Camara Frigorifica Yogurt Pre

Diseño de un cámara frigorífica para conservación de yogurt UNIVERSIDAD MAYOR DE SAN SIMON FACULTAD DE CIENCIAS Y TECNOLOGIA DEPARTAMENTO DE QUIMICA

CARRERA: Ing. Agroindustrial Ing. Alimentos MATERIA: Tecnología del frio

Informe Proyecto

DISEÑO DE UNA CAMARA FRIGORÍFICA PARA CONSERVACIÓN DE YOGURT Integrantes del grupo: Arebalo Rojas Zulma

Ing. Agroindustrial

Galarza Ballesteros Sabina

Ing. Alimentos

Lafuente Soza Luz Belia

Ing. Agroindustrial

Romero Escalera William

Ing. Agroindustrial

Romero Quispe Nandy Melisa

Ing. Agroindustrial

Vallejos Córdova Leonardo

Ing. Agroindustrial

Vargas García Andrea Nicole

Ing. Agroindustrial

Zelaya JaldinNety Nieves

Ing. Agroindustrial

Docente: Ing. Juan Pablo Vargas Fecha: 30/10/2015

Cochabamba – Bolivia

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Diseño de un cámara frigorífica para conservación de yogurt Contenido 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

INTRODUCCIÓN………………………………………………………………….3 OBJETIVOS……………………………………………………………………….3 MARCO TEÓRICO………………………………………………………………..4 JUSTIFICACION………………………………………………………………….. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA…………………………………………15 METODOLOGIA DE TRABAJO………………………………………………..16 DISEÑO DE LA CAMARA FRIGORIFICA……………………………………. DISEÑO DEL EQUIPO DE REFRIGERACION……………………………… CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES………………………………... REFERENCIAS…………………………………………………………………. ANEXOS………………………………………………………………………….

LISTA DE FIGURAS Figura 1. Componentes cámara frigorífica……………………………………………4 Figura 2. Equipo de refrigeración standard…………………………………………..6 Figura 3. Compresores………………………………………………………………...7 Figura 4. Esquema frigorífico de un condensador………………………………….8 Figura 5. Esquema frigorífico y eléctrico de un evaporador……………………….9 Figura 6. Válvula de expansión………………………………………………………11 Ffigura 7. Dimensiones del envase………………………………………………….15 LISTA DE TABLAS Tabla 1. Materiales aislantes empleados en instalaciones frigoríficas…………..5 Tabla 2. Tipos de evaporadores………………………………………………………9 Tabla 3 Diferencias entre un refrigerante ecológico y convencional……………14 Tabla 4 Propiedades físicas del amoniaco…………………………………………24

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Diseño de un cámara frigorífica para conservación de yogurt

DISEÑO DE UNACAMARA FRIGORIFICA PARA CONSERVACIÓN DE YOGURT 1.- INTRODUCCIÓN La necesidad de consumir alimentos en buen estado, sin haber sufrido deterioro alguno, es fundamental en los seres humanos, ya que de ella depende su buena salud. Uno de los alimentos que en la actualidad tiene alta demanda de consumo diario es el “yogurt”, cuyas características son favorables para la salud del ser humano, por ser ésta una fuente natural de calcio y alto poder nutritivo, por ello se hace necesaria su conservación. Las alteraciones microbiológicas son las más importantes que afectan a la calidad del yogurt e impiden su consumo por la aparición de microorganismos patógenos u otros que produzcan toxinas. La aplicación de frio es el método comúnmente usado para la conservación del yogurt ya que se modifica en menor medida las características iniciales del producto. Debe aplicarse para frenar así los diversos agentes de deterioro sobre todo la proliferación microbiana. También es necesario el mantenimiento de las condiciones frigoríficas, ya que una interrupción en la cadena de frío sería contraproducente para la calidad del producto, al favorecer su deterioro y por consiguiente disminuir su periodo de conservación. En el presente trabajo se hará el diseño de una cámara frigorífica que cumpla reúna todos los requisitos para así poder garantizar la inocuidad del yogurt. 2.-OBJETIVOS 2.1 Objetivo General 

Diseñar una cámara frigorífica para la conservación de la producción diaria de yogurt en una panta localizada en la provincia de Montero – Santa Cruz.

2.2 Objetivos Específicos 

Realizar un análisis termodinámico del ciclo de compresión del refrigerante.



Realizar un balance térmico para definir las características de los elementos primordiales que conforman el sistema frigorífico.



Determinar el COP del sistema frigorífico.

3.- MARCO TEÓRICO Las tipologías de cámara suelen clasificarse en función de dos factores: la temperatura de almacenamiento y el área de aplicación. En función de la temperatura de almacenamiento, nos encontramos con camaras de: • Refrigeración (T > 0oC) • Congelación (T < 0oC)

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Diseño de un cámara frigorífica para conservación de yogurt En función del área de aplicación dependerá del uso al que este destinado, siendo de ámbitos tan diversos como la farmacéutica, la floristería, la ingeniería, la investigación científica y hasta en la informática. Es por ello que en nuestro caso, nos centraremos solo en las Cámaras de Congelación para conservación y mantenimiento de alimentos. La refrigeración hace referencia a la producción de frio para disminuir o controlar la temperatura que debe ser por debajo de la temperatura mínima para el crecimiento microbiano evitando de esta manera el deterioro natural del alimento y conservando el valor nutritivo y las características organolépticas del producto original, los alimentos que requieren refrigeración son productos cárnicos, lácteos y vegetales así mismo sus derivados. Estos alimentos están principalmente constituidos por materia orgánica y agua, de los cuales se debe conocer su estructura, composición, evolución y cambios de estado cuando es sometido a diferentes temperaturas. Para el diseño de una instalación frigorífica, además de conocer la cantidad de producto y la composición a refrigerar, se debe realizar el cálculo de las necesidades frigoríficas o carga de refrigeración y el balance térmico de la instalación frigorífica tomando en cuenta a detalle todos los elementos involucrados en el proceso. Así mismo es importante definir un adecuado fluido refrigerante y comprender el ciclo de compresión realizado por equipos, principalmente un compresor, evaporador, condensador y válvula de expansión; de los cuales sus características técnicas estarán en función a los cálculos mencionados. COMPONENTES CAMARA FRIGORIFICA En la Figura mostramos los componentes básicos de una cámara frigorífica, pasando a describir los más representativos:

Figura 1. Componentes cámara frigorífica Elementos de construcción Cerramientos Los cerramientos verticales se construyen con ladrillos o bloques de hormigón de fábrica, enfoscados y fratasados con mortero de cemento para ser pintados a continuación.

