Este documento presenta el diseño de una planta de refrigeración de uvas en el distrito de La Joya, Arequipa. El objetivo general es diseñar una planta de 9394 m2 que cuente con las medidas necesarias para el almacenamiento y exportación de uvas Thompson Seedless. Se incluye información sobre la ubicación, descripción del proyecto, marco teórico sobre cámaras frigoríficas, equipos de refrigeración, características de la uva Thompson Seedless y su cultivo en Perú, condiciones de conserv
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CAPITULO I
Descripción GENERAL
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“ANALISIS Y DISEÑO DE UNA PLANTA DE REFRIGERACION DE UVAS
EN EL DISTRITO DE LA JOYA- AREQUIPA”
1.1. INTRODUCCION:
En la actualidad la demanda de la uva peruana está en pleno crecimiento
en los mercados extranjeros, por lo que el diseño de una planta de
refrigeración se convierte en un factor importante para dicha exportación.
Esta planta deberá contar con altos índices para el control de calidad, ya
que las normas que rigen la exportación son más exigentes que las que
normas para el traslado interno de los productos. Debido a esta premisa, el
presente proyecto consiste en el estudio y diseño de una planta de
empacado y refrigeración ubicada en el distrito de La Joya, Arequipa con
fines de exportación (básicamente del tipo Thompson Seedles) hacia el
mercado Europeo.
1.2. OBJETIVOS:
1.2.1. OBJETIVOS GENERALES:
Diseñar una Planta de refrigeración para Uvas la cual estará comprendida
en un área de 9394 m2
, la cual cuente con todas las medidas necesarias
para dicho diseño.
1.2.2. OBJETIVOS ESPECIFICOS:
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Diseñar la mejor distribución de la planta para teniendo en cuenta la
ampliación de la misma para un futuro.
Brindar las mejores condiciones para que el producto pase un buen control
de calidad y así se logre exportar en mayor cantidad.
1.3. MEMORIA DESCRIPTIVA:
1.3.1. UBICACIÓN GEOGRAFICA:
La planta de refrigeración de Uva estará ubicada en el Distrito de La Joya,
provincia Arequipa, departamento Arequipa.
Los detalles de dicha ubicación se muestran en las siguientes imágenes:
Figura 1 - Vista 1 de la Planta de refrigeración de Paltas.
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Figura 2 - Vista 2 de la Planta de refrigeración de Paltas
Figura 3 - Vista 3 de la Planta de refrigeración de UVA
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1.3.2. DESCRIPCION DEL PROYECTO:
El complejo frigorífico se realizara para UVAS THOMPSON SEEDLESS, un
ambiente de 25°C que equivale a 77 °F y 55% de humedad relativa y un
periodo de 8 días.
Figura 4. Plantación Uva Mesa Thompson Seedless.
Figura 5. Uva Mesa Thompson Seedless.
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2.1. BASE TEORICA:
2.1.1. CAMARA FRIGORIFICA:
- Un frigorífico o cámara frigorífica es una instalación industrial estatal o
privada en la cual se almacenan carnes o vegetales para su posterior
comercialización.
- El producto agrícola (frutas y hortalizas) es en su gran mayoría perecedero.
Después de la cosecha sigue un proceso llamado comúnmente
"respiración" durante el cual los azúcares se combinan con el oxígeno del
aire produciendo anhídrido carbónico y agua y despidiendo calor, hasta
llegar a la completa maduración del fruto. Al mismo tiempo, los
microorganismos que están presentes en los frutos a temperatura
ambiente, se alimentan y reproducen a un ritmo exponencial, a medida que
se acerca la maduración, destruyendo los tejidos.
- Se comprobó que si se mantiene el producto cosechado a temperatura
menor que la del ambiente, se consigue alargar el período de maduración
un tiempo que varía desde 3-4 días hasta 6-8 meses, de acuerdo a la
especie y a la variedad.
- 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.
