Upload
lybao
View
213
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
Carlos Castellanos Refrigeration Technologies Engineer
DICIEMBRE 2017
DISEÑO Y EQUIPOS PARA EL SISTEMA DE CONSERVACIÓN EN FRIO
Introducción sistemas de conservación en frío
Equipos para el Sistema de Conservación en Frío
• Cómo funciona un sistema de refrigeración?
• Elementos de un sistema de refrigeración – Evaporadores
– Compresores
– Condensadores
– Tanques
– Válvulas
– Controles
– Cuartos fríos, sistemas de enfriamiento
Diseño de los sistemas de Conservación en Frío ‒ Cargas térmicas en un sistema de refrigeración
‒ Cálculo de carga térmica de refrigeración
‒ Selección de equipos de un sistema de refrigeración
‒ Instalación de sistemas de refrigeración
‒ Refrigerantes
‒ Mantenimiento de equipos
‒ Ventilación
‒ Salas de proceso
‒ Salas de máquinas
Diseño y equipos para el sistema de conservación en frio
2 Diseño y equipos para el sistema de conservación en frio
Diseño y equipos para el sistema de conservación en frio
3 Diseño y equipos para el sistema de conservación en frio
CADENA DE FRIO
Diseño y equipos para el sistema de conservación en frio
4 Diseño y equipos para el sistema de conservación en frio
Megatendencias Globales
Nuevos, Refrigerantes de bajo-impacto como el CO2, amoniaco y los HFC no
inflamables.
Enfriamiento y refrigeración a alta presión se está convirtiendo en lo común.
Crecimiento rápido en demandas refrigeración fuera de Europa y Norte America.
Enfocados en eficiencia energética y bajas emisiones.
Crecimiento en la atención de seguridad en refrigeración e instalaciones de frío.
Como se viene respondiendo
Basados en experiencia con fabricantes
globales de refrigeración y sistemas de
refrigeración industrial
GEA RT suministra equipos según las
tendencias globales.
Amplio Rango de aplicaciones para
• Refrigeración Industrial
• Food Retail
• Refrigeración Comercial
• Aire Acondicionado
Tendencias en Cooling (enfriamiento)
• Seguridad alimentaria
• Urbanizacion
• Conectividad
• Big Data
• Soluciones amigables al medio ambiente
• Electrificacion
Todos los Componentes
requieren
• Seguridad
• Calidad
• Confiabilidad
• Eficiencia Energética
• Larga vida útil
• Cómo funciona un sistema de refrigeración?
Equipos para el Sistema de Conservación en Frío
5 Diseño y equipos para el sistema de conservación en frio
Cambio de estado Alcohol en la mano se evapora y enfría…
• Cómo funciona un sistema de refrigeración?
Equipos para el Sistema de Conservación en Frío
6 Diseño y equipos para el sistema de conservación en frio
• Cómo funciona un sistema de refrigeración?
Equipos para el Sistema de Conservación en Frío
7 Diseño y equipos para el sistema de conservación en frio
• Cómo funciona un sistema de refrigeración?
Equipos para el Sistema de Conservación en Frío
9 Diseño y equipos para el sistema de conservación en frio
Los refrigerantes en general a una presión determinada le corresponde una temperatura de evaporación por consiguiente si bajamos la presión
bruscamente de un refrigerante, este empezará a transformarse en gas captando calor del medio y enfriando sus alrededores.
Este proceso se llama expansión.
Diagrama presión-Entalpia
Equipos para el Sistema de Conservación en Frío
10 Diseño y equipos para el sistema de conservación en frio
Presion
Evaporador
Compresor
Condensador
Refrigerante absorbe calor de
la carga
Refrigerante rechaza calor
a la atmosfera
Dispositivo de
restriccion
Entalpia
Equipos para el Sistema de Conservación en Frío
12 Diseño y equipos para el sistema de conservación en frio
Elementos de un sistema de refrigeración – Evaporadores
Equipo encargado de enfriar aire o fluidos, por medio de la evaporación de un refrigerante.
Los evaporadores son intercambiadores de calor que en su interior circula un refrigerante y en su exterior circula un fluido a enfriar.
Equipos para el Sistema de Conservación en Frío
13 Diseño y equipos para el sistema de conservación en frio
Elementos de un sistema de refrigeración – Evaporadores
Equipo encargado de enfriar aire o fluidos, por medio de la evaporación de un refrigerante.
Los evaporadores son intercambiadores de calor que en su interior circula un refrigerante y en su exterior circula un fluido a enfriar.
Equipos para el Sistema de Conservación en Frío
14 Diseño y equipos para el sistema de conservación en frio
Elementos de un sistema de refrigeración – Evaporadores
Equipos para el Sistema de Conservación en Frío
15 Diseño y equipos para el sistema de conservación en frio
Elementos de un sistema de refrigeración – Evaporadores
Equipo encargado de enfriar aire o fluidos, por medio de la evaporación de un refrigerante.