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Diseño de un cámara frigorífica para conservación de yogurt Suelen estar protegidos por un bordillo o murete de hormigón armado en su base, con objeto de proteger el revestimiento del aislamiento y al propio aislamiento de posibles golpes de carretillas elevadoras, al tiempo que facilitan la circulación de aire entre la mercancía y el paramento vertical. Los techos se construyen en materiales ligeros si no han de soportar carga. Para el soporte suelen utilizarse estructuras auxiliares metálicas, uniendo el material aislante a estas evitando puentes térmicos. Los suelos, tras haber compactado el terreno mediante la aportación de materiales adecuados, suele establecerse una capa de hormigón de limpieza que al mismo tiempo que permite nivelar la superficie y formar las pendientes de la cámara en caso necesario. Sobre ella se ejecutara la barrera anti vapor y seguidamente se colocara el espesor del material aislante necesario. Finalmente, se ejecutara la solera definitiva. Los suelos deben ser protegidos contra la congelación, en el caso de cámaras con temperatura negativa. Aislantes Los objetivos principales de los materiales aislantes además de cumplir con la legislación son: -Facilitar el mantenimiento de la temperatura adecuada en el interior del recinto, ajustando las pérdidas de calor a unos valores prefijados por unidad de superficie o de longitud y evitar condensaciones - Obtener un ahorro energético con un espesor económico optimo. Dada la gran cantidad de aislantes existentes, exponemos en la Tabla 1 una descripción de los mas utilizados en las instalaciones frigoríficas:

Tabla 1. Materiales aislantes empleados en instalaciones frigoríficas

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Diseño de un cámara frigorífica para conservación de yogurt Revestimientos Se hacen necesarios por varias razones:  Razones mecánicas. Las protecciones evitan la rotura accidental del material aislante.  Son una protección contra la penetración del agua, acción de un posible fuego y evitan el crecimiento de microorganismos en el aislante.  Presentan superficies lisas que facilitan su limpieza y permiten cumplir con las reglamentaciones técnico-sanitarias. En la actualidad los paneles prefabricados suelen ser recubiertos con dos chapas de acero de 0.5 o 0.6 mm, que pueden estar galvanizadas o lacadas; estas están desplazando a otras. EQUIPO DE REFRIGERACION Dentro de este punto, se describirá los elementos principales del circuito frigorífico. Un equipo de refrigeración es una maquina térmica cuyo objetivo consiste en extraer calor de un foco a baja temperatura para transferirlo a otro foco a temperatura más elevada. Para lograrlo es necesario un aporte de trabajo puesto que el calor se dirige de forma espontanea de un foco caliente a uno frio, y no al revés, por la segunda ley de la termodinámica. El aporte de energía para el funcionamiento de la maquina se realizara mediante la compresión mecánica de un gas refrigerante, el cual será el encargado de transferir el calor desde un foco térmico al otro. La compresión mecánica se produce accionando el compresor mediante un motor de tipo eléctrico. Los cuatro principales componentes de un equipo de refrigeración son el compresor mecánico, el condensador, la válvula de expansión y el evaporador, además de otros dispositivos de seguridad y control. Por su parte el fluido frigorífico que circula por el sistema refrigerante, absorberá la energía cedida por el compresor, y esto hará que lo impulse a través del circuito.

Figura 2. Equipo de refrigeración estándar Compresores El compresor es el elemento activo del circuito de refrigeración. Cumple dos funciones: reducir la presión en el evaporador hasta que el liquido refrigerante evapora a la temperatura fijada, y mantiene esta presión retirando los vapores y elevando la temperatura del medio condensado. Por lo tanto, el trabajo del compresor consiste en aspirar los vapores del fluido refrigerante, comprimirlos y descargarlos en el condensador. Los tipos de compresores más utilizados e refrigeración son: a) Alternativos

c) De tornillo o helicoidales

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b) Rotativos

d) Centrífugos

Figura 3. Compresores Los compresores más utilizados en el campo de la refrigeración son los alternativos y los de tornillo. Los demás tipos de compresores quedan fuera de nuestras opciones para este proyecto, debido a su escasa aplicación. La capacidad de refrigeración y la potencia del compresor son dos de las características mas importantes de funcionamiento. Estas dos características de un compresor que funcionan a una velocidad constante, están controladas principalmente por las presiones de admisión y de descarga. Las pérdidas de potencia en el compresor, son consecuencia de los siguientes factores: · Expansión de vapor en el espacio muerto. · Perdidas por intercambio de calor del vapor con las paredes del cilindro. · Perdidas debido al flujo de vapor a través de válvulas. La suma de estas pérdidas descritas, son la diferencia entre el consumo real y el teórico. Los factores directos que influyen en la capacidad y potencia del compresor, son los siguientes: · Velocidad del compresor: la capacidad de un compresor es incrementada en aumentar su velocidad de giro, pero en un grado inferior a la potencia requerida. · Presión de aspiración: la capacidad de un compresor se ve reducida a medida que disminuye la presión de aspiración. · Presión de descarga: el efecto de refrigeración disminuye por un aumento de la presión de condensación. · Fugas a través de las válvulas o pistones. Condensadores Es un intercambiador de calor en el que se produce la condensación del refrigerante en estado vapor a la salida del compresor. El condensador debe de ser capaz de extraer y disipar el calor absorbido en el evaporador mas el calor equivalente al trabajo de compresión. La liberación de este calor pasa por tres fases. La primera consiste en el enfriamiento de los gases desde la temperatura de descarga del compresor, hasta la temperatura de condensación. Esta fase es muy rápida, debido a la gran diferencia de temperaturas entre el fluido frigorífico y el propio condensador. Actúa generalmente en la primera cuarta parte del condensador.

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Diseño de un cámara frigorífica para conservación de yogurt La segunda fase consiste en la cesión del calor latente de condensación. Es la etapa mas lenta y más importante, es donde el fluido efectúa su cambio de estado. La última fase es el enfriamiento del liquido desde la temperatura de condensación hasta la temperatura deseada (liquido subenfriado). Este enfriamiento se produce en la ultima cuarta parte del condensador. La temperatura final del liquido dependerá del salto térmico existente.

Figura 4. Esquema frigorífico de un condensador Los diferentes tipos de condensadores más comunes, se clasifican según su forma de disipar el calor y del fluido exterior utilizado. · Condensadores refrigerados por aire. · Condensadores refrigerados por agua. Evaporadores Un evaporador es un intercambiador de calor que tiene la capacidad necesaria para conseguir la temperatura deseada en el recinto a enfriar. La misión principal del evaporador es asegurar la transmisión de calor desde el medio que se enfría hasta el fluido frigorífero. El refrigerante liquido, para evaporarse, necesita absorber calor y, por lo tanto, produce frio. En la instalación frigorífica el evaporador está situado entre la válvula de expansión y la aspiración del compresor. Su diseño y cálculo en una instalación frigorífica presenta dificultades como la elección del tipo, emplazamiento o disminución del coeficiente de transferencia de calor debido a la aparición de hielo. Son varios los tipos de evaporadores existentes en el mercado, los cuales se reflejan en la siguiente Tabla 2:

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Tabla 2. Tipos de evaporadores Las características principales que debe satisfacer un evaporador son: · Gran superficie del evaporador en contacto con el refrigerante. · El vapor debe salir saturado seco hacia el compresor. · Mínima perdida de carga pero con una velocidad suficiente para originar una buena transferencia de calor. · Deben presentar estanqueidad. · De construcción sencilla y precio bajo. · Resistentes a la corrosión. · Fácil limpieza y desescarche.