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Figura 6. Cámara Frigorífica
2.1.2. EQUIPO DE REFRIGERACION:
- El equipo de refrigeración comprende un compresor de gas movido por un
motor eléctrico, un intercambiador de calor con un caño en forma de zigzag
llamado condensador, otro con caño en forma de serpentín llamado
evaporador y una válvula de expansión, todos interconectados por caños de
cobre formando un circuito cerrado. En el interior de la cañería se introduce
el gas refrigerante por medio de una válvula. El compresor y el
condensador están fuera de la cámara frigorífica mientras que la válvula de
expansión y el evaporador dentro de la cámara, generalmente sobre el
marco de la puerta de entrada. Al trabajar el compresor eleva la presión del
gas que llega caliente de la cámara por las calorías que tomó de los
productos almacenados. Cuando el gas llega a los valores de presión y
temperatura previstas le corresponde al gas pasar por el condensador a la
fase liquida emitiendo calor latente de fusión. El condensador está provisto
de aletas que transmiten el calor que pasa por las paredes del caño al aire.
Si es necesario se instala un sistema de lluvia de agua en circuito cerrado
que ayuda a disipar el calor. El largo del serpentín está calculado para que
el gas licuado salga del condensador a temperatura ambiente. Pasa
entonces por la válvula de expansión, ya en el interior de la cámara, y
pierde presión. Al llegar al evaporador el gas esta frío y sin presión. le
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corresponde volver a su estado gaseoso. Necesita calor latente de
evaporación. Éste lo toma del caño de cobre que por ello se enfría y este a
su vez toma calor del aire. Con ayuda de un ventilador se establece una
corriente de aire caliente de la cámara que pasa por el serpentín del
evaporador entregando calorías del aire y de los productos almacenados. El
gas llega caliente al compresor completando el circuito.
- El proceso continúa enfriando el aire y los productos almacenados hasta
que la temperatura llega a +/-1 °C más baja que la fijada. Un termostato
cierra la válvula de expansión y un presostato cierra la corriente del
compresor. Pasado un tiempo la temperatura sube por el calor que pasa
por las paredes y por la apertura de la puerta de la cámara. Cuando llega a
+/-1 °C más alta que la fijada se abre la válvula y la corriente. El ciclo
vuelve a trabajar.
Desde fines del siglo XIX se usaba amoníaco como gas refrigerante, pero
es tóxico y por lo tanto peligroso cuando hay pérdidas de gas. En los años
70 del siglo XIX se lo remplazó por gas de la familia de los cloro-flúor-
carbono CFC llamados comercialmente Freón o R11. Hace unos años se
descubrió que estos gases son unos los principales causantes del agujero
de la capa de ozono, y desde entonces se busca un reemplazante que
tenga las mismas características que el Freón pero que se descomponga
antes de llegar a la capa de ozono. En el ínterin se sigue usando gases de
la misma familia pero que son menos dañinos. En instalaciones grandes
con personal de control, se sigue usando amoníaco, también denominado
R717.
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Figura 7. Compresor de Tornillo.
Figura 8. Unidades Condensadoras.
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2.1.3. UVA:
2.1.3.1. DESCRIPCION:
La uva es el fruto de la parra o vid, conocida en botánica como Vitis vinífera,
una planta trepadora que puede llegar a superar los 20 metros pero que por
la acción del ser humano, con podas anuales, suele presentar alturas de 1 o
2 metros. La uva es una fruta carnosa que nace en largos racimos formados
por granos redondos u ovalados, cuyo diámetro medio es de 1,6
centímetros y su peso 200-350 gramos (tanto el tamaño como el peso se
refieren a los estándares ajustados a las normas de calidad de la
comercialización de las uvas). El color de su piel es diferente según
variedades, pudiendo lucir tonos verdosos, rojizos, púrpuras, azulados o
amarillentos. Su pulpa es jugosa y dulzona, presentando diversas pepitas
pequeñas y duras en su interior.
2.1.3.2. UVA DE MESA THOMPSON SEEDLES:
Uva ovoide alargada, de color verde cremosa, jugosa, sin semilla.
Racimos: De tamaño medio a grande, alados y excesivamente
compactos.
Bayas: Pequeñas de color verde amarillo y de sabor neutro.
Calibre Promedio: 18 – 19mm.
Figura 7. Granos de Uva Thompson Seedless.
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2.1.4. CULTIVO DE UVA EN PERU:
La uva se cultiva tradicionalmente en la costa sur del país, principalmente
en Ica, Lima, Moquegua, Arequipa y Tacna; siendo la época de cosecha
entre noviembre y febrero.
Figura 8. Producción de Uva en Perú.
