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Sistema de refrigeración mecánico

Sistema de refrigeración mecánico

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FACULTAD DE INGENIERÍA
ESCUELA ACADÉMICO
PROFESIONAL DE
INGENIERÍA
AGROINDUSTRIAL
NUEVO CHIMBOTE - PERÚ
"AÑO DE LA DIVERSIFICACIÓN
PRODUCTIVA Y DEL
FORTALECIMIENTO DE LA
EDUCACIÓN"
“SISTEMA DE
REFRIGERACIÓN
MECÁNICO”
CURSO:
ING. DE PROCESOS
ALIMENTARIOS
CICLO:
VII
DOCENTE:
Ing. G. Rodriguez Paucar.
INTEGRANTES:
 CORTEZ CRUZ Cristhian.
 MUÑOZ ROJAS, Andrea Gisela.
 VEGA VIERA, Jhonas Abner
INGENIERA DE PROCESOS ALIMENTARIOS
GiselaVEGA VIERA, Jhonas Abner. / MUÑOZ ROJAS, Andrea / CORTEZ CRUZ Cristhian Página 1
INDICE
I. INTRODUCCIÓN ...................................................................................................2
II. OBJETIVOS.............................................................................................................2
III. MARCO TEÓRICO .............................................................................................2
3.1. PARTES DE UN SISTEMA DE REFRIGERACIÓN...................................4
IV. MATERIALES Y MÉTODOS ............................................................................5
V. PROCEDIMIENTO EN LA OBSERVACIÓN DEL LIOFILIZADOR. ..............6
5.1. LOS BENEFICIOS DE LA LIOFILIZACIÓN ...............................................6
VI. RECONOCIMIENTO DE SISTEMAS DE GENERACION DE FRIO ........ 10
6.1. SISTEMA DE REFRIGERACION DE LA PLANTA PILOTO................ 13
6.2. SISTEMA DE REFRIGERACION II DE LA PLANTA PILOTO............ 15
6.3. REFRIGERADOR ESPECIALIZADO PARA LABORATORIO:
NEVERA, CONGELADOR Y CONSERVADOR .................................................. 17
6.4. MONITOREO DE LAS ZONAS EN EL REFRIGERADOR DE
LABORATORIO...................................................................................................... 19
VII. DISCUSIONES.................................................................................................. 22
VIII. CONCLUSIONES ............................................................................................. 23
IX. BIBLIOGRAFIA............................................................................................... 24
INGENIERA DE PROCESOS ALIMENTARIOS
GiselaVEGA VIERA, Jhonas Abner. / MUÑOZ ROJAS, Andrea / CORTEZ CRUZ Cristhian Página 2
I. INTRODUCCIÓN
Una excelente información es muy importante para el lector teniendo en cuenta esto
hemos tratado de recaudar una concreta información, con ardua investigación sobre el
trabajo a desempeñar.
Hubo inquietudes que nos preocupaban y que nos hicieron recurrir al Internet, módulos y
textos para despejar nuestras dudas y no plasmarlas erróneamente en nuestro informe.
En este documento encontraremos todo acerca de SISTEMAS DE REFRIGERACION
MECANICO. A partir de estos instantes sometemos el desarrollo de este informe a sus
observaciones y apreciaciones que pueden contribuir a nuestro esfuerzo en el desarrollo
del tema ya mencionado.
Conscientes de la responsabilidad al desarrollar este informe, le ofrecemos lo mejor de
nuestra ardua investigación del tema a tratar en las siguientes páginas.
II. OBJETIVOS
• Reconocer los sistemas de generación de frió a nivel domestico e
industrial.
• Comparar los sistemas de generación de frió.
III. MARCO TEÓRICO
Los denominados sistemas frigoríficos o sistemas de refrigeración corresponden a
arreglos mecánicos que utilizan propiedades termodinámicas de la materia para trasladar
energía térmica en forma de calor entre dos -o más- focos, conforme se requiera. Están
diseñados primordialmente para disminuir la temperatura del producto almacenado en
cámaras frigoríficas o cámaras de refrigeración las cuales pueden contener una variedad
de alimentos o compuestos químicos, conforme especificaciones.
Cabe mencionar la radical diferencia entre un sistema frigorífico y un circuito de
refrigeración, siendo este último un mero arreglo para disminuir temperatura el cual se
define como "concepto", ya que su diseño (abierto, semi abierto, cerrado), fluido (aire,
agua, incluso gas refrigerante), flujo (sólo frío o "bomba de calor") varían conforme la
aplicación. Estos varían desde el clásico enfriamiento de motores de combustión interna
por medio de agua hasta el water cooling utilizado en enfriamiento de computadores. Los
sistemas frigoríficos tienden a ser bastante más complejos que un circuito de refrigeración
y es por eso que se presentan aparte.
