Este documento presenta el diseño de un sistema de refrigeración para el almacenamiento de zanahorias y lechuga. Incluye cálculos para determinar las dimensiones y características de las cámaras frigoríficas, evaporadores, unidades condensadoras y aislamiento requerido. También incluye un análisis económico del proyecto con un costo total estimado de $295,266 USD. El diseño considera las cargas térmicas y condiciones climáticas para lograr un sistema eficiente que mantenga las temperatur

1. Presentado por:
De León Siller Susana
Grajales Díaz Arline
Perdomo Valentín Obeth
Materia: Producción de Frío
Profesor : Ignacio Covarrubias Gutiérrez
Departamento de Ingeniería Agroindustrial

2. Diagrama de bloques del
proceso de empacado de
zanahoria Recepción
Separación de piedras
Lavado
Selección
Empacado
Almacenamiento
El
almacenamiento
requiere de
condiciones de
refrigeración

3.  UBICACIÓN
 GUADALUPE, ZACATECAS
Materi
a
prima
Mercado
de
consum
o
Man
o de
obra
Carreter
a Agua
Electricid
ad Clima
Precio
del
terreno
Permiso
s
Resistenci
a del
terreno
SUM
A
Guadalu
pe 50 14 32 32 27 24 20 18 24 16 257
Villa de
Cos 20 21 16 24 27 24 20 18 8 16 194
Pánuco 30 21 24 32 27 24 20 12 16 16 222
Ponderar 10 7 8 8 9 8 5 6 8 8
Matriz cuantitativa ponderada para la elección de la ubicación de la empresa

4.  CARACTERÍSTICAS DE LAS CÁMARAS
FRIGORÍFICAS
o Dimensiones: Se tendrán 2 cámaras
cuyas dimensiones son de 9.5 x 13.6 x
14.3 m para zanahoria, y 9.5 x 15.7 x 15.5
m para lechuga. Cuya capacidad de cada
una de estas es de 200 y100 toneladas,
respectivamente.
o Aislante: Espuma de Poliuretano con un
espesor de 3.89”.

5. INFORMACIÓN REQUERIDA PARA LOS CÁLCULOS
DATOS DEL PRODUCTO DATOS DEL LUGAR Y MANEJO
PRODUCTO : Zanahorias UBICACIÓN :
Guadupe,
Zacatecas
MASA
TOTAL : 200 t Tbs : 102 ºF
FLUJO DIARIO : 20 t/día Tbh : 63 ºF
DENSIDAD : 64.9 lb/pie3
a.s.n.m
. 2612 m
Cp1 : 0.72 Btu/lb ºF H. Rel. Exterior : 55 %
Cpo : 0.37 Btu/lb ºF H. Rel. Interior : 98 %
l : 57.58 Btu/lb TIPO DE USO : 1
NORMA
L
T. De almacen : 32 ºF Uso montacargas 15 hp
C. DE RESPIRACIÓN AISLANTE :
POLIURETAN
O
@ 40 2380.32 Btu/t día Altura cámara : 9.5 m
50 7426.864 Btu/t día Largo = 1.2 Ancho
156.5456 60 8992.32 Btu/t día Volumen total = 2 V. útil
70 10557.77 Btu/t día Horas de trabajo = 8 h
47.5 Crtm 7035.5075 Btu/t día No. Persona = 3
32.0 Crta 1656.9152 Btu/t día Cajas de cartón
36363.
6 No.
Cp cartón = 0.21 Btu/lb ºF Peso por caja 1 lb

6. CALCULO DE LAS DIMENSIONES Y ESPESOR DEL AISLANTE
Vu = mT / r
= 6791.987673pie3 VT = 2 Vu = 13584pie3
INTERNO EXTERNO ESPESOR DEL AISLANTE
pies m pies m cm inch Aprox.(")
ALTURA ( H
) = 31.2 9.5 31.7 9.7 PISO 9.72 3.89 3.0
LARGO ( L
) = 44.6 13.6 45.1 13.8
MURO
S 9.72 3.89 3.0
ANCHO ( A
) = 46.9 14.3 47.4 14.5
TECH
O 9.72 3.89 3.0
VOLUMEN (V) = 65246.0 1847.6
NOTA: Medidas con distribución de tarimas

7. 1.- CARGA POR TRANSMISIÓN EN MUROS, PISOS Y TECHO. (pared N = largo)
ECUACIÓN : Q1 = U A DT
Upoliuretano = 1/(0.0322 +
0.2451e) Btu
DT = (Text. - Tint) +
FC
Upoliestireno = 1/(0.0322 +
0.1984e)
día
ft2ºF
Area externa pie2 (Te - Ti) FC DT U Qi (Btu /día)
PISO 2139.38 31 0 31 5.000 331,604.37
PARED N 1428.84 70 0 70 1.303 130,317.74
PARED S 1428.84 70 2 72 1.303 134,041.10
PARED E 1501.57 70 4 74 1.303 144,776.71
PARED W 1501.57 70 4 74 1.303 144,776.71
TECHO 2139.38 70 9 79 1.303 220,210.11
SUMA 1,105,726.73

