor mínimo para este material es de 7.5 cm, por lo cual
nosotros tomaremos el valor de e=8cm.
Reemplazando este valor en la ecuación anterior se obtiene
q= 7 W/m2 para el techo, y
q= 5.76 W/m2 en las paredes
Multiplicando por el área de cada superficie
Qtecho=149.52 W
Qpared= 236.6 W
Para el piso consideramos que es mortero de cemento k=0.03
q= 1.40.03
x (4−2)
q=0.04 W /m2
Q= 0.92 W
Refrigeración de Espárragos Página 57
REFRIGERACION Y AIRE ACONDICIONADO
4.8 Ganancia De Calor Por Transmision
Qtrans= 149.52 + 236.6 + 0.92 = 387.04 w
4.9 Ganancia De Calor Debido A Los Productos
- Calor antes del congelamiento
Q= m c (Ti-Tc)
Q= 4000 kg x 3.94 KJ/kg K x 2 = 31520 KJ/semana = 52.1 W
4.10 GANANCIA DE CALOR POR EL EMBALAJE
Masa= 0.1 x 4000= 400Kg
Material es el polietileno de baja densidad
Qembalaje= 400kg x 2.3 KJ/kg K x 2 =1840 KJ/semana =3.04 W
4.11 Ganancia De Calor Por Infiltracion De Aire
De la tabla B-2 y B-3
Q= 47m3 x 14 x 50.6 KJ/m3 = 33294.8 KJ/semana = 55W
Refrigeración de Espárragos Página 58
Piso de 3 cm
T=2ºC
T=4ºC
REFRIGERACION Y AIRE ACONDICIONADO
4.12 Ganancia De Calor Por Respiracion Del Producto
De la tabla B-6
Q= 4000kg x 11.1 KJ/kg = 44400 KJ/semana = 73.4 W
4.13 Ganancia De Calor Por Carga Suplementaria
- Calor liberado por iluminacion interior
Usaremos 4 lamparas de 100 w en un area de 62.45 m2
Qilumina= 6.4 W/m2
Qilumina= 5.34x 4 x 6.4 W/m2x 12/24 =68.4 W
- Calor liberado por motores
Potencia aproximada 0.5 HP- 3 HP
Motor fuera y ventilador dentro Q=746 W
- Calor liberado por operarios
De la tabla B-4
Q= 3 x 285w x 8/24 = 285 W
- Calor liberado por ventiladores
Un ventilador de 3 KW
Q= 3 x 8/24 =1000W
Por tanto el calor total Qtotal= 1000+285+746+68.4+73.4+55+3.04+52.1+387.04
Qtotal= 2670 W
Refrigeración de Espárragos Página 59
REFRIGERACION Y AIRE ACONDICIONADO
4.14 SELECCIÓN DE COMPONENTES
4.14.1 Selección Del Compresor
Teva=3 ºC
Tcon= 33ºC
Q= 2670W
De las tablas del equipo BLUE STAR seleccionamos
El compresor MTZ 022 con una Teva= 0ºC y Tcond= 40ºC y un efecto
refrigerante de 3043 W.
4.14.2 Selección Del Condensador
Teva=3 ºC
Tcon= 33ºC
Factores F1= 1.22 compresor abierto
F2 = 1.07 (3500 msnm)
Tdiseño= 33- 22 = 11ºC
Pot unitaria= 940W x 1.22 x 1.07/ 11 = 111.6 W/ ºC = 723.17 BTUH/ºF
De nuestras tablas seleccionamos el evaporador modelo HCZ 018 con
una potencia consumida de 1100W
4.14.3 Selección Del Evaporador
Usamos las tablas de refrigeracion
Variacion T= 11 ºC
Como es diferente de 8ºC usamos las tablas del factor de correccion
F= 1.35
Entonces seleccionamos el evaporador SRL2 65 con una capacidad de
1.35 x 2407 = 3249.45 W
Refrigeración de Espárragos Página 60
REFRIGERACION Y AIRE ACONDICIONADO
4.14.4 Selección De La Valvula De Expansion
Nuestro refrigerante es el R-134a
Teva=3 ºC Peva=2.7 bar
Tcon= 33ºC Pcond= 8.5 bar
Subenfriamiento de 4ºC (lo minimo)
Diferencia de presion = 8.5-2.7-2 =3.8 bar
Capacidad de selección = 2670/1 = 2670 W
Gama N
Según tablas elegimos el TN 2/ TEN 2 – 13
MOP = 55 psig
Elemento termostatico gama N , 65B3298
Conjunto de orificio: un orificio 65B2089
Cuerpo de valvula : tipo TE 5 codigo 68B4009
Refrigeración de Espárragos Página 61
REFRIGERACION Y AIRE ACONDICIONADO
Refrigeración de Espárragos Página 62
REFRIGERACION Y AIRE ACONDICIONADO
PLANOS
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REFRIGERACION Y AIRE ACONDICIONADO
ANEXO
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REFRIGERACION Y AIRE ACONDICIONADO
Clima en Arequipa durante el año 2001Datos climáticos históricos de Arequipa registrados durante el año 2001, con medias anuales, medias mensuales y datos ampliados para un día.