En el estudio acabado y diseño de estos sistemas frigoríficos se aplican diversas ciencias,
tales como la química, en las propiedades y composición de los refrigerantes; la
termodinámica, en el estudio de las propiedades de la materia y su energía interna; la
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transferencia de calor, en el estudio de intercambiadores de calor y soluciones técnicas; así
como la ingeniería mecánica, en el estudio de compresores de gas para lograr el trabajo de
compresión requerido. Se han mencionado estas disciplinas dejando de lado la
electricidad, desde los tradicionales conocimientos en corrientes trifásicas para la
alimentación de los equipos, hasta conocimientos relativamente avanzados en
automatización y PLC, para el control automático que estos requieren cuando están
operando en planta frigorífica.
Los sistemas frigoríficos se diferencian entre sí conforme su método de inyección de
refrigerante y configuración constructiva, ambos condicionados
por sus parámetros de diseño. De esta manera, y haciendo un adecuado balance de masas
y energías, es posible encontrar la solución adecuada a cualquier solicitación frigorífica.
En un sistema de refrigeración se necesitan controles sobre el nivel de líquido del
refrigerante y sobre la temperatura del espacio refrigerado. El control del líquido regula el
flujo de refrigerante hacia el evaporador y también sirve como barrera de presión entre la
alta presión de operación del condensador y la presión más baja de operación del
evaporador. En este punto, el tubo capilar y la válvula de expansión, entre otros
dispositivos de expansión, adquieren importancia llegándose a considerar estrictamente
necesarios en toda instalación automática de refrigeración. Estos dispositivos constituyen
principalmente una restricción colocada en el sistema, la cual hace posible que el
compresor por medio de su efecto de bombeo mantenga cierta diferencia de presión.
Además, controlan la velocidad de flujo del refrigerante desde el lado de alta presión hacia
el de baja. Dada la importancia que revisten, será objeto de la presente práctica la
descripción y conocimiento del principio de funcionamiento de los dispositivos de
expansión más ampliamente usados como lo son el tubo capilar y la válvula de expansión.
Cabe en este punto señalar que el control del líquido por tubo capilar está restringido en
gran parte a las unidades relativamente pequeñas, armadas y cargadas en la fábrica y en
particular para los sistemas sellados en forma hermética. La válvula de expansión a
presión constante que mantiene una presión constante en el evaporador y la válvula de
expansión térmica que mantiene un sobrecalentamiento constante al salir del evaporador,
son controles estándar del líquido para la mayor parte de las aplicaciones comerciales.
Se pretende además entender cómo se ve afectado el comportamiento de un ciclo de
refrigeración cuando se modifica la carga del sistema así como cuando existe exceso o falta
de refrigerante en el mismo, de manera que se destaque la importancia que tiene el
control de estos parámetros, entre otros, para el normal y óptimo funcionamiento del ciclo
en cuestión.
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3.1. PARTES DE UN SISTEMA DE REFRIGERACIÓN
Compresor: La tarea del compresor es aumentar la presión del vapor recalentado que
viene del evaporador para que más tarde pueda condensar se por medio de un fluido
normal como agua o aire. La presión de descarga (presión de condensación) se
determina por el medio que se utilice en el condensador (agua/aire). La presión de
condensación no se determina con el compresor. La capacidad del compresor
normalmente se controla con la presión de aspiración. El control de capacidad se
puede realizar cargando y descargando cilindros o controlando las revoluciones de un
motor eléctrico. En plantas pequeñas el compresor se controla con el termostato, sin
ningún control de capacidad.
Evaporadores: La tarea principal del evaporador es enfriar e l l medio a la
temperatura deseada. Cuando el refrigerante está pasando por el evaporador este
utiliza el calor del fluido en su alrededor para cambiar de estado pasando a vapor. Este
es el “efecto de enfriamiento” y por esto se dice que la tarea del evaporador es enfriar
algo. Normalmente el flujo de los fluidos es en contracorriente. Las aletas del
evaporador al aumentar significativamente la superficie de transmisión de calor,
hacen que éste sea más efectivo. Para asegurar una eficiencia y capacidad de
enfriamiento del evaporador alto, es necesario realizar desescarches cada cierto
tiempo.
Condensadores: Enfriado con agua Enfriado con aire evaporativo. El condensador es
un intercambiador de calor donde el calor del evaporador y compresor se elimina del
sistema de refrigeración. En el condensador el calor del gas de descarga se cede a l
agua, aire o a una combinación de ambos (evaporativos).
