Proyecto Cuarto Para Flores 5e3t6g

INSTITUTO TECNOLÓGICO DE MÉRIDA

DEPARTAMENTO DE METAL-MECÁNICA.

¨PRACTICAS ¨

ASIGNATURA: REFRIGERACIÓN Y AIRE ACONDICIONADO.

GRUPO: 8M2

EQUIPO 1 HERRERA HUCHIN ERNESTO. ALVARO VELÁZQUEZ THE MAURICIO MICHAEL CEH LÓPEZ.

MAESTRO: GASPAR PÉREZ ÁVILA.

FECHA: MÉRIDA YUCATÁN A LUNES 8 DE DICIEMBRE DE 2015.

Objetivo general Realizar el diseño de una cámara frigorífica para el almacenamiento y la conservación de flores utilizando guías y manuales de refrigeración. OBJETIVOS ESPECÍFICOS: 

Calcular la cantidad de carga de refrigeración necesaria para la cámara



frigorífica, tomando en cuenta todos los aspectos necesarios. Dimensionar en base a la carga de refrigeración total calculada los elementos

del

sistema

como

son

el

compresor,

condensador,

evaporador, válvulas, etc. 

Utilizar datos que correspondan al medio donde se implementará la cámara fría para poder aplicar este diseño en caso de ser necesario.

Introducción La producción de frío para la conservación de productos es empleada en: • Industria agroalimentaria • Industria farmacéutica / sanitaria • Industria química Las instalaciones frigoríficas son esenciales para el mantenimiento de las condiciones de temperatura, humedad y composición gaseosa. Por mucho, el factor más importante en la conservación de la calidad de las flores cortadas es asegurar un buen enfriamiento tan pronto como sea posible después de la cosecha, y que las temperaturas óptimas se mantengan durante el proceso de distribución. La mayoría de las flores se deben conservar a temperaturas entre 0 y 2 º C. Especificaciones A nivel individual, las flores se enfrían (y calientan) bastante rápido (tiempos medios de enfriamiento de algunos minutos). Así, mientras que cada flor puede enfriarse rápidamente, también es cierto que cuando se sacan del almacenamiento en frío a un área de empaque que se encuentra más caliente, se calientan y desarrollan condensación rápidamente antes de ser empacadas. La forma más sencilla de asegurar que las flores empacadas se encuentren

adecuadamente frías y secas por lo tanto, es empacarlas dentro del cuarto frío. Aunque este método no es siempre bien recibido por los empacadores ya que aumenta los costos laborales y puede retrasar el proceso del empaque, se asegura un producto frio y seco. Una vez empacadas, las flores son difíciles de enfriar. Su alta tasa de respiración y las altas temperaturas que prevalecen en la mayoría de invernaderos y salas de empaque llevan a que se acumule el calor en las cajas de flores, a menos que se tomen medidas para asegurar una reducción de la temperatura. Es por lo tanto necesario enfriar las flores tan pronto como sea posible luego de haberlas empacado. El método más común y efectivo para pre-enfriar las flores es la introducción de aire forzado a través de agujeros o solapas en los extremos de las cajas. El aire frío se succiona o sopla entre la caja empacada con flores, con lo cual se logra reducir rápidamente la temperatura. La mayoría de las flores se pueden enfriar hasta alcanzar la temperatura recomendada en 45 minutos a una hora, y algunas incluso llegan a enfriarse en apenas 8 minutos. Curva de enfriamiento para flores cortadas en un cuarto frío con aire forzado a 0 C. El tiempo medio de enfriamiento para estas flores es de 10 minutos.

Cuando se trata de volúmenes pequeños de flores empacadas, estas se pueden enfriar apilando las cajas alrededor de un ventilador dentro del cuarto frío. En sistemas más grandes, es necesario montar varios ventiladores a largo de una pared, colocando los cargamentos o pallets de flores cerca de ellos. El sistema de refrigeración debe estar cuidadosamente diseñado para que el aire forzado sea suficiente para el tamaño de la operación. Cálculo del tiempo de enfriamiento El tiempo necesario para llegar a la temperatura deseada se expresa en términos de una curva de enfriamiento. Se hace referencia a los siete octavos de tiempo de enfriamiento, es decir, al tiempo requerido para reducir la temperatura de las flores a siete octavos del camino entre la temperatura inicial y la temperatura del aire frío, lo que se considera como la meta del cuarto fío. Esta relación se ilustra más fácilmente en la imagen que aparece anteriormente. Nótese que la tasa de enfriamiento se torna sumamente lenta a medida que la temperatura de las flores se acerca a aquella del aire refrigerado. En consecuencia, las flores rara vez alcanzan la temperatura del aire. En el caso delas flores representadas en esta figura, se requiere media hora de exposición al aire frío para llegar a 3° C (siete octavos de enfriamiento). Para acercarse a 0° C se requerirían más de dos horas de enfriamiento. Es necesario empacar las flores de manera que el aire pueda fluir dentro de la caja y no sea bloqueado por el material de empaque. En general, se usa menos papel al empacar cuando las flores van a ser pre-enfriadas. El tiempo medio para el enfriamiento con aire forzado va de 10 a 40 minutos, dependiendo del producto y el empaque. Las flores se deben enfriar durante tres tiempos medios (tiempo después del cual deben haber llegado a los 7/8 de enfriamiento). Ventiladores Los cuartos fríos de aire forzado usan ventiladores de jaula de ardilla (Centrífugos) o de propulsión (de flujo axial). Los ventiladores centrífugos son mucho más silenciosos que los de flujo axial y pueden mover más aire en contra de presiones estáticas mayores, pero pueden requerir mayor potencia para operar. Los ventiladores se seleccionan en base a dos criterios – el flujo de aire requerido, medido en pies cúbicos por minuto (cfm), y la presión