TIPOS DE EVAPORADORES:
1-ENFRIADORES DE AIRE – DIFUSORES
-Axiales
Equipos para el Sistema de Conservación en Frío
16 Diseño y equipos para el sistema de conservación en frio
1-ENFRIADORES DE AIRE – DIFUSORES
-Axiales
-Centrífugos
Equipos para el Sistema de Conservación en Frío
17 Diseño y equipos para el sistema de conservación en frio
Elementos de un sistema de refrigeración – Evaporadores
ENFRIADORES DE AIRE – DIFUSORES
-Axiales
-Centrífugos
-Duales: Baja velocidad de aire, circulación forzada
Circulación inducida:
Equipos para el Sistema de Conservación en Frío
18 Diseño y equipos para el sistema de conservación en frio
– Evaporadores
2-ENFRIADORES DE LÍQUIDOS – (REFRIGERANTES SECUNDARIOS: AGUA, SALMUERA, ANTICONGELANTE):
-Intercambiadores de carcasa y tubos.
Equipos para el Sistema de Conservación en Frío
19 Diseño y equipos para el sistema de conservación en frio
Shell & tube heat exchanger.
– Evaporadores
2-ENFRIADORES DE LÍQUIDOS – (REFRIGERANTES SECUNDARIOS: AGUA, SALMUERA, ANTICONGELANTE):
-Intercambiadores de carcasa y tubos.
-Intercambiadores de placas.
Equipos para el Sistema de Conservación en Frío
20 Diseño y equipos para el sistema de conservación en frio
– Evaporadores
2-ENFRIADORES DE LÍQUIDOS – (REFRIGERANTES SECUNDARIOS: AGUA, SALMUERA, ANTICONGELANTE):
-Intercambiadores de carcasa y tubos.
-Intercambiadores de placas.
-Máquinas de hielo
Equipos para el Sistema de Conservación en Frío
21 Diseño y equipos para el sistema de conservación en frio
– Evaporadores
2-ENFRIADORES DE LÍQUIDOS – (REFRIGERANTES SECUNDARIOS: AGUA, SALMUERA, ANTICONGELANTE):
-Intercambiadores de carcasa y tubos.
-Intercambiadores de placas.
-Máquinas de hielo
-Serpentines para bancos de hielo.
Equipos para el Sistema de Conservación en Frío
22 Diseño y equipos para el sistema de conservación en frio
Otros evaporadores:
• Unidades manejadoras
PARA CUARTOS CON ALTAS
ESPECIFICACIONES SANITARIAS:
• Congeladores de placas de contacto
Equipos para el Sistema de Conservación en Frío
23 Diseño y equipos para el sistema de conservación en frio
Otros evaporadores:
• Sistemas rápidos de Congelación
Tunnel Freezer
Equipos para el Sistema de Conservación en Frío
24 Diseño y equipos para el sistema de conservación en frio
Otros evaporadores:
• Sistemas rápidos de Congelación
Carton Freezer
Equipos para el Sistema de Conservación en Frío
25 Diseño y equipos para el sistema de conservación en frio
Otros evaporadores:
• Sistemas rápidos de Congelación
Spiral Freezer
Equipos para el Sistema de Conservación en Frío
26 Diseño y equipos para el sistema de conservación en frio
Otros evaporadores:
Equipos para el Sistema de Conservación en Frío
27 Diseño y equipos para el sistema de conservación en frio
• Enfriador de película descendente:
Intercambiador raspador de superficie
Equipos para el Sistema de Conservación en Frío
28 Diseño y equipos para el sistema de conservación en frio
• Problemas frecuentes en los evaporadores:
• Inundación de aceite.
• Bloqueo con hielo.
• -Reduce la capacidad del evaporador
• -Aisla tubos del evaporador
• -Restringe el paso del aire
• Fallas en la instalación.
• Fugas.
Elementos de un sistema de refrigeración – Evaporadores
– Compresores
Refrigerante
Capacidad
Acople con el motor
Aplicación
Enfriamiento de aceite
Equipos para el Sistema de Conservación en Frío
29 Diseño y equipos para el sistema de conservación en frio
Unidades Condensadoras Fraccionarias
Unidades Condensadoras Semi-Herméticas
Compresores:
Máquina que eleva la presión de un gas, un vapor o una mezcla de gases y vapores.
Equipos para el Sistema de Conservación en Frío
30 Diseño y equipos para el sistema de conservación en frio
Componentes Refrigeración Comercial
Compresores
El trabajo del compresor es tomar el refrigerante evaporado a baja presión y llevarlo a una presión
mayor mediante compresión (disminución de volumen) descargándolo como gas caliente.
Los compresores se clasifican por su funcionamiento en tres tipos:
Alternativos
Rotativos
Centrífugos
Equipos para el Sistema de Conservación en Frío
31 Diseño y equipos para el sistema de conservación en frio
Compresores Alternativos
También llamados reciprocantes, el diseño de este tipo de compresores es similar a un motor de
automóvil moderno, con un pistón accionado por un cigüeñal que realiza carreras alternas de
succión y compresión en un cilindro provisto con válvulas de succión y descarga.
Existen tres tipos:
Abiertos
Semi herméticos
Herméticos
Equipos para el Sistema de Conservación en Frío
32 Diseño y equipos para el sistema de conservación en frio
Paquetes de compresión con compresores de tornillo
Equipos para el Sistema de Conservación en Frío
33 Diseño y equipos para el sistema de conservación en frio
34 7 december 2017
Múltiples rangos de temperatura
DAW cooler
1040 kW
Ti/o Glycol = +33/-1°C
27 m3/h
32 CCT tanks
(3 coils + cone per tank)
Total 1800 kW
6 BBT tanks
Total 120 kW
Wort cooler
2700 kW
Ti/o Glycol = +38/+3°C
69 m3/h
M
4x condensers
Total Qc 9750 kW @ Tc =
37°C and Twb +28°C
Glycol cooler
~400 kW
Ti/o = 0/-4°C
-6°C Separator
Glycol cooler
~2050 kW
Ti/o = +15/+5°C
MM
M
Gly
co
l m
ixin
g
.