Los datos fueron reportados por la estación meteorológica: 847520 (SPQU)Latitud: -16.31 | Longitud: -71.55 | Altitud: 2538
Medias y totales anuales
Para la realización de los cálculos de las medias anuales se han utilizado datos de 363 días (99.45% del año).Si para la realización de las medias o totales anuales de algún dato falta información de 10 o más días, esta no se mostrará.En la precipitación total un valor 0 (cero) puede indicar que no se ha realizado esa medición y/o la estación meteorológica no la difundió.
Datos Valor Días computadosTemperatura media anual: 15.0°C 363Temperatura máxima media anual: 22.8°C 363Temperatura mínima media anual: 9.0°C 363Humedad media anual: 41.5% 362Precipitación total acumulada anual: - -Visibilidad media anual: 10.6 Km 363Velocidad del viento media anual: 9.4 km/h 363
Para calcular la temperatura media se han analizado 8409 mediciones.Para calcular la velocidad media del viento se han analizado 7407 mediciones.
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REFRIGERACION Y AIRE ACONDICIONADO
Clima en Arequipa durante el año 2003Datos climáticos históricos de Arequipa registrados durante el año 2003, con medias anuales, medias mensuales y datos ampliados para un día.
Los datos fueron reportados por la estación meteorológica: 847520 (SPQU)Latitud: -16.31 | Longitud: -71.55 | Altitud: 2538
Medias y totales anuales
Para la realización de los cálculos de las medias anuales se han utilizado datos de 359 días (98.36% del año).Si para la realización de las medias o totales anuales de algún dato falta información de 10 o más días, esta no se mostrará.En la precipitación total un valor 0 (cero) puede indicar que no se ha realizado esa medición y/o la estación meteorológica no la difundió.
Datos Valor Días computadosTemperatura media anual: 15.8°C 359Temperatura máxima media anual: 23.3°C 359Temperatura mínima media anual: 9.0°C 359Humedad media anual: 36.9% 358Precipitación total acumulada anual: 67.81 mm 359Visibilidad media anual: 11.4 Km 359Velocidad del viento media anual: 10.4 km/h 359
Para calcular la temperatura media se han analizado 5670 mediciones.Para calcular la velocidad media del viento se han analizado 5663 mediciones.
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Clima en Arequipa durante el año 2004Datos climáticos históricos de Arequipa registrados durante el año 2004, con medias anuales, medias mensuales y datos ampliados para un día.
Los datos fueron reportados por la estación meteorológica: 847520 (SPQU)Latitud: -16.31 | Longitud: -71.55 | Altitud: 2538
Medias y totales anuales
Para la realización de los cálculos de las medias anuales se han utilizado datos de 366 días (100% del año).Si para la realización de las medias o totales anuales de algún dato falta información de 10 o más días, esta no se mostrará.En la precipitación total un valor 0 (cero) puede indicar que no se ha realizado esa medición y/o la estación meteorológica no la difundió.
Datos Valor Días computadosTemperatura media anual: 15.3°C 366Temperatura máxima media anual: 22.8°C 366Temperatura mínima media anual: 8.9°C 366Humedad media anual: 39.9% 364Precipitación total acumulada anual: 72.64 mm 366Visibilidad media anual: 10.6 Km 366Velocidad del viento media anual: 8.8 km/h 366
Para calcular la temperatura media se han analizado 8387 mediciones.Para calcular la velocidad media del viento se han analizado 8377 mediciones.
Clima en Arequipa durante el año 2006
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REFRIGERACION Y AIRE ACONDICIONADO
Datos climáticos históricos de Arequipa registrados durante el año 2006, con medias anuales, medias mensuales y datos ampliados para un día.
