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ALMACCEN FRIGORIFICO PARA CONSERVAR PESCADO CONGELADO
TEMA: EXAMEN DE GRADO INDUSTRIAL
ALUMNO : BACILIO FERNÁNDEZ MARQUINA
DOCENTE : ING. VAQUERA
FECHA : 16/10/15
Santa Cruz de la Sierra – Bolivia
ALMACCEN FRIGORIFICO PARA CONSERVAR PESCADO CONGELADO
INTRODUCCION.
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El término pescado se refiere a los peces que se usan como alimento. Estos
peces pueden ser pescados en el agua océanos, mares, ríos, lagos, pero también
pueden ser criados mediante técnicas de acuicultura.
El pescado tiene un valor nutritivo excelente, proporciona proteínas de gran
calidad y una amplia variedad de vitaminas y minerales, como las vitaminas A y D,
fósforo, magnesio, selenio, y yodo en el caso del pescado de mar. Sus proteínas
como las de la carne son de fácil digestión y complementan favorablemente las
proteínas cotidianas aportadas por los cereales y las legumbres que se suelen
consumir en muchos países en desarrollo.
Los expertos coinciden en que, aun en pequeñas cantidades, el pescado puede
mejorar considerablemente la calidad de las proteínas que se consumen a diario,
al aportar los aminoácidos esenciales que suelen ser pocos en la alimentación
predominantemente vegetariana.
Con el desarrollo de poblaciones urbanas sobre todo en los últimos años
la demanda de alimentos ha crecido considerablemente, es por esta razón que
la producción de alimentos también ha tenido que elevarse con la introducción de
los procesos de refrigeración para su mejor presentación y conservación por
periodos de tiempo relativamente largos.
Esta área de la Ingeniería Mecánica la podemos aplicar para satisfacer esta
necesidad que hoy en día es de vital importancia sobre todo en la área
de industria alimenticia para la producción, conservación y distribución de estos
sin que sufran descomposición y deterioro de sus propiedades naturales.
La refrigeración es un proceso consistente en bajar artificialmente la temperatura
de un determinado ambiente o espacio cerrado. Hoy en día es un aspecto
fundamental en lo que respecta a la conservación de distintos alimentos y
permitiendo que los mismos tengan una duración extremadamente alta a la hora
de ser aptos para su ingestión y consumo, por esa misma razón la construcción de
una cámara frigorífica, es clave para la prevención de muchos problemas
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relacionados con la aparición de patógenos en los alimentos como carne,
pescados, huevos o frutas resulta indispensable.
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OBJETIVO DEL PROYECTO
El objetivo del proyecto es de priorizar un mejor cuidado al producto en cuanto a la
congelación, y alargar el tiempo de vida ya que las condiciones del medio
circundante lo pueden malograr, imposibilitándolo de usarse como un producto
comestible.
Realizar una cámara frigorífica, evitando perdidas del producto.
FUNDAMENTO TEÓRICO.
CARACTERÍSTICAS DEL PRODUCTO.
CONGELACIÓN.
El deterioro del pescado se debe al desarrollo de bacterias y a la alteración de
sus proteínas y grasas. A temperaturas adecuadas de congelación. La
congelación sirve para conservar pescados durante meses y preserva
su calidad original, tanto higiénica como nutricional y organoléptica (características
de textura, sabor, aroma, etc.), incluso después de su descongelación.
La calidad de los productos de la pesca congelados depende de diversos factores:
- Calidad inicial del pescado. Hay que seleccionar pescados de gran frescura y
controlar todas las operaciones previas a la congelación.
- Velocidad y temperatura de congelación. La calidad del pescado es tanto mejor
cuanto menor es el tiempo transcurrido entre su captura y su congelación. La
ultracongelación es el mejor sistema y consiste en alcanzar una temperatura de 0
a -5ªC en menos de 2 horas en el centro del alimento. A continuación se mantiene
el pescado a temperaturas de -20ºC hasta su completa congelación y, por último,
se mantiene a -25ºC. Si después se someten a una descongelación correcta, las
características del pescado congelado son casi las mismas que las del fresco.