8. CUADRO RESUMEN DE LAS CARGAS TERMICAS
FUENTE DE CALOR ECUACIÓN USADA Qi (Btu /día)
TRANSMISIÓN EN MUROS, PISO, TECHO. Q1 = U A DT 1,105,726.73 29.44
INFILTRACIÓN DE AIRE. Q2 = Va (he - hi) 372,435.16 9.91
CARGA POR
PRODUCTO
Q3 = Qp1+Qp2
+Qp3+Qp4 826,331.01 22.00
CALOR SENSIBLE
SUPERIOR
Qp1 = mD Cp1 (Te -
To) 983,865.60 26.19
CALOR LATENTE DE
CONGEL. Qp2 = mD l 0.00
CALOR SENSIBLE INFERIOR
Qp3 = mD Cpo (Te -
To) 0.00
CALOR DE RESPIRACIÓN
Qp4=mDCrtm+(mT-
mD)Crta 157,534.59 4.19
ALUMBRADO Q4 = 3.4 A tl 56,939.54 1.52
PERSONAL Q5 = N Qw tw 22,275.42 0.59
MAQUINARIA Y EQUIPO Q6 = 2545 (hp) tm 305,400.00 8.13
MOTORES DE LOS EVAPORADORES Q7 = (HPT)*fc*24 532,800.00 14.18
EMPAQUES Y
EMBALAJES
Q8 = mempaque*Cp(Te-
Ti) 534,545.45 14.23
SUBTOTAL 3,756,453.31 100.00
10 % SEGURIDAD 375,645.33
CARGA TOTAL 4,132,098.65
CARGA TOTAL / 18
h/día 229,561.04
VALOR PREVIO DE
QT = 3,223,653.31

9.  Q0=Qtotal/ Horas de funcionamiento al
día = 19.13 T.R.
DATOS PARA CALC. MOT. EN EVAPOR.
No. EVAPORADORES = 4
CARGA PRELIMINAR = 229,561BTU/h
CAP. DE C/EVAPOR. = 57390.25897BTU/h
POT. POR EVAPOR. = 1.5HP
FACTOR DE CONV. Fc = 3700
CAPACIDAD DEL EVAP. 64000BTU/h
CAP.TOTAL EVAP.@DT =12 ºF 307200BTU/h
CAP.TOTAL EVAP.@DT =10 ºF 256000BTU/h
CAP.TOTAL EVAP.@DT =9 ºF 230400BTU/h

10.  CONSIDERACIONES:
-Diferencia de Temperatura en evaporador:
5 °C
-Diferencia de Temperatura en
condensador: 6.66 °C
-Incremento de presión en bombas: 3 Bar
 DESCRIPCION DEL CICLO:
Ciclo de producción de frío en una sola
etapa con recirculación.

11. Punto T (°C) P
MPa Bar
S
KJ/Kg
H
KJ/Kg
V
m3/Kg
Exergía
KJ/Kg
1 -5 0.519 5.19 1.6099 363.5488 0.03724 47.074
2 50 2.083 20.83 1.6099 388 0.0083 71.52
3 45.5 2.083 20.83 1.23 269.5511 1.074*10^-3 63.3879
4 -5 0.519 5.19 1.2593 269.5511 54.88
EVALUACION TERMODINAMICA DEL
SISTEMA MODELADO
Carga Térmica: 67.34 kW
Efecto Refrigerante: 93.99 KJ/kg
Gasto Masa: 0.7164𝑘𝑔/𝑠
Potencia del condensador: 84.86 𝐾𝑊
COP Ideal o de Carnot: 7.025
COP: 3.8429
Rendimiento económico: 0.547
Rendimiento exergético: 0.3191
 Cuadro resumen
EVALUACION TERMODINAMICA DEL
SISTEMA MODELADO
Carga Térmica: 159.18 kW
Efecto Refrigerante: 93.99 KJ/kg
Gasto Masa: 1.6935𝑘𝑔/𝑠
Potencia del condensador: 200.6 𝐾𝑊
COP Ideal o de Carnot: 7.025
COP: 3.84307
Rendimiento económico: 0.547056
Rendimiento exergético: 0.3191