Válvula de expansión: La tarea de la válvula de expansión termostática (TEV) es
suministrar al evaporador la cantidad correcta de refrigerante en cada momento. Esto
asegura que el refrigerante se evapora y el vapor tiene un recalentamiento adecuado
cuando deja el evaporador. Por lo tanto aseguramos que el evaporador esté trabajando
óptimamente y sal e líquido del evaporador hacía el compresor. Una válvula TEV está
diseñada para un refrigerante específico. La válvula TEV es un controlador
proporcional, lo cual significa que el recalentamiento es mayor cuando la válvula tiene
una apertura mayor. TEV
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IV. MATERIALES Y MÉTODOS
Cámara de congelación del
liofilizador
Refrigeradora doméstica

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Sistema de refrigeración mecánico

  • 1. FACULTAD DE INGENIERÍA ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍA AGROINDUSTRIAL NUEVO CHIMBOTE - PERÚ "AÑO DE LA DIVERSIFICACIÓN PRODUCTIVA Y DEL FORTALECIMIENTO DE LA EDUCACIÓN" “SISTEMA DE REFRIGERACIÓN MECÁNICO” CURSO: ING. DE PROCESOS ALIMENTARIOS CICLO: VII DOCENTE: Ing. G. Rodriguez Paucar. INTEGRANTES:  CORTEZ CRUZ Cristhian.  MUÑOZ ROJAS, Andrea Gisela.  VEGA VIERA, Jhonas Abner
  • 2. INGENIERA DE PROCESOS ALIMENTARIOS GiselaVEGA VIERA, Jhonas Abner. / MUÑOZ ROJAS, Andrea / CORTEZ CRUZ Cristhian Página 1 INDICE I. INTRODUCCIÓN ...................................................................................................2 II. OBJETIVOS.............................................................................................................2 III. MARCO TEÓRICO .............................................................................................2 3.1. PARTES DE UN SISTEMA DE REFRIGERACIÓN...................................4 IV. MATERIALES Y MÉTODOS ............................................................................5 V. PROCEDIMIENTO EN LA OBSERVACIÓN DEL LIOFILIZADOR. ..............6 5.1. LOS BENEFICIOS DE LA LIOFILIZACIÓN ...............................................6 VI. RECONOCIMIENTO DE SISTEMAS DE GENERACION DE FRIO ........ 10 6.1. SISTEMA DE REFRIGERACION DE LA PLANTA PILOTO................ 13 6.2. SISTEMA DE REFRIGERACION II DE LA PLANTA PILOTO............ 15 6.3. REFRIGERADOR ESPECIALIZADO PARA LABORATORIO: NEVERA, CONGELADOR Y CONSERVADOR .................................................. 17 6.4. MONITOREO DE LAS ZONAS EN EL REFRIGERADOR DE LABORATORIO...................................................................................................... 19 VII. DISCUSIONES.................................................................................................. 22 VIII. CONCLUSIONES ............................................................................................. 23 IX. BIBLIOGRAFIA............................................................................................... 24
  • 3. INGENIERA DE PROCESOS ALIMENTARIOS GiselaVEGA VIERA, Jhonas Abner. / MUÑOZ ROJAS, Andrea / CORTEZ CRUZ Cristhian Página 2 I. INTRODUCCIÓN Una excelente información es muy importante para el lector teniendo en cuenta esto hemos tratado de recaudar una concreta información, con ardua investigación sobre el trabajo a desempeñar. Hubo inquietudes que nos preocupaban y que nos hicieron recurrir al Internet, módulos y textos para despejar nuestras dudas y no plasmarlas erróneamente en nuestro informe. En este documento encontraremos todo acerca de SISTEMAS DE REFRIGERACION MECANICO. A partir de estos instantes sometemos el desarrollo de este informe a sus observaciones y apreciaciones que pueden contribuir a nuestro esfuerzo en el desarrollo del tema ya mencionado. Conscientes de la responsabilidad al desarrollar este informe, le ofrecemos lo mejor de nuestra ardua investigación del tema a tratar en las siguientes páginas. II. OBJETIVOS • Reconocer los sistemas de generación de frió a nivel domestico e industrial. • Comparar los sistemas de generación de frió. III. MARCO TEÓRICO Los denominados sistemas frigoríficos o sistemas de refrigeración corresponden a arreglos mecánicos que utilizan propiedades termodinámicas de la materia para trasladar energía térmica en forma de calor entre dos -o más- focos, conforme se requiera. Están diseñados primordialmente para disminuir la temperatura del producto almacenado en cámaras frigoríficas o cámaras de refrigeración las cuales pueden contener una variedad de alimentos o compuestos químicos, conforme especificaciones. Cabe mencionar la radical diferencia entre un sistema frigorífico y un circuito de refrigeración, siendo este último un mero arreglo para disminuir temperatura el cual se define como "concepto", ya que su diseño (abierto, semi abierto, cerrado), fluido (aire, agua, incluso gas refrigerante), flujo (sólo frío o "bomba de calor") varían conforme la aplicación. Estos varían desde el clásico enfriamiento de motores de combustión interna por medio de agua hasta el water cooling utilizado en enfriamiento de computadores. Los sistemas frigoríficos tienden a ser bastante más complejos que un circuito de refrigeración y es por eso que se presentan aparte. En el estudio acabado y diseño de estos sistemas frigoríficos se aplican diversas ciencias, tales como la química, en las propiedades y composición de los refrigerantes; la termodinámica, en el estudio de las propiedades de la materia y su energía interna; la
