UNIVERSIDAD DEL TOLIMA

FACULTAD DE INGENIERIA AGRONOMICA

PROGRAMA DE INGENIERIA AGROINDUSTRIAL

TALLER DE RESCATE

Se desea construir un cuarto frío en Kansas City (humedad relativa del 70%),  con las siguientes características:

la pared más larga este orientada al sur, dimensiones del cuarto 10mx9mx4m que este expuesto a la intemperie y además que tenga una antesala. El cuarto frío está previsto para almacenar 8750kilogramos de naranjas por un largo periodo y que logren su temperatura de almacenamiento en 12 h; estás vienen en cajas de madera de capacidad de 3.5 kilogramos el calor especifico de la madera es de 0.43 kcal/kg °C. el peso estimado de una caja es de 725 gramos. El aislamiento que se desea instalar es el STYROFOAM. El cuarto es de uso intenso y se estima un ingreso promedio día de 6 personas, se prevén dos motores de 2 HP tentativamente para los ventiladores del evaporador y 12 lámparas de 40 vatios. El tiempo de funcionamiento del equipo estimado en 18 horas.

Las condiciones de evaporación y condensación se sobrecalientan y subenfrian respectivamente 3.5 °C

Calcular:

La capacidad de refrigeración en kcal/h

El compresor y su potencia real requerida.

Se desea construir un banco de hielo y basados en el cantidad total de refrigeración almacenar con un espesor de 4.5 cm (cantidad de hielo) y el empuje hidráulico que ejercerá el agua sobre la masa de hielo y tomando como tubería tipo acero carbón sin costura calibre 40 con diámetro nominal de 11/4” ( 42,164 mm) que tiene un peso promedio de 3,38 kg/m determinar el número de tubos/m2, dimensionar el tanque de agua, dimensionar el serpentín, la capacidad del compresor, y su tiempo de operación para una  planta de procesamiento de leche con una capacidad de 20 000 l/día. La temperatura ambiente promedio es de 32 °C y la presión del ambiente es la de una atmósfera normal. Temperatura máxima de recepción de la leche 36 ° C. Temperatura de la leche cruda en tanques debidamente aislados 4 °C

Se tienen dos enfriadores de placa de 2500 l/h.

Dos pasterizadores de 2500 l/h.

La temperatura de pasterización de la leche es de 73 °C, saliendo de pasterización a 4 °C para su almacenamiento en tanques debidamente aislados y posteriormente ser empacada. El factor de regeneración del la pasterización es del 90%.

Las perdidas totales para la refrigeración, mediante los cálculos correspondientes al estudio se fijaron en un 10%.

Calor especifico de la leche 3,83 kj/kg °C.

Peso especifico promedio de la leche 1,032 kg/dm3.

Construir el banco de hielo con almacenamiento del 50% del frío necesario para el enfriamiento y calibrando el equipo para que comience a trabajar cuando se haya gastado el 75% del hielo almacenado, realizándose así el enfriamiento en forma simultánea con gasto de hielo almacenado y frío producido por el sistema de refrigeración.

Si estima que se requieren datos técnicos adicionales, preverlos y sustentarlos.

Nota: Taller voluntario e individual para los estudiantes que estimen que requieren nota para pasar la asignatura. Lo sustentan el día martes 4 de julio  en forma verbal (cara-cara) a las 2:30 pm.

Carlos Arturo Sánchez Jiménez.

Docente Ing. Agroindustrial.

Universidad del Tolima.

AISLAMIENTOS TÉRMICOS

POLIESTIRENO EXPANDIDO: k = 0.025 Kcal/(h.m.°C)

STYROFOAM. k = 0.028 Kcal/ (h.m.°C)

ESPUMA DE POLIURETANO: k = 0.022 Kcal/ (h.m.°C)

GOMA – ESPUMAS: k = 0.026 Kcal/ (h.m.°C)

                                                             TALLER CUARTOS FRIOS.

