Este documento presenta el diseño de una cámara frigorífica para el almacenamiento y conservación de papayas en la ciudad de Latacunga, Ecuador. Incluye información sobre la papaya, su conservación, y los parámetros de diseño de la cámara como sus dimensiones, condiciones de almacenamiento, carga térmica y características del producto. El objetivo es mantener las papayas frescas a una temperatura de 7.2°C usando los principios de refrigeración.

1. ESCUELA POLITECNICA DEL EJÉRCITO
REFRIGERACIÓN Y A. A. - 1 - IX “B” ELECTROMECÁNICA
PROYECTO DE REFRIGERACIÓN.
TEMA:
“DISEÑO DE UNA CÁMARA FRIGORÍFICA PARA EL ALMACENAMIENTO Y LA
CONSERVACIÓN DE PAPAYAS”.
OBJETIVO GENERAL:
 Realizar el diseño de una cámara frigorífica para el almacenamiento y la
conservación de papayas utilizando guías y manuales de refrigeración.
OBJETIVOS ESPECÍFICOS:
 Calcular la cantidad de carga de refrigeración necesaria para la cámara
frigorífica, tomando en cuenta todos los aspectos necesarios.
 Dimensionar en base a la carga de refrigeración total calculada los elementos
del sistema como son el compresor, condensador, evaporador, válvulas, etc.
 Utilizar datos que correspondan al medio donde se implementará la cámara fría
para poder aplicar este diseño en caso de ser necesario.
MARCO TEÓRICO:
CÁMARA FRIGORÍFICA.
Un frigorífico o cámara frigorífica es una instalación industrial estatal o privada en la
cual se almacenan carnes o vegetales para su posterior comercialización.
La posibilidad de ofrecer los frutos y las carnes durante un período más largo tiene una
importancia alimenticia y económica muy grande. Para ello se almacenan los
productos en cuartos frigoríficos a temperatura apropiada que permite ofrecerlo al
consumidor mucho tiempo después de la cosecha. Hay tablas que indican a qué
temperatura y humedad relativa y cuál es el tiempo máximo que es necesario
mantener cada uno antes de enviarlos al mercado.
FRIGORÍFICO DE FRUTAS Y HORTALIZAS.
Para sacar el mayor provecho del almacenamiento en el frigorífico de frutas y
hortalizas, hay que realizar correctamente operaciones previas en la cosecha y post
cosecha, a saber:
COSECHA.
El fruto debe ser cosechado al comenzar el período de maduración para que le quede,
después de enfriado, el tiempo necesario para el empaque y las etapas de
comercialización y al consumidor le llegue días antes de la completa maduración.
Durante la cosecha se debe evitar que el fruto reciba golpes. En fincas grandes el
cosechador deposita el fruto en una bolsa de tela que lleva adherida a la cintura.