Ve
sse
l +
15°C
.
- Packaging 1 (240kW)
- Packaging 2 (750kW)
- Packaging 3 (255kW)
- Packaging 4 (790kW)
- Pre-filter cooler (105kW)
- Yeast tanks 3x (154kW)
- Yeast propagation (60kW)
- Room coolers 4x (80kW)
Gly
co
l m
ixin
g .
Ve
sse
l +
0°C
.
GEA V1400 Piston VSD
830 kW @ -6,5/+37°C
GEA V1400 Pistion VSD
810 kW @ -6,5/+37°C
GEA V1400 Pistion VSD
810 kW @ -6,5/+37°C
GEA V1800 Piston VSD
1190 kW @ -0,5/+37°C
GEA V1800 Pistion VSD
1190 kW @ -0,5/+37°C
GEA V1800 Pistion VSD
1350 kW @ -0,5/+37°C (SWING)
GEA V1800 Pistion VSD
2202 kW @ +12/+37°C
0°C Separator+13°C Separator
M
1550 kW 1150 kW460 kW 400 kW
180 kW
+38°C
+18°C
+3°C
+33°C
+18°C
+5°C
+1°C
Glycol mixing
Vessel +33°C
Glycol mixing
Vessel +38°C
Oportunidades de eficiencia- compresores
Elementos de un sistema de refrigeración – Evaporadores
– Compresores
– Condensadores
El condensador es un intercambiador de calor que transforma el refrigerante gaseoso en líquido
mediante la extracción de calor de este.
Equipos para el Sistema de Conservación en Frío
35 Diseño y equipos para el sistema de conservación en frio
• CONDENSADORES
36
Evaporativo tiro forzado, ventilador
axial.
Evaporativo tiro forzado, ventilador
centrífugo.
Casco tubo.
PHE
Evaporativo tiro inducido.
Diseño y equipos para el sistema de conservación en frio
Equipos para el Sistema de Conservación en Frío
• CONDENSADORES
37 Diseño y equipos para el sistema de conservación en frio
Equipos para el Sistema de Conservación en Frío
Elementos de un sistema de refrigeración – Evaporadores
– Compresores
– Condensadores – Tanques
Equipos para el Sistema de Conservación en Frío
38 Diseño y equipos para el sistema de conservación en frio
Elementos de un sistema de refrigeración – Evaporadores
– Compresores
– Condensadores – Tanques y sistemas paquetizados
Equipos para el Sistema de Conservación en Frío
39 Diseño y equipos para el sistema de conservación en frio
Elementos de un sistema de refrigeración – Evaporadores
– Compresores
– Condensadores – Tanques y sistemas paquetizados
– Válvulas
Equipos para el Sistema de Conservación en Frío
40 Diseño y equipos para el sistema de conservación en frio
Diseño y equipos para el sistema de conservación en frio 41
Equipos para el Sistema de Conservación en Frío
Elementos de un sistema de refrigeración – Evaporadores
– Compresores
– Condensadores – Tanques y sistemas paquetizados
– Válvulas
– Controles
Equipos para el Sistema de Conservación en Frío
42 Diseño y equipos para el sistema de conservación en frio
Que Usaríamos para su Control
Controladores Actuadores Sensores y
Transmisores
Diseño y equipos para el sistema de conservación en frio 43
Equipos para el Sistema de Conservación en Frío
• CONTROLES PARA REFRIGERACION:
44 Diseño y equipos para el sistema de conservación en frio
Equipos para el Sistema de Conservación en Frío
Controles
Equipos para el Sistema de Conservación en Frío
45 Diseño y equipos para el sistema de conservación en frio
Ethernet Network
GEA OmniHistorian™ GEA OmniLink™
Onsite
O
nsite
or
Re
mo
te
Elementos de un sistema de refrigeración – Evaporadores
– Compresores
– Condensadores – Tanques y sistemas paquetizados
– Válvulas
– Controles
– Cuartos fríos, sistemas de enfriamiento
Equipos para el Sistema de Conservación en Frío
46 Diseño y equipos para el sistema de conservación en frio
CUARTOS FRÍOS
Diseño de los sistemas de Conservación en Frío
‒ Cargas térmicas en un sistema de refrigeración
Carga por producto
Carga por infiltración
Carga por transmisión por paredes, piso y techo
Carga por iluminación
Carga por personas
Carga por montacargas o motores adicionales
Carga por transmisión solar
47 Diseño y equipos para el sistema de conservación en frio
Diseño de los Sistemas de Conservación en Frío
Diseño de los sistemas de Conservación en Frío ‒ Cargas térmicas en un sistema de refrigeración
‒ Cálculo de carga térmica de refrigeración
Diseño de los Sistemas de Conservación en Frío
48 Diseño y equipos para el sistema de conservación en frio
Tendencia
Obtener una alta calidad constante a través del control de temperatura
meticulosa.
PRINCIPIOS DE TRANSMISION DE CALOR
•CONDUCTIVIDAD TERMICA (K)
•Es el rango de calor transferido a través de un material homogéneo en Btu/h pie2 °F/ in de espesor.
•La conducción de calor transferido varia directamente con la conductividad térmica, area, diferencial de temperatura y el tiempo y varía inversamente con el espesor del material.