2.1.5. CONSERVACION DE UVAS:
En general las uvas, soportan los rigores de la manipulación del transporte
y del almacenamiento en las cámaras frigoríficas. Casi toda esta fruta se
pre-enfría, y gran cantidad de ella se almacena durante períodos variables
antes del consumo.
La uva se desarrolla con relativa lentitud y debe estar madura antes de su
recolección, ya que toda su maduración tiene lugar en las viñas. Sin
embargo no debe estar madura en exceso, ya que esto la predispone a dos
desórdenes posteriores a la cosecha: uno es el debilitamiento de los tallos,
y otro es la sensibilidad progresiva a los organismos de deterioro.
La uva es vulnerable al efecto desecante del aire, por ello, es tan importante
el estado del tallo, éste es un factor de calidad y un indicador del
tratamiento anterior de la fruta. El tallo de la uva, a diferencia de otras
frutas, es el que sostiene la fruta, debido a esto, hay que poner énfasis en el
tema acerca de las operaciones que hacen mínimas la pérdida de
humedad.
La temperatura recomendada para el almacenamiento de la uva tipo vitis
vinífera (Europa o California) en la cámara frigorífica es de -1 grado C. La
humedad relativa debe estar entre los 85 y 90%.
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A su temperatura óptima de conservación (-0,5 a 0º C), la uva de mesa
podría ser almacenada por un tiempo de 50 a 100 días dependiendo de las
características de la variedad, estado de madurez al momento de la
cosecha y el control fitosanitario del huerto en pre cosecha.
2.1.6. EMBALAJE DE UVA:
La caja debería tener un área de ventilación de ventilación apropiada para
reducir el tiempo de enfriamiento y permitir la ventilación cuando sea
necesaria.
Luego colocar una bolsa de polietileno cubriendo el fondo y costados de la
caja de tal forma que después pueda cubrir la superficie de la uva. La bolsa
sin perforaciones producirá un exceso de condensación que puede causar
daño de blanqueado. Por otro lado, el exceso de ventilación reduce la
concentración de anhídrido sulfuroso (SO2) dentro de la caja, causando el
desarrollo de la pudrición. Luego colocar en ambos lados de la caja papel
envoltorio frutero para absorber el exceso de humedad. Se puede colocar
adicionalmente en el fondo de la caja un material de embalaje absorbente.
Embalar cada racimo dentro de bolsas plásticas estas deben tener la
suficiente ventilación para permitir el contacto del SO2 con toda la uva.
Envolver el papel sobre las uvas y coloque un material absorbente como
una hoja de papel envoltorio frutero doblado o una lamina de papel gofrado.
Luego colocar el generador de anhídrido sulfuroso, luego colocar sobre la
superficie de este un material absorbente tal como una lamina de papel
absorbente o cartón corrugado, para mantener un nivel de humedad
constante en su entorno, cierre la bolsa de polietileno, tape la caja y llevar a
túnel de enfriamiento. Almacene y embarque evitando las variaciones de
temperatura.
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2.1.7. GENERACION DE SO2.
El generador de anhídrido sulfuroso genera un gas de Anhídrido Sulfuroso
(SO2) que elimina las esporas de Botrytis en la superficie de la uva, sella
heridas y cortes producidos durante el embalaje y detiene el desarrollo de
pudriciones en la uva de mesa embalada durante su almacenaje y
transporte. Su funcionamiento de este generador consiste cuando la caja de
uva es embalada y se produce una mínima humedad en su interior se activa
la fase rápida produciendo una alta concentración de SO2 gas por un corto
tiempo. Luego cuando la caja se almacena en frío a 0 °C (32 °F) la fase
lenta produce una baja concentración de SO2 gas por varias semanas. El
adecuado control de la temperatura es uno de los factores más importantes
en el almacenaje. La Botrytis se propaga el doble a 2 °C (35,6 °F) que a 0
°C (32 °F). Manteniendo un adecuado nivel de humedad dentro de la caja
se previene el daño producido por blanqueado y el agotamiento anticipado
del generador. La condición final de la uva depende de otros factores tales
como calidad de la uva, procedimiento de embalaje, almacenaje y
condiciones de transporte, etc.
Figura 9. Caja de exportación Uva.