  • 4. INGENIERA DE PROCESOS ALIMENTARIOS GiselaVEGA VIERA, Jhonas Abner. / MUÑOZ ROJAS, Andrea / CORTEZ CRUZ Cristhian Página 3 transferencia de calor, en el estudio de intercambiadores de calor y soluciones técnicas; así como la ingeniería mecánica, en el estudio de compresores de gas para lograr el trabajo de compresión requerido. Se han mencionado estas disciplinas dejando de lado la electricidad, desde los tradicionales conocimientos en corrientes trifásicas para la alimentación de los equipos, hasta conocimientos relativamente avanzados en automatización y PLC, para el control automático que estos requieren cuando están operando en planta frigorífica. Los sistemas frigoríficos se diferencian entre sí conforme su método de inyección de refrigerante y configuración constructiva, ambos condicionados por sus parámetros de diseño. De esta manera, y haciendo un adecuado balance de masas y energías, es posible encontrar la solución adecuada a cualquier solicitación frigorífica. En un sistema de refrigeración se necesitan controles sobre el nivel de líquido del refrigerante y sobre la temperatura del espacio refrigerado. El control del líquido regula el flujo de refrigerante hacia el evaporador y también sirve como barrera de presión entre la alta presión de operación del condensador y la presión más baja de operación del evaporador. En este punto, el tubo capilar y la válvula de expansión, entre otros dispositivos de expansión, adquieren importancia llegándose a considerar estrictamente necesarios en toda instalación automática de refrigeración. Estos dispositivos constituyen principalmente una restricción colocada en el sistema, la cual hace posible que el compresor por medio de su efecto de bombeo mantenga cierta diferencia de presión. Además, controlan la velocidad de flujo del refrigerante desde el lado de alta presión hacia el de baja. Dada la importancia que revisten, será objeto de la presente práctica la descripción y conocimiento del principio de funcionamiento de los dispositivos de expansión más ampliamente usados como lo son el tubo capilar y la válvula de expansión. Cabe en este punto señalar que el control del líquido por tubo capilar está restringido en gran parte a las unidades relativamente pequeñas, armadas y cargadas en la fábrica y en particular para los sistemas sellados en forma hermética. La válvula de expansión a presión constante que mantiene una presión constante en el evaporador y la válvula de expansión térmica que mantiene un sobrecalentamiento constante al salir del evaporador, son controles estándar del líquido para la mayor parte de las aplicaciones comerciales. Se pretende además entender cómo se ve afectado el comportamiento de un ciclo de refrigeración cuando se modifica la carga del sistema así como cuando existe exceso o falta de refrigerante en el mismo, de manera que se destaque la importancia que tiene el control de estos parámetros, entre otros, para el normal y óptimo funcionamiento del ciclo en cuestión.
  • 5. INGENIERA DE PROCESOS ALIMENTARIOS GiselaVEGA VIERA, Jhonas Abner. / MUÑOZ ROJAS, Andrea / CORTEZ CRUZ Cristhian Página 4 3.1. PARTES DE UN SISTEMA DE REFRIGERACIÓN Compresor: La tarea del compresor es aumentar la presión del vapor recalentado que viene del evaporador para que más tarde pueda condensar se por medio de un fluido normal como agua o aire. La presión de descarga (presión de condensación) se determina por el medio que se utilice en el condensador (agua/aire). La presión de condensación no se determina con el compresor. La capacidad del compresor normalmente se controla con la presión de aspiración. El control de capacidad se puede realizar cargando y descargando cilindros o controlando las revoluciones de un motor eléctrico. En plantas pequeñas el compresor se controla con el termostato, sin ningún control de capacidad. Evaporadores: La tarea principal del evaporador es enfriar e l l medio a la temperatura deseada. Cuando el refrigerante está pasando por el evaporador este utiliza el calor del fluido en su alrededor para cambiar de estado pasando a vapor. Este es el “efecto de enfriamiento” y por esto se dice que la tarea del evaporador es enfriar algo. Normalmente el flujo de los fluidos es en contracorriente. Las aletas del evaporador al aumentar significativamente la superficie de transmisión de calor, hacen que éste sea más efectivo. Para asegurar una eficiencia y capacidad de enfriamiento del evaporador alto, es necesario realizar desescarches cada cierto tiempo. Condensadores: Enfriado con agua Enfriado con aire evaporativo. El condensador es un