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Cuando está llena vuelca el contenido en cajones, situados entre las filas de los
árboles, que pueden contener 300-400 kg de fruta. Los cajones que en el pasado eran
de madera y ahora generalmente de plástico, son de diferentes medidas. Un modelo
es de 1.60 x 1.05 m y 0.60 m de alto y otro 1.12 x 1.12 y 0.80 m de alto, y tienen patas
que encajan en el marco superior de un cajón inferior formando estibas. Un tractor,
que tiene montado a la toma de fuerza hidráulica un aplique que lo transforma en un
montacargas elevador, lo transporta a un camión y éste al patio techado del frigorífico.
En fincas pequeñas el cosechador lleva una caja de plástico para 20 kg. Cuando la llena,
la lleva a un techado formando estibas y un camión las transporta al frigorífico. El daño
a los tejidos por golpes o caídas no se notan en el momento pero el tejido dañado es
atacado por bacterias y al poco tiepo se pudre, lo que daña a los frutos que están en la
cercanía. En otros casos aparecen manchas en la piel.
POST COSECHA.
Cuando el lote está programado para permanecer en el frigorífico muchos meses o
está destinado a la exportación, se realiza una preselección. La base del equipo es una
mesa con un tapiz rodante de goma. Personal a los costados de la mesa retira lo que
no debe entrar en el lote, ya sea material dañado o tamaños inadecuados. Se puede
completar el equipo con un volcador mecánico y un volcador a cajones de la
mercadería seleccionada. Hay casos de fumigaciones para curar heridas o inhibir
brotes, etc.
PARÁMETROS.
Cuatro parámetros determinan el comportamiento del fruto en el frigorífico:
Temperatura, humedad relativa, tiempo de almacenamiento y si es climáticos o no. Se
dan tablas con valores de temperatura y humedad relativa que deben reinar en el
cuarto y el tiempo que es posible mantener a frutas y hortalizas. Los valores son
aproximados, ya que varían con la variedad y el clima de la región.
TEMPERATURA.
Se puede indicar en forma general que las frutas y hortalizas de clima templado se
deben mantener entre 0 °C y 4 °C y los de clima subtropical y tropical de 8º hasta
13 °C. Cuando se almacenan frutos con diferentes temperaturas, se tendrá que enfriar
a la temperatura más alta por el peligro de deterioro. Las frutas tropicales y las
verduras no prolongan su vida útil bajando la temperatura. Cuentan con la ventaja de
un período de cosecha largo.
HUMEDAD RELATIVA.
La gran mayoría requiere 95-98% de humedad. Si la humedad en la cámara es menor
que la que corresponde, el aire toma humedad del fruto almacenado y éste al salir
pesa menos que a la entrada y hay peligro que la piel se arrugue. Si llega al 100% hay
peligro que al pasar por el evaporador parte de la humedad se congele.

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TIEMPO.
Las que mejor responden al enfriamiento son las manzanas y peras (4-5 meses),
zanahorias, cebollas y ajos (4-6 meses), papas y batatas hasta la cosecha del año
siguiente. Mango, avocado y banano para la exportación se cosechan verdes, y van
madurando hasta que llegan a destino. El banano que llega a destino verde, se madura
en cuartos con etileno.
ENFRIAMIENTO RÁPIDO.
A medida que baja la temperatura, la actividad de las bacterias disminuye y también el
ritmo de respiración, por eso es importante llegar en el menor tiempo a +/- 10 °C. En el
caso de peras y manzanas se permite llegar en 24 horas pero en muchos casos es
necesario llegar más rápido. Para ello hay varias posibilidades, a saber:
Cámara de enfriamiento rápido: En frigorífico de varias cámaras se instala una con
compresor más potente. La carga destinada a una cámara común se coloca primero en
la de enfriamiento rápido que llega en pocas horas a alrededor de 10 °C.
Corrientes de aire frío: En un túnel de aire frío con 100% de humedad se pasa la fruta
ya acomodada en canastillas de plástico. Se aplica para frutilla y cereza.
Agua fría (hydro cooling): El fruto se sumerge en piletas de agua fría que circula en
circuito cerrado. Una cinta transportadora de tubos recoge el fruto lavado y enfriado y
lo lleva a la planta de selección, clasificación y empaque y de allí al mercado o al
frigorífico. Se aplica a zanahorias, nabo y rábano.
Enfriado en vacío (vacuum cooling): Para hortalizas de hoja que no pueden pasar por
túnel de aire ni agua. Se introduce la hortaliza empacada y acomodada en palés en un
cilindro de hierro reforzado donde se hace un vacío de 4 mm de Hg (la presión
atmosférica es de 760 mm de Hg). En las condiciones de baja presión, el agua de los
tejidos se evapora. El calor latente necesario lo toma de las hojas enfriándolas. Hay
además en el interior del cilindro un equipo de enfriamiento. Se aplica a lechuga,
espinaca.
SISTEMA DE REFRIGERACIÓN.
Conjunto de elementos que constituyen un circuito frigorífico cerrado a través de los
que circula o permanece un refrigerante, con el fin de extraer o ceder calor de un
medio exterior a dicho circuito.
APLICACIONES:
Las aplicaciones que podemos encontrar en la industria seria el Tratamientos
frigoríficos, conservación y congelación de productos, ensayos de control de calidad e
investigación multidisciplinar.