Un complejo agroindustrial en Tampa - Florida  (50% H.R.), necesita diseñar un cuarto frío a la intemperie y sobre el suelo que cumpla las siguientes condiciones:

Almacenar 23 560 kilogramos de peras por largo periodo. Estas llegan en canastillas de plástico que pesan cada una 1 856 gramos y tienen un calor especifico de 2.56 kcal/kg °C y una capacidad de 2.5 kilogramos. Está previsto trabajar en forma intensiva y se prevé el ingreso de 8 personas para un tiempo de enfriamiento del producto de 12 h. las dimensiones del cuarto son 25.9 x 30.6 x 4.5 m y debe mantenerse a una temperatura de  -5°C y tiene una antesala a una temperatura de 21 °C ubicada en la pared sur. Se prevén  30 luminarias de 40 vatios cada una y cuatro motores de 2.5 kW. El aislante a utilizar en cada de las paredes es bloque agregado de lámina  de  20 cm y lámina de corcho de 8 cm. El techo previsto de losa de concreto de 10 cm y aislamiento de lámina de corcho de12.7 cm, tanto el techo como las paredes  está previsto  terminar con lámina de aluminio tipo foil cuyo espesor se desprecia para los cálculos. Para el  piso se prevé una losa de piso de 5 cm con aislamiento en espuma de vidrio de 7.6 cm y acabado de 5 cm.

Calcular: La capacidad de refrigeración en kcal/h para un tiempo de operación de 20 h

Requerimos diseñar cuarto frío en Davenport- Iowa, para almacenar 30 toneladas de pescado por un periodo de seis meses. El pescado está almacenado en canastillas de plásticas, con capacidad cada una de 30 kilogramos, el peso promedio de cada canastilla es de 1.3 kilogramos y su calor especifico es  1.6 kcal/kg.°C, las dimensiones del cuarto frío son 16.8 x 19 x 3.5 m, solo dos paredes dan al sol y el piso esta sobre el terreno, además el cuarto es de uso ordinario y tiene antesala a 20 °C. Y se desea utiliza espuma de poliuretano en todas sus partes como aislamiento, se prevé instalar 4 motores eléctricos de capacidad cada uno de 2.5 H.P. para los ventiladores del sistema de evaporación y 12 luminarias de 40 W. cada una e ingresan dos personas

Calcular:

La capacidad de refrigeración por hora si está previsto que trabaje 20 horas y necesitamos que el producto este a la temperatura de congelación en 12 horas. El factor de rapidez del pescado es de 0.76.

Los datos técnicos que a suponer deben ser debidamente sustentados, e igualmente informe de que tabla obtuvo los diferentes datos técnicos necesarios.

TALLER  FINAL DE PROCESOS III- Noviembre 25 de 2016

Un cuarto de enfriamiento de 10.5 m X 15 m X 4.5 m, se usa para enfriar 37.000 kg de carne de res fresca, desde una temperatura inicial de 38 °C a una temperatura final de - 8 °C  en 18 h. Cuatro personas trabajan en el enfriador durante el periodo de carga. La carga de alumbrado es de 1 700 watts y tiene tres motores de 3 HP, para los ventiladores del evaporador. El piso, localizado sobre un espacio no acondicionado, es una losa de concreto de 13 cm, aislada con placa de corcho de 10 cm y acabada con 7.6 cm de concreto. El techo, expuesto al sol es una losa de 10 cm aislada con una placa de corcho de 10 cm. Todas las paredes son divisiones interiores adyacentes a espacios no acondicionados (32 °C) excepto la pared oriental, que está adyacente a una sala a 2 °C. La construcción de la pared es de bloque de cemento de 10 cm aislada con placa de lana mineral y acabada en un lado con lamina de aluminio (se desprecia esta lámina para efectos de cálculo). El cuarto está previsto para usarse de manera ordinaria y presenta antesala y está localizado en Tampa – Florida. Tiempo de operación del equipo 18 h. calcular:

Carga de enfriamiento en kcal/h.

Se desea construir un banco de hielo para una aplicación Agroindustrial, el banco de hielo debe tener los tubos en acero carbón de 1” de diámetro nominal y de 1.315” de diámetro exterior con un peso aproximado de 2.5 kg/m. la planta de recibo de leche tiene una capacidad instalada de 27 000 l/día y la temperatura de llegada de la leche es de 34 °C  y debe almacenarse a 4 °C. Se tienen tres enfriadores de placas para leche cada uno con capacidad de 3000 l/h.