Figura 5. Esquema frigorífico y eléctrico de un evaporador

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Diseño de un cámara frigorífica para conservación de yogurt Cuando la temperatura de evaporación es bastante inferior a cero grados, el proceso de formación de escarcha y nieve casi no se manifiesta y se produce directamente hielo denso. Lo anterior afecta al funcionamiento del evaporador disminuyendo la transmisión de calor del exterior del evaporador al interior. Además el proceso de formación de hielo es acumulativo, lo cual hace que si no se evita, con el tiempo el evaporador se bloquee de hielo. En consecuencia se deduce que es necesario eliminar el hielo del evaporador de forma periódica. Es importante no olvidar que el evaporador tiene una bandeja en la parte inferior para recoger el agua condensada, la cual debe salir a los desagües de agua. Se debe evitar que las tuberías de agua de salida de las bandejas y el agua retenida en las mismas pueda congelarse. Para eliminar el hielo que se forma en los evaporadores, hay que realizar un aporte de calor que permita la fusión del hielo. Dicho aporte de calor puede darse tanto desde dentro del evaporador como desde fuera de el. Con aporte externo de calor: ・ Desescarches por aire ・ Desescarches por agua. Con aporte interno de calor: ・ Desescarche eléctrico ・ Inteligente ・ Desescarche por gas caliente ・ Gas de descarga ・ Gas del recipiente de liquido ・ Desescarche por liquido caliente Válvula de expansión Este dispositivo permite mejorar la eficiencia de los sistemas de refrigeración ya que regula el flujo másico del refrigerante en función de la carga térmica. El refrigerante que ingresa al evaporador de expansión directa lo hace en estado de mezcla liquido/vapor, ya que al salir de la válvula se produce una brusca caída de presión producida por la "expansión directa" del liquido refrigerante, lo que provoca un parcial cambio de estado del fluido a la entrada del evaporador. A este fenómeno producido en válvulas se le conoce como flash-gas. Se compone de: · Un cuerpo compuesto por una cámara en la cual se produce la expansión, al pasar el fluido refrigerante a esta a través de un orificio cilindro-cónico obturado parcialmente por un vástago, y los tubos de entrada y salida del fluido. · Un elemento o fluido potencia que actúa sobre el vástago para abrir o cerrar el paso de refrigerante a la cámara de expansión. · Un husillo regulador o tornillo que nos limita la cantidad minima de caudal. · Un bulbo sensor situado a la salida del evaporador, conectado por un capilar al elemento de potencia y que actúa sobre este. · Una tubería de compensación de presión conectado también a la salida del evaporador, y que ayuda a funcionar al obturador. Este accesorio es necesario solo para la VET compensada externamente.

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Figura 6. Válvula de expansión Descripción del producto Yogurt De acuerdo al Codex Alimentarius, el yogurt es leche (usualmente de vaca) que ha sido fermentada con Streptococcus thermophilus y Lactobascillus bulgaricus bajo condiciones definidas de tiempo y temperatura. Cada especie de bacterias estimula el crecimiento de la otra, y los productos de su metabolismo combinado dan como resultado la textura cremosa característica y el ligero sabor ácido. También el yogurt contiene otros aditivos tales como sólidos lácteos, azúcares, frutas, etc. (Codex alimentario) El yogurt resulta del desarrollo de dos bacterias, lactobacilos bulgaricus y streptococus thermophillus. El lactobacilus bulgaricus es una bacteria láctica que se desarrolla ópticamente entre 42 y 50°C, acidificando fuertemente el medio. El streptococus thermophillus se multiplica bien entre 37 a 42°C y cumple la función de aromatizar el yogurt, por esto es recomendable incubar el yogurt a 42°C, para que se mantenga una relación 50:50 de cada tipo de bacteria. Bajo este término se designan a los seres vivientes de muy pequeñas dimensiones, entre los que se encuentran las bacterias, hongos y levaduras. Algunos de éstos causan enfermedades y son llamados patógenos, mientras que otros son útiles en la elaboración de diversos alimentos, entre los que se encuentran el queso y el yogur. La leche contiene muchos nutrientes y constituye un excelente medio para el desarrollo de microorganismos. Su uso para el consumo y la transformación en productos exige medidas de prevención contra la invasión de microorganismos patógenos del medio externo. Beneficios del yogurt Desde el punto de vista nutricional y de salud, las leches fermentadas aportan nutrimentos adicionales a los del producto fresco, como son vitaminas del complejo B y una mayor cantidad de proteínas en productos concentrados como el yogurt y el labne. Además las proteínas tienen mayor valor biológico debido a la pre hidrólisis que sufren por las

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Diseño de un cámara frigorífica para conservación de yogurt proteasas producidas por las bacterias lácticas. También la grasa y la lactosa resultan más digeribles en estos productos que en la leche, por acción de las enzimas microbianas. Las leches fermentadas son alimentos convenientes para las personas que sufren intolerancia a la lactosa, ya que este problema no se presenta cuando se consumen estos alimentos; la probable explicación es la presencia de las lactasas microbianas en el tracto intestinal. GASES REFRIGERANTES El fluido térmico que circula en el sistema cerrado de refrigeración, es un gas refrigerante, que absorbe o cede calor en las diferentes etapas y equipos por donde va circulando y transformándose. Entonces un gas portador refrigerante no es más que una sustancia que tiene la capacidad de transportar e intercambiar calor con el medio ambiente, cediendo calor a alta temperatura y absorbiéndolo a baja temperatura. Un buen refrigerante debe cumplir múltiples cualidades, que por desgracia no todas pueden ser satisfechas a la vez. Hasta hoy no se ha logrado un refrigerante "ideal". Se hace evidente que en la medida que la naturaleza del refrigerante sea tal que las P- T de condensación se aproximen a las del ambiente, necesitaremos menos energía para comprimirlo y para enfriarlo, y con ello el indicador de consumo por unidad frigorífica también será menor. A la vez, si coincidiera que su diferencia en calor latente (respecto al ambiente) fuese lo suficientemente alto para realizar la transferencia de calor, requeriríamos menos cantidad de refrigerante para ejecutar el trabajo y con ello menos compresión. Ambas cualidades son primordiales en el consumo de energía. Se suman otras propias de la naturaleza química del refrigerante, las que proporcionaran poder realizar el trabajo de refrigeración con mayor o menor eficiencia. Ordenado las cualidades que debe cumplir un buen refrigerante, tenemos las siguientes: 1) No debe degradar la atmosfera al escaparse. Debe ser inerte sobre la reducción de la capa de ozono y no incrementar el potencial efecto invernadero. 2) Ser químicamente inerte, no inflamable, no explosivo, tanto en su estado puro como en las mezclas. 3) Inerte a los materiales con los que se pone en contacto, tuberías, sellos, juntas.. 4) No reaccionar desfavorablemente con los aceites lubricantes y presentar una satisfactoria solubilidad en el. 5) No intoxicar el ambiente por escapes y ser nocivo a la salud de las personas. 6) La relación P1/P2 debe cumplir con la eficiencia del consumo energético. 7) Poseer un elevado coeficiente de transferencia de calor por conducción. 8) Cumplirse que la relación presión - temperatura en el evaporador sea superior a la atmosférica, para evitar la entrada de humedad o aire al sistema. 9) Que su punto de congelación sea menor que la menor temperatura de trabajo de sistema de refrigeración 10) Fácil detección en fugas. 11) Bajo precio y fácil disponibilidad. Podemos clasificar los refrigerantes en dos grupos. - Los inorgánicos (amoniaco, CO2, agua…). - Los orgánicos (hidrocarburos y halocarbonatados). Dentro de los orgánicos podemos distinguir entre: a) CFC (Fluor, Carbono, Cloro). Clorofluorcarbono. Son los primeros causantes del deterioro de la capa de ozono e internacionalmente ya se ha prohibido su fabricación y empleo. Contienen hidrogeno y flúor en su molécula y estos lo hacen muy estable en la