intercambiador de calor donde el calor del evaporador y compresor se elimina del sistema de refrigeración. En el condensador el calor del gas de descarga se cede a l agua, aire o a una combinación de ambos (evaporativos). Válvula de expansión: La tarea de la válvula de expansión termostática (TEV) es suministrar al evaporador la cantidad correcta de refrigerante en cada momento. Esto asegura que el refrigerante se evapora y el vapor tiene un recalentamiento adecuado cuando deja el evaporador. Por lo tanto aseguramos que el evaporador esté trabajando óptimamente y sal e líquido del evaporador hacía el compresor. Una válvula TEV está diseñada para un refrigerante específico. La válvula TEV es un controlador proporcional, lo cual significa que el recalentamiento es mayor cuando la válvula tiene una apertura mayor. TEV
  • 6. INGENIERA DE PROCESOS ALIMENTARIOS GiselaVEGA VIERA, Jhonas Abner. / MUÑOZ ROJAS, Andrea / CORTEZ CRUZ Cristhian Página 5 IV. MATERIALES Y MÉTODOS Cámara de congelación del liofilizador Refrigeradora doméstica
  • 7. INGENIERA DE PROCESOS ALIMENTARIOS GiselaVEGA VIERA, Jhonas Abner. / MUÑOZ ROJAS, Andrea / CORTEZ CRUZ Cristhian Página 6 V. PROCEDIMIENTO EN LA OBSERVACIÓN DEL LIOFILIZADOR. 5.1. LOS BENEFICIOS DE LA LIOFILIZACIÓN El secado convencional hace que el material se encoja o contraiga, dañando las células. Sin embargo, en el proceso de liofilización, los componentes sólidos son retenidos en su lugar por el hielo rígido. La sublimación del hielo deja vacíos, preservando así la integridad de las actividades y estructura biológica y químicas del producto. Debido a sus cualidades preservantes, la liofilización tiene mucho y variados usos en el laboratorio. Se ha convertido en un medio indispensable en muchas aplicaciones bioquímicas y farmacéuticas. Se usa para lograr la estabilidad en almacenamiento a largo plazo de los materiales biológicos tales como los cultivos microbianos, las enzimas, la sangre y productos farmacéuticos. La liofilización se usa también para preparar muestras tisulares para la microscopía electrónica. Además, la liofilización tiene aplicaciones en el análisis químico donde es muy conveniente tener la muestra en forma seca o donde la concentración de la muestra aumenta la sensibilidad del análisis. Distribución de grupos Esquematización del sistema Anotar refrigerante usado Explicación de los equipos Verificación de la potencia mecánica Verificación de temperaturas frías Reconocimiento de los equipos
  • 8. INGENIERA DE PROCESOS ALIMENTARIOS GiselaVEGA VIERA, Jhonas Abner. / MUÑOZ ROJAS, Andrea / CORTEZ CRUZ Cristhian Página 7 Se observaron los siguientes equipos de sistema de refrigeración mecánico: LIOFILIZADOR Liofilizador Evaporador 01: En la figura se muestra el evaporador este absorbe calor (por medio del refrigerante) que entra a la cámara frigorífica con objeto de que pueda transferirse al condensador. Se aprecia el condensador parte del sistema de refrigeración, generalmente este se ubica expuesto al medio ambiente, es el dispositivo que transfiere calor del sistema frigorífico al medio ambiente. Evaporador 03: se observa que el evaporador sistema de refrigeración se encuentra en la parte superior del condensador. En la parte trasera del liofilizador se encuentra el compresor del sistema de refrigeración. Evaporador 02: En la figura se muestra otro sistema de refrigeración en donde el condensador y el compresor no se pueden observar por que se encuentran en su interior.
  • 9. INGENIERA DE PROCESOS ALIMENTARIOS GiselaVEGA VIERA, Jhonas Abner. / MUÑOZ ROJAS, Andrea / CORTEZ CRUZ Cristhian Página 8 La cámara del enfriamiento vertical de acero inoxidable incluye un enfriador para acelerar y simplificar la congelación. Un enfriador eléctrico que rodea la cámara, enfría hasta producir hielo acumulado. El pre-congelador incorporado opcional permite la preparación de la muestra mientras se liofilizan otras muestras. El baño tiene dos rodillos para girar los frascos de hasta 1200 ml en tamaño en una solución termotransferente. El sistema de refrigeración exento de CFC separado asegura la precongelación rápida Se tiene acceso a la manguera de desagüe del colector por la parte delantera para fácil descongelación. La manguera que se extiende unas 9 pulgadas, se retrae dentro del gabinete cuando no está en uso. Una segunda manguera está a disposición para el pre-congelador opcional.
  • 10. INGENIERA DE PROCESOS ALIMENTARIOS GiselaVEGA VIERA, Jhonas Abner. / MUÑOZ ROJAS, Andrea / CORTEZ CRUZ Cristhian Página 9 Tres sondas monitorean la temperatura de las muestras la cual aparece indicada digitalmente. Puerta de acrílico transparente permite total visibilidad de las tres repisas de proceso Dos repisas grandes aceptan lotes de botellas de suero, frascos, viales o ampollas. Las muestras se pueden liofilizar y después sellar con tapones, si se desea, en dos repisas grandes ajustables, cada una con un espacio de aprox 196 pulgadas cuadradas, para las capacidades de las botellas de suero.
