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La refrigeracin y el ciclo de compresin de vapor

Facultad De Ciencias Aplicadas

EAP de Ingeniera Agroindustrial

OPERACIONES UNITARIAS II

FACILITADOR : ING. Miguel Angel QUISPE SOLANO

TARMA PER

Definicin, Aplicaciones, Tipos de ciclos de refrigeracin. Ciclo invertido de Carnot. Ciclo estndar de compresin de vapor.

Termodinmica del ciclo de refrigeracin por compresin de vapor.

Fundamentos de la conservacin de alimentos

La causa principal del deterioro de los alimentos es el desarrollo y proliferacin de microorganismos(m.o.).

Los m.o. no se encuentran en el interior: De los tejidos de las plantas sanas, ni En los animales sanos.

Los m.o. siempre estn presentes exteriormente y dispuestos a invadir los tejidos si hay: Ruptura de piel. Enfermedad o Muerte.

...Fundamentos de la conservacin de alimentos

A partir de la cosecha o del beneficio el equilibrio enzimtico se pierde.

Si los alimentos se deben de conservar por un periodo corto de tiempo, hay dos posibilidades: Mantener el alimento vivo (ej. langostas

vivas en los restaurantes).

Si el alimento no est vivo, hay que cubrirlo y enfriarlo (retardar la descomposicin). Solo dura periodos breves.

...Fundamentos de la conservacin de alimentos

Para la conservacin durante periodos largos, se requieren otras barreras.

Las caractersticas de los alimentos determinan los m.o. que pueden desarrollarse.

Se puede predecir la flora microbiana conociendo las caractersticas del alimento.

Tecnologa de obstculos

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Velocidad de Multiplicacin de Microorganismos

Clasificacin de los mtodos de conservacin de alimentos

Segn su accin sobre los m.o. los mtodos de conservacin de alimentos se pueden clasificar en:

a. Destructivos.

b. De efecto barrera y

c. Eliminacin

a. Destructivos

Por accin del calor Pasteurizacin.

Esterilizacin

Por radiaciones ionizantes. Irradiacin

Por accin mecnica Altas presiones

Por accin mixta: calor-mecnica

Coccin-extrusin.

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b. De efecto barrera

Bajas temperaturas. Refrigeracin.

Congelacin. Atmsferas con oxgeno reducido.

Vaco.

Gases inertes.

Atmsferas controladas.

Por reduccin del contenido de agua.

Deshidratacin.

Liofilizacin.

Concentracin.

Proteccin por incorporacin y recubrimiento con inhibidores.

Salazn, recubrimiento con azcar, inmersin en cidos, fermentacin.

c. Eliminacin

Por separacin fsica Filtracin esterilizante.

Ultrafiltracin.

Orgenes y desarrollo del fro industrial

Los habitantes con un medio ambiente de fro natural entendieron la importancia del fro sobre la conservacin de sus alimentos.

Congelaron al aire libre pescado y animales cazados.

Primero se utiliz el hielo o la nieve. Despus se conserv y traslad el hielo,

para su utilizacin en estaciones clidas y en lugares lejanos.

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...Orgenes y desarrollo del fro industrial

Con el uso de mezclas refrigerantes se pasa a una etapa que se puede considerar intermedia entre el fro natural y el artificial.

En el periodo 1875-1914 se desarrolla el fro artificial.

El empleo del fro artificial se extiende debido a tres sectores: La fabricacin del hielo. La industria cervecera. El transporte de carne a travs de los ocanos.

Cadena de fro

En 1908 se utiliza por primera vez la expresin cadena de fro.

Expresa el conjunto de elementos, fijos o mviles, que aseguran la permanencia continua de los productos alimenticios perecederos bajo temperatura controlada desde su produccin hasta su consumo.

...Cadena de fro

Existen dos tipos de conservacin a travs del fro: Refrigeracin (das, semanas). La congelacin (largo plazo).

El fro inhibe los agentes alterantes en una forma total o parcial.

Al disminuir la temperatura se reduce considerablemente la velocidad de reproduccin de los m.o.

Porqu no se debe romper la cadena de fro?

Ni la refrigeracin ni la congelacin eliminan a los microorganismos.

Al elevar la temperatura las bacterias reanudan su actividad.

Si se baja la temperatura nuevamente, ese alimento ya tiene ms carga microbiana.