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Diseño de un cámara frigorífica para conservación de yogurt atmosfera por largos periodos de tiempo. En esta familia encontramos los R11, R12, R115. b) HCFC (Hidrogeno, Carbono, Flúor, Cloro). También afectan la capa de ozono pero en menor cuantía y su desaparición está prevista para el 2015. El R22 es el componente principal de la familia. c) HFC (Hidrogeno, Flúor, Carbono). Desarrollado en respuesta a los refrigerantes de la segunda generación no presentan potencial destructor de la capa de ozono. En este grupo clasifican el: R134A, R404A, R407F REFRIGERANTES ECOLÓGICOS Las restricciones en cuanto a la producción y comercialización de productos químicos, los cuales incluyen a los refrigerantes, debido a la creciente y acelerada contaminación del medio ambiente y especialmente del deterioro de la capa de ozono, así como del aumento de la temperatura de la tierra, más conocido como efecto invernadero; son algunas de las medidas tomadas para proteger al planeta de la contaminación, así como de los efectos que puede sufrir la humanidad. Estas restricciones conllevan a la investigación y fabricación de nuevos productos químicos, como los refrigerantes, los cuales deben de tener características especiales que cumplan con la misión de refrigerar o enfriar determinado ambiente pero a la vez protejan el medio ambiente y al ser humano de los efectos nocivos. Refrigerantes ecológicos más usados Amoníaco(R-717) Es el más usado, pues no degrada la capa de ozono ni contribuye al efecto invernadero. Tiene alta performance como refrigerante: alta conductividad térmica, que facilita la transferencia de calor. Por su alto calor latente de evaporación (10 veces superior al R-22, por ejemplo), la cantidad de refrigerante necesario en una situación dada es menor, lo que favorece su uso en aplicaciones de gran escala. R-410 A Este compuesto aparece entre las sustancias de mayor presencia en el mercado, sobre todo en el área de aire acondicionado en reemplazo del R-22. Para sustituir este compuesto en una época se utilizó bastante el R-407, pero su inestabilidad generó problemas en la aplicación, así es que hoy se usa muy poco. Ecofreeze 12 Este refrigerante se promueve como sustituto directo de los convencionales R-12 y R-134 A, con aplicaciones en refrigeración doméstica, comercial y aire acondicionado de automóviles. R-600 A (isobutano) Este es otro producto que tiene ventajas ecológicas considerables y actualmente se usa en equipos de refrigeración doméstica producidos por firmas europeas.

Diferencias entre un refrigerante convencional y ecológico.

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Refrigerante Ecológico 404a Tienen efectos sobre el planeta, aunque diferentes y algunos en mínima parte. No esinflamable Es mejor en bajas y medias temperaturas (conservación)

Refrigerante Convencional 134a Este refrigerante no daña la capa de ozono, pero contribuye al efecto invernadero No es inflammable Es mejor para altas temperaturas (congelación) Se usa ampliamente en numerosas aplicaciones asegurando así su disponibilidad comercial en todo el mundo

Tabla 3 Diferencias entre un refrigerante ecológico y convencional Beneficios del refrigerante ecológico Los refrigerantes ecológicos, no son corrosivos y usan moléculas de hidrocarburo que, al ser grandes y ligeras, hacen trabajar menos a los compresores, estos se calientan menos y prolongan la vida útil de los equipos, generando un ahorro en consumo de electricidad cercano al 30%.La industria que utiliza aire acondicionado y el comercio que utilicen aire acondicionado o equipos de refrigeración deberían pensar en cambiar los refrigerantes químicos por naturales no sólo por el beneficio económico que además de ahorros implica un retorno de inversión muy rápido sino el benefició ecológico. 4 JUSTIFICACION El yogurt es un alimento precederos ya que posee muchos nutrientes una considerable cantidad de agua entre otros factores que lo hacen un medio propicio para el desarrollo de microorganismos, los mismos pueden afectar a la salud del consumidor si no se conserva bien el producto. En una planta procesador de yogur es indispensable contar con un equipo de refrigeración, de manera que no se deba interrumpir la cadena de frio para poder conservar en condiciones óptimas el producto, libre de microorganismos patógenos, hongos y levaduras, hasta la entrega al consumidor. Por estas razones la refrigeración y conservación del yogurt en una planta alimenticia es muy importante para evitar daños en la salud del consumidor; es asi que en el presente documento se propone el diseño de una cámara frigorífica para los propósitos ya mencionados 5. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA Debido al crecimiento poblacional y la demanda comercial del producto tanto en la provincia de Montero como en la ciudad de santa cruz, la empresa alimenticia aumento la producción diaria de yogurt y en consecuencia requiere un área mayor de refrigeración para la conservación del producto.

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Diseño de un cámara frigorífica para conservación de yogurt Se debe plantear el problema: los datos disponibles, las características geográficas de lugar, las características del producto. En este presente proyecto se hará el diseño de una cámara frigorífica para la conservación 15000 lt de yogurt, que estará contenido en sachets de 1 lt ordenadas en cajas de plástico. Temperatura de conservación del yogur y propiedades Se recomienda conservar el yogurt envasado en un estado de fresco-refrigerado a una temperatura entre 1 a 4 °C.