- Envasado. Impide la pérdida de agua y el enranciamiento de la grasa gracias a
que evita el contacto directo del pescado con el aire. Se suele recurrir a material
impermeable o al glaseado. El glaseado consiste en sumergir en agua fría durante
un instante al pescado recién congelado para que se forme a su alrededor una
capa de hielo que le proteja durante su almacenamiento.
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- Almacenamiento. El pescado requiere una temperatura de conservación tan baja
como sea posible y evitar oscilaciones. Tanto en
los servicios de alimentación como en casa debe conservarse como mínimo a 18º
C bajo cero.
Pescados congelados
Los pescados que mejor soportan la congelación son los de textura fina como el
lenguado y otros pescados blancos y planos (gallo, fletan o halibut...). Estos se
conservan en torno a los 6 meses. El salmón, el bacalao y la merluza, pescados
todos ellos cuya carne se separa en láminas, no son los más adecuados para este
sistema de conservación porque su carne se ablanda y pierde jugos tras la
descongelación. El deterioro y oxidación de la grasa limita el tiempo de
conservación en el pescado azul a un máximo de 3 meses. Estas cifras sólo serán
válidas si no se han producido rupturas en la cadena del frío o fuertes oscilaciones
de temperatura en el interior del congelador.
Descongelación
Es un proceso delicado que influye en el mantenimiento de las cualidades del
pescado. No se debe realizar a temperatura ambiente ni sumergiéndolo en
agua, método que provoca pérdidas nutritivas y riesgo de intoxicaciones por
multiplicación bacteriana. Lo adecuado es descongelar el pescado en la parte
menos fría de la nevera, en el microondas o bien cocinarlo de forma directa sin
descongelar.
En este último caso se deberá incrementar el tiempo de cocinado para conseguir
una correcta cocción y como medida de seguridad para evitar la supervivencia de
gérmenes patógenos o parásitos vivos. El pescado, como el resto de alimentos
congelados, una vez descongelado no debe volver a ser congelado, de no ser que
se haya cocinado antes.
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DATOS DEL PRODUCTO.-
Cp = 0.8( KcalKg
)
Humedad relativa 62 %
DIMENCIONES DE LA CAJA DE PESCADO.
DIMENCIONAMIENTO DE LA CAMARA
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En la cámara entra 7x7x4 = 196 cajas y esto equivale a 196x100 = 19600
pescados el resto es 400 pescados se lo distribuye de la siguiente forma.
Vc = 4.2x1.4x2 = 11.76
Vc = 14.11+ espacio m3
Vc = 11.76 +10 = 21.76
Q = m Cp ∆T
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Q1 = Carga de enfriamiento con calor cedido en Kcal/h
M = Masa del producto 8000 Kg
Cp=Calor especifico promedio de la carga entes del congelamiento 0,8 Kcal / Kg
ºC
Ti = temperatura de ingreso o inicial del producto antes del congelamiento 20ºC
Tf = Temperatura de enfriamiento -24ºC
El factor de funcionamiento 16hr/24hr.
Q = m Cp ∆T
Q = 8000 x 0.8 x (20-(-24))/24
Q = 11733 Kcal/h.
CALCULO ATRAVES DEL PISO TECHO Y PAREDES
Este cálculo se realiza para determinar la cantidad de calor que se transfiere por
medio del proceso de conducción.
CALCULO DE ÁREAS:
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CALCULANDO EL COEFICIENTE PELICULARES DEL AIRE DE SUPERFICIE:
La velocidad del viento es de 10.8 (Km/h).