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CARACTERÍSTICAS EXIGIBLES:
 El aislamiento térmico optimizado.
 La alarma de averías.
 Control de temperatura de precisión con apreciación de 0,1ºC.
 Mantenimiento de la tolerancia térmica.
 Programación automática de temperatura.
CONSTRUCCIÓN RECOMENDADA DE CÁMARAS DE REFRIGERACIÓN.
Cuerpo de Cámara Frigorífica fabricadas en base a paneles de poliuretano de alta
densidad,(40kgm/m3 y 90% de celda cerrada). Lámina pintro calibre 26 con espesor de
1.5", 2", 2.5", 3", 4",5",6" (dependiendo del producto, la temperatura de cámara y
zona geográfica).
PISO.
Puede ser en base a panel, o polystyrene esperado, o en placas con fibra asfáltica.
PUERTAS.
Abatibles, corredizas, over head, y de guillotina de cualquier tamaño en refrigeración o
congelación. Los materiales son: Lámina pintro, galvanizada, acero inoxidable, cristal
(reach in) y madera.
OTROS ACCESORIOS.
 Sistemas eléctricos para puertas.
 Unidades Condensadoras y evaporadores.
 Multypanel.
 Molduras.
 Cortinas hawaianas y de aire.
 Sellos de contacto para trailer, camión.
 Plataformas móviles.
 Tableros de control electrónicos.
 Graficadores de termperatura.

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CIUDAD DE LATACUNGA.
Ubicación: Latacunga se encuentra a 89 km al sur de Quito, en la Provincia de
Cotopaxi.
Altitud: 2.850 m.s.n.m
Temperatura promedio: 12 a 15° C promedio.
Indice de humedad relativa: Registra valores del orden del 70% al 80%,
incrementándose en la temporada lluviosa.
Es una ciudad en Ecuador, capital de la provincia de Cotopaxi y cabecera cantonal del
cantón homónimo.
Se encuentra en la Sierra Central del país, nombre con el que se conoce a la cordillera
de los Andes en el Ecuador, cerca del volcán Cotopaxi.
Según el censo de población del 2001 cantón tenía una población de 143.979
habitantes.

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LA PAPAYA.
Se trata de una fruta en forma ovalada, esférica, alargada o periforme (en forma de
pera) según las diferentes variedades. Su peso puede variar desde los 400 gramos que
son las que se comercializan en nuestro país, a los 7 kilogramos de algunas especies. Su
longitud oscila entre los 7 y los 70 centímetros.
La piel correosa de la papaya es de color verde oscuro que se torna amarillenta al
madurar. La pulpa es compacta, de textura similar a la del melón y de color amarillo,
anaranjado o salmón; jugosa (su contenido en agua puede llegar hasta el 90 %), de
sabor dulce y perfumado que recuerda a una mezcla entre albaricoque, melón y
frambuesa.
El interior de la papaya forma una cavidad que alberga una masa gelatinosa de semillas
negras brillantes, redondas que asemejan huevas de esturión (caviar). Estas semillas
no son comestibles pues tienen un fuerte sabor picante.
La papaya se cultiva sobre todo en Hawai, India, Costa Rica, Tailandia, Venezuela,
EE.UU. y en general, en los países de Centro y Sudamérica. Las consumidas en España
proceden básicamente de Brasil y en mucha menor proporción de las Islas Canarias.
CONSERVACIÓN.
La temperatura ideal para la perfecta conservación de la papaya durante su trasporte y
almacenamiento es de entre 8 y 10º C. A esta temperatura y con una humedad relativa
en torno al 80-85 % pueden conservarse cerca de 4 semanas sin merma de calidad.
Una vez madurado el fruto, cuando ya ha concluido su proceso de formación, puede
conservarse a una temperatura inferior a la anterior, alrededor de 4º C.
Hay que tener en cuenta que temperaturas inferiores a los 8º C. antes de concluir el
proceso de maduración son perjudiciales para la fruta. La pulpa se decolora e incluso
puede llegar a interrumpirse el proceso de maduración.

