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Carlos Castellanos Refrigeration Technologies Engineer DICIEMBRE 2017 DISEÑO Y EQUIPOS PARA EL SISTEMA DE CONSERVACIÓN EN FRIO

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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

8

Refrigeration principle

Condenser

Evaporator Expansion valve

Compressor

FG Gas

• 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

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

‒ 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

PRIMERA LEY DE LA TERMODINAMICA

59 59

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

61 61

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.

ESTIMACIÓN DE CARGAS

63 63

Diseño y equipos para el sistema de conservación en frio

•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

Estudio con cámara termográfica

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Estudio con cámara termográfica

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Estudio con cámara termográfica

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Estudio con cámara termográfica

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Estudio con cámara termográfica

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Estudio con cámara termográfica

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Estudio con cámara termográfica

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Estudio con cámara termográfica

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Estudio con cámara termográfica

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Estudio con cámara termográfica

ESTIMACIÓN DE CARGAS

76 76

Diseño y equipos para el sistema de conservación en frio

ESTIMACIÓN DE CARGAS

83 83

Diseño y equipos para el sistema de conservación en frio

Diseño y equipos para el sistema de conservación en frio 84

ESTIMACIÓN DE CARGAS

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

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

Diseño y equipos para el sistema de conservación en frio 113

Almacenamiento en cuartos fríos

Diseño y equipos para el sistema de conservación en frio 114

Almacenamiento en cuartos fríos

Diseño y equipos para el sistema de conservación en frio 115

Almacenamiento en cuartos fríos

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

Sistemas HVAC

122

Equipos

HVAC

Diseño y equipos para el sistema de conservación en frio

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

VENTILACION

Diseño y equipos para el sistema de conservación en frio 127

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

Diseño y equipos para el sistema de conservación en frio 132

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

SISTEMAS CON BAJA CARGA DE AMONIACO

¡MUCHAS GRACIAS!

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