equipos de frio

1. FACULTAD DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA
ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA INDUSTRIAL
“MEJORA EN LA OPTIMIZACIÓN DEL SISTEMA DE DESHIELO
EMPLEANDO GAS CALIENTE EN LOS SISTEMAS DE
REFRIGERACIÓN DE CÁMARAS DE CONGELACIÓN Y
TÚNELES DE CONSERVACIÓN EN LA EMPRESA THAXU
EXPORT SAC – SULLANA 2022”.
PRESENTADO POR:
HECTOR EDUARDO HUANCA CASTRO

2. Este proyecto de investigación está orientado optimizar el proceso de deshielo a través
de gas caliente, el cual es el más ventajoso en comparación a otros sistemas de
deshielo. Para llevar a cabo este proyecto de investigación la empresa Thaxu Export
SAC, permite el cambio de su sus sistemas de deshielo en sus cámaras y túneles.
Proporcionándome y facilitándome sus instalaciones y equipos.
El presente proyecto de investigación se realiza con la finalidad de tener una educación
dinámica y creciente al completar satisfactoriamente el proyecto académico que es parte
del plan de estudios de la UCV.

3. CAPITULO I: GENERALIDADES.
1. Descripción del Sector.
La empresa Thaxu Export SAC dedicada a Exportación de productos hidrobiológicos, y
se desarrolla en el sector de Comercio exterior-Exportaciones de alimentos.
La innovación en el Perú, y emprendimiento en el comercio exterior, que en los últimos
años ha empezado a cobrar mayor fuerza, evidenciándose, por ejemplo, en los distintos
instrumentos de financiamiento que vienen gestándose en apoyo al desarrollo de la
producción agrícola del sector público y privado, por acuerdos bilaterales entre países
como China, Japón, España, México, Estados Unidos, etc. La exportación de frutas y
verduras, para el comercio interno, es también un espacio de oportunidades para la
exportación principalmente por su producción en cuanto a los productos nativos y no
transgénicos, que son muy apreciados por su riqueza natural reconocida
mundialmente.

4. 2. Descripción General de la Empresa.
2.1 Breve descripción general de la Empresa.
THAXU EXPORT SAC especializada en Exportación de productos hidrobiológicos. Fue
creada y fundada el 08/06/2017, registrada dentro de las sociedades mercantiles y
comerciales como una Sociedad Anónima Cerrada. Con dirección MZA. R LOTE. 08 URB.
MIRAFLORES I ETAPA (AL FRENTE DE PARROQUIA SAGRADO CORAZON) PIURA /
PIURA / CASTILLA. Y en Sullana CALLE 1 N° 105 PARQUE INDUSTRIAL SULLANA.
E-mail: taxuexportsacgmail.com
Sitio web: https://thaxuexport.com/

5. Misión
Ofrecer un servicio de calidad en todo el proceso, desde la producción a la exportación de
nuestros productos hidrobiológicos adaptándonos a las necesidades de cada cliente. Del
mismo modo, implicar a nuestros empleados trabajando en equipo para lograr la excelencia.
Visión
Crecer en nuestra presencia a nivel internacional y nacional a través de la innovación, la
mejora continua y la generación de valor a nuestros grupos de interés.
MEXICO
COSTA RICA
ITALY
CHINA

7. La empresa Thaxu Export SAC cuenta dentro de su organigrama con:
Mano de Obra Indirecta: Está integrada por personal que no interviene con la
materia prima durante su transformación, está conformada por:
 Jefe de producción
 Jefe de Turno
 Supervisores de sala
 Jefe de Control de Calidad
 Supervisores TAC
 Jefe de saneamiento
 Jefe de almacenamiento

8. Mano de Obra Directa: Son aquellos trabajadores que participan directamente con la
materia prima en el proceso:
• Fileteros
• Lavadores
• Clasificadores
• Envasadores
• Personal técnico
• Almacenamiento en cámaras.
• Empacadores
• Saneamiento.
• Personal de Apoyo

9. 2.3 Descripción del Área donde realiza sus prácticas.
Su planta de proceso se encuentra dividida por áreas teniendo en cuenta el flujo continuo
y la relación entre ellas, así tenemos:
A. Área de recepción.
B. Área de fileteo.
C. Área de lavado.
D. Área de envasado.
E. Área de túneles.
F. Área de Empaque.
G. Área de almacén.
H. Área de embarque
Maquinaria de la planta
 Túneles de congelación
 Cámara de almacenamiento