•El valor K expresa una transferencia de calor por pulgada
• de espesor en consideraciones de aire acondicionado y
• refrigeración.
49 Diseño y equipos para el sistema de conservación en frio
PRINCIPIOS DE TRANSMISION DE CALOR
•TABLA DE CONDUCTIVIDAD TERMICA (K)
50 50
Diseño y equipos para el sistema de conservación en frio
•COEFICIENTE TOTAL DE TRANFERENCIA DE CALOR “U”
•Este coeficiente total de transferencia de calor de un material dado o estructura compuesta con superficies paralelas es conocido como factor U y está expresada en Btu/hr. °F. Sqft
•En paredes y techos. Primero hallamos el R total como veíamos antes y luego U es el recíproco:
•Donde:
•C es la conductancia (si aplica)
•X1, X2, son los espesores de los materiales
•K1, K2 son las conductividades
•Fi y fo son las conductancias de peliculas internas y externas
•Luego calculamos el factor U total:
•
55 55
Diseño y equipos para el sistema de conservación en frio
PRINCIPIOS DE TRANSMISION DE CALOR
•COEFICIENTE TOTAL DE TRANFERENCIA DE CALOR “U”
•
56 56
Diseño y equipos para el sistema de conservación en frio
PRINCIPIOS DE TRANSMISION DE CALOR
ESTIMACIÓN DE CARGAS
•Para la estimación de cargas, todos los factores que afectan el rango de calor ganado deben ser detallados
para un cálculo correcto.
•Cada aplicación es diferente y se deben revisar las características operacionales, requerimientos del
producto, empaques y otros detalles.
•La frecuencia de entrada del producto, diferenciales de presión en áreas adyacentes, sistemas de
ventilación existentes, infiltraciones, tamaño del producto y tipo de empaque, temperatura de entrada y salida
del producto, velocidad del aire, etc.
•
57 57
Diseño y equipos para el sistema de conservación en frio
ESTIMACIÓN DE CARGAS
•1-Cargas por transmisión: Principalmente se presentan en paredes, pisos y techos y
están en función del área superficial exterior, la temperatura diferencial entre el área y el exterior
y la conductividad térmica del aislamiento utilizado.
•La tabla 1ª, convierte la conductividad térmica K en Btu/h/pie2/°F por pulgada de espesor a 24
horas de calor ganado por materiales comunes usados, con diferenciales desde 1 a 130°F, estos
se multiplican por su área para obtener el calor ganado en 24 horas.
58 58
Diseño y equipos para el sistema de conservación en frio
ESTIMACIÓN DE CARGAS
•En la tabla 1B aparecen otros materiales de estructuras compuestas y sus
apropiadas conductividades térmicas, de allá podemos obtener el factor U el cual se
convierte en el calor diario ganado, usando la siguiente fórmula:
•Calor ganado= 24 x U x Dt Btu/pie2 /24 horas/°F
60 60
Diseño y equipos para el sistema de conservación en frio
ESTIMACIÓN DE CARGAS
•2- Carga solar: El calor ganado por radiación es función de la exposición, el tipo de
superficie, latitud, altitud, época del año, hora del día y otros factores.
•Para estimar el calor ganado, se compensa adicionando algunos grados como se muestra
en la tabla 2, a la parte A del formato LE 1
62 62
Diseño y equipos para el sistema de conservación en frio
•Si tenemos alta reflexión en los alrededores, los
valores de la tabla 2 se pueden aumentar hasta por
el 50% más.
•3- Carga por infiltración: Se presenta
en un salón refrigerado, en donde la apertura de
una puerta ocurre y hay una diferencia de
densidad entre el aire caliente y el aire frío.
•Se estima la infiltración en cambios de aire por
24 horas, de acuerdo al ancho de las puertas,
según las tablas 4ª y 4B y de acuerdo al
volumen del cuarto.
65 65
Diseño y equipos para el sistema de conservación en frio
ESTIMACIÓN DE CARGAS
ESTIMACIÓN DE CARGAS
•Carga por producto: Es la carga térmica ganada por el producto y puede consistir
en uno o varios de los siguientes tipos:
82 82
Diseño y equipos para el sistema de conservación en frio
Diseño de los sistemas de Conservación en Frío ‒ Cargas térmicas en un sistema de refrigeración
‒ Cálculo de carga térmica de refrigeración
‒ Selección de equipos de un sistema de refrigeración
‒ Instalación de sistemas de refrigeración
‒ Refrigerantes
‒ Mantenimiento de equipos
‒ Ventilación
‒ Salas de proceso
‒ Salas de máquinas
Diseño de los Sistemas de Conservación en Frío
85 Diseño y equipos para el sistema de conservación en frio
Diseño y equipos para el sistema de conservación en frio 86
Diseño y equipos para el sistema de conservación en frío
CUARTO FRÍO O CAVA
REFRIGERADA
PRINCIPIOS DE TRANSMISION DE CALOR • Consideraciones preliminares
• El cálculo de la transferencia de calor a través de las paredes,
piso y techo, de un espacio refrigerado
87 87
Diseño y equipos para el sistema de conservación en frio
Diseño y equipos para el sistema de conservación en frio
TRANSMISION DE CALOR
• Incremento en los costos de energía, hacen obvio y
deseable optimizar la eficiencia del aislamiento.