estática requerida, medida en pulgadas de agua. Los requerimientos específicos están determinados por el tipo de flor, el número de cajas y su ventilación y la tasa de enfriamiento deseada. La tabla que aparece a continuación describe los flujos de aire y las presiones necesarias para enfriar una caja completa tipo ‘California’ que contenga varios tipos de flores. Al diseñar un cuarto de pre- enfriamiento, se puede estimar el flujo de aire requerido (L/sec) multiplicando los L/sec requeridos por caja por el número de cajas a ser enfriadas y sumando un 25% adicional para compensar por los posibles escapes. El número de cajas a enfriar debe estar basado en el número máximo que se maneja en un día de actividad pico (por ejemplo el período justamente anterior a un día festivo). No se recomienda usar flujos de aire mayores a aquellos que aparecen en la tabla, pues no aumentarán de manera significativa la tasa de enfriamiento y sí requerirán cantidades excesivas de energía. La caída de presión en el sistema es igual a la que ocurre en una caja más un 25% adicional como factor de seguridad. No intente enfriar cajas apiladas punta a punta.

Si las cajas han de permanecer en un ambiente frío luego del preenfriamiento, se pueden dejar abiertos los agujeros de ventilación para que el calor generado por la respiración pueda salir. Las flores que van a ser transportadas a temperatura ambiente pueden ser empacadas en cascos de polietileno, cajas recubiertas de espuma o cajas con los agujeros de ventilación sellados. El hielo que se usa después del pre-enfriamiento solamente es efectivo si se coloca de tal manera que intercepte el calor que entra a la caja (es decir, debe rodear al producto), y se debe tener cuidado para evitar que no se derrita sobre las flores o cause daño por congelación. CONSTRUCCIÓN RECOMENDADA DE CÁMARAS DE REFRIGERACIÓN.

Cuerpo de Cámara Frigorífica fabricadas en base a es de poliuretano de alta densidad,(40kgm/m3 y 90% de celda cerrada). Lámina pintro calibre 26 con espesor de 1.5", 2", 2.5", 3", 4",5",6" (dependiendo del producto, la temperatura de cámara y zona geográfica). PISO. Puede ser en base a , o polystyrene esperado, o en placas con fibra asfáltica.

PUERTAS. Abatibles, corredizas, over head, y de guillotina de cualquier tamaño en refrigeración o congelación. Los materiales son: Lámina pintro, galvanizada, acero inoxidable, cristal (reach in) y madera. OTROS RIOS.       

Sistemas eléctricos para puertas. Unidades Condensadoras y evaporadores. Multy. Molduras. Cortinas hawaianas y de aire. Tableros de control electrónicos. Graficadores de temperatura.

Parámetros Mérida se localiza en las coordenadas 20°58′04″N 89°37′18″O (20.967778, -89.621667), con una altitud de 8 metros sobre el nivel medio del mar. En general el clima es cálido, húmedo, con lluvias en verano (de junio a octubre) y una temperatura media mensual de 25,9 °C.

Parámetros

climáticos

promedio

de

Mérida

Mes

E Fe M A M Ju ne b ar br ay n

Jul

Ag Se Oc N Di Anu o

p

t

ov c al

Temperat ura máxima absoluta

39 39 41 43 42 41. 39. 43. 40. 39. 39 39 .5 .5 .0 .2 .5 5

5

0

0

0

.0 .0

43

(°C) Temperat ura máxima media

31 31 34 35 36 35. 34. 34. 34. 32. 31 30 .3 .8 .1 .3 .1 0

8

7

1

9

.9 .9

33.6

(°C) Temperat ura mínima media

17 17 18 19 21 21. 20. 20. 21. 20. 19 17 .0 .1 .2 .6 .3 0

8

8

1

5

.3 .3

19.5

(°C) Temperat ura mínima absoluta

8. 10 9. 10 10 10. 10. 10. 10. 10. 10 7. 7 .0 0 .0 .0 0

0

0

0

0

.0 0

7.0

(°C) Precipita 38 31 25 25 71 14 17 13 17 12 61 47 105

ción total (mm) Días

.2 .8

.4 .9 3.1 1.1 8.7 3.7 2.8 .2 .5 0.4

de

precipita 3. ciones (≥ 8

3

2. 1. 4. 10. 12. 12. 13. 6 7 5 4

9

6

5

9.7

5. 4. 8 6

85.1

1 mm) Humedad: 100% DIMENSIONES DE LA CÁMARA FRIGORÍFICA:     

Altura: 13.12 ft (4m) (a). Ancho: 6.7 ft (2m) (b). Largo: 13.12 ft (4m) (c). Aislamiento: Poliuretano Espesor: 4 pulgadas. Espesor de la pared: 6 pulgadas.