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DISEÑO DE LA CÁMARA FRIGORÍFICA.
DATOS:
UBICACIÓN DE LA CÁMARA FRIGORÍFICA:
 Lugar: Ciudad de Latacunga, provincia de Cotopaxi, ECUADOR.
 Temperatura Diaria Promedio: 59°F (15°C).
 Humedad Relativa: 76%.
DIMENSIONES DE LA CÁMARA FRIGORÍFICA:
 Altura: 20 ft (a).
 Ancho: 30 ft (b).
 Largo: 25 ft (c).
 Aislamiento: Poliuretano Espesor: 4 pulgadas.
 Espesor de la pared: 6 pulgadas.
CONDICIONES DE LA CÁMARA FRIGORÍFICA:
 Aplicación de la cámara: Refrigeración de Papayas.
 Temperatura en el medio exterior: 59°F (15°C).
 Temperatura de almacenamiento: 45 °F (7,2 °C).
 Diferencia de Temperatura: 14 °F
 Carga eléctrica de luces y motores: 1000 watts (10horas/dia).
 Número de ocupantes de la cámara: 2.
 Peso total del producto almacenado: 8000 libras.
 Información del producto: Papayas frescas llegan desde Santo Domingo a 70°F.

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CÁLCULO DE LA CARGA DE REFRIGERACIÓN:
A) CARGA DE TRANSMISIÓN EN PAREDES.
a) Superficie de las paredes exteriores.
S = 2[(a × b) + (b × c) + (a × c)]
S = 2[(20 × 30) + (30 × 25) + (20 × 25)]
𝑺 = 𝟑𝟕𝟎𝟎𝒇𝒕 𝟐
b) De la Tabla 2 Btu loads/ft2/24 hours= 13,44 (INTERPOLACIÓN).
3700ft2
× 13,44
Btu
ft2
= 𝟒𝟗𝟕𝟐𝟖
𝐁𝐭𝐮
𝐝í𝐚
B) CARGA POR INFILTRACIÓN DE AIRE O APERTURA DE PUERTAS.
a) Volumen en el interior de la cámara.
19 × 29 × 24 = 13224ft3
b) De la Tabla 3 cambio de aire por cada 24 horas= 3,226 (INTERPOLACIÓN).
c) De la Tabla 4 Btu/ ft3= 0,72.
13224ft3
× 3,226 × 0,72
Btu
ft3
= 𝟑𝟎𝟕𝟏𝟔
𝐁𝐭𝐮
𝐝í𝐚
C) CARGA DEL PRODUCTO.
1. Carga debido a la reducción de temperatura del producto.
a) Peso total del producto= 8000 lbs.
b) Reducción de la temperatura del producto a helar= 25 °F.
c) De la Tabla 5 Calor específico sobre el congelamiento= 0,82.
8000lbs × 25℉ × 0,82
Btu
lbs ℉
= 𝟏𝟔𝟒𝟎𝟎𝟎
𝐁𝐭𝐮
𝐝í𝐚
2. Carga de Calor de Respiración.
a) Peso total del producto= 8000 lbs.
b) De la Tabla 6 calor de respiración por libra= 0 Btu/lb.
8000lbs × 0
Btu
lbs
= 𝟎
𝐁𝐭𝐮
𝐝í𝐚
D) CARGAS DIVERSAS.
a) Carga Eléctrica (Watts).
1000watt × 3,42
Btu
watt
× 24 ×
10
24
= 𝟑𝟒𝟐𝟎𝟎
𝐁𝐭𝐮
𝐝í𝐚