Los datos fueron reportados por la estación meteorológica: 847520 (SPQU)Latitud: -16.31 | Longitud: -71.55 | Altitud: 2538
Medias y totales anuales
Para la realización de los cálculos de las medias anuales se han utilizado datos de 365 días (100% del año).Si para la realización de las medias o totales anuales de algún dato falta información de 10 o más días, esta no se mostrará.En la precipitación total un valor 0 (cero) puede indicar que no se ha realizado esa medición y/o la estación meteorológica no la difundió.
Datos Valor Días computadosTemperatura media anual: 14.5°C 365Temperatura máxima media anual: 20.8°C 365Temperatura mínima media anual: 9.3°C 365Humedad media anual: 39.7% 363Precipitación total acumulada anual: - -Visibilidad media anual: 10.1 Km 365Velocidad del viento media anual: 11.2 km/h 365
Para calcular la temperatura media se han analizado 8482 mediciones.Para calcular la velocidad media del viento se han analizado 8478 mediciones.
Clima en Arequipa durante el año 2007
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REFRIGERACION Y AIRE ACONDICIONADO
Datos climáticos históricos de Arequipa registrados durante el año 2007, con medias anuales, medias mensuales y datos ampliados para un día.
Los datos fueron reportados por la estación meteorológica: 847520 (SPQU)Latitud: -16.31 | Longitud: -71.55 | Altitud: 2538
Medias y totales anuales
Para la realización de los cálculos de las medias anuales se han utilizado datos de 364 días (99.73% del año).Si para la realización de las medias o totales anuales de algún dato falta información de 10 o más días, esta no se mostrará.En la precipitación total un valor 0 (cero) puede indicar que no se ha realizado esa medición y/o la estación meteorológica no la difundió.
Datos Valor Días computadosTemperatura media anual: 14.5°C 364Temperatura máxima media anual: 20.7°C 364Temperatura mínima media anual: 9.1°C 364Humedad media anual: 39% 363Precipitación total acumulada anual: 22.61 mm 356Visibilidad media anual: 9.9 Km 364Velocidad del viento media anual: 10.8 km/h 364
Para calcular la temperatura media se han analizado 8523 mediciones.Para calcular la velocidad media del viento se han analizado 8520 mediciones.
Clima en Arequipa durante el año 2008
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REFRIGERACION Y AIRE ACONDICIONADO
Datos climáticos históricos de Arequipa registrados durante el año 2008, con medias anuales, medias mensuales y datos ampliados para un día.
Los datos fueron reportados por la estación meteorológica: 847520 (SPQU)Latitud: -16.31 | Longitud: -71.55 | Altitud: 2538
Medias y totales anuales
Para la realización de los cálculos de las medias anuales se han utilizado datos de 364 días (99.45% del año).Si para la realización de las medias o totales anuales de algún dato falta información de 10 o más días, esta no se mostrará.En la precipitación total un valor 0 (cero) puede indicar que no se ha realizado esa medición y/o la estación meteorológica no la difundió.
Datos Valor Días computadosTemperatura media anual: 13.7°C 364Temperatura máxima media anual: 20.1°C 364Temperatura mínima media anual: 8.2°C 364Humedad media anual: 40% 363Precipitación total acumulada anual: - -Visibilidad media anual: 9.8 Km 364Velocidad del viento media anual: 11.1 km/h 364
Para calcular la temperatura media se han analizado 8623 mediciones.Para calcular la velocidad media del viento se han analizado 8622 mediciones.
Clima en Arequipa durante el año 2009
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REFRIGERACION Y AIRE ACONDICIONADO
Datos climáticos históricos de Arequipa registrados durante el año 2009, con medias anuales, medias mensuales y datos ampliados para un día.
Los datos fueron reportados por la estación meteorológica: 847520 (SPQU)Latitud: -16.31 | Longitud: -71.55 | Altitud: 2538
Medias y totales anuales
Para la realización de los cálculos de las medias anuales se han utilizado datos de 365 días (100% del año).Si para la realización de las medias o totales anuales de algún dato falta información de 10 o más días, esta no se mostrará.En la precipitación total un valor 0 (cero) puede indicar que no se ha realizado esa medición y/o la estación meteorológica no la difundió.
Datos Valor Días computadosTemperatura media anual: 14.6°C 365Temperatura máxima media anual: 20.9°C 365Temperatura mínima media anual: 9.2°C 365Humedad media anual: 38.3% 365Precipitación total acumulada anual: - -Visibilidad media anual: 10 Km 365Velocidad del viento media anual: 11.3 km/h 365
Para calcular la temperatura media se han analizado 8546 mediciones.Para calcular la velocidad media del viento se han analizado 8546 mediciones.