•Los costos de instalación versus los costos de
operación, pueden hacer frecuentemente justificar el
incremento los espesores del aislamiento.
• Los símbolos utilizados aquí, son los más
frecuentemente empleados para designar los factores
de transferencia de calor.
88 88
Diseño y equipos para el sistema de conservación en frio
Diseño y equipos para el sistema de conservación en frio
CUARTOS FRIOS
•
89 Diseño y equipos para el sistema de conservación en frio
Diseño y equipos para el sistema de conservación en frio
QUE DEBEMOS SABER
• La temperatura de la canal al finalizar el proceso
de beneficio se encuentra entre 37 y 38 grados
Celsius o centígrados.
• Una canal Bovina toma 40 horas para lograr
temperatura interna de 7 grados centígrados.
• Una canal Porcina toma 24 horas para lograr
temperatura interna de 7 grados centígrados.
• Una víscera completa bovina toma 16 horas, para
lograr temperatura general de 7 grados
centígrados. Una víscera porcina puede tomar 8
horas.
CUARTOS FRIOS
•
90 Diseño y equipos para el sistema de conservación en frio
Diseño y equipos para el sistema de conservación en frio
QUE DEBEMOS SABER
• Lo mas moderno en enfriamiento es enfriar
rápidamente (oreo continuo o cámara de
enfriamiento rápido:
• El proceso de reducción de la temperatura corporal
se logra introduciendo rápidamente la carne en
cámaras o túneles de refrigeración previamente a
su almacenamiento, en las cuales alcanza valores
cercanos a los -40º con elevadas velocidades de
aire, por un período que oscila alrededor de las
dos horas. Se logra bajar la temperatura de la
canal bovina a 18 grados centígrados y de la canal
porcina hasta 10 grados centígrados.
CUARTOS FRIOS
•
91 Diseño y equipos para el sistema de conservación en frio
Diseño y equipos para el sistema de conservación en frio
QUE DEBEMOS SABER
y luego lentamente:
• la carne es almacenada en cámaras que permiten
mantener una temperatura estable de entre 0º y -
4º y una humedad relativa de entre el 80 y el 90%
con poco movimiento de aire, en donde
permanece hasta el momento de su distribución en
el mercado.
• Se logran mermas inferiores al 1%
92 Diseño y equipos para el sistema de conservación en frio
Diseño y equipos para el sistema de conservación en frio
93 Diseño y equipos para el sistema de conservación en frio
Diseño y equipos para el sistema de conservación en frio
GRASSO INTERNATIONAL version : HL-1-1
Client Project name
Date Room name
Project number
Room temperature (0) 0 [°C] Operating hours / day (22) 22 [h/day]
Room humidity (90) 80 [%]
Room Doors
Length room 51,5 [m] Height door (3) 3 [m] Room volume 16068 [m3]
Width room 24 [m] Width door (3) 3 [m] Wall surface 1963 [m2]
Height room 13 [m] Number of doors (1) 5 [-] Floor surface 1236 [m2]
Opening time hours/day (1) 24 [h/day] Ceiling surface 1236 [m2]
Efficiency air curtain (70) 60 [%]
Entering air temp. (25) 28 [°C]
Entering humidity (80) 85 [%]
Wall's
Wall 1 (0,3) 0,3 [w/m2.K] Wall 1 (40) 10 [°C]
Wall 2 (0,3) 0,3 [w/m2.K] Wall 2 (40) 25 [°C]
Wall 3 (0,3) 0,3 [w/m2.K] Wall 3 (40) 4 [°C] Wall 1 Wall 3
Wall 4 (0,3) 0,3 [w/m2.K] Wall 4 (40) 30 [°C]
Floor (0,3) 0,3 [w/m2.K] Floor (25) 20 [°C]
Ceiling (0,3) 0,3 [w/m2.K] Ceiling (55) 35 [°C]
Product load
Storage capacity 456 [tons/room]
Intake per day 201 [tons/day]
Intake temperature 4 [°C]
Specific heat product (3500) 1880 [J/kg.K] Storage capacity = 28 [kg/m3]
Respiration
Respiration heat (0/1/2/3/4/5) 0 [-] 0 = No respiration heat
Respiration heat (specified=4) [J/kg.day] 1 = Low respiration heat
Respiration heat (calculated=5) 2 = moderate respiration heat
A 3,00E+01 [Watt.ton] 3 = High respiration heat
B 10 [1/K] 4 = User specified
5 = Calculated
Packing
Packing (0/1/2) 1 [-] 0 = No packing
Weight packing (specified=2) 800 [kg] 1 = Standard calculations cold store
Wall 2
Wall 4
Wall temp.Insulation value
14/01/1999
HEATLOAD CALCULATION
2 noviembre 2017
GLORIA ROOM 1
Room 2 4ºC
CUARTOS FRIOS
•
94 Diseño y equipos para el sistema de conservación en frio
Diseño y equipos para el sistema de conservación en frio
QUE HACEMOS EN COLOMBIA
Todo lentamente:
• la carne es almacenada en cámaras que permiten
mantener una temperatura estable de entre 0º y -
4º y una humedad relativa de entre el 80 y el 90%
con poco movimiento de aire, en donde
permanece hasta el momento de su distribución
en el mercado.
• Se logran mermas cercanas al 3%.
• En cuanto al refrigerante, si es grande la demanda
usar amoniaco es lo prudente
• Si la demanda es baja usar Freón parece lo
adecuado.