10. 3. Funciones del Ingeniero
3.1 Funciones del departamento donde desarrolla la práctica.
Este proyecto es realizado en la empresa THAXU EXPORT. SAC, Aquí me
desempeñe en el área E. (Área de túneles), de la empresa Donde registró las fallas en el
sistema de deshielo de las cámaras y túneles, encontrando a todas con fallas muy
considerables en los sistemas de deshielo. Los cuales se utilizan en el proceso de
almacenamiento en cámaras. Realizado Por los clientes internos que representan la
mano de obra directa, donde tenía por finalidad:

11.  Realizar la instalación y puesta en marcha de los sistemas de refrigeración comercial
e industrial, según lo especificado técnicamente y requerimientos de funcionamiento, de
acuerdo a modelos ya elaborados, plazos determinados y normas de seguridad y
ambiente.
 Lograr que el estado operacional de los equipos y sistemas de refrigeración, se
mantengan, a través de la utilización de técnicas de evaluación sintomático, reparación y
prevención de fallas, en relación a la resolución de problemas técnicos y adaptado a las
normas de seguridad y ambiente.
 Elaborar sistemas de refrigeración comerciales e industriales, basados en demandas
de una cadena de frío, almacenamiento, elaboración y distribución de productos que no
son resistentes a los cambios de temperatura, mediante su aporte técnico integrado a
equipos de trabajo.

12. Perfil del profesional, descripción del puesto de trabajo.
Para la empresa THAXU EXPORT. SAC, es indispensable contar con
profesionales encargados de todo lo concerniente a los diseños de
sistemas de refrigeración, así como la selección de los mejores
procedimientos y la articulación de construcciones frigoríficas y en la
solución de los inconvenientes que se presenten relacionados al buen
estado de los sistemas de refrigeración de sus túneles y cámaras.

13. Además de la formación profesional los colaboradores deben contar con
capacidades como:
 Iniciativa y competencias para aprender por sí mismo: Con experiencia en el entorno
laboral, elemento clave iniciativa, profesionales que sean capaces de resolver cualquier
situación que se les presente, interés por adquirir nuevos conocimientos y actualizarse
constantemente sin necesidad de que sus superiores se los pidan directamente, puesto que
esto habla de un interés personal por crecer y mejorar que es muy valioso al momento de
contratar o promover a un candidato en nuestra empresa.
 Adaptabilidad al cambio: Vivimos en un mundo completamente dinámico, es decir, que se
encuentra en constante cambio, y por ende, el ambiente en el que interactuamos se transforma
todos los días. Por esto, dentro del perfil de un profesional es necesario que se incluyan
competencias para actuar con la misma velocidad que el mercado global lo hace.

14.  Capacidad de trabajo en equipo: Tener un perfil de liderazgo en sus entornos de trabajo.
Para cumplir con este rol no solo deben tener la capacidad de delegar funciones. Además,
es importante que puedan trabajar en equipo.
 Óptima gestión de información: Más allá de la capacidad de organizarse, debe ser
especialmente ágil para manejar información de interés. Los procesos de refrigeración
abarcan un amplio volumen de datos e indicadores, como temperatura de equipos, progreso
de tareas, cantidad de productos de cada lote y eventualidades en diversas estaciones de
trabajo. Para supervisar, seguir e interpretar estos y otros datos, el colaborador necesita
apoyarse en recursos informáticos y diferentes soluciones tecnológicas.

15. CAPITULO II: PROYECTO O TAREA ACADÉMICA
Título.
“MEJORA EN LA OPTIMIZACIÓN DEL SISTEMA DE DESHIELO
EMPLEANDO GAS CALIENTE EN LOS SISTEMAS DE REFRIGERACIÓN
DE CÁMARAS DE CONGELACIÓN Y TÚNELES DE CONSERVACIÓN
EN LA EMPRESA THAXU EXPORT SAC – SULLANA 2022”.

16. Realidad Problemática
Definición del problema.
Con la finalidad, mantener la cadena de frío correctamente en las cámaras de
conservación y túneles de congelación los sistemas de refrigeración por aire, cuentan
con un sistema de deshielo o descarche, para evitar el deterioro de los alimentos por
excesivo frio, ya sean de tiro natural o forzado se producirán condensaciones en el
momento que la superficie del evaporador esté por debajo de la temperatura de rocío
del aire de la cámara. Si además, el evaporador está por debajo de 0ºC, el agua
condensada se congela formando escarcha, nieve o hielo en función de las condiciones
internas y externas del evaporador.