Cp yogurt =0.93 [w / kg · C] densidad yogurt =1.033[kg /¿ ] V yogurt =15000[¿] Envases de plástico Los envases utilizados para envasar yogurt son sachets se investigó las características siguientes.

Cpenvase =2.30[J /kg·C ] menvase=0,07[ Kg]

l=15 cm

Ancho=15 cm Figura7 . Dimensiones del envase de yogurt

Aislante térmico 15

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Se eligió el poliuretano y poliestireno expandido como aislantes debido a su baja conductividad térmica. Puerta

poliuretano

K poliuretano =0.026[ J /m·s·C ] e poliuretano =0,09[m]

Pared

Poliestireno expandido k poliestireno =0.03 (

j ) m∗s∗C

e poliestireno =0.09(m)

Revestimiento Elegimos este material debido a su baja conductividad térmica. K acero =237 [ J /m·s·C ] e acero =0,00122[m] Condiciones de Santa Cruz  

Temperatura máxima del último año ( °C ) = 30°C Humedad Relativa externa = 90 %

6. METODOLOGÍA DE TRABAJO Metodología general del proyecto Se hará el diseño de una cámara frigorífica para la producción diaria de yogur en una planta de producción de alimentos ubicada en la provincia Montero del departamento de Santa Cruz. Como consecuencia del crecimiento y cubrir las necesidades de la empresa. Metodología Para el diseño de una cámara de refrigeración se realiza una serie de cálculos que permitirán definir las características de los componentes que conforman el sistema del equipo frigorífico, los mismos que en su funcionamiento aseguraran determinar la temperatura en la instalación.

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Diseño de un cámara frigorífica para conservación de yogurt El objetivo de este capítulo es calcular las necesidades frigoríficas totales o balance térmico que pretende determinar la potencia frigorífica suficiente para cubrir las necesidades de instalación y a su vez con este dato es posible hacer la elección de los equipos comerciales que conforman el sistema de refrigeración que más se adecuen a los requerimientos del proyecto. Para las necesidades de la instalación se tomara en cuenta: Tipo, estado y cantidad del producto al ingreso del quipo Calor especifico del producto Calor desprendido del producto Tiempo de almacenamiento del producto Perdidas de calor por las paredes Clima Temperatura del producto a la entrada del equipo

Debido a que un circuito frigorífico es un sistema que toma calor del medio que se va a enfriar y lo cede al ambiente exterior, es indispensable evaluar con la mayor precisión posible la cantidad de calor que va a retirarse del equipo.

6. DISEÑO DE LA CAMARA FRIGORIFICA En este apartado se debe calcular mínimamente: las dimensiones de la cámara frigorífica, condiciones de la cámara frigorífica. Cálculo de las cargas de refrigeración: del producto, de las paredes, infiltración de aire por apertura de puertas, cargas diversas (luminarias, ocupación, etc.) Formato de ecuaciones:

Q=m∗Cp∗∆ T Las dimensiones de la cámara de conservación se realizan de la siguiente manera. Generalmente la conservación se hace en botellas de un litro por tal motivo se diseñó en función a las botellas el volumen de la cámara frigorífica como en la figura siguiente. Dicho refrigerador con esas características de dimensión almacenara 120 botellas de 1 litro de yogurt. Pared 4

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Puerta Pared

Pared 1 Pared3

H

L A Figura 5. Volumen interno Cámara Frigorífica

A ancho = 0.85 M L largo = 0.5 m H altura = 0.6 m El volumen interno de la cámara frigorífica es: ∫ ¿=L∗A∗H V¿

Eq.1.

∫ ¿=0,85∗0,6∗0,5 V¿

∫ ¿=0,255 m3 V¿ 6.1 Calculo de las temperaturas y humedad del proyecto Los parámetros importantes de determinación son las temperaturas a la cual se conserva el yogurt. La temperatura del medio ambiente, ósea determinar las condiciones externas e internas del proyecto. La cámara de conservación estará localizada en el departamento de Cochabamba principalmente en los mercados, cuyas condiciones climáticas se obtienen de los datos proporcionados por el internet.  Temperatura máxima del último año ( °C ) = 28.1 °C  Humedad Relativa externa = 70 a 90 % Las condiciones interiores de diseño se refieren a los siguientes parámetros.

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 

Temperatura de conservación del yogurt ( °C ) = 1 °C Humedad relativa interna = 60%

6.2 Carga debido a la transferencia de calor por las paredes, piso, puerta.

Figura 6.Paredes externas

Figura 7. Piso y puerta La determinación de esta carga de calor a través de las paredes, techo, piso, se debe de tener en consideración por no contar con un perfecto material aislante. La cantidad de calor transmitido a través de las paredes de una cámara de conservación por unidad de tiempo está en función de tres factores cuya relación se expresa en la siguiente ecuación. Q=U∗A∗∆ T

Eq.2.

Donde Q = Cantidad de calor transferido (J/s) 19

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A = Área de la superficie externa de las paredes (m 2) U = Coeficiente total de transmisión de calor (J/m 2 s °C) ∆ T = Diferencia de temperaturas a través de la pared Como primeramente se determina los coeficientes de transmisión totales de calor de las paredes, techo, piso. Cuando una pared, techo o puerta está construida de diferentes espesores y de diferentes materiales su resistencia térmica total es la suma de las resistencias de los materiales individuales en la construcción de la pared.

U=

Eq.3.

1 1 ea e p e a 1 + + + + hi k a e p k a he

hi = Coeficiente de convección interno k = Conductividad térmica del material e = espesor del material he = coeficiente de convección externo

El coeficiente de transmisión de calor se obtiene de la siguiente manera De acuerdo a Pinazo (1993) Tórrella y Palau (1988) se puede utilizar la siguiente fórmula para el caso de superficies planas. h = a + b*vn Eq.4. h = coeficiente superficial de transmisión de calor (J/m2°sC) vn = velocidad del aire (m/s) Eq.4. Tabla 5. Constantes de a, b, n- velocidad, superficial Estado de la v<5(m/s) superficie a B n A Pulido 4.83 3.3 1 0 Rugoso 5.32 3.7 1 0

v>5(m/s) b n 6.17 0.78 6.5 0.78

Fuente tesis (1999) (Calculo y diseño de una cámara frigorífica para la conservación de sangre humana) UMSS FCYT

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Datos para el cálculo de hi hi=a+b∗v n Eq.5. hi = 4,83J/m2 s°C Dato para el cálculo de he he =a+b∗v n Eq.6. he = 6,48 J/m2 s°C