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CAPITULO IIi
INGENIERIA DEL PROYECTO
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3.1. ANALISIS DEL PROCESO:
3.1.1. DIAGRAMA DE OPERACIONES:
El empacado de la uva pasará por los siguientes procesos para su
exportación:
Recepción de la Materia Prima:
Luego de que se realiza la cosecha, la fruta se recibe en la planta de
empaque para la limpieza y clasificación de racimos.
Selección:
La jaba pasa al área de trabajo para realizar la clasificación de los racimos
sobre la base de las observaciones de variedad, color y tamaño o calibre.
Las personas encargadas de hacer esta labor son mujeres, debido a que
presentan mayor habilidad y delicadeza al momento de manipular la fruta.
Pesado:
La pesadora separa los racimos o los corta hasta alcanzar el peso que el
formato exige de cada racimo. Los trozos cortados son separados a un lado
para luego ser embalados e otra caja cuando fuese necesario. Para el caso
de la exportación a Inglaterra se hará en ajas de 9 kg.
Empaque:
La fruta se pone dentro de empaques apropiados, de acuerdo con la
variedad y mercado de destino. Para el mercado de Inglaterra se utilizan
cajas de 9 Kg. Antes de cerrar la caja, se coloca un generador de anhídrido
sulfuroso, el cual tiene como finalidad evitar el crecimiento de algunos
microorganismos causantes de enfermedades, como ya lo explicamos en el
capitulo anterior.
Paletizado:
Las cajas de uva son colocadas en pallets de madera. En la siguiente tabla
veremos el número de cajas que se colocan en un pallet.
Empaque Peso Presentación Embalaje
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Caja cartón 9 Kg 9-10 Bolsas individuales tipo
V-shape, ziploc, slider
108 cajas/pallet.
Fumigación:
En esta etapa se realiza el tratamiento con fumigantes químicos destinados
a eliminar la presencia de posibles plagas.
Enfriamiento Rápido:
Este golpe de frío disminuye la temperatura de la fruta. Se hará por medio
de un túnel de aire forzado con sistema de pallets individuales, el cual
permite disminuir la temperatura de la fruta hasta un nivel de -1 °C antes de
su temperatura de congelación de la uva, lo que facilitara su ingreso
posterior a la cámara de almacenamiento.
Figura 10. Túnel de Enfriamiento.
Almacenamiento:
La fruta ingresa a la cámara de almacenamiento refrigerado, a -1°C donde el
control de la humedad relativa debe estar entre 85% y 90%.
La uva al ser un fruto muy delicado, el transporte debe de ser muy
cuidadoso. Así, a lo largo de todas las etapas logísticas, desde la cámara
hasta el consumidor final no debe de romperse la cadena de frío.
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3.2. BASE DE CALCULOS:
3.2.1 ACOPIO DE UVA:
Para el proyecto obtendremos un acopio de 60 Ton/dia.
3.2.2. CANTIDAD DE UVAS A CONSERVAR:
El periodo de conservación de nuestra planta será de 8 días.
El capacidad total de nuestra planta en 8 días será de 480 ton.
Cantidad a Conservar
Diario 60 ton
En 8 dias 480 ton
3.2.3. DIMENSIONES DE LA CAJA:
Dimensiones de Caja
Largo 600mm
Ancho 400mm
Alto 130mm
Peso x caja = 9Kg.
3.2.4. PALLET:
Tipo de Pallet: Base de Pallet tipo taco.
Dimensiones: 1200x1200x140mm.
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Figura 11. Dimensiones de Pallet de madera.
La ubicación de las cajas en los pallets será:
6 cajas/base x 18 cajas/alto = 108 cajas/pallet.
3.2.5. TUNEL DE ENFRIAMIENTO:
Capacidad: 15 ton
N° cajas por pallet: 108 cajas.
Peso por pallet: 972kg.
Total pallets: 16 pallets.
N° turnos: 2.
3.2.5.1. Dimensiones Internas:
Largo = 14 m = 45.93 pies.
Ancho = 4.5 m = 14.76 pies.
Alto = 4.5 m = 14.76 pies.
3.2.5.2. Numero de Túneles:
Debido al acopio diario de nuestro producto se determino que se utilizaran 2
túneles.
