Date post: | 08-Aug-2015 |
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Máquinas y Equipos Térmicos CÁMARAS FRIGORÍFICAS
TEORÍA
• Apuntes de Clase
• Blog
CÁLCULO
• Cálculo manual
• Cálculo informático
CÁMARAS FRIGORÍFICAS
Prof. Santiago G.
Máquinas y Equipos Térmicos CÁMARAS FRIGORÍFICAS
Prof. Santiago G.
MATERIA ORGÁNICA: Carne, pescado, fruta, lácteos, vegetales, etc.
DEGRADACIÓN
RETRASO DE LA DEGRADACIÓN
CONTROL DE LAS
CONDICIONES AMBIENTALES
TiposFactores
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DESARROLLO FISIOLÓGICO DE LA FRUTA
CRECIMIENTO MADURACIÓN SENESCENCIA
• Acumulación de agua y nutrientes
• Mitosis y especialización celular
• Aumento de tamaño
• Alcanza tamaño definitivo
• Prosigue el intercambio de nutrientes y agua
• Respiración, transpiración y transformaciones químicas
• Se detiene el intercambio de nutrientes con el árbol
• Comienzan los procesos de degradación
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MADURACIÓN SENESCENCIA
Procesos
• Respiración (absorbe O2, emite CO2, Agua y CALOR)
• Transpiración (Pierde agua)
• Fotosíntesis (absorbe CO2 y produce O2)
• Cambios: Color, textura, turgencia, sabor y olor
• Producción de ETILENO
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CÁMARAS FRIGORÍFICAS
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MADURACIÓN SENESCENCIA
TIPOS
FRUTAS CLIMATÉRICAS.• El proceso de maduración continúa después de la
recolección• La maduración no es uniforme, tiene un momento de máximo
de respiración• Hay cambios hormonales sobre todo en la producción de
ETILENO (hormona de la maduración)
FRUTAS NO CLIMATÉRICAS• La maduración se detiene en la recolección.• La maduración es continua y uniforme• El ETILENO influye en su respiración, no en la
MADURACIÓN
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MADURACIÓN
FRUTAS CLIMATÉRICAS
MANZANA, PERA, CIRUELA, MELÓN, TOMATE, SANDÍA, PLÁTANO, HIGO, CAQUI, NECTARINA, KIWI, CHIRIMOYA
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FRUTAS NO CLIMATÉRICAS
CEREZA, UVA, FRESA, NARANJA, POMELO, LIMÓN, MANDARINA
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FACTORES QUE INFLUYEN EN LA MADURACIÓN
TEMPERATURA:
• Hace aumentar la respiración.
• Afecta a la humedad relativa (y a la transpiración)
• Afecta a la proliferación de Plagas y Enfermedades
• Daños por temperaturas inadecuadas
HUMEDAD
• Menor HR% mayor transpiración.
• La HR% condiciona la turgencia del fruto.
• Altas HR% favorece la proliferación de plagas y enfermedades.
CONCENTRACIONES
• ETILENO• CO2• O2• HORMONAS
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CÁMARA FRIGORÍFICA:Recinto o mueble cerrado, dotado de puertas herméticas, mantenido por un sistema de refrigeración, y destinado a la conservación de productos. No tendrá consideración de espacio habitado u ocupado.
Las cámaras frigoríficas deberán ser diseñadas para mantener en condiciones adecuadas el producto que contienen desde el punto de vista higiénico sanitario. Asimismo, su diseño deberá preservar a la propia cámara del deterioro que pudiera producirse debido a la diferencia de temperatura entre el interior y el exterior de la misma, garantizar la seguridad de las personas ante desprendimientos bruscos de las paredes, techos y puertas por la influencia de las sobrepresiones y depresiones, de las descargas eléctricas por derivaciones en las instalaciones y componentes eléctricos; así como evitar la formación de suelos resbaladizos como consecuencia del agua procedente de condensaciones superficiales y aparición de hielo e el interior de las cámaras y en zonas de tránsito de las personas y vehículos. El consumo energético para mantener la cámara en las condiciones interiores prefijadas deberá ser lo más bajo posible, dentro de límites razonables.
Real Decreto 138/2011, de 4 de febrero, por el que se aprueban el Reglamento de seguridad para instalaciones frigoríficas y sus instrucciones técnicas complementarias.