13.  EVAPORADORES: (Se necesitan 4 )
-Carga térmica por evaporador ΔT=9°F =57 390.25897 Y 180 881.6277 BTU/h
-De la tabla del fabricante se obtiene que el evaporador de la marca Bohn, Modelo
BHG640 tiene una capacidad de 64 000 y 212 000BTU/h a ΔT=10°F.
Características:
EVAPORADORES
Modelo
BTUH
DT10 m3/min CFM
DIAMETRO DE
VENTILADOR
NUMERO DE
VENTILADORES FLA WHATT
LARGO
(cm)
ANCHO
(cm)
ALTO
(cm)
BHG64
0
64000 356.6 12600 24 IN 3 7.8 2700 267.34 66.68 94.62
CONEXIONES EVAPORADORES
LIQUIDO SUCCION
DRENAJ
E PESO 4
1 3/8 DE 2 1/8 DE 1/4 RTH
EVAPORADORES
Modelos
BTUH DT
10 CONEXIONES
BHG212
1 212000m3/min CFM
DIAMENTRO
VENTILADOR LARGO ANCHOALTO LIQUIDO
SUCCIO
N
1001.8 3540030 IN 471.17cm 90.81 127.64
(2)1 3/8
DE
(2) 2 5/8
DE
NUMERO DE
VETILADORES FLA WATT PESO
numero de
evaporadores
requeridos 3
4 28 6200 902.66 Kg

14. Datos:
o Refrigerante: (R-404a)
UNIDADES CONDENSADORAS
MAC de la unidad dimensiones (cm)
MODELO
COMPRES
OR
RECIBIDOR
CAP 90% Kg
No de
ventiladore
s hp 460/3/60 largo ancho alto
BZT0900L
6 ZF40K4E 3202 2 33.4
155.4
5 89.92 99.57
BTUH conexiones peso
433525/8 Liquido 13/8 succion 363.79kg
UNIDADES CONDENSADORAS
VENTILADO
R CONEXIONES
BLV
CAP
90%
KGS DIMENSIONES
modelo compresor NUMERO DIA
CAP, CALORIFICA
BTUH LIQU SUCCION 64.4LARGO ANCHO ALTO
BLV1500h2
3D53R17
ME 2 26 124200 7/8 1 7/8 55.8 366 113 717
PESO NETO KG

16. DTI

18.  Se realizó la estimación económica.
 Total= 295 266.8 USD
Cámara Modelo
evaporadores
Número de
evaporadores
Costo por
unidad
Costo total
Zanahoria BHG640 4 14 265 USD 57 060 USD
Lechuga BHG2120 3 40 000 USD 120 000 USD
TOTAL 177 060 USD
Cámara Modelo
unidades
condensadoras
Número de
unidades
condensadoras
Costo por
unidad
Costo total
Zanahoria BZT0900L6 2 16 875 USD 33 750 USD
Lechuga BLV1500H2 2 37 000 USD 74 000 USD
TOTAL 107 750 USD
Cámara Material
aislante
Superficie
(m2)
Costo por m2 Costo total
Zanahoria Poliuretano 724.58 6.7 USD 4 854.686
USD
Lechuga Poliuretano 836.15 6.7 USD 5 602.205
USD
TOTAL 10 456.891

19. Camara Horas de
operació
n
KW Costo
por KW
($)
Costo
por día
($)
Costo
por mes.
($)
Zanahoria 18 67.34 2.8 188.55 5 656
Lechuga 18 159.18 2.8 445.70 13 371.12
Total 634.25 19 027.12

20.  Equipar una cámara de refrigeración
implica una alta inversión de capital, por
lo cual es importante dar mantenimiento
a los equipos para reducir costos
posteriores.
 A pesar de que se maneja mayor
volumen de zanahoria, las dimensiones
de la cámara para almacenar lechuga
son mayores.
 El rendimiento del sistema de
refrigeración es bueno.

21.  Este tipo de trabajos, contribuyen a la
formación de nuestro perfil como
Ingenieros Agroindustriales, y nos
familiarizan con los componentes que
debemos de tomar en cuenta para el
desarrollo de proyectos, además nos
permiten formar un criterio de decisión
en ejercicios futuros.

22.  Actividades económicas. (2012) los mayores productores agricolas del mundo. Consultado: 26 de
septiembre. On line: http://www.actividadeseconomicas.org/2012/11/los-mayores-productores-agricolas-
del.html#.VB3VzPldWSp
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de septiembre. On line: http://www.infoaserca.gob.mx/claridades/revistas/079/ca079.pdf
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FRIGORIFICAS DE CONGELACION Y CONSERVACION. Consultado: 9 de diciembre de 2014. On
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septiembre. On line: http://lasnoticiasya.com/2011/09/zacatecas-lider-nacional-en-produccion-de-
zanahoria/