N° túneles = 2
3.2.5.3. Dimensiones Externas:
20. Diseño de Plantas Industriales I Página 20
Producto Temperatura
(°F)
Humedad
Relativa (%)
Uva 30 - 32 85-90
Valores Asumidos 30 85
De tabla N° 12:
Temperatura Túnel
(°F)
Espesor de Corcho
Requerido
25 – 35 5¨
Usamos poliestireno:
e= 4"
3.2.5.3.1. Dimensiones de la Pared:
Cuadro. Espesor de Pared de Túnel de enfriamiento.
Espesor Pared
Componente Medida Unidad
Enlucido exterior 0.75 pulg
muro de ladrillo 6 pulg
barrera de vapor 0.125 pulg
Aislante 4 pulg
enlucido interior 0.75 pulg
Total
11.625 pulg
0.969 pies
3.2.5.3.2. Dimensiones de la Techo:
Cuadro. Espesor de Techo de Túnel de enfriamiento.
21. Diseño de Plantas Industriales I Página 21
Espesor Techo
Componente Medida Unidad
Concreto 6 pulg
barrera de vapor 0.125 pulg
Aislante 4 pulg
enlucido interior 0.75 pulg
Total
10.875 pulg
0.906 pies
Debido a que la temperatura requerida en nuestro túnel es de -1°C, no
se tomo en cuenta el cálculo del aislante en el piso.
Cuadro. Dimensiones Interiores y Exteriores.
Dimensiones
Interiores
(pies)
Dimensiones
Exteriores
(pies)
Largo 45.930 47.868
Ancho 14.760 16.698
Alto 14.760 15.666
3.2.5.4. Calculo de Cargas Térmicas Túnel de Enfriamiento:
3.2.5.4.1. Por Pared, Techo y Piso:
- Por pared, techo y piso:
Donde:
F1 = 67.8 BTU / (día* pie2
)
Ti = 30 °F
Te = 77 °F
Te-Ti = 47 °F
( ) ( )
22. Diseño de Plantas Industriales I Página 22
Por lo tanto:
q1 = 245538.922 BTU/día
3.2.5.4.2. Carga Solar:
- Para el proyecto se no hará el cálculo sobre el techo, ya que cuenta con
un sobretecho, por lo tanto esta carga es nula:
q2 = 0 BTU/día
3.2.5.4.3. Carga por cambio de Aire:
- Se tiene:
Donde:
q3 = 0 BTU/día
3.2.5.4.4. Carga por Producto:
- Se tiene:
[ ( )]
m = 33069.345 lb/día
Ca= 0,88 BTU/lb°F
Te=77°F
Ti=30°F
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F= 0.8
q4 = 4103244.33 BTU/día
3.2.5.4.4. Cargas Diversas:
Por Personas:
Pero:
q5a = 0 BTU/día
Por Iluminación:
Pero:
q5b = 0 BTU/día
Por Envases:
N° envases= 1728
Peso= 9kg
q5c = 296032.32 BTU/día
Por Motores:
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q5d = 0 BTU/día
Por Respiración:
M 33069.345
Fr 0.42
q5e = 13889.13 BTU/día
Cargas diversas total:
q5t = 309921.44 BTU/día
3.2.5.4.5. Carga Total:
qt = 4658704.69 BTU/día
Considerando un factor de 10% por motores y otros:
qt = 5124575.164 BTU/día
3.2.6. CAMARA DE CONSERVACION:
Capacidad: 120 ton
N° cajas por pallet: 108 cajas.
Peso por pallet: 972kg.
Total pallets: 128 pallets.
25. Diseño de Plantas Industriales I Página 25
3.2.6.1. Dimensiones Internas:
Largo = 14 m = 45.93 pies.
Ancho = 23 m = 75.46 pies.
Alto = 4.5 m = 14.76 pies.
3.2.6.2. Numero de Cámaras:
Debido al acopio diario de nuestro producto, y el total de días de
conservación se calculo un total de 4 cámaras.
N° Cámaras = 4
3.2.6.3. Dimensiones Externas:
Producto Temperatura
(°F)
Humedad
Relativa (%)
Uva 30 - 32 85-90
Valores Asumidos 32 85
De tabla N° 12:
Temperatura
Cámara (°F)
Espesor de Corcho
Requerido
25 - 35 5¨
Usamos poliestireno:
e= 4"
3.2.6.3.1. Dimensiones de la Pared:
Cuadro. Espesor de Pared de Cámara de Conservación.