6.3 Carga latente debido al aire infiltrado Qaire =Ƿ V ( We – Wi ) 590 Eq.6. Q aire = 0,5472 J Ƿ = densidad del aire (kg/m3) V =volumen del aire (m3) We = humedad del aire exterior (kg agua/aire seco) Wi = humedad del aire interior (kg agua/aire seco) Para calcular

primero se recure a obtener la humedad relativa de

Cochabamba y del refrigerador. Humedad relativa externa = HR 70 -90 % Humedad relativa interna = HR 60 % 6.3 Carga debido al producto Q producto =m∗Cp∗∆ T Eq.7. Q producto =J Q= Cantidad de calor transferido por el yogurt (J) Cp= Calor especifico del yogurt (J/kg C) ∆T= Diferencia de temperaturas (C) 21

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6.4 Carga debido al envase Qenvase =m∗Cp∗∆ T Eq.8. Qenvase =102280 J Q= Cantidad de calor transferido por el envase (J/s) Cp= Calor especifico del envase (J/kg C) ∆T= Diferencia de temperaturas (C) 6.5 Capacidad del equipo Para determinar la capacidad del equipo se debe determinar la carga total más un factor de seguridad. Qtotal =Q pared 1+Q pared 2+Q pared 3+Q pared 4 +Q piso +Qtec h o+Q producto +Q envase +Qaire + F seg Eq.9. Qtotal=16553408,7[ J ] Q_total= Carga total en 24 horas F_seguridad= 10% un factor de seguridad. Capacidad equipo=Q total /t deseado Eq.10. Capacidad equipo=1034588,0 [J /h ]

T_deseado= 16 h es el tiempo deseado de funcionamiento del equipo debido al termostato el equipo promedio trabaja este tiempo durante 24 horas.

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Diseño de un cámara frigorífica para conservación de yogurt 7. DISEÑO DEL EQUIPO DE REFRIGERACIÓN Condiciones de operación Elección del refrigerante  Propiedades termodinámicas y de transmisión de calos que juegan un papel decisivo en la concepción, eficacia y rendimiento energético de las instalaciones.  Propiedades físicas, químicas, medioambientales y fisiológicas que determinan la elección de los materiales y las medidas que permitan garantizar la seguridad de los equipos y de las personas. También es muy importante tomar en cuenta aspectos prácticos como: reglamentos y normas nacionales e internacionales, facilidad de elección de fugas, estabilidad en presencia de agua y aceite, costo y disponibilidad del refrigerante. Los fluidos refrigerantes deben tener, en el mayor grado posible, las siguientes cualidades:  Calor latente de vaporización alto, cuanto mayor sea su valor menor cantidad de refrigerante hay que utilizar en el proceso de refrigeración para obtener una temperatura determinada.  Presión de evaporación superior a la atmosférica, para evitar que entre aire al sistema de refrigeración.  Punto de ebullición bajo para que sea inferior a la temperatura de trabajo del evaporador.  Temperaturas y presión de condensación bajas asimismo se evitan trabajar con presiones de condensación altas en el compresor lo que se traduce en un formidable ahorro tanto de energía como en el costo de la instalación.  Inercia química: que no reaccione con los materiales que componen el circuito ni con el aceite de compresor.  Debe tener impacto ambiental bajo. Refrigerante a emplearse Para el siguiente proyecto se vio por conveniente el uso del amoniaco como refrigerante,, por las propiedades termodinámicas y medioambientales.

Refrigerante NH3 El amoniaco es un compuesto común y que existe naturalmente en el ambiente, que se descompone naturalmente en moléculas de hidrógeno y nitrógeno (la atmósfera está formada en un 80% de nitrógeno e hidrógeno). El amoniaco está formado de un átomo de nitrógeno y tres átomos de hidrógeno, y tiene el símbolo químico NH3. El amoniaco es un

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Diseño de un cámara frigorífica para conservación de yogurt elemento clave en el ciclo del nitrógeno, y bajo condiciones normales, es esencial para muchos procesos biológicos. El amoniaco se puede encontrar en el agua, la tierra y el aire, y es fuente del nitrógeno esencial para plantas y animales. De hecho, el amoniaco es uno de los gases más abundantes en el ambiente. La fórmula química del amoniaco es NH3 y el símbolo identificativo como refrigerante R717, es un compuesto que existe de formanatural siendo uno de los gases más abundantes en el ambiente ya que como indica su formulación se descompone en moléculas de hidrógeno y nitrógeno, las cuales están en un 80% en la atmósfera. El funcionamiento básico de la instalación de refrigeración con amoniaco se basa en un ciclo cerrado de evaporación, compresión, condensación y expansión. El punto de ebullición del amoniaco esw a -33ºC a una presión de 1,09bar. El amoniaco es un refrigerante que según el Reglamento de seguridad para instalaciones frigoríficas y sus instrucciones técnicas complementarias, está clasificado en el grupo L2 y grupo de seguridad B2. Según esta clasificación la sala de máquinas específica, diseño y contrucción se rige por la instrucción técnica IF-07 de este mismo reglamento y particularmente por su apartado “6. Salas de máquinas específicas para refrigerantes del grupo L2”.

Ventajas Económicas Como refrigerante, el amoniaco ofrece tres claras ventajas sobre otros refrigerantes comúnmente utilizados. Primero, el amoniaco es compatible con el medio ambiente. No destruye la capa de ozono y no contribuye al calentamiento global de la tierra. Segundo, el amoniaco tiene propiedades termodinámicas superiores, lo que da como resultado que los sistemas de refrigeración con amoniaco consuman menos energía eléctrica. Tercero, el olor característico del amoniaco es su mayor cualidad de seguridad. A diferencia de otros refrigerantes industriales que no tienen olor, la refrigeración con amoniaco tiene un historial probado de seguridad en parte porque las fugas son detectadas fácil y rápidamente. De manera general, un sistema de refrigeración industrial con amoniaco cuesta un 10 a un 20% menos para instalar que otros sistemas que usan refrigerantes industriales competitivos. Termodinámicamente, el amoniaco es de 3 a 10% más eficiente que los otros refrigerantes; como resultado, un sistema de refrigeración de amoniaco tiene menor consumo eléctrico. El costo del amoniaco por sí mismo es significativamente menor que el de los otros refrigerantes, y se requiere de una menor cantidad para la misma aplicación que otros refrigerantes. Todo esto se acumula en costos de operación menores para los procesadores de alimentos y almacenes, lo que implica menores precios de los productos alimenticios.