  • 11. INGENIERA DE PROCESOS ALIMENTARIOS GiselaVEGA VIERA, Jhonas Abner. / MUÑOZ ROJAS, Andrea / CORTEZ CRUZ Cristhian Página 10 VI. RECONOCIMIENTO DE SISTEMAS DE GENERACION DE FRIO El compresor succiona el refrigerante a baja presión y temperatura proveniente del evaporador, creando una diferencia de presión entre el lado de baja y lado de alta, enseguida lo comprime elevándole la presión y la temperatura para enviarlo al condensador, aqui el refrigerante llega en estado de vapor, que al ir pasando por el serpentín va perdiendo el calor hacia el medio ambiente y se convierte a líquido por el agente condensante que en éste caso es aire forzado o el aire del medio ambiente cuando es un refrigerador con escarcha. Luego pasa por la linea de liquido para que se conduzca al filtro deshidratador donde se elimina humedad y se filtra el refrigerante, pasando enseguida al control de flujo en donde se le reduce la presión y la temperatura controlando el paso del refrigerante hacia el evaporador dependiendo de la temperatura de los productos a conservar; una vez que el refrigerante esta dentro del evaporador primero se expande y enseguida se evapora por la diferencia de diámetro de tubería y por la absorción de las calorías del espacio, enseguida se conduce por la línea de succión hacia el compresor para completar el ciclo mismo que se repetirá las veces que el equipo este funcionando. CICLO IDEAL DE UNA REFRIGERADORA DOMESTICA EVAPORADOR Medidor de presion CONDENSADOR COMPRESOR
  • 12. INGENIERA DE PROCESOS ALIMENTARIOS GiselaVEGA VIERA, Jhonas Abner. / MUÑOZ ROJAS, Andrea / CORTEZ CRUZ Cristhian Página 11 compresor Se analizo el ciclo de refrigeración del sistema de refrigeración piloto y se pudo concluir lo sgte: El Evaporador capta el calor del ambiente y el refrigerante pasa de estado liquido a gaseoso, luego mediante una línea pasa al compresor, en donde aumenta la presión y la temperatura,luego pasa al condensador (las rejillas sirven para aumentar el área de transferencia de calor) y llega a un punto de conexión, donde existen dos salidas: uno que es hacia los manometros que regulan la presión y otro que va hacia el evaporador, pero antes pasa por una valvula de expansión, en este caso la línea que va hacia el evaporador esta pegada a la línea que va hacia el compresor, esto se hizo para aprovechar el calor al máximo, al mismo estilo de intercambiadores de calor en cascada.
  • 13. INGENIERA DE PROCESOS ALIMENTARIOS GiselaVEGA VIERA, Jhonas Abner. / MUÑOZ ROJAS, Andrea / CORTEZ CRUZ Cristhian Página 12
  • 14. INGENIERA DE PROCESOS ALIMENTARIOS GiselaVEGA VIERA, Jhonas Abner. / MUÑOZ ROJAS, Andrea / CORTEZ CRUZ Cristhian Página 13 6.1. SISTEMA DE REFRIGERACION DE LA PLANTA PILOTO Refrigerador en desuso, fabricado con madera para aislarlo de la °T del ambiente
  • 15. INGENIERA DE PROCESOS ALIMENTARIOS GiselaVEGA VIERA, Jhonas Abner. / MUÑOZ ROJAS, Andrea / CORTEZ CRUZ Cristhian Página 14 Observamos que hay mas de un evaporador dentro de esta cámara, esto es porque al no haber muchos ventiladores, se dispone de mas evaporadores para enfriar mas rápido los productos.
  • 16. INGENIERA DE PROCESOS ALIMENTARIOS GiselaVEGA VIERA, Jhonas Abner. / MUÑOZ ROJAS, Andrea / CORTEZ CRUZ Cristhian Página 15 6.2. SISTEMA DE REFRIGERACION II DE LA PLANTA PILOTO VENTILADOR Podemos observar la formación de escarcha en la parte alta donde se encuentra el evaporador El ventilador sirve para homogenizar el aire dentro de la cámara, es decir, para que el aire frio llegue a todos los productos que se encuentren dentro.