Espesor Pared
Componente Medida Unidad
Enlucido exterior 0.75 pulg
26. Diseño de Plantas Industriales I Página 26
muro de ladrillo 6 pulg
barrera de vapor 0.125 pulg
aislante 4 pulg
enlucido interior 0.75 pulg
total
11.625 pulg
0.969 pies
3.2.6.3.2. Dimensiones de la Techo:
Cuadro. Espesor de Techo de Cámara de Conservación.
Espesor Techo
Componente Medida Unidad
concreto 6 pulg
barrera de vapor 0.125 pulg
aislante 4 pulg
enlucido interior 0.75 pulg
total
10.875 pulg
0.906 pies
Debido a que la temperatura requerida en nuestra cámara es de 0°C, no
se tomo en cuenta el cálculo del aislante en el piso.
Cuadro. Dimensiones Interiores y Exteriores.
Dimensiones
Interiores
(pies)
Dimensiones
Exteriores
(pies)
Largo 45.930 47.868
Ancho 75.459 77.397
Alto 14.760 15.666
3.2.6.4. Calculo de Cargas Térmicas Cámara de Enfriamiento:
27. Diseño de Plantas Industriales I Página 27
3.2.6.4.1. Por Pared, Techo y Piso:
- Por pared, techo y piso:
Donde:
F1 = 67.8 BTU / (día* pie2
)
Ti = 32 °F
Te = 77 °F
Te-Ti = 45 °F
( ) ( )
Por lo tanto:
q1 = 736735.23 BTU/día
3.2.6.4.2. Carga Solar:
- Para el proyecto se no hará el cálculo sobre el techo, ya que cuenta con
un sobretecho, por lo tanto esta carga es nula:
q2 = 0 BTU/día
3.2.6.4.3. Carga por cambio de Aire:
- Se tiene:
Donde:
28. Diseño de Plantas Industriales I Página 28
F2 = 1.984
F3 = 0.291 BTU/ pie3
V = 51155.678 pie3
q3 = 29524.2747 BTU/día
3.2.6.4.4. Carga por Producto:
- Se tiene:
[ ( )]
q4 = 0 BTU/día
3.2.6.4.4. Cargas Diversas:
Por Personas:
Pero:
Nf = 2
F = 928
T = 2
q5a = 3712 BTU/día
Por Iluminación:
29. Diseño de Plantas Industriales I Página 29
Pero:
proyección pie cuadrado piso 3465.832
Nf = 2
F = 3.413
T = 2
q5b = 47315.537 BTU/día
Por Envases:
q5c = 0 BTU/día
Por Motores:
q5d = 0 BTU/día
Por Respiración:
q5e = 111112.99 BTU/día
Cargas diversas total:
q5t = 162140.53 BTU/día
30. Diseño de Plantas Industriales I Página 30
3.2.6.4.5. Carga Total:
qt = 928400.04 BTU/día
Considerando un factor de 10% por motores y otros:
qt = 1021240.048 BTU/día
3.2.7. CACULO ANTECAMARA:
3.2.7.1. Dimensiones Internas:
Largo = 9 m = 29.528 pies.
Ancho = 7 m = 22.966 pies.
Alto = 4.5 m = 14.76 pies.
3.2.7.2. Dimensiones Externas:
Temperatura
(°C)
Temperatura
(°F)
Antecámara 1 34
De tabla N° 12:
Temperatura
Antecámara (°F)
Espesor de Corcho
Requerido
25 - 35 5¨
Usamos poliestireno:
31. Diseño de Plantas Industriales I Página 31
e= 4"
3.2.7.2.1. Dimensiones de la Pared:
Cuadro. Espesor de Pared de Antecamara.
Espesor Pared
Componente Medida Unidad
Enlucido exterior 0.75 pulg
muro de ladrillo 6 pulg
barrera de vapor 0.125 pulg
aislante 4 pulg
enlucido interior 0.75 pulg
total
11.625 pulg
0.969 pies
3.2.7.2.2. Dimensiones de la Techo:
Cuadro. Espesor de Techo de Antecamara.