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Distribución de las capas en la pared:
Reemplazando los datos en la ecuación del coeficiente global:
1u= 1f 0
+ x 1k1
+ x2k 2
+ x 3k 3
+ x 4k 4
+ x5k 5
+ 1f 1
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1u= 110.57
+ 0.010.3
+ 0.150.6
+ 0.010.3
+ 0.050.303
+ 13.51
1u=¿ 0.860 u = 1.16 ( Kcal
h .m2 ºc)
Finanlmente
Q = A*u*(T0-Tf)
Qp = 16.46(m2) x 1.16( Kcalh .m2 ºc
) x (20-(-24))ºc
Qp = 840.12 (Kcalh
)
CALCULO DE CALOR DEBIDO A EL TECHO:
Análisis de la conductividad y la Distribución del material en el Techo:
MATERIAL K (Kcal/ h m OC) Espesor (m)
Plancha 0.015 0.002
Corcho 0.037 0.010
Lana de vidrio 0.036 0.090
Reemplazando los datos en la ecuación del coeficiente global:
1u= 1f 0
+ x 1k1
+ x2k 2
+ x 3k 3
+ 1f 1
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1u= 110.57
+ 0.0020.015
+ 0.0100.037
+ 0.090.036
+ 13.52
1u=¿ 3.28 u = 0.3045 ( Kcal
h .m2 ºc)
álculo del área del Techo:
C
B
A
Atecho = 2((A x C) + (B x C) + (A x C))
Atecho = 4.2 x 1.5
Atecho = 6.3 (m2)Calculando el calor transmitido por el techo:
Q = A*u*(T0-Tf)
Qp = 6.3(m2) x 0.3045( Kcalh .m2 ºc
) x (20-(-24))ºc
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Qp = 84.41 (Kcalh
)
CALCULO DE CALOR DEBIDO AL PISO
MATERIALES UTILIZADOS EN EL PISO.- Para el piso de la cámara frigorífica se
utilizaran los siguientes materiales:
Análisis de la conductividad y la Distribución del material en el Techo:
MATERIAL K (Kcal/h m ºC) ESPESOR (m)
Empedrado 0.100 0.800
Hormigón 0.015 0.300
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Arena Fina + cemento pulido
0.04 0.300
Cemento 0.020 0.300
No se consideró el termino 1f 0 ya que el piso no está en contacto con el aire
exterior si no en contacto directo con la tierra.
Reemplazando los datos en la ecuación del coeficiente global.
1u= 1f 0
+ x 1k1
+ x2k 2
+ x 3k 3
+ x 4k 4
+ 1f 1
1u= 10.8
+ 0.0150.3
+ 0.040.3
+ 0.020.3
+ 13.52
1u=¿ 0.336 u = 2.9 ( Kcal
h .m2 ºc)
Calculando el calor transmitido.
Q = A*u*(T0-Tf)
Qpiso = 6.3(m2) x 2.9( Kcalh .m2 ºc
) x (20-(-24))ºc
Qpiso = 803.88 (Kcalh
)
CÁLCULO DE CALOR DEBIDO A LOS OCUPANTES:
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CONTRIBUCIÓN DE CARGA POR OCUPANTES.- En actividades de trabajo
pesado el cuerpo humano libera también humedad en el proceso de respiración.
Por lo tanto, en un local refrigerado el cuerpo humano constituye una carga de
enfriamiento de los ocupantes.
Se estima para fines de cálculo la permanencia de 5 personas en el lapso de una
hora.
Pérdida de Calor del cuerpo humano.
Trabajo moderadamente activo trabajo de pie, ligero (f) = 50 (Kcalh
)
Qocupantes = Nº personas * f
Qocupantes = 5 personas * 50 (Kcalh
)
Qocupantes = 250 (Kcalh
)
CALCULO DE CALOR DEBIDO A INFILTRACIÓN
La carga por infiltración es debido al aire que ingresa al interior de la cámara por
medio de la apertura de puertas o por las grietas que podrían existir alrededor de
la puerta.
Si Vcamara = 21.76 (m3)
Usando tabla 22.15 Stocker
Vol. cámara(m3) Sustitución Aire en 24
Hrs.
16.9
21.76
22.6
23
X
20
Interpolando para hallar el valor de X
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16.9−22.622.6−21.76
=23−2020−X
−5,70.84
= 320−X
X=20.44
Calculando Volumen de aire Infiltrado.