DESPOSTE
Área de proceso climatizada y limpia donde la
temperatura se recomienda tener entre 6° a 10°
humedad relativa por arriba de 75% con aire a bajas
velocidades.
•Cámaras de almacenamiento y maduración
Su capacidad de carga depende de
La cantidad de canal que se va a procesar,
temperatura debe estar entre 0°C y 2°C con
velocidad el aire baja y humedad relativa entre 85%
y 90% si el producto no ha sido empacado
Diseño y equipos para el sistema de conservación en frio
Diseño y equipos para el sistema de conservación en frio
ENFRIAMIENTO DE LA CANAL
Los propósitos de la refrigeración de las canales
después del sacrificio son:
• Reducir la actividad de las causas
deteriorantes
• Preparar la carne para ser procesada.
• 45 minutos después de haber empezado el
aturdimiento para canales de res
Diseño y equipos para el sistema de conservación en frio 96
Diseño y equipos para el sistema de conservación en frio
Corredores
Áreas Asépticas
Guía para transporte de la canal
Temperatura 6 A 10 °c
Altura 5.50 a 6 m
Ancho 1.8 A 2 m
Diseño y equipos para el sistema de conservación en frio 97
Diseño y equipos para el sistema de conservación en frio
Daño en la canal durante el enfriamiento:
• Sobrecarga de los cuartos no se dejan los espacios
suficientes para que el aire frio bañe toda la superficie
de la canal y se mantenga a las temperaturas donde
se inhibe el crecimiento bacteriano.
• Enfriamiento insuficiente no permite que la
temperatura a hueso llegue a los 4°C, para canales
con peso superior a 350 kg no se alcanza a llegar en
24 horas de enfriamiento.
Diseño y equipos para el sistema de conservación en frio 98
Diseño y equipos para el sistema de conservación en frio
• Las canales de bovino que no tuvieron un
enfriamiento suficiente son susceptibles a tener
músculos pálidos, suaves y exudados (PSE),
particularmente los de la pierna.
• Las canales de porcino que no se enfrían lo
suficientemente rápido son susceptibles también de
presentar la condición PSE, lo que afecta
directamente su calidad.
Enfriamiento acelerado
• Las tazas de enfriamiento acelerado pueden
interrumpir o desacelerar el rigor mortis, lo que
origina anillos calientes, y pulpas acidas
Diseño y equipos para el sistema de conservación en frio 99
Diseño y equipos para el sistema de conservación en frio
Efectos de alta temperatura PM de los lomos de cerdo en la calidad de la carne
Diseño y equipos para el sistema de conservación en frio 100
5,05,25,45,65,86,06,26,46,66,87,0
051015202530354045
pH
temperatura (°C)
normal chilling
Heat shortening
Cold shortening
Estudio University of Gent, Belgica
Enfriamiento retardado: Horno a 40 degC por 4 horas
Cuarto de enfriam. 4 degC por 24 horas
Enfriamiento “NORMAL”:
• Ambos lomos de 15 cerdos cortados dentro de 30 min PM.
0,0
10,0
20,0
30,0
40,0
50,0
Tem
per
atu
ra (
°C)
Tiempo post-mortem (h)
Temperatura-declina
5,0
5,5
6,0
6,5
7,0
pH
Tiempo post-mortem (h)
pH-declina
pH declina mas rapido a altas temperaturas !
Normal chilling Delayed chilling
Ambos lomos de 15 cerdos cortados dentro de 30 min PM.
Efecto de alta temperatura PM de lomos de cerdos en la calidad de la carne
Diseño y equipos para el sistema de conservación en frio 101
Carne de proceso de enfriamiento retrasado:
Mas palida (clara)
Menor estabilidad del color
Menor actividad enzimatica de muetras 24h PM
No hay efecto en la oxidacion de lipido comparado con
enfriamiento normal
Los resultados: peor calidad debido al enfriamiento retardado PM !
Muestras del color en el dia 1
Diseño y equipos para el sistema de conservación en frio 102
•Capacidad de carga de animales en la
cámara.
- Vacunos 1 m2 de área piso
- Porcinos 0.7 m2 de piso a porcinos
Altura de cámara:
Desde el piso a la parte inferior del riel
- Vacunos ½ canal 4 metros
- Vacunos ¼ canal, porcinos 1 canal 2.8
metros.
PARAMETROS DE DISEÑO DE CAMARAS PARA ENFRIAMIENTO DE CANALES.
Diseño y equipos para el sistema de conservación en frio 106
• Tiempo de Carga y descarga de la cámara:
Depende de la densidad de las canales en la
cámara
Le establece parámetros de diseño para
seleccionar la planta de refrigeración.
• Humedad relativa.
Se debe mantener entre el 85% y 90% para
reducir las mermas y controlar los
microorganismos
• Velocidad del aire
0.5 m/s para cámaras refrigeradas cuando la
separación entre canales es de entre 15 y 20 cm
Diseño y equipos para el sistema de conservación en frio 107
PARAMETROS DE DISEÑO DE CAMARAS PARA
ENFRIAMIENTO DE CANALES.
CAMARAS PARA ALMACENAMIENTO DE
PRODUCTOS PROCESADOS CONGELADOS
(-20°) Y REFRIGERADOS (0°C)
Diseño y equipos para el sistema de conservación en frio 108
PARAMETROS DE DISEÑO DE CAMARAS PARA
ENFRIAMIENTO DE CANALES.