Espesor Techo
Componente Medida Unidad
concreto 6 pulg
barrera de vapor 0.125 pulg
aislante 4 pulg
enlucido interior 0.75 pulg
total 10.875 pulg
32. Diseño de Plantas Industriales I Página 32
0.906 pies
Debido a que la temperatura requerida en nuestra antecámara es de
1°C, no se tomo en cuenta el cálculo del aislante en el piso.
Cuadro. Dimensiones Interiores y Exteriores.
Dimensiones
Interiores
(pies)
Dimensiones
Exteriores
(pies)
Largo 29.528 31.466
Ancho 22.966 24.904
Alto 14.760 15.666
3.2.7.3. Calculo de Cargas Térmicas de Antecamara:
3.2.7.3.1. Por Pared, Techo y Piso:
- Por pared, techo y piso:
Donde:
F1 = 67.8 BTU / (día* pie2
)
Ti = 34 °F
Te = 77 °F
Te-Ti = 43 °F
( ) ( )
Por lo tanto:
q1 = 207336.47 BTU/día
33. Diseño de Plantas Industriales I Página 33
3.2.7.3.2. Carga Solar:
- Para el proyecto se no hará el cálculo sobre el techo, ya que cuenta con
un sobretecho, por lo tanto esta carga es nula:
q2 = 0 BTU/día
3.2.7.3.3. Carga por cambio de Aire:
- Se tiene:
Donde:
F2 = 4.9
F3 = 2.76 BTU/ pie3
V = 10009.34 pie3
q3 = 135366.41 BTU/día
3.2.7.3.4. Carga por Producto:
- Se tiene:
[ ( )]
q4 = 0 BTU/día
34. Diseño de Plantas Industriales I Página 34
3.2.7.3.4. Cargas Diversas:
Por Personas:
Pero:
Nf = 2
F = 906
T = 2
q5a = 3624 BTU/día
Por Iluminación:
Pero:
proyección pie cuadrado piso 678.14
Nf = 2
F = 3.413
T = 2
q5b = 9257.967 BTU/día
Por Envases:
q5c = 0 BTU/día
35. Diseño de Plantas Industriales I Página 35
Por Motores:
q5d = 0 BTU/día
Por Respiración:
q5e = 0 BTU/día
Cargas diversas total:
q5t = 12881.96 BTU/día
3.2.7.3.5. Carga Total:
qt = 355584.854 BTU/día
Considerando un factor de 13% por motores y otros:
qt = 462260.309 BTU/día
3.2.8. CACULO DESPACHO:
3.2.8.1. Dimensiones Internas:
Largo = 46 m = 150.918 pies.
Ancho = 7 m = 22.966 pies.
Alto = 4.5 m = 14.76 pies.
3.2.8.2. Dimensiones Externas:
36. Diseño de Plantas Industriales I Página 36
Temperatura
(°C)
Temperatura
(°F)
Despacho 5 41
De tabla N° 12:
Temperatura
Antecámara (°F)
Espesor de Corcho
Requerido
35 – 50 4¨
Usamos poliestireno:
e= 3"
3.2.8.2.1. Dimensiones de la Pared:
Cuadro. Espesor de Pared de Despacho.
Espesor Pared
Componente Medida Unidad
Enlucido exterior 0.75 Pulg
muro de ladrillo 6 Pulg
barrera de vapor 0.125 Pulg
Aislante 3 Pulg
enlucido interior 0.75 Pulg
Total
10.625 Pulg
0.885 Pies
3.2.8.2.2. Dimensiones de la Techo:
37. Diseño de Plantas Industriales I Página 37
Cuadro. Espesor de Techo de Despacho.
Espesor Techo
Componente Medida Unidad
Concreto 6 pulg
barrera de vapor 0.125 pulg
Aislante 3 pulg
enlucido interior 0.75 pulg
Total
9.875 pulg
0.823 pies
Debido a que la temperatura requerida en nuestro Despacho es de 5°C,
no se tomo en cuenta el cálculo del aislante en el piso.
Cuadro. Dimensiones Interiores y Exteriores.