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REFRIGERACIÓN Y A. A. - 9 - IX “B” ELECTROMECÁNICA
b) De la Tabla 8 Calor equivalente por el número de ocupantes.
2 × 780
Btu
h
× 24h = 𝟑𝟕𝟒𝟒𝟎
𝐁𝐭𝐮
𝐝í𝐚
E) CARGA TOTAL SIN AGREGAR EL FACTOR DE SEGURIDAD.
𝐂. 𝐓. = 𝟑𝟏𝟔𝟎𝟖𝟒
𝐁𝐭𝐮
𝐝í𝐚
F) FACTOR DE SEGURIDAD (10% C.T.).
C. T. = 316084
Btu
día
× 10% = 31608
Btu
día
G) CARGA TOTAL INCLUIDO EL FACTOR DE SEGURIDAD.
C. T. = 316084
Btu
día
+ 31608
Btu
día
= 347692
Btu
día
H) CARGA TOTAL DE REFRIGERACIÓN:
Total Btu Per 24 Hours
Compresor Running Time (See page 12)
=
347692
16
= 𝟐𝟏𝟕𝟑𝟏
𝐁𝐓𝐔
𝐇𝐑
𝐋𝐎𝐀𝐃
SELECCIÓN DE LOS COMPONENTES DE LA INSTALACIÓN FRIGORÍFICA.
 SELECCIÓN DEL EVAPORADOR.
21731
BTU
h
×
1 KW
3.42 × 103
h
BTU
= 𝟔, 𝟑𝟓𝐊𝐖
21731
BTU
h
x
1 TONR
12000
h
BTU
= 𝟏, 𝟖𝟏 𝐓𝐎𝐍𝐑
Por lo tanto necesitamos un evaporador que tenga una capacidad de 6,35 KW y de
1,81 TONR, con el fin de absorber todo ese calor de la cámara fría.
Humedad relativa: 76%.
Humedad Relativa %
Diseño DT ºF
Convección Natural Convección Forzada
95-91 12-14 8-10
90-86 14-16 10-12
85-81 16-18 12-14
80-76 18-20 14-16
75-70 20-22 16-18

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 DISEÑO DE EVAPORADOR CON DT.
FACTOR DT= 16.
Seleccionamos el evaporador cúbico AIRCOIL serie “DE” 17E-S, paso de aleta 8mm,
deshielo eléctrico.
 SUPERFICIE DEL EVAPORADOR.
C. T. = 21731
Btu
h
×
h 1 Frigoria
3,968 Btu h
= 5476
Frigorias
hora
S =
5476 Frigorias hora⁄
10℃ × 6
= 91,26m2
 SELECCIÓN DEL REFRIGERANTE.
Se utiliza el refrigerante R-134a (tetrafluoretano), utilizado para refrigeración
comercial, reemplazo ecológico del R-12.
PROPIEDADES DEL R-134a.

11. ESCUELA POLITECNICA DEL EJÉRCITO
REFRIGERACIÓN Y A. A. - 11 - IX “B” ELECTROMECÁNICA
 SELECCIÓN DEL COMPRESOR.
21731
BTU
h
×
1 KW
3.42 × 103
h
BTU
= 𝟔, 𝟑𝟓𝐊𝐖
A esto se debe adicionar un factor de seguridad del 20%. Esto se debe a que el
compresor nunca trabaja al 100% de su capacidad.
Capacidad = 6,35KW × 1,20 = 7,62KW
POR LO TANTO SE NECESITA UN COMPRESOR DE: 7,62 KW.
 TEMPERATURA DEL EVAPORADOR:
CT
TTT rantedelrefrigeebulliciónaobtener
º07,193,2622,7º
º


 Se utiliza un compresor de la marca CARRIER, modelo 06 VR 412Y.
 Temperatura de condensación 50°C.
 Potencia mecánica 3 Hp.
 Temperatura de evaporación (-5°C).

12. ESCUELA POLITECNICA DEL EJÉRCITO
REFRIGERACIÓN Y A. A. - 12 - IX “B” ELECTROMECÁNICA
 SELECCIÓN DEL CONDENSADOR.
Para poder determinar la capacidad del condensador tenemos que tomar en cuenta
los siguientes parámetros:
Carga frigorífica: 6,35 KW
Carga por potencia al freno: KW
Hp
KW
HPx 23,2
746,0
3 
Factor de seguridad: 6,35KW × 1,2 = 7,62KW
Factor por incrustaciones en los tubos: 6,35KW × 0,15 = 0,95KW
CAPACIDAD DEL CONDENSADOR: 10,8 KW.
DT de diseño: 40°F DT, se escoge este factor porque la diferencia de temperatura de
diseño es de 10°C (50°F, debido a la tabla de condensadores).
FACTOR DE CORRECCIÓN POR DT: 0,75.
FACTORES DE RECHAZO DEL CALOR.