17. Descripción clara del Problema
Durante el periodo de deshielo, las resistencias son accionadas para derretir el
hielo formado en el serpentín. Como las resistencias son instaladas por detrás
de los serpentines, el calor irradiado no es totalmente direccionado para la
superficie congelada. En media, solo 30% de esto calor es utilizado en la
operación de deshielo, siendo que los otros 70% son dispersados en la cámara
fría, aumentando la carga térmica y forzando el sistema de refrigeración a
operar en un régimen más intenso.

18. Antecedentes.
Se encontraron varias tesis que sirvieron de ayuda para el desarrollo del presente trabajo.
 Zelmer Frete, 2013 En su tesis titulada “DISEÑO DE SISTEMA DE CONGELADO Y CONSERVACIÓN DE UNA PLANTA PESQUERA
CON CAPACIDAD DE 50TM/DIA DE CONGELADO Y 1,300TM DE CONSERVACIÓN”, presentada en la Universidad Nacional Mayor
de San Marcos (PERÚ), para optar el título profesional e Ingeniero Mecánico de Fluido en el año 2013.
 Céspedes Urrutia, 2012 En su tesis titulada “SISTEMA DE REFRIGERACIÓN CON CAPACIDAD DE BODEGA ÁRA ALMACENAR
300KG DE PESCADO”, presentada en la Pontificia Universidad Católica del Perú , para optar el título profesional de Ingeniero
Mecánico en el año 2012.
 Salas Gutiérrez, 2010 En su tesis titulada “DISEÑO DE UN TÚNEL DE ENFRIAMIENTO PARA UNA MAQUINA FORMADORA DE
PALANQUETAS DE AMARNTO CON CHOCOLATE”, presentado en la Universidad Autónoma de Chapingo (MÉXICO), para optar el
título profesional de ingeniero Agrícola en el año 2010.
 José Pineda, 2017 En su tesis titulada “Desarrollo de un modelo matemático del proceso de escarchado y deshielo en un
sistema de refrigeración por compresión de vapor”, presentado en el Instituto Politécnico Nacional (MEXICO), para obtener su
grado de doctor en Ciencias en Ingeniería Mecánica.

19. Marco Teórico.
Definiciones
Refrigeración
La refrigeración se puede definir como el proceso de transferir o remover calor de un lugar a
otro, ya sea sustancia, un producto o un espacio. También se le puede llamar refrigeración al
abatimiento de temperatura de un medio con respecto al ambiente que lo rodea. El espacio de
cual se remueve el calor se dice que se enfría o se refrigera, es decir normalmente cuando un
cuerpo caliente se coloca cerca o entra en contacto con un cuerpo frio. La refrigeración es el
proceso por medio del cual se consigue una disminución de la temperatura de fluidos o
cuerpos en general.
Refrigeración Industrial
La refrigeración industrial abarca aplicaciones de refrigeración de alta, media, baja y muy baja
temperatura, en compresión mecánica hasta –60ºC. Como regla general, son más grandes en
tamaño que las aplicaciones comerciales, pero la característica que las distingue es que requieren
tener unos equipos de mayor potencia y con mayores seguridades que las unidades empleadas
para los servicios de refrigeración comercial.

20. Aplicaciones de Refrigeración
Al hablar de las diferentes aplicaciones que tiene la refrigeración nos podemos encontrar con cinco tipos los cuales son los
siguientes: - Domestica - Comercial - Industrial - Aire acondicionado Por lo tanto, las temperaturas a manejar dentro de la
refrigeración van a depender de las aplicaciones y los procesos en los que se está utilizando. Por tal motivo se tienen los
siguientes procesos y las temperaturas requeridas.
Enfriamiento
Las temperaturas a operar van desde +15°C a +2°C; en este proceso no existe cambio de estado, en la materia, es decir, no se
elimina calor latente, solo se elimina calor sensible. Su aplicación se efectúa en la refrigeración doméstica, comercial y aire
acondicionado, y solo se efectúa para bajar la temperatura a efectos de gusto y de confort.
Congelación
Las temperaturas a operar van desde -18 °C a -40 °C; en este proceso si puede existir cambio de estado en la materia, es decir
se puede eliminar calor latente y/o también calor sensible. Su aplicación se usa principalmente en refrigeración comercial,
industrial y de investigación y se usa para la conservación de productos que va desde un mes hasta un año.
Proceso Criogénico
Las temperaturas a operar van desde los -40 °C a valores cercanos del cero absoluto, en este proceso existe cambio de estado de
la materia, se elimina calor latente y/o calor sensible. Su aplicación se realiza en la refrigeración comercial, industrial y en
investigación, se utiliza para la conservación de productos alimenticios en condiciones muy críticas.