3.2.8.3. Calculo de Cargas Térmicas de Despacho:
3.2.8.3.1. Por Pared, Techo y Piso:
- Por pared, techo y piso:
Donde:
F1 = 64.8 BTU / (día* pie2
)
Ti 41°F
Te 77°F
Te-Ti 36°F
Dimensiones
Interiores
(pies)
Dimensiones
Esteriores
(pies)
Largo 150.918 152.689
Ancho 22.966 24.737
Alto 14.760 15.583
38. Diseño de Plantas Industriales I Página 38
( ) ( )
Por lo tanto:
q1 = 847823.449 BTU/día
3.2.8.3.2. Carga Solar:
- Para el proyecto se no hará el cálculo sobre el techo, ya que cuenta con
un sobretecho, por lo tanto esta carga es nula:
q2 = 0 BTU/día
3.2.8.3.3. Carga por cambio de Aire:
- Se tiene:
Donde:
F2 2
F3 2.5
V 51157.91
q3 = 255789.53 BTU/día
39. Diseño de Plantas Industriales I Página 39
3.2.8.3.4. Carga por Producto:
- Se tiene:
[ ( )]
q4 = 0 BTU/día
3.2.8.3.4. Cargas Diversas:
Por Personas:
Pero:
Nf = 2
F = 828
T = 2
q5a = 3312.0 BTU/día
Por Iluminación:
Pero:
proyección pie cuadrado piso 3465.983
Nf = 2
40. Diseño de Plantas Industriales I Página 40
F = 3.413
T = 2
q5b = 47317.597 BTU/día
Por Envases:
q5c = 0 BTU/día
Por Motores:
q5d = 0 BTU/día
Por Respiración:
q5e = 0 BTU/día
Cargas diversas total:
q5t = 50629.597 BTU/día
3.2.8.3.5. Carga Total:
41. Diseño de Plantas Industriales I Página 41
qt = 1154242.576 BTU/día
Considerando un factor de 13% por motores y otros:
qt = 1500515.348 BTU/día
3.3. SELECCIÓN DE EQUIPOS:
3.3.1. SELECCIÓN DEL REFRIGERANTE:
R-134a para una temperatura de funcionamiento entre -7 °C y 7°C
Características
P. Condensación 0.6 Mpa
P. Evaporación 0.18 Mpa
P. Critica 4 Mpa
3.3.2. SELECCIÓN DE CONDENSADOR:
Sumando todas las cargas de nuestra planta se obtiene una carga total de:
Qt= 16296886.2 BTU/dia.
Tiempo de funcionamiento 24 hrs (Hot Gas).
CAP = 679036.924 BTU/hr.
CAP = 198.87 = 200 KW
42. Diseño de Plantas Industriales I Página 42
Para la selección del condensador se supone un ∆T=10 °F
T. ambiente = 77 °F
T. condensación = 87 °F
Factor de corrección = 3.084
3.084 = 2094149.87 BTU/hr = 2094 MBH
Seleccionando el modelo, obtenemos un condensador de marca EVAPCO
modelo:
ATC -150E-1g
CAP=2205MBH
Datos técnicos:
3.3.3. SELECCIÓN DE COMPRESOR:
Sumando todas las cargas de nuestra planta se obtiene una carga total de:
Qt= 16296886.2 BTU/dia.
Tiempo de funcionamiento 24 hrs (Hot Gas).
CAP = 679036.924 BTU/hr.
169759.231 Btu/hr por cada condensador
Para la selección del compresor se tiene:
Model
No.
Fans Weights Refrigerant
Operating
Charge lbs
Coil
Volume
ft3
Spray Pump Remote Pump
HP CFM shipping
heaviest
Seccion
Operating HP GPM
Gallons
Req'd
Conn.
Size
Operating
Weight
ATC-
150E-1g (2)3 23,800 6,490 5,670 8,860 314.82 22
1 -
1/2 270 230 8'' 8080
43. Diseño de Plantas Industriales I Página 43
T. ambiente = 77 °F
T. condensación = 87 °F
T. evaporización = 18 °F
Seleccionando el modelo de compresor que cumpla con nuestras
características, obtenemos 4 compresores de marca BITZER, modelo:
Modelo: 6H-25.2y
CAP: 182100 BTU/hr
Pot: 14,59 KW
Cantidad: 4
3.3.4. SELECCIÓN DE EVAPORADORES:
3.3.4.1. TUNEL DE ENFRIAMIENTO:
Para la selección del evaporador de las tablas de TD
humedad relativa 85%
convección forzada 12 ºF
T. túnel 30 ºF
T. evaporación 18 ºF