13. ESCUELA POLITECNICA DEL EJÉRCITO
REFRIGERACIÓN Y A. A. - 13 - IX “B” ELECTROMECÁNICA
 Temperatura de condensación: 50°C (122°F).
 Temperatura de evaporación: -22,3°C (-8,14°F).
 Factor de rechazo del calor: 1,57
Carga frigorífica corregida = carga frigorífica*factor de corrección por DT*factor de
rechazo del calor
C. F. C. = 10,8KW × O, 75 × 1,57 = 12,7KW
CARGA FRIGORÍFICA CORREGIDA = 12,7 KW.

14. ESCUELA POLITECNICA DEL EJÉRCITO
REFRIGERACIÓN Y A. A. - 14 - IX “B” ELECTROMECÁNICA
Se utiliza un Condensador FRASCOLD, Modelo USA-C16M, para una carga de 12,7 KW
(especificaciones de la tabla).
 SELECCIÓN DE LA VÁLVULA DE EXPANSIÓN.
La válvula de expansión deberá tener una capacidad de 1,81 TONR para R-134a.

15. ESCUELA POLITECNICA DEL EJÉRCITO
REFRIGERACIÓN Y A. A. - 15 - IX “B” ELECTROMECÁNICA
Se utiliza una válvula de expansión termostática SPORLAN, tipo C-S, capacidad nominal
1,81 Toneladas, temperatura de evaporación -20°C, para el refrigerante 134a.
Descripción y aplicación de la válvula
Rango de capacidad nominal (TONR): 1/2 a 2 para R-134ª.
Cuerpo de bronce fundido, ajustable externamente y conexiones con bridas.
La entrada tiene un filtro de malla número 12. Esta válvula ofrece capacidades
mayores que la Tipo H y es apropiada para aplicaciones de aire acondicionado y
refrigeración.
 SELECCIÓN DEL INTERCAMBIADOR DE CALOR.
Capacidad del sistema: 6,35 KW (8,5 Hp).
Refrigerante: R-134a

16. ESCUELA POLITECNICA DEL EJÉRCITO
REFRIGERACIÓN Y A. A. - 16 - IX “B” ELECTROMECÁNICA
Se utiliza un intercambiador de calor Packless, modelo HXR-350A, especificado en la
tabla de selección.
 SELECCIÓN DEL ACUMULADOR DE SUCCIÓN.
Capacidad del sistema: 1,81 TONR.
Refrigerante: R-134a.
Se utiliza un acumulador de succión ANTARTIC, modelo 2846-AS-6126-7.

17. ESCUELA POLITECNICA DEL EJÉRCITO
REFRIGERACIÓN Y A. A. - 17 - IX “B” ELECTROMECÁNICA
 SELECCIÓN DEL SEPARADOR DE ACEITE.
Capacidad del sistema: 1,81 TONR.
Refrigerante: R-134a.
Se utiliza un separador de aceite ALCO, Tipo SA abierto con bridas, modelo SA-501.

18. ESCUELA POLITECNICA DEL EJÉRCITO
REFRIGERACIÓN Y A. A. - 18 - IX “B” ELECTROMECÁNICA
 SELECCIÓN DEL RECEPTOR DE LÍQUIDO.
Refrigerante: R-134a.
Se utiliza un receptor de líquido Frascold, modelo S8063.
CONCLUSIONES:
 Para el correcto diseño o rediseño de instalaciones de refrigeración es
necesario el conocimiento de los principios básicos de mecánica de los fluidos,
termodinámica y transferencia de calor.
 Para la correcta selección de una sustancia refrigerante es necesario tener en
cuenta una valoración económica, de eficiencia energética y mediomabiental.
 Se deben proyectar todas las acciones posibles para disminuir la carga térmica
que debe ser capaz de ser eliminada por el sistema de refrigeración.
 No solo basta una correcta selección de la instalación sino se tiene en cuenta el
regimen de operación de la misma así como el mantenimiento.
RECOMENDACIONES:
 Se recomienda seguir cuidadosamente cada uno de los pasos para dicho diseño puesto
que si no se acata todas las indicaciones podemos a tener a futuro un mal
funcionamiento en la vida real de la cámara de refrigeración.
BIBLIOGRAFÍA:
 Dossat, R. J. Principles of Refrigeration. 4th. edition. (1996) Prentice-Hall.
 www.monografias.com
 Selection Guide.- Refrigeration (TOTALINE).
 www.disenorefrig.compont.com