Diseño de Un Tunel de Congelamiento de Pescado

DISEÑO DE UN TUNEL DE CONGELAMIENTO

DE PESCADO CAPACIDAD: 1500Kg cada 6 horas INTEGRANTES :

• José Álvarez

• Bryan Mojalott

• Rafael Saldívar

• Luis Bastidas

• Jorge Durand

• Pier De La Cruz

Alternativas para realizar el proceso

Figura 1. Congelador de

placas paralela

Figura 2. Túnel de congelamiento

continuo

Figura 3. Túnel de

congelamiento estático

DISTRIBUCIÓN DEL PRODUCTO

Figura 4. Bandejas de acero inoxidable

Figura 5. Racks

Material: acero inoxidable 18/10 AISI 304

Capacidad: 100kg

Dimensiones: 1.3mx1m*0.1mCapacidad: 800Kg

CÁLCULO DE CARGA TÉRMICA

Las pérdidas de calor que se consideraron en la carga térmica son:

• La carga de transmisión :el flujo de calor a través de las paredes de la cámara

La carga de transmisión depende del material de las paredes y piso, las condiciones del aire dentro y fuera de la cámara.

Datos :

hi= 10 W/m2-°C

ho= 20 W/m2-°C

k(poliuretano)=0.023 W/m-°C

Temperatura de entrada: 25°C

Temperatura de salida: -30°C

• La carga de infiltración por cambios de aire

Se refieren a aquellas que se producen por los cambios de aire a través de las puertas o ventanas de la cámara

El calor de infiltración total se obtiene de la suma del calor de infiltración sensible y el latente.

• La carga del producto

Se obtiene de la suma de:

• Qfresh: es el calor sensible necesario para bajar la temperatura del pescado fresco (kJ/kg)

• Qfreezing: es el calor latente de congelación (kJ/kg)

• Qfrozen: es el calor sensible necesario para bajar la temperatura del pescado congelado hasta la de la cámara (kJ/kg).

Datos:

Calor específico del pescado fresco: 3.43 kJ/kg-°C

Calor latente: 259 kJ/kg

Calor específico del pescado congelado: 1.8 kJ/kg-°C

• Las cargas internas (personas, luces)

Referidas al calor proveniente de las personas y luminarias en el interior de la cámara. Para esta aplicación se considerara nulo ya que mientras este funcionando no habrá personas y las luces estarán apagadas.

• La carga del equipo de refrigeración.

Calor generado por el equipo de refrigeración debido a que para la circulación del aire se utiliza ventiladores.

Para compensar esta perdida se ha considerado un factor de 15%

1.0 CARGA TERMICA POR PAREDES, TECHO Y PISO

Material: 0.015 kcal/h-m-°C

Medidas: 4.00 x 2.50 x 3.50 m 150 mm 35 m3

Temp. Int.: -30 °C -35 °C 35 °C HR: 90% Carga térmica

Techo: 4 m x 2.5 m = 10 m2 x 70 °C x 0.1 = 70.00

Piso: 4 m x 2.5 m = 10 m2 x 60 °C x 0.1 = 60.00

Paredes: 13 m x 3.5 m = 45.5 m2 x 65 °C x 0.1 = 295.75

CARGA TERMICA: 425.75 kcal/h 0.50 kW

2.0 CARGA TERMICA POR PRODUCTO

Calor sensible sobre el punto de congelación:

Producto: Ce: kcal/kg-°C 1.50 Ton

Temp. Ini.: 10.0 °C -2.0 °C 6 h

kg x 12.0 °C x x = 3,825.00 kcal/h 4.45 kW

4 h

Calor latente:

Producto: Cl: kcal/kg 1.50 Ton

Temp. Ini.: -2.0 °C -2.0 °C 6 h

kg = 24,750.00 kcal/h 28.78 kW

h

Calor sensible bajo el punto de congelación:

Producto: Ce: kcal/kg-°C 1.50 Ton

Temp. Ini.: -2.0 °C -18 °C 6 h

kg x 16.0 °C x x = 2,640.00 kcal/h 3.07 kW

4 h

CARGA TERMICA: 31,215.00 kcal/h 36.30 kW

3.0 CARGA TERMICA POR CAMBIO DE AIRE

0 28

CARGA TERMICA: 0 x 28 x 34.65 m3 x = - kcal/h - kW

24 h

1.0 CARGA TERMICA POR PERSONAS

N° Personas: 0 Calor liberado: 400 kcal/h-personas N° de horas: 12 horas/día

CARGA TERMICA: 0 personas x 400 kcal/h-personas x 12 h/día x = - kcal/h - kW

24 h

2.0 CARGA TERMICA POR ILUMINACION

Potencia: 0 kW N° de horas: 0 horas/día

CARGA TERMICA: 0 kW x 860 kcal/h/kW x 0 horas/día x = - kcal/h - kW

24 h

3.0 CARGA TERMICA POR OTROS EQUIPOS

Potencia: 0 HP Carga térmica: 740 kcal/h/HP N° de horas: 12 horas/día

CARGA TERMICA: 0 HP x 740 kcal/h/HP x 12 horas/día x = - kcal/h - kW

24 h

* CARGA TERMICA TOTAL = 31,640.75 kcal/h 36.79 kWFactor de seguridad: 15%

= 36,386.86 kcal/h

= 42.31 kW

Temp. Ev.: Temp. Ext.:

CALCULOS DE CARGA TERMICA - TÚNEL

Poliuretano Conduct.:

Espesor: Volumen:

kcal/h-m2-°C

kcal/h-m2-°C

kcal/h-m2-°C

Hidrobiologicos 0.85 Cantid.:

Temp. final: Tiempo:


Carga térmica prod.: 1500 1 kcal/kg-°C


0.85

kcal/kg

4


Carga térmica prod.: 1500 x 1 x 66.00


Carga térmica prod.: 1500 1 kcal/kg-°C

Cambios de aire: veces/día Ce aire: kcal/m3

0.44

1

1

1

CARGA TERMICA TOTAL

veces/día kcal/m3 1

RESULTADOS

• Se obtiene una carga térmica total de 42.35 KW

Datos de entrada para el diseño del túnel de congelamiento:

• Capacidad: 1.5 toneladas de pescado

• Tiempo de congelamiento: 6 horas

• Temperatura de ingreso de producto: 10°C

• Temperatura de salida de producto: -30°C

SELECCIÓN DE COMPONENTESUNIDAD CONDENSADORA

Parámetros de selección

• Tipo de Unidad condensadora: Estándar

• Tipo de refrigerante: R-404ª

• Temperatura de referencia para la selección: Temperatura media del refrigerante por ser una mezcla

• Tipo de compresor: Sólo compresor sin variador de frecuencia

• Potencia Frigorífica: Carga Térmica hallada en la memoria de cálculo (42.3KW)

• Temperatura de evaporación: -35 °C

• Temperatura Ambiente: 20°C

• Frecuencia de la Red 100%

Se seleccionará Unidad Condensadora Bitzer LH135E/SHE-28Y-40P

UNIDAD EVAPORADORA

Catálogo Intercal para modelos de baja temperatura

24.4kw -> 20.979kcal/h

Cuadro para selección de evaporador

Cuadro de rendimiento para distintas condiciones de trabajo

Se seleccionará Evaporador Intercal EVC 8 – 503/130

DIAGRAMA P-H DEL PROCESO DE REFRIGERACIÓN

1

23

4

Punto T(°C) P(bar) v( m3/kg) h(kJ/kg)

1 -25 1,66 0,1217 354,937

2 47,5 14,16 0,0153 400,773

3 19,7 14,16 0,0153 229,334

4 -25 1,66 0,1217 354,937

SELECCIÓN DE DIAMETRO DE TUBERIAS• Para la selección de diámetro de tuberías se utilizará ASHRAE 2006 Refrigeration,

Ch. 2. En el cual se utilizarán las tablas de línea de succión, línea de descarga y línea de líquido.

• En nuestro caso, el túnel tiene una carga térmica de 43kW y una temperatura de evaporación de - 35°C. Por lo que se escoge de la tabla una tubería de diámetro 42mm. Como la caída de presión permisible debe ser causar una caída de temperatura menor a 1 K. Se deberá realizar el siguiente cálculo:

• La longitud de tubería es de 2.5m.

• Al haber sólo un codo, y la tubería ser de 42mm de diámetro, se considera la longitud efectiva igual a 0.8m. Por lo que la longitud total será 3.3m.

• Al ser Δt igual a 0.02K/m, la longitud total 3.3m, la carga real 43kW y la carga según la tabla 64.15kW. Con estos datos se utiliza la siguiente formula.

• Por lo que resolviendo se tiene que:

• Y cumple la condición, por lo que se usará para la línea de succión una tubería de cobre de diámetro 42mm.

• La línea de líquido se hallará de la siguiente manera:

• De la tabla del ASHRAE para el refrigerante 404a, se tiene un diámetro de 28mm.

• Para finalizar, la línea de succión del compresor estará definida mediante la temperatura de evaporación y la carga térmica. Por lo que se tiene que el diámetro establecido será de 105mm.

MONTAJE

Sujeción del panelUnión entre pared y techoSujeción al suelo

• Propiedades del poliuretano

Diseño de Un Tunel de Congelamiento de Pescado

Documents

Transcript of Diseño de Un Tunel de Congelamiento de Pescado