Clima en Arequipa durante el año 2010
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REFRIGERACION Y AIRE ACONDICIONADO
Datos climáticos históricos de Arequipa registrados durante el año 2010, con medias anuales, medias mensuales y datos ampliados para un día.
Los datos fueron reportados por la estación meteorológica: 847520 (SPQU)Latitud: -16.31 | Longitud: -71.55 | Altitud: 2538
Medias y totales anuales
Para la realización de los cálculos de las medias anuales se han utilizado datos de 365 días (100% del año).Si para la realización de las medias o totales anuales de algún dato falta información de 10 o más días, esta no se mostrará.En la precipitación total un valor 0 (cero) puede indicar que no se ha realizado esa medición y/o la estación meteorológica no la difundió.
Datos Valor Días computadosTemperatura media anual: 14.6°C 365Temperatura máxima media anual: 21.0°C 365Temperatura mínima media anual: 9.1°C 365Humedad media anual: 37.8% 364Precipitación total acumulada anual: 13.72 mm 356Visibilidad media anual: 10.1 Km 365Velocidad del viento media anual: 10.8 km/h 365
Para calcular la temperatura media se han analizado 8596 mediciones.Para calcular la velocidad media del viento se han analizado 8594 mediciones.
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CONCLUSIONES
Se concluye ubicar la planta en la joya por ser un lugar céntrico y
estratégico para el acopio del espárrago
Como el uso del refrigerante R-22 va ser prohibido, por lo tanto nosotros
optamos en utilizar el refrigerante ecológico sustituto que viene el R-134 a.
Ya que optamos por el uso de un refrigerante ecológico planificamos
nuestro proyecto con un periodo de vida de 15 a más años respetando el
protocolo de Montreal ratificado en Copenhague Dinamarca en 1992.
Nosotros pensamos a largo plazo convertir nuestra pequeña empresa en
una planta procesadora de espárragos, para cubrir la producción de
espárragos en el sur y a su vez fomentar la producción del espárrago de
exportación en todo el sur ya que todas las empresas esparragueras se
encuentran en el centro y norte del país.
El espárrago necesita un pre enfriamiento a la brevedad posible para
disminuirle la temperatura rápidamente por debajo de los 5ºC y así este no
pierda sus propiedades
Dentro de los métodos de pre enfriamiento se opto por el hidro-enfriamiento
(hidrocoolyng) por lluvia, ya que es el que mas se adecua a nuestras
necesidades
Para tener un espárrago de exportación, el proyecto considero desarrollar
sistemas de pre enfriamiento cerca de los lugares de acopio.
En el proyecto no se considero el desarrollo de antecámaras ya que la
temperatura de nuestras cámaras no son muy bajas.
La capacidad balanceada de los equipos se sobre dimensiono por que al
momento de poner a funcionar nuestros equipos la capacidad calculada
aumenta.
Se deberá transportar el espárrago en camiones frigoríficos desde la zona
de pre enfriamiento a nuestras cámaras.
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REFRIGERACION Y AIRE ACONDICIONADO
OBSERVACIONES
El espárrago es muy susceptibles a las variaciones de temperatura.
Se observo el incorrecto tratamiento del cuidado del espárrago por lo cual
se diseño un sistema de tratamiento sencillo y viable.
El pre enfriamiento ayuda a la recuperación de hasta el 3% del peso
perdido del espárrago.
Recordemos que al solicitar nuestra unidad condenadora especificar que
tipo de refrigerante vamos a utilizar.
El voltaje de nuestro motor para la U.C es de 380 v hasta 420 +- 10%
trifásico y de 60Hz.
Se incluye en el pedido un kit de resistencias desescarche conexión
estándar 380 v trifasico.
La variación de presión en el sistema es de 4 bar.
BIBLIOGRAFIA
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Publicación sobre espárragos
Autor : AUSPICIADA POR EL BANCO CONTINENTAL
Manual de exportación FRUTAS TROPICALES y HORTALIZAS – espárragos
Autor: GTZ.
Cultivo del espárrago
Autor: ALFREDO MONTES L
MIGUEL HOLLE O.
Conservación de productos vegetales por el frío.
Autor: PERCY GUTIERREZ SALAS.
Recopilación de catálogos para refrigeración .
Recopilado : DISCO www.disco.com.
El espárrago en el Perú. Autor : M.I.F.V.
Catálogos de selección DANFOSS
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