  • 17. INGENIERA DE PROCESOS ALIMENTARIOS GiselaVEGA VIERA, Jhonas Abner. / MUÑOZ ROJAS, Andrea / CORTEZ CRUZ Cristhian Página 16 COMPRESOR
  • 18. INGENIERA DE PROCESOS ALIMENTARIOS GiselaVEGA VIERA, Jhonas Abner. / MUÑOZ ROJAS, Andrea / CORTEZ CRUZ Cristhian Página 17 6.3. Refrigerador especializado para laboratorio: nevera, congelador y conservador REFRIGERADOR El refrigerador en los laboratorios es uno de los equipos más importantes. Su función consiste en mantener, en un ambiente controlado –espacio refrigerado–, diversos fluidos y sustancias, para que los mismos se conserven en buenas condiciones mientras más baja sea la temperatura, menor actividad química y biológica. Para lograr esto se requiere que la temperatura interior del refrigerador sea inferior a la temperatura ambiente. En el laboratorio se utilizan diversas clases de refrigeradores que podrían agruparse dentro de los siguientes rangos: • Refrigeradores de conservación funcionan en el rango de 0 °C a 8 °C. • Refrigeradores de baja temperatura funcionan en el rango de 0 °C a –30 °C. • Refrigeradores de ultra-baja temperatura funcionan en el rango de 0 °C a –86 °C. Dependiendo de las actividades que realice el laboratorio, debe seleccionarse el refrigerador que resulte apropiado a sus funciones. Por ejemplo: si se requiere conservar sangre entera, basta utilizar un refrigerador conocido como de Banco de sangre, que proporciona temperaturas comprendidas entre los 0 °C y los 8 °C. Por el contrario, si se requiere conservar una cepa particular, es necesario un refrigerador de ultra-baja temperatura. Los refrigeradores resultan indispensables para conservar sustancias biológicas y reactivos. En el presente capítulo se tratarán los aspectos de operación y mantenimiento de los refrigeradores de conservación y de los refrigeradores de ultra-baja temperatura.  Circuito de refrigeración A continuación, se presenta el circuito básico que explica cómo funciona un refrigerador. En la parte izquierda es posible diferenciar los siguientes componentes: evaporador, condensador, compresor, válvula de expansión, filtro y tuberías de interconexión. Dentro de cada uno de estos componentes, circula un fluido refrigerante de características especiales
  • 19. INGENIERA DE PROCESOS ALIMENTARIOS GiselaVEGA VIERA, Jhonas Abner. / MUÑOZ ROJAS, Andrea / CORTEZ CRUZ Cristhian Página 18 En la parte derecha de la figura, se presenta una gráfica de temperatura [T] contra entropía [S] que muestra el funcionamiento de un ciclo de refrigeración ideal identificando, con los mismos números del esquema básico de la izquierda, en qué puntos se presentan los procesos adiabáticos (compresión [1-2] y estrangulamiento [3-4]) y los procesos que involucran transferencia de calor (en el evaporador - ambiente refrigerado [4-1] y en el condensador [2-3], al exterior). El ciclo completo se describe como la secuencia de procesos [1-2-3-4-1].  Mecanismo de Refrigeración
  • 20. INGENIERA DE PROCESOS ALIMENTARIOS GiselaVEGA VIERA, Jhonas Abner. / MUÑOZ ROJAS, Andrea / CORTEZ CRUZ Cristhian Página 19 6.4. MONITOREO DE LAS ZONAS EN EL REFRIGERADOR DE LABORATORIO Colocar los sensores en 3 zonas distintas del refrigerador, específicamente en una zona alta, media y baja para monitorear la °T durante un tiempo de aprox 1h Colocar los sensores de tal manera que no tope con las paredes del refrigerador ya que lo que se quiere monitorear son las temperaturas del aire dentro del refrigerador
  • 21. INGENIERA DE PROCESOS ALIMENTARIOS GiselaVEGA VIERA, Jhonas Abner. / MUÑOZ ROJAS, Andrea / CORTEZ CRUZ Cristhian Página 20 6.5. MONITOREO DE LAS TEMPERATURAS DEL REFRIGERADOR DE LABORATORIO EN 3 ZONAS DISTINTAS -20 -15 -10 -5 0 5 10 15 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 Refrigeracion del refrigerador de Laboratorio T (zona baja) T (zona media T (zona alta)
  • 22. INGENIERA DE PROCESOS ALIMENTARIOS GiselaVEGA VIERA, Jhonas Abner. / MUÑOZ ROJAS, Andrea / CORTEZ CRUZ Cristhian Página 21 En la gráfica antes mostrada podemos ver que la zona alta es la más fría ya que es en esa zona donde se encuentra el evaporador y la zona media y baja que se van enfriando en ese orden con la ayuda del ventilador con el que cuenta el refrigerador pero siempre marcando sus gradientes de temperaturas para cada zona. A continuación analizaremos la gráfica:  La parte encerrada con color amarillo vemos la presencia de un pico en la curva de la zona media del refrigerador; esto se pudo deber a que el sensor choco con una de las paredes del refrigerador, o al flujo de aire transmitido por el ventilador.  Encerramos los círculos naranjas para notar lo picos verdes bien pronunciados, ¿Qué nos dan a entender? Lo que estos picos nos dan a entender es que en ese lapso en el que se formó el pico el sistema de frio dejo de funcionar por unos segundos y volvió a funcionar y esto ocurre porque: - El control electrónico de la temperatura de muchos refrigeradores permite establecer un punto específico de temperatura para el refrigerador y el congelador. La unidad entonces se adapta para mantener esa temperatura específica y se apaga cuando la alcanza, encendiéndose de nuevo cuando sea necesario para descongelar el sistema o mantener la temperatura.  En los círculos naranjas también podemos ver que en el momento de la formación de los picos verdes a la vez existen unas pequeñas protuberancias en las líneas de la zona media baja, y esto es porque el ventilador distribuye todo el aire frio a través del refrigerador por tanto existe un pequeño intento de formación de picos pero al estar más alejados del evaporador no llegan a percibir ese gradiente de temperatura necesario como para formar los picos a diferencia de la zona alta  En el enmarcado con negro vemos que hasta que el sistema de refrigeración llegue a una temperatura determinada el sistema de frio se apaga y al volverse a encender tiene el mismo comportamiento como la gráfica anterior; es decir; los picos antes encontrados volverán a formarse una vez encendido el refrigerador.  Según la gráfica podemos decir que este refrigerador trabaja desde los 5°C hasta los - 17°C aproximadamente.