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Diseño de un cámara frigorífica para conservación de yogurt Ventajas Ambientales El amoniaco es compatible con el medio ambiente. No destruye la capa de ozono y no contribuye al calentamiento global. Segundo, el amoniaco tiene propiedades termodinámicas superiors, lo que da como resultado que los sistemas de refrigeración con amoniaco consuman menos electricidad. Tercero, el olor característico del amoniaco es su mayor característica de seguridad. A diferencia de los otros refrigerantes industriales que no tienen olor, la refrigeración con amoniaco tiene un record comprobado de seguridad en parte porque las fugas son fácilmente detectables. El amoniaco no daña el ozono atmosférico. El amoniaco es un refrigerante natural. No es un compuesto halocarbonado como muchos de los refrigerantes sintéticos en el mercado. Cuando los halocarbonos se liberan a la atmósfera, eventualmente llegan a la estratosfera y a la capa de ozono. Los halocarbonos son extremadamente estables químicamente con ciclos de vida estimados en dos o tres siglos. Cuando se liberan a la atmósfera, esta estabilidad les permite migrar a través de la troposfera hasta la estratosfera. A esta altitud, los intensos rayos ultravioletas del sol rompen las moléculas de los halocarbonos, liberando iones de cloro, los cuales actúan como catalizadores que rompen las moléculas de ozono. Este proceso reduce la efectividad de la capa de ozono como filtro de las radiaciones ultravioleta, lo que resulta que niveles más altos de radiación ultravioleta lleguen a la superficie de la tierra con consecuencias biológicas dañinas. El incremento en la radiación causa mayores riesgos en la salud humana y daña la flora y fauna del ecosistema. Propiedades fisicas de amoniaco

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Diseño de un cámara frigorífica para conservación de yogurt Tabla 4 propiedades físicas del amoniaco Toxicidad y almacenamiento Es un refrigerante tóxico e inflamable en determinadas y altas concentraciones, pero manejado adecuadamente, no representa peligro alguno. Por otro lado el amoniaco puro tiene un rango de inflamabilidad muy reducido y bajo altas concentraciones y condiciones muy limitadas, pero es una de sus desventajas frente a otros refrigerantes. No obstante esta inflamabilidad se incrementa con la mezcla del vapor de amoniaco con aceite u otro elemento inflamable. El encendido de vapor de amoniaco requiere una fuente de fuego externa ininterrumpida, por lo que el peligro de explosión es muy bajo, el cual se reduce aún más con instalaciones ventiladas y libres fuentes de ignición. Cualquier sistema de refrigeración es propenso a tener fugas debido a las sus presiones de funcionamiento, pero los sistemas modernos son seguros ya que constituyen sistemas completamente cerrados con control total y regulación de la presión en todo el sistema. El mayor riesgo podría provenir de una posible explosión, pero para prevenirlo estos sistemas utilizan válvulas de seguridad en recipientes y tuberías que evitan cualquier sobrepresión, ya que se conducen directamente al exterior de la instalación. Por otro lado incorporarán equipos robustos, detectores de amoniaco en sala de máquinas y recintos cerrados, etc. O es que acaso no es más peligroso y explosivo el gas y lo tenemos como combustible en multitud de industrias, salas de calderas incluso calderas domésticas. Una instalación segura de amoniaco requiere un adecuado diseño de ingeniería que contemple todas las medidas de seguridad necesarias y continuar en la explotación con un mantenimiento de la instalación adecuado que minimice el riesgo de fugas. De esta manera un sistema de refrigeración con amoniaco será más seguro que cualquier otro sistema de refrigeración, con las ventajas añadidas de utilizar un refrigerante ecológico, de larga duración y con un rendimiento energético inmejorable.

Calculo del equipo de refrigeración El objeto de la realización del modelo de cálculo es asegurar el enfriamiento del sistema de refrigeración y mantener a temperatura inferior de 1ºC de las condiciones ambientales exteriores 28.1ºC dentro de los valores adecuados de humedad que está en función del producto a enfriar en este caso el yogurt envasado en botella de 1L. Las condiciones para el cálculo son las siguientes: Temperatura interior de la cámara Temperatura de bulbo húmedo de Cochabamba

Tint= 1ºC Tbh=17ºC

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Diseño de un cámara frigorífica para conservación de yogurt Diferencia de temperatura (Anexo…. )

∆T=12ºC

Humedad relativa de la cámara frigorífica

HRi=60%

Los cálculos que a continuación se desarrollan, reúnen los criterios necesarios para poder estimar las características de los equipos que conforman el sistema de refrigeración, entre ellos los equipos principales son: el compresor, condensador, válvula de expansión y el evaporador. Las variables físicas y termodinámicas estarán determinadas por el refrigerante R-404A que para iniciar los cálculos inicialmente se deben definir la presión y temperatura de condensación y evaporación en función de la temperatura interior de la cámara 1ºC. 7.2.1 Ciclo de Refrigeración Para el siguiente proyecto se vio por conveniente el uso del refrigerante R-404A por las propiedades termodinámicas que posee y por ser considerado un refrigerante de reconversión. Se determina los requerimientos del frio de la cámara los valores de presión y temperatura de alta y baja (condensación y evaporación del refrigeración). El ciclo frigorífico nos permite tener una idea de las presiones de trabajo (presión alta y presión de baja) el efecto refrigerante y la energía que requiere el compresor.

Figura 8: Ciclo de refrigeración Fuente Villegas, 2007 Para conocer el comportamiento del refrigerante en el diagrama de Molier para el R-404 se traza un ciclo frigorífico. 7.2.1.1 Determinación de la temperatura y presión de condensación Se considera una temperatura de condensación 10ºC. La temperatura del aire exterior 38.1ºC.

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Diseño de un cámara frigorífica para conservación de yogurt T1=Tc 28.1 + 10ºC T1=Tc 28.1 En función a la temperatura de condensación se recurre a la tabla de saturación de R404A para determinar la presión de condensación: P1=Pc=17.44bar=1744Kpa  Determinación de la temperatura y presión de evaporación T3=Te=Ti-10ºC T3= Te=1-12=-11 En función a la temperatura de evaporación de la tabla de saturación de R-404A determina la presión de evaporación: P3=Pe=4.14bar=414  Tasa de compresión ԏ

ԏ=

PC 17.44 = =4.21 MONOETAPICO PO 4.14

Fuente: Ing. Luis Villegas G. Refrigeración Comercial-Nivel III Pág. 48  Cantidad de frio producido por Kg de refrigerante Para el calculo de las entalpias h2, h3 y h4 se recurre con el dato de temperatura a las tablas de saturacion del R-404A. A la salida del condensador T2=38.1-10ºC=28.1→h2=h3=259.32KJ/Kg A la salida del evaporador Te=-11  Flujo masico desplazado

m=

Q f 12872.5 = =366.11 Kg/h q 35.16

Fuente: Ing. Luis Villegas G. Tecnología de frio Pág. 66

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Qf

=Carga de enfriamiento(KJ/h)

Qf

=

Qfyogu rt

q=cantidad d frio producido por el refrigerante(KJ/h)  Volumen aspirado El volumen aspirado al ingreso al compresor Vr=m*V1 m= Flujo masico desplazado V1=volumen especifico en el punto1 Te=-11 Pe=4.14bar=414 Vr=