Tres pasterizadores de placa con capacidad de 3000 l/h cada uno, la temperatura de pasterización es de 73 °C, saliendo de pasterización a 4 °C para su almacenamiento. El factor de regeneración de los pasterizadores es del 85%, esto es que consume el 15% de refrigeración y vapor ( agua caliente).

Las pérdidas totales para la refrigeración, mediante los cálculos correspondientes al estudio se fijaron en un 12% y la temperatura ambiente es de 32 °C.

Calor especifico promedio de la leche 3.83 kj/kg °C

Peso específico promedio de la leche  1.032 kg/l.

Determinar:

Mediante la resolución del principio de Arquímedes (esto es haciendo sumatoria de fuerzas) el número de tubos necesarios por m² para el diseño del banco y definir como espesor de hielo 5”.

El punto crítico de trabajo de la planta y con base a lo definido construir el banco de hielo con almacenamiento del 50% del frío necesario para el enfriamiento y calibrando el equipo para que comience a trabajar cuando se haya gastado el 75% del hielo almacenado, realizándose el proceso de enfriamiento en forma simultánea con gasto de hielo almacenado y frío producido por el sistema de refrigeración.

Establecer el tiempo total de trabajo del compresor y definir sus dimensiones si el refrigerante a utilizar es amoniaco.

SI CONSIDERA QUE REQUIERE DE DATOS TÉCNICOS ADICIONALES. POR FAVOR SUPONERLOS Y SUSTENTARLOS

 


  Adicional al taller. 26/10/2016, para sustentar el 02/11/2016

Investigar: Cual debe ser la temperatura mínima práctica de evaporación para un ciclo usando amoniaco, en el caso de etapa única y en caso de dos etapas. Justifique. 

TALLER 2

Calcular la potencia necesaria para los dos compresores de un sistema de refrigeración que utiliza amoniaco con un evaporador a – 34.4°C y 25 toneladas de capacidad de refrigeración. El sistema utiliza una compresión en dos etapas, con enfriamiento del vapor y separación del vapor. La temperatura de condensación es 32.2 °C.

En un sistema con amoniaco, un evaporador ha de proporcionar 15 toneladas de refrigeración a – 32 °C, y el otro evaporador ha de suministrar 38 ton a 1°C. El sistema hace la compresión en dos etapas, con enfriamiento del vapor. La temperatura de condensación es de 28 °C. Calcular la potencia gastada por los dos compresores.

En dos ejercicios anteriores determinar la potencia si se elimina el tanque de enfriamiento y separador de vapor y en el segundo si se toman dos cuartos de enfriamiento por separado. Comparar y dar al menos tres conclusiones.

 Además hacer la siguiente consideración:

En el primer ejercicio estimamos un recalentamiento útil de 5 °C y un subenfriamiento de 5 °C en el condensador.

En el segundo estimamos un recalentamiento inútil de 6°C y un subenfriamiento de 4 °C en el condensador.

Hacer la comparación con los ciclos anteriores donde es saturado y dar al menos tres conclusiones.

     TALLER N° 1
fecha de entrega: 28.09.2016

Defina:

los diferentes fluidos frigorígenos empleados en las instalaciones frigoríficas. Que sean amigables con el medio ambiente. Debe incluir propiedades y nombre . Defina al menos ocho fluidos.

Al menos diez materiales aislantes que se utilizan en la industria frigorífica y sus propiedades.

La temperatura del amoniaco liquido que entra al control de refrigerante es de 32°C y la temperatura de vaporización es de -8°C. Determinar:

El efecto refrigerante por kilogramo de refrigerante que circula

Pérdida de efecto refrigerante por kilogramo

peso refrigerante, que circula por minuto por tonelada.

Volumen de vapor desplazado por minuto por tonelada.

Ahora si consideramos que las condiciones de llegada del liquido amoniaco son 9.915 Kgf/cm2 y la presión de vaporización en el evaporador es de 3.741 Kgf/cm2. determinar las mismas condiciones del problema anterior y dar una conclusión como resultado de la comparación de estas dos condiciones.