4

2

4

CONDICIONES DE LA CÁMARA FRIGORÍFICA:     

Aplicación de la cámara: Refrigeración de flores. Temperatura en el medio exterior: 96.8 °F (36°C). Temperatura de almacenamiento: 35.6°F (2 °C). Diferencia de Temperatura: 61.2°F (34 °C) Carga eléctrica de luces y motores: 1000 watts (10horas/dia)

CÁLCULO DE LA CARGA DE REFRIGERACIÓN: A) CARGA DE TRANSMISIÓN EN PAREDES. a) Superficie de las paredes exteriores.

S=2 [ ( a ×b ) + ( b ×c ) + ( a × c ) ] S=2 [ ( 4 ×2 ) + ( 2× 4 ) + ( 4 × 4 ) ] S=348 ft 2 b) De la Tabla 2 Btu loads/ft2/24 hours= 13,44 (INTERPOLACIÓN). 2

378 ft ×13,44

Btu Btu =4677.12 2 día ft

B) CARGA POR INFILTRACIÓN DE AIRE O APERTURA DE PUERTAS. a) Volumen en el interior de la cámara. 19 ×29 ×24=13224 ft 3 b) De la Tabla 3 cambio de aire por cada 24 horas= 3,226 (INTERPOLACIÓN). c) De la Tabla 4 Btu/ ft3= 0,72. 3

13224 ft ×3,226 × 0,72

Btu Btu =30716 3 día ft

1. Carga de Calor de Respiración. a) Peso total del producto= 980 lbs. b) De la Tabla 6 calor de respiración por libra= 0 Btu/lb. 980 lbs× 0

Btu Btu =0 lbs día

C) CARGAS DIVERSAS. a) Carga Eléctrica (Watts). 1000 watt × 3,42

Btu 10 Btu ×24 × =34200 watt 24 día

La temperatura ideal de un refrigerador o nevera para flores es de entre 34 y 36° F (1,1 y 2,2° C) para las flores cortadas en una solución hidratante, aunque muchas unidades rondan los 38° F (3,3° C). Las temperaturas que fluctúan 5° F (2,7° C) hacia arriba o hacia abajo de 38° F pueden destruir o acortar la vida de las flores. Si las flores han sido retiradas de la mezcla hidratante y colocadas en unas emulsión preservativa, se almacenan mejor a una temperatura constante de 34° F (1,1° C).

Partes del cuarto frio para flores.

El cuarto frio es el lugar determinado para la manipulación de productos frescos y productos no elaborados. También es uno de los lugares de recepción de mercancías para que posteriormente sean ordenados en las distintas neveras. En cocinas de gran brigada existen cuartos fríos diferenciados de carne, pescados, verduras, cuarto frío para emplatar, cuarto frío de pastelería y cuarto frío para producción. Todos ellos son compartimentos cerrados y cuya temperatura no debe sobrepasar los 16º C.

MANTENIMIENTO DE CUARTOS FRÍO DE FLORES El Mantenimiento preventivo de Cuartos Fríos, es una actividad programada de inspecciones, tanto de funcionamiento como de seguridad, para los equipos o instrumentos de trabajo a los que se le pueden realizar acciones como: ajustes, análisis, limpieza, lubricación, calibración; estos deben llevarse a cabo en forma periódica El propósito del mantenimiento preventivo es prever averías o desperfectos en su estado inicial para mantener los equipos o instrumentos en completa operación a los niveles y eficiencia óptimos. Este tipo de mantenimiento permite disminuir los riesgos por fallas o paros repentinos que provoquen daños en productos, equipos o pongan en riesgo la integridad del personal a cargo de operar la maquinaria o equipo. El mantenimiento preventivo planificado y la sustitución planificada son dos políticas disponibles para los ingenieros de mantenimiento. Algunos de los métodos más habituales para determinar qué procesos de mantenimiento preventivo deben llevarse a cabo son las recomendaciones de los fabricantes y las recomendaciones de los expertos. El Mantenimiento correctivo de Cuartos Fríos, es aquel que corrige los defectos observados en los equipamientos o instalaciones, es la forma más básica de mantenimiento y consiste en localizar averías o defectos y corregirlos o repararlos. Históricamente es el primer concepto de mantenimiento y el único hasta la Primera Guerra Mundial, dada la simplicidad de las máquinas,

equipamientos e instalaciones de la época. El mantenimiento era sinónimo de reparar aquello que estaba averiado. Este mantenimiento que se realiza luego que ocurra una falla o avería en el equipo que por su naturaleza no pueden planificarse en el tiempo, presenta costos por reparación y repuestos no presupuestadas, pues implica el cambio de algunas piezas del equipo.