21. Cámara Frigorífica
Es todo local aislado térmicamente, en cuyo interior pueden mantenerse razonablemente constantes la temperatura y la humedad
relativa requeridas mediante la acción de una instalación frigorífica.
Tipologías de Cámara
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 cámaras de:
• Refrigeración (T > 0ºC) • Congelación (T < 0ºC)
Túneles de Congelación
Los túneles de congelación son estructuras cerradas fabricadas con materiales de alta calidad para minimizar cualquier pérdida de
frío. La estructura básica está formada por paneles aislantes (en acero inoxidable y aluminio) en cuyo interior se va a producir la
congelación del producto.

22. Sistema de deshielo
Transferencia de calor
La transferencia de calor es el área de ingeniería que trata de los mecanismos encargados de la
transferencia de energía de un lugar a otro cuando existe una diferencia de temperatura. La
transferencia de calor siempre ocurre de una región de temperatura de alta a una región de
temperatura de baja, de un cuerpo caliente a un cuerpo frio y nunca en dirección opuesta. Debido a
que el calor es energía y en consecuencia si no es consumida o utilizada en algún proceso, la
energía térmica que sale de un cuerpo debe pasar o ser absorbida por otro cuerpo que esté
perdiendo energía. La razón de transferencia de calor siempre es proporcional a la diferencia de
temperaturas que causa la transferencia, esto ocurre en tres formas, por conducción, convección y
radiación.

23. Deshielo por Gas Caliente
El sistema de deshielo por gas caliente debe contar con una cantidad adecuada de vapor a una
presión suficientemente alta y temperatura en la línea de succión del condensador para que sea
desviado por medio de un bypass hacia el evaporador y conforme el gas caliente pasa por el
evaporador tiende a fundir la escarcha acumulada en el evaporador.
Deshielo por Resistencia Eléctrica
El deshielo por resistencia eléctrica es el más común para un sistema de refrigeración por
compresión de vapor pero con tubo capilar. (CLAUDIO MELO, 2013) desarrolló una investigación
que se enfoca en el estudio de la eficiencia del sistema de deshielo para refrigeradores domésticos.
Utilizó un banco de pruebas compuesto por un calorímetro, la cabina de un refrigerador doméstico
y un sistema de humificación.

24. Objetivos
Objetivo general.
Lograr la aceleración del proceso de deshielo a través del gas caliente en los sistemas de refrigeración; y que se
pueda obtener un buen control de temperatura tanto de ambiente de cámaras y túneles; como del producto que se
quiere conservar. Así, se pueda evitar mermas de los productos conservados que ocasionan pérdidas de inversión y
costos excesivos en energía eléctrica.
Objetivos Específicos.
 Que el gas caliente instalado en el sistema de deshielo de las cámaras y túneles de la empresa THAXU EXPORT
SAC, suministre al evaporador toda su energía para derretir todo el hielo.
 Que la capacidad de los evaporadores no se vea limitados por el hielo y evitar perjudicar a todo el sistema de
cámaras y túneles de la empresa THAXU EXPORT SAC.
 Mantener la cadena correcta de frio dentro de las cámaras de conservación y túneles de congelación de la
empresa THAXU EXPORT SAC. Para la preservación adecuada de los productos y reducción de costos en energía
eléctrica.

25. Desarrollo
Estudio Termográfico Y Fotográfico Del Deshielo
En la prueba de termografía o infrarroja, se utilizó la cámara Fluke® modelo TiR3FT, el principal objetivo en
esta prueba fue capturar el fenómeno de deshielo, así como la temperatura en las distintas zonas del
evaporador durante este proceso.
Se ajustó el rango de temperaturas de la cámara de 100 a 600°C para imágenes durante el proceso de
deshielo. El método de captura de imágenes fue el siguiente:
 Se estimó la hora en que se activaría el siguiente deshielo mediante el monitoreo del consumo de
potencia del refrigerador.
 Una vez iniciado el proceso de deshielo, se desmontaron los vidrios que se encontraban en la parte
posterior del refrigerador a la altura del evaporador para evitar lecturas erróneas y capturar directamente
la superficie del evaporador y la resistencia eléctrica.
 Previamente se instaló la cámara sobre un tripie a una distancia aproximada de 1 m, en donde se
visualizaba completamente la resistencia y la superficie del evaporador.
 Se tomaron imágenes en promedio cada 20 segundos hasta que se registró la temperatura más alta o
disminución de la misma.
Es importante mencionar que esta prueba se realizó previamente a las pruebas de potencia, temperatura y
humedad. Esto debido a que las fotografías se tuvieron que tomar con la superficie del evaporador y la
resistencia totalmente libre (sin ambos vidrios) para evitar medir la temperatura de la superficie de alguno de
los vidrios.