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CÁMARAS DE CONSERVACIÓN
Temperatura > 0 º CGrupo Frigorífico: 16 horas/díaDesescarche: 8 horas/día
POTENCIA FRIGORÍFICA = CALOR TOTAL / TIEMPO
Pf = Qt / t (kcal/h)
CÁMARAS DE CONGELACIÓN
Temperatura < 0 º CGrupo Frigorífico: 18 horas/díaDesescarche: 6 horas/día
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POTENCIA FRIGORÍFICA = CALOR TOTAL / TIEMPO
Pf = Qt / t (kcal/h)
Qt = Qp + Qv
Qp : CALOR DE LOS PRODUCTOS
Qp = Qse + Qla + Qr + Qe
Qv : CALOR DE VARIAS FUENTES
Qv = Qce + Qve + Qlz + Qper + Qmo +Qair
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Qt = Qp + Qv
Qp : CALOR DE LOS PRODUCTOS
Qp = Qse + Qla + Qr + Qe
CÁLCULO DE Qse (Calor sensible)
Qse = m . Ce . tA considerar:
• Unidades coherentes• Ce distinto antes y después de congelación
(kJ / kg . ºC )• T = Tª Entrada – Tª final
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Qt = Qp + Qv
Qp : CALOR DE LOS PRODUCTOS
Qp = Qse + Qla + Qr + Qe
CÁLCULO DE Qla (Calor latente)
Qla = m . CLc A considerar:
• Unidades coherentes• CLc (Calor latente de congelación, (kJ/kg)
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Qt = Qp + Qv
Qp : CALOR DE LOS PRODUCTOS
Qp = Qse + Qla + Qr + Qe
CÁLCULO DE Qr (Calor de respiración)
Qr = m . Ck A considerar:
• Unidades coherentes• Ck (Calor específico de respiración) (kJ/kg)
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Problema de clase 1.
Se pide dimensionar una cámara frigorífica de congelación. DATOS:Producto: Carne de Pollo.
Cantidad: 29.000 kg por semanaTemp. de entrada del producto: 10 ºCTemp. de almacenamiento: -20 ºCHoras funcionamiento diario: 18 hTemp. De congelación: -3 ºCCalor sensible (sobre Tª congelación) : 3,3kJ/kgºCCalor sensible (bajo Tª congelación): 1,3 kJ/kgºCCalor latente de congelación: 246 kj/kg
Se estima que las cargas térmicas por cerramientos y ventilación es del 110% de las de los productos, y que las cargas restantes son un 30% de las cargas de cerramientos y ventilación.
Calcula la potencia frigorífica necesaria (en kcal/h)
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POTENCIA FRIGORÍFICA = CALOR TOTAL / TIEMPO
Pf = Qt / t (kcal/h)
Qt = Qp + Qv
Qp : CALOR DE LOS PRODUCTOS
Qp = Qse + Qla + Qr + Qe
Qv : CALOR DE VARIAS FUENTES
Qv = Qce + Qve + Qlz + Qper + Qmo +Qair
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Qv = Qce + Qve + Qlz + Qper + Qmo +Qair
CÁLCULO DE Qce (Calor de cerramientos)
Qce = S.K. tS = Superficie de intercambio de calor (m2)
K = Coeficiente Global de intercambio de calor (W / m2.K ) ó (Kcal / h. m2. K)
1 W = 0,86 Kcal / h
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Qv = Qce + Qve + Qlz + Qper + Qmo +Qair
CÁLCULO DE Qce (Calor de cerramientos)
Qce = S.K. t
𝐾= 11ℎ𝑒+ 1ℎ𝑖 + 𝑒𝜆
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CÁLCULO DE Qce (Calor de cerramientos)
Qce = S.K. t
𝐾= 11ℎ𝑒+ 1ℎ𝑖 + 𝑒𝜆
he = Coeficiente de convección del aire exterior (W / m2.K ) ó (Kcal / h. m2. K) hi = = Coeficiente de convección del aire interior (W / m2.K ) ó (Kcal / h. m2. K)e = Espesor del aislante (m)
= Conductividad térmica del aislante (poliuretano) (W / m.K ) ó (Kcal / h. m. K)
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POTENCIA FRIGORÍFICA = CALOR TOTAL / TIEMPO
Pf = Qt / t (kcal/h)
Qt = Qp + Qv
Qp : CALOR DE LOS PRODUCTOS
Qp = Qse + Qla + Qr + Qe
Qv : CALOR DE VARIAS FUENTES
Qv = Qce + Qve + Qlz + Qper + Qmo +Qair
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Qv = Qce + Qve + Qlz + Qper + Qmo +Qair
CÁLCULO DE Qve (calor de ventilación)
Qve = V. h. n.
V= Volumen interior de la cámara (m3)
h = Diferencia de Entalpía entre aire interior/exterior de la cámara (KJ/m3 ó Kcal/m3) (VER DIAGRAMA PSICOMÉTRICO)
n = Número de renovaciones de aire por día (VER TABLA)
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Qv = Qce + Qve + Qlz + Qper + Qmo +Qair
DIAGRAMA PSICOMÉTRICO (Tema 5 del libro)Relaciona propiedades del aire (Tª, Humedad, Entalpía, …)
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DIAGRAMA PSICOMÉTRICO (Tema 5 del libro)Relaciona propiedades del aire (Tª, Humedad, Entalpía, …)
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Qv = Qce + Qve + Qlz + Qper + Qmo +QairCÁLCULO DE Qve (calor de ventilación)
Qve = V. h. n.n = Número de renovaciones de aire por día (VER TABLA)