→ V1=0.025m3/Kg

366.11 Kg/h∗¿ 0.025m3/Kg=9.15 m3/h

 Volumen horario teorico barrido por el piston Vt=Vr/Hv Vt=Rendimiento horario teorico barrido por el piston Vr Volumen horario real aspirado ᶯv=rendimiento volumetrico ᶯv=1-0.05 ԏ ᶯv=1-(0.05* 4.21 )=0.79 Vt=Vr/Hv=9.15/0.79=11.58 m3/h  Calculo de coeficiente de performancia COP=Qevap/Wcomp=0,842/0,2435=3,458 COP=coeficiente de performancia Qevap=0,842KW Wcomp=0,2345 Kw COPmax=1/((T2+273,15)/(T3+273,15)-1)=5.336 Fuente: Ing. Luis Villegas G. Tecnología de frio Pág. 68

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Diseño de un cámara frigorífica para conservación de yogurt  Rendimiento global ᶯi=ᶯg/ᶯm=0.68*0.75=0.91 ᶯglobal=Rendimiento global=0.68 ᶯm=Rendimiento mecanico=0.75 7.2.2 Selección de equipos y accesorios 

Selección del condensador

El condensador es un intercambiador de calor en el que se produce la condensación del fluido frigorífico que proviene de la descarga del compresor. En este caso se calcula la capacidad nominal para seleccionar con el catalogo. Qnc = Qf x 15/ΔT x Fc x Fr x Fa Fuente: catalogo FRIMETAL Qf= capacidad frigorífica Fc= factor de calor de compresión Fr= factor del refrigerante Fa=factor de altitud ΔT = Diferencia de temperatura calculado anteriormente 10°C A partir de la temperatura de evaporación (Tevap=- 11 °C) y condensación (Tc=38,1 °C) entrado al grafico (Catalogo B) se calcula el calor de compresión Fc = 1,35 sabiendo que el refrigerante utilizado (R-404A) y la altitud de la ciudad de Cochabamba (2548 m) interpolando se obtienen los factores: Fa= 1.1911, Fr= 1 (Catalogo B). Qnc = 8,6 KW Entrando a la tabla de datos del Catálogo se selecciona el modelo CBS-30 marca FRIMETAL (Catalogo B). Selección del evaporador La selección de los evaporadores se realiza a partir de los datos del fabricante en los catálogos, con la temperatura de evaporación (Tevap) y la carga frigorífica calculando Qf, según el catalogo seleccionado requiere el cálculo de la capacidad nominal para su elección. Capacidad nominal= Qn Qne = Qevap/Fc*Fr

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Diseño de un cámara frigorífica para conservación de yogurt Fuente: catalogo FRIMETAL Qf = capacidad frigorífica Fc= Factor de corrección Fr = Factor del refrigerante. Con la temperatura de evaporación (Tevap= -11) y la diferencia de temperatura (ΔT =12 °C) determinados anteriormente, con estos datos entrando al grafico (Catalogo C) se tiene el factor Fc= 1,33, sabiendo que el refrigerante utilizado es R404A el factor Fr=1 (Catalogo C) Qne = 0,842/(1.33* 1) Qne = 1,1172KW Entrando a la tabla de datos del catálogo se selecciona el modelo que tenga la capacidad nominal que más se aproxime, el evaporador seleccionado es FRM-110marca FRIMETAL para la cámara de refrigeración para yogurt. (Catalogo C) 

Selección del compresor

El compresor en esta instalación es el único del movimiento del fluido refrigerante. Se calcula el volumen teórico barrido por el pistón Vt = 11,58 m3/h y se selecciona el compresor (Catalogo D). El compresor es del tipo semi-hermetico, el modelo seleccionado es 2DC3-050E marca BOHN. 

Selección de válvula de expansión

La válvula de expansión es el dispositivo que proporciona una diferencia de presión establecida entre los lados de alta y baja presión de la planta de refrigeración Selección de la válvula de expansión Refrigerante R404A Qn=1,1172kW Te = -11°C Tc = 38,1°C ΔTsub = 10 °C Factor de corrección 10%

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Qne 1,1172 = =1,015 Kw (Ir a catalogo y seleccionar en Anexo 4) factordecorreccion 1.10

Tipo de válvula: T2 Orificio=01

8.CONCLUSIONES  El presente proyecto, se realizó en base a los temas involucrados en el cálculo de un sistema de refrigeración dando énfasis a las condiciones de diseño considerado todos los parámetros como el lugar, producto a refrigerar, cantidad de producto. Para los aspectos teóricos del proyecto se han consultado varios libros y pagina web.  Se diseñó una cámara frigorífica para la conservación de yogurt para la ciudad de Cochabamba  En cuanto al uso del refrigerante se concluye que es factible el empleo del refrigerante R-404A mismo que es inocuo, parra la capa de ozono aunque algunas propiedades químicas contribuyen en el calentamiento global

9. REFERENCIAS  Luis Villegas G. Refrigeración Comercial-Nivel III  Luis Villegas G. Tecnología de frio  Tesis de grado: Diseño de una cámara frigorífica para alimentos perecederos por Cuevas Covarrubias Ernesto  Tesis:Diseño de cámara para la refrigeración y congelación de pan por David Torrez Cicuendez  Tesis: detrminacion de la vida de anaquel del yogrut  http://dpicuto.edu.bo/tesis/facultad-nacional-de-ingenieria/carrera-de-ingenieriaquimica/338-determinacion-de-la-vida-util-del-yogurt.html

http://www.cyclosrl.com.ar/03infdat_01.htm http://www.metalica.com.mx/pdf/DM_PLANOS.pdf http://data.irestal.com/files/files/2012030204152933979.pdf http://www.esi2.us.es/~jfc/Descargas/TC/Coleccion_tablas_graficas_TC.pdf  http://www.tutiempo.net/clima/santa cruz/852230.htm    

 https://www.google.com.bo/search?q=comparacion+de+r404a+con+otros+refrigerantes&biw=1366&bih=655&tbm=isch&tbo=u&source=uni

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Diseño de un cámara frigorífica para conservación de yogurt v&sa=X&ved=0CCEQsARqFQoTCJC33r6C7MgCFcorJgodKhQAJA#imgrc=yMFf bIlxCPMXLM%3A

ANEXOS

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CATALOGO A: VALVULA DE EXPANSION

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R404A

175 150 125 100 75 50 T[°C]

1900 kPa

25 870 kPa

0 320 kPa

-25 -50 -0,25

0,2

0,00

0,4 95 kPa 0,6

0,25

0,50

0,8

0,75

s [kJ/kg-K]

1,00

1,25

1,50

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CATALOGO B: CONDENSADORES

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Diseño de un cámara frigorífica para conservación de yogurt CATALOGO C: EVAPORADORES

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CATALOGO D: COMPRESORES

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http://dpicuto.edu.bo/tesis/facultad-nacional-de-ingenieria/carrera-de-ingenieriaquimica/338-determinacion-de-la-vida-util-del-yogurt.html tesis fni oruro determinacion de vida útil del yogurth

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