  • 23. INGENIERA DE PROCESOS ALIMENTARIOS GiselaVEGA VIERA, Jhonas Abner. / MUÑOZ ROJAS, Andrea / CORTEZ CRUZ Cristhian Página 22  De la uniformidad de la Temperatura: Observando el Excel podemos ver que este pico fluctua entre los valores de -12 a -15 apartir de ello podemos sacar analíticamente la uniformidad de °T de este refrigerador es de: ±2.5 VII. DISCUSIONES  La FDA recomienda mantener la temperatura del refrigerador a 40 grados Fahrenheit (4 grados Celsius) o menos, lo que ralentiza el crecimiento de bacterias y mantiene la calidad de los alimentos, algo que también concuerda con lo recomendado por el servicio de extensión de la Universidad de Nebraska.  Los sistemas de compresión emplean cuatro elementos en el ciclo de refrigeración: compresor, condensador, válvula de expansión y evaporador. En el evaporador, el refrigerante se evapora y absorbe calor del espacio que está enfriando y de su contenido. A continuación, el vapor pasa a un compresor movido por un motor que incrementa su presión, lo que aumenta su temperatura (entrega trabajo al sistema). El gas sobrecalentado a alta presión se transforma posteriormente en líquido en un condensador refrigerado por aire o agua. Después del condensador, el líquido pasa por -18 -16 -14 -12 -10 -8 -6 -4 -2 0 0 10 20 30 40 50 Pico de Uniformidad de °T Series1
  • 24. INGENIERA DE PROCESOS ALIMENTARIOS GiselaVEGA VIERA, Jhonas Abner. / MUÑOZ ROJAS, Andrea / CORTEZ CRUZ Cristhian Página 23 una válvula de expansión, donde su presión y temperatura se reducen hasta alcanzar las condiciones que existen en el evaporador. Fuente:(http://www.fisicanet.com.ar/fisica/termodinamica/ap07_ ciclos_termicos.php )  En refrigeración doméstica pueden ser empleados equipos que funcionen tanto por el sistema de compresión como por el sistema de absorción, los que difieren fundamentalmente en sus procesos de funcionamiento. Los equipos del sistema a compresión pueden ser del tipo denominado abierto, en los que el compresor se halla separado del motor que lo acciona, o del denominado hermético, sellado o blindado en los cuales el motor está directamente acoplado al compresor, y ambos se hallan encerrados dentro de un blindaje de acero formando una unidad sellada.  FUENTE: http://www.mailxmail.com/curso-refrigeracion-domestica- manual-tecnico/refrigeracion-componentes-mecanicos VIII. CONCLUSIONES  Se logró reconocer también los sistemas de refrigeración de frio a nivel doméstico este se desarrolló en el laboratorio de investigaciones donde se reconoció e identifico las partes de un sistema de refrigeración y que funciones cumplen cada uno de estos  Se logró conocer un sistema de refrigeración simple por compresión de vapor de un compuesto refrigerante, consta de dos intercambiadores de calor: el evaporador y el condenador, además de válvulas de expansión y el compresor.  Los equipos de refrigeración y de cocción deben poseer un termómetro o termógrafo -instrumento de registro y medición de la temperatura de funcionamiento-, de fácil lectura y ubicado a la vista del elaborador/ manipulador, inspector y consumidor
  • 25. INGENIERA DE PROCESOS ALIMENTARIOS GiselaVEGA VIERA, Jhonas Abner. / MUÑOZ ROJAS, Andrea / CORTEZ CRUZ Cristhian Página 24 IX. BIBLIOGRAFIA  http://www.bvsde.paho.org/bvsacd/cd29/laboratorio/cap18.pdf  http://www.ehowenespanol.com/control-temperatura-del- refrigerador-apaga-temperatura-adecuada-info_297069/  http://www.mailxmail.com/curso-refrigeracion-domestica-manual- tecnico/refrigeracion-componentes-mecanicos  (http://www.fisicanet.com.ar/fisica/termodinamica/ap07_ ciclos_termicos.php )  https://termoaplicadaunefm.files.wordpress.com/2009/02/guia- tecnica-electiva1.pdf