El uso de fri es esencial en la produccin y distribucin de alimentos y para el funcionamiento eficiente de la industria agroalimentaria. El sector del Fro tiene gran importancia tanto en el presente como en el futuro. Hoy da la sociedad desarrollada es un cliente de esta tcnica de conservacin tanto refrigerados como congelados. El desarrollo se ve potenciado por los siguientes

factores: a) Tendencia creciente en la poblacin b) Grado de urbanizacin

IMPORTANCIA DEL USO DEL FRIO

c) Desarrollo de determinados pases

d) Disponibilidad de alimentos

e) Trfico mundial de alimentos

f) Ayuda de los pases desarrollados al auge econmico de los pases en desarrollo

Cuantitativamente la importancia del fro es que del total de la produccin de alimentos en el mundo que supera 4.000 millones de toneladas anuales un 30% sufre tratamiento frigorfico.

..IMPORTANCIA DEL USO DEL FRIO

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Asi por ejemplo ms de 7 millones de toneladas de

pltanos al ao son movilizados por el auxilio del fro

desde los productores hasta los consumidores.

Se mueven ms de 6 millones de toneladas de carne

desde Sudamerica, Australia y Nueva Zelandia hasta

Europa y ms de 70 millones de toneladas anuales de

productos pesqueros desde la zona de captura hasta las

de consumo.

La utilizacin del fro es un pilar bsico en la

organizacin del consumo en el mundo desarrollado de

tal manera que el 40% de los alimentos que forman la

dieta de dichos paises utilizan el fro

..IMPORTANCIA DEL USO DEL FRIO

La tcnica del fro Produce:

-Mxima prolongacin de la capacidad de

conservacin de los alimentos

-Mnima modificacin de las caractersticas

sensoriales de calidad y del valor nutritivo

-Posibilidad de utilizacin verstil de la

tcnica

-Costes reducido

-Ausencia de acciones nocivas para la salud

Desde el punto de vista de rentabilidad econmico ,el coste

de la aplicacin del fro no es elevado, se obtiene los

siguiente valores estimados:

refrigerado 25 Kwh/t

congelado 100 kwh/t

pasteurizado 130 kwh/t

esterilizado 225 kwh/t

secado 600 kwh/t

Como se observa la refrigeracin y la congelacin son

procedimientos baratos que permite aplicarlo en las

condiciones adecuadas. Por ello esta tcnica se ha extendido

universalmente , continuando dicho desarrollo paralelamente al

aumento de las producciones agropecuarias, especialmente en

el caso de las materias primas perecederas. Brindando un

mejor abastecimiento productos al mercado a lo largo del

tiempo, con una calidad superior del producto y una reduccin

de perdidas durante la vida til del producto.

Fabrica congelados almacen frig cong Almacn deposito frigorfico

Empresa transformadora

Empresa con economato comunitario

Almacn frigorfico distribuidor

Lonja de alimentos tienda

Frigorfico familiar

Origen de la materia prima

Transporte a temperaturas normales

Transporte a temperaturas bajo C

Esquema de una cadena frigorfica

Sistemas de Produccin de fri

1) Sistemas basados en Medios qumicos

2) Sistemas basados en Medios fsicos

2.2 Sistemas basados en

la expansin de fluidos

No condensables

2.3 Sistemas basados

En efectos especiales

2.1 Sistemas basados en

Cambios de estado

a) Fusin

b) Sublimacin

c) Evaporacin

c.1 SIN RECUPERACION DE GAS PRODUCIDO

c.2 CON RECUPERACION DE GAS PRODUCIDO

C.2.1 absorcin

C.2.2 adsorcin

C.2.4 Eyeccin de vapor

C.2.3 Comprensin de vapor

1. SISTEMAS BASADOS EN MEDIOS QUMICOS

No tienen importancia industrial

Elevado costo

La sal pasa del estado slido a un estado de dispersin comparable al estado lquido

Produce efecto de refrigeracin al absorber el calor necesario para su desintegracin molecular.

Disoluciones de sustancias con calores de disolucin negativos.

Disgregacin molecular => consumo de energa => tanto mayor sean fuerzas de cohesin entre las molculas del slido.

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Separadas las molculas es preciso que se difundan entre las molculas del disolvente lo que consume tambin energa.

Eleccin adecuada de sustancias para lograr descensos importantes

2. SISTEMAS BASADOS EN MEDIOS FSICOS 2.1 BASADOS EN CAMBIOS DE ESTADO

a) FUSIN Fusin del hielo. Refrigeracin independiente del equipo mecnico" Calor latente 80 cal/g +calor sensible Desventajas: Problema de eliminacin de agua,

imposibilidad de conseguir temperaturas bajo 0 C

Solucin salina (salmuera) congela y funde a temperatura ms baja qu