Vinf = Va. * X = 21.76 * 20.44124
Vinf = 18.53 (m3h
)
Qinf = Vinf. ρ. Cp. (T0 – T1)
Qinf = 877.7 (m3h
) * 0.245(Kcalh
) * 1.23 (Kgm3
) * (15-(-2.2))ºc
Qinf = 4438.35 (Kcalh
)
CALCULO DE CALOR DEBIDO A LA VENTILACIÓ
APLICACION M3/min Por persona
PRESENTE MINIMO
RESTAURACION 0.420 0.336
Vvent = 3* 0.420 m3
min∗per∗60
1h = 75.6m3
h
18
Qv = m* Cp * (T0-T1)
Qv = 75.6 (m3h
) * 0.245(Kcalh
) * 1.2 (Kgm3
) * (20-(-24))ºc
Qv = 977.96 (Kcalh
)
CALCULO DEBIDO A CARGA LATENTE
Q7 = V* ρ. (w0 – w1)590
ACTIVIDAD PERDIDA TOTAL
(Kcal/h)
PERDIDA DE
CAOR SENSIBLE
PERDIDA DE
CALOR LATENTE
Moderadamente
activo
113 50 63
Q7 = Qpersona + Qinfiltracion
Personas
De tabla 22-10 trabajo moderada mente activo de pie trabajo ligero 63 Kcal/h y 3
personas.
Qpersonas =63*3 Kcal/hx3
Qinfiltracion =198 Kcal/h
Infiltración
Vt = Vinfl1 + Vinfl2 + Vventana
Vt = 18.53 + 2.44 + 75.6 = 96,57(m3/h)
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Qinfiltrcion = V* ρ. (w0 – w1)590
De la tabla Pscrometro
TEMPERATURA HUMEDAD RELATIVA %
T0= 20ºC 53%
T1= -24ºC 63%
Qinfiltrcion = 2.5m3/h*1.29Kg/m3 (0.53 – 0.63)590
Qinfiltrcion = 190.275 Kcal/h
Finalmente
LA CARGA TOTAL DE ENFRIAMIENTO TOTAL
Nº FUENTECARGA SENSIBLE (Kcal/h)
CARGA LATENTE
(Kcal/h)
1 Productos 2450 -
2Paredes, techos, pisos
577.45 -
3 Ventanas 0 -
20
4 Ocupantes 250 -
5 Infiltraciones 89.59 -
6Equipos eléctricos
89.06 -
7 Ventilaciones 326.73 -
8 Carga latente - 190.275
Total 3782.83 190.275
Ciclo compresión de vapor Standard
CICLO STANDARD DE COMPRESIÓN R - 22
21
22
23
MEJORAMIENTO DEL CICLO.-
Para mejorar el ciclo entonces usamos un
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Caudal volumétrico
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Caudal Volumétrico total:
DETERMINACIÓN DE T2:
Temperatura en punto "4" = 40ºC (salida Compresión alta)
Temperatura en punto "2" = 20ºC (salida Compresión baja)
CALCULO PARA EL CONDENSADOR
Determinación para cálculo, la longitud de los tubos.
1º Determinamos la transmisión de calor del condensador "Qc"
Calculo del coeficiente de condensación
Si las propiedades del refrigerante 22 a 30ºC son:
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Despreciando la densidad del vapor
Calculo de la velocidad del agua:
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Calculo de h:
Calculo de la superficie necesaria
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CALCULO DE MLDT:
CALCULO DE LONGITUD DE LOS TUBOS:
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CALCULO PARA EL EVAPORADOR
Para realizar el cálculo del elevador se debe tomar en cuenta que en la cámara
frigorífica se va a almacenar 8000 Kg de pescado. Con los datos técnicos
obtenidos del cálculo del evaporador se seleccionara el tipo que convenga de los
catálogos de los fabricantes especializados que nos ofertan en el mercado local.
El evaporador por el tipo de construcción, debe ser de expansión directa y
ventilación forzada, provisto de aletas y considerados de más alto rendimiento.
1ro determinar la transmisión de calor por el evaporador
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Igualando los calores:
Reemplazando y despejando:
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Conclusiones y recomendaciones
CONCLUSIONES.- Podríamos concluir diciendo que todo los datos calculados se
hallan calculados según las formulas de la bibliografía que se indica y algunos
datos fueron extractados de tablas de la misma bibliografía.
RECOMENDACIÓN
Se recomienda que para el condensador utilice aletas, para que sea más eficiente
la transmisión de calor.
STOCKER "refrigeración y aire acondicionado"
Manual de práctica de refrigeración
Internet www.infopesca.com.bo
Bibliografía
1. Havrella Rymond: Fundamentos de calefacción, ventilación y
acondicionamiento del aire.
2. Stoeker: Refrigeración y aire acondicionado.
3. Hernández Goribar Eduardo: Fundamentos de refrigeración y aire
acondicionado
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