Control de Temperatura - Regulacion electronica de presion del refrigerante
5,05,25,45,65,86,06,26,46,66,87,0
051015202530354045
pH
normal…
Heat shortening
Cold shortening
Temp sensor
Electronic Controller
PLC or PC
Preciso Control de Temp = Excelente
calidad de carnes
Ahorro de energia: Caida de presion es mas
baja que reguladoras de presion mecanicas.
0.5 psi o menos comparada con 2 psi
Se ajusta mejor a la carga termica
Motorized valve
Linea de succion
Observaciones La tecnología de refrigeración empleada esta directamente ligada a la calidad de las carnes La inversión inicial en control de temperatura de tipo electrónico tiene un periodo de restitución muy atractivo El control permite mitigar error humano en la operación como en el mantenimiento Ahorros de energía se pueden capitalizar en un 4% promedio en la etapa postmortem.
Diseño y equipos para el sistema de conservación en frio 111
Temperatura de la canal y subproductos comestibles: 4°c
Temperatura área de empaque: máximo 12°c
Temperatura área de desprese: máximo 12°c
Temperatura del producto a despresarse, deshuesarse o filetearse: máximo 5°c
Temperatura refrigeración de la canal y sus partes: -2 a 4°c
Temperatura de congelación de la canal , sus partes y productos comestibles: -18°c
Temperatura de refrigeración de productos comestibles: máximo 4°c
Temperatura área de despachos: máximo 15°c
Diseño y equipos para el sistema de conservación en frio 112
Aves: temperaturas de trabajo recomendadas
116
SISTEMAS DE ALIMENTACION:
Expansión directa (dx):
Diseño y equipos para el sistema de conservación en frio
117
SISTEMA DE ALIMENTACION TIPO
INUNDADO (FLOODED):
Diseño y equipos para el sistema de conservación en frio
118
SISTEMA DE ALIMENTACION
RECIRCULADO O
SOBREALIMENTADO:
Diseño y equipos para el sistema de conservación en frio
• Tanque de baja presión, con aislamiento y bombas de líquido.
119 Diseño y equipos para el sistema de conservación en frio
Refrigerante en el mundo tendencias del mercado
Natural
CFCs HCFCs HFCs
R11 R12 ...
R500 R501 R502
....
R21 R22
R123 R124
....
R134a Amoniaco
Hydrocarbon Agua CO2
Refrigerantes Synthetic
1996 2000 2011/
2017
Tendencias globales hacia refrigerantes naturales
HFCs
R23 R507
R404A R410A R407C
Future
* Air conditioning in cars in EU
PLANTA DE BENEFICIO DE AUTOCONSUMO
VENTILACION
Diseño y equipos para el sistema de conservación en frio 121
Ventilación Mecánica o Forzada: Se utilizan aparatos o equipos que junto con ductos y
otros elementos consiguen forzar la entrada de aire a una construcción creando una
presión positiva (entrada) y una presión negativa (salida)
En ambos casos se produce desplazamiento de las masas de aire, que si se logran bien
pueden satisfacer las necesidades de renovación.
SISTEMA DE FLUJO LAMINAR: Cuando la ventilación es inducida por ventiladores y aire
acondicionado, el aire debe ser filtrado y mantener una presión positiva mayor en las áreas
de producción que en las áreas circundantes; existen tecnologías de esterilización del aire,
la cual ofrece una completa gama de productos con unidades de filtración para montar en
pared o techo, unidades de aire limpio portátiles para la renovación del aire de una sala y
módulos de flujo de aire laminar.
CAMPANAS EXTRACTORAS: En las áreas de mayor generación de vapor y humedad
como son el tanque de escaldado flameador y área de producto cárnico comestibles se
establecerán estos sistemas para evitar la circulación de estos materiales en la sala de
sacrificio y faena
VENTILACION
Diseño y equipos para el sistema de conservación en frio 123
Ventilación: Renovación del aire de los espacios cerrados o relativamente cerrados ocupados por el
hombre. Implica entonces, la sustitución de una porción de aire, que se considera indeseable, por otra
que aporta una mejora en pureza, temperatura, humedad, etc.
Ventilación Natural: Implica la renovación del aire por métodos naturales, lo cual está asociado a
espacios semi-cerrados o no completamente cerrados, y que en buena medida permite las
infiltraciones y las exfiltraciones. Convección natural y efecto chimenea.
Sistema de ventilación por dilución a partir de
ventilación natural, especial atención a
extractores eólicos.
Tomado de: Enciclopedia OIT, Tomo 2, Capítulo 45. CONTROL
AMBIENTAL EN INTERIORES, Director del capítulo Juan Guasch
Farrás
VENTILACION
Diseño y equipos para el sistema de conservación en frio 124
Estudio de los vientos
Efecto Chimenea
Se puede
complementar con
extractores eólicos Son claves la orientación de la planta,
sistemas de doble piel y la disposición de
cubiertas
VENTILACION
Diseño y equipos para el sistema de conservación en frio 125
La ventilación como concepto pleno, incluye tanto la inyección como la extracción del
aire.
En ambos casos se produce desplazamiento de las masas de aire, que si se logran bien
pueden satisfacer las necesidades de renovación.
La ventilación como concepto pleno, incluye tanto la inyección como la extracción del aire.