26. Metodología Experimental del Proceso de Deshielo
Como se mencionó anteriormente, las pruebas experimentales se realizaron en un
refrigerador doméstico con capacidad de 512 dm3 y con una temperatura de operación
fija. Se colocaron termopares tipo T en el evaporador mostrado en la figura 2.8 y el
interior del refrigerador mostrado en la figura 3.6 para adquirir los datos necesarios en el
proceso de deshielo en condiciones normales de operación.
Los termopares colocados proporcionan de manera puntual las temperaturas que alcanza
el evaporador y la charola dren debido a los efectos de la transferencia de calor por
radiación emitida por la resistencia eléctrica durante el proceso de deshielo.

27. Resultados Experimentales y Análisis
Las pruebas realizadas al refrigerador doméstico fueron principalmente para evaluar las
temperaturas alcanzadas, la potencia consumida y la trasferencia de calor de la resistencia hacia los
alrededores. Sin embargo, otro parámetro determinado, el tiempo de deshielo, se considerará en el
siguiente capítulo porque se relaciona con el modelo matemático de los procesos de escarchado y
deshielo. A continuación, se presentan las gráficas y valores obtenidos. En la Tabla 3.1 se muestran
los rangos de temperaturas máximos y mínimos obtenidos durante el ciclo de operación y durante
el proceso de deshielo.

28. La tabla 3.1 muestra las temperaturas promedio de las distintas zonas medidas
donde se ubicaron los termopares. Para obtener el promedio se consideraron 15
ciclos de operación estables para evitar variación en los resultados.

29. Para calcular la transferencia de calor asociada con la
resistencia y los alrededores, se consideran las
distancias como se muestra en la figura 3.7.

30. Análisis de los Resultados
Para obtener el flujo másico del aire (ma) que pasa por el evaporador se consideró que el
flujo de calor que absorbe el refrigerante (Qr) es el mismo que cede el aire (Qa) al pasar
por el evaporador, es decir, las pérdidas de calor se consideran despreciables. Sin
embargo, se consideró que no era correcto usar como parámetro al flujo de calor que
absorbe el evaporador por medio del refrigerante dado que está variando conforme al
tiempo de cada ciclo de refrigeración, por lo tanto, se tomó el flujo de calor promedio de
todas las mediciones resultando igual a 0.40 kW.
En este análisis se consideró a un ciclo de operación como el periodo transcurrido
durante el ciclo de refrigeración más el tiempo en que permanece apagado el compresor
y el ventilador.

31. • Conclusiones:
• En este trabajo se desarrolló el proceso de deshielo y con los datos obtenidos
experimentalmente se comprobaron las teorías y modelos matemáticos usados
para determinar el tiempo de deshielo en evaporadores usando resistencias
eléctricas.
• A partir del análisis de resultados de la caracterización del proceso de deshielo se
encontró que el tiempo de deshielo coincide con el tiempo que dura el primer
ciclo de refrigeración después de un deshielo o al arranque del refrigerador. Este
hallazgo se puede utilizar como referencia para la estrategia del control del
deshielo y de esta forma reducir el consumo de energía por parte de la resistencia
eléctrica.

32. Sugerencias:
• Aislamiento adecuado: Asegúrate de que las cámaras y túneles estén bien aislados para reducir
la entrada de calor externo.
• Control preciso de la temperatura: Utilizar sistemas de control avanzados para mantener una
temperatura constante y uniforme, evitando la acumulación excesiva de hielo.
• Diseño de evaporadores eficientes: Asegúrate de que los evaporadores estén diseñados
eficientemente para facilitar la transferencia de calor y reducir la formación de hielo.
• Recuperación de calor: Implementa sistemas para aprovechar el calor residual del compresor u
otros procesos, utilizándolo para calentar el gas de descongelación.

33. Bibliografía
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