VENTILACION
Diseño y equipos para el sistema de conservación en frio 126
FLUJO (SECCIÓN INTERMEDIA Y TERMINACIÓN) ALMACENAMIENTO DE CARNE EN CANAL
Diseño y equipos para el sistema de conservación en frio 128
Filtros para aire acondicionado
Introducción:
El aire que respiramos:
El aire es una mezcla de gases.
incluye partículas materiales y gases generados por la naturaleza, el hombre y
los procesos industriales.
Se filtran las partículas de materia y los gases que afectan nuestra salud o
confort, que dañan nuestro entorno o que afectan los productos o
componentes que estamos fabricando.
¿ Qué es filtración de aire?
Filtración es el proceso en donde se elimina partículas sólidas y gaseosas
como: polvo, polen y bacterias del aire.
La filtración del aire es el medio para obtener el grado de limpieza requerido
para cualquier definición de "aire acondicionado".
Su función va desde la simple tarea de prevenir que se acumule pelusa, polvo
entre otras partículas en los serpentines hasta remover partículas tan
pequeñas como 0.1 micras que pueden ocasionar un corto circuito en un
"microship" entre otras aplicaciones.
Diseño y equipos para el sistema de conservación en frio 129
Importancia de la filtración
Razones para filtrar el aire:
• Proteger el bienestar general de las personas.
• Ductos de aire acondicionado acumulen menos polvo (hongos y bacterias), que pueden causar
enfermedades.
• Proteger la decoración de los espacios ocupados, al evitar que se ensucien.
• Reducir el mantenimiento de los interiores al reducir la frecuencia de lavado del techo, lámparas, etc.
• Protección de contenidos tales como pinturas, tapices, y otros objetos valiosos.
• Eliminación de incendios al remover pelusas y polvo que se acumula en la ductos y otros lugares.
• Remoción de bacterias para evitar infecciones respiratorias.
• Reducción de síntomas de alergia.
• Mejorar el control de calidad en los sistemas de producción que se ven afectados por las partículas
aerotransportadas.
• Alargar la vida de los alimentos al remover hongos y moho que aceleran su descomposición.
Filtros para aire acondicionado
Diseño y equipos para el sistema de conservación en frio 130
Filtros para aire acondicionado
USOS BENEFICIOS RELACIONADOS A LA FILTRACION
Protege los equipos mecánicos como los serpentines en intercambiadores de calor
Incrementa la eficiencia del sistema al mantener limpios los componentes. Bajo costo de mantenimiento. Reduce el crecimiento microbial.
Protege sistemas como ductos de distribución de aire, rejillas y otros componentes.
Incrementa la vida del sistema. Reduce los costos de limpieza. Incrementa la eficiencia.
Protege espacio ocupado como superficies de paredes y techos.
Bajo costo de mantenimiento de quipos. Bajo costo de mantenimiento locativo.
Protégé a los ocupantes de exposición a contaminantes.
Incrementa el confort. Bajos riesgos para la salud y costos. Reduce el ausentismo. Aumenta la productividad.
Protege procesos en farmaceuticas y fabricación de tarjetas electrónicas (chip).
Evita fallas de productos. Reduce pérdidas de tiempo.
Proveer aire limpio para que el aire diluido sea de alta calidad
Maneja de la energía mejorada. Menores costos de operación. Cumplimiento de normas NAAQS.
Proteger el medio ambiente a partir de escapes no contaminados.
Evita el reencauzamiento. Cumplimiento con las regulaciones de aire limpio.
Porqué Usar Filtros?
Diseño y equipos para el sistema de conservación en frio 131
Deshumidificadores
Consideraciones:
-Aislamientos en paredes, pisos y techos
-Sifones
-Precamaras, antecamaras o dobles puertas
-Ventilación (extracción y suministro)
-Temperatura de la zona (interna y externa)
-Difusores para zonas de procesos (condensación)
-Equipos deshumidificadores
Diseño y equipos para el sistema de conservación en frio 133
Deshumidificadores
Deshumidificador por proceso refrigerante
Deshumidificador por rueda desecante
El porcentaje alcanzable por un deshumidificador que funciona por medio del proceso
refrigerante puede alcanzar un 40 a 45 por ciento de humedad relativa en el aire.
El deshumidificador que funciona por medio del ciclo refrigerante recibe el aire por medio de
un ventilador, pasándolo por un serpentín frío que causa la acumulación del agua sobre su
superficie y que se acumula en un receptor. El serpentín es enfriado por medio del gas
refrigerante y por un proceso refrigerativo.
El deshumidificador desecante industrial y más eficiente es aquel que preenfría el aire
húmedo a temperaturas donde se condensa el agua en el aire inmediatamente. Esta agua
es captada por una rueda desecante, la cual normalmente está hecha de silicio o derivados
de éste. La desecante absorbe el agua, mientras que la rueda rota absorbe el líquido del
aire y lo pasa por un sistema de aire caliente que sopla y seca la rueda para que regrese al
ciclo de absorber el agua del aire.
Diseño y equipos para el sistema de conservación en frio 134
Deshumidificadores
Deshumidificador por rueda desecante
Diseño y equipos para el sistema de conservación en frio 135
Deshumidificadores
En conclusión, para escoger un sistema de deshumidificación correcto se
deben de preguntar las siguientes cuestiones:
• -El alcance o porcentaje de humedad relativa deseado, el RH%
• -Rapidez de secado
• -El tamaño del recinto para saber cuántas unidades se necesitan
• -Presupuesto necesario
Diseño y equipos para el sistema de conservación en frio 136