lunes, 28 de marzo de 2016
sábado, 26 de marzo de 2016
SISTEMAS DE REFRIGERACION, CARACTERISTICAS Y CLASIFICACION
Link de Guia de Aprendizaje Proporcionada por el Docente.
UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL
“FRANCISCO DE MIRANDA”
ÁREA DE TECNOLOGÍA
COMPLEJO ACADÉMICO EL SABINO
PROGRAMA DE INGENIERÍA MECÁNICA
UNIDAD CURRICULAR: ELECTIVA III
“SISTEMAS DE REFRIGERACIÓN”
Punto Fijo, Mayo del 2010
Por: Ing Gelys Guanipa R
Electiva III- Refrigeración
Programa: Ing.Mecánica
INTRODUCCIÓN
Las aplicaciones de la Refrigeración son muy numerosas, siendo una de las más comunes la conservación de alimentos, acondicionamiento ambiental, enfriamiento de equipos y últimamente en los desarrollos tecnológicos de avanzada en el área de los ordenadores.
Cada dispositivo de control está diseñado para mantener algún parámetro de funcionamiento de un equipo entre determinados límites, principalmente: temperaturas, presiones, acumulación de hielo, entre otros fenómenos que se desea controlar. Algunos sistemas logran eliminar el uso de compresores valiéndose de procesos de absorción,pero a su vez requieren de fuentes externas directa e indirecta, como por ejemplo: energía eléctrica, gas natural, vapor de agua o calor residual. Así pues, la selección de sistemas de Refrigeración, dependen en gran medida de cuanta carga térmica se desea extraer, del tipo de instalación que se requiere y del costo tanto inicial como de mantenimiento.
1.- BASES CONCEPTUALES PREVIAS:
Calor:
Refrigerantes:
Son los fluidos de trabajo utilizados en los ciclos de refrigeración, que tienen la característica principal de evaporarse a bajas presiones y temperaturas y condensarse a altas presiones y temperaturas y son capaces de absorber calor de un ambiente.
Ambiente Térmico:
Es el lugar que se desea acondicionar y donde se generan cargas térmicas tanto internas como externas.
Confort humano
Es lo concerniente a proporcionar un ambiente en el cual las personas se sientan confortables, independientemente de las condiciones exteriores y básicamente comprende: la temperatura ambiente, la iluminación, la purificación del aire, el nivel de humedad en el aire, nivel sonoro y la circulación del aire dentro del ambiente.
Aire atmosférico
Está compuesto de gases que constituyen el aire seco y vapor de agua en cantidades variables. Para propósitos prácticos se considera el aire seco constituido por 79% de nitrógeno y 21% de oxigeno, por unidad de volumen. El vapor de agua se encuentra siempre presente en el aire atmosférico en condiciones de saturado o sobrecalentado, y no obstante que su peso promedio es menor que el 3% del peso del aire atmosférico, su influencia con el confort humano es bastante significativa.
2.- TEORÍA COMPLEMENTARIA
La refrigeración:
Proceso por el que se reduce la temperatura de un espacio determinado y se mantiene esta temperatura baja con el fin, por ejemplo, de enfriar alimentos, conservar determinadas sustancias o conseguir un ambiente agradable. El almacenamiento refrigerado de alimentos perecederos, pieles, productos farmacéuticos y otros se conoce como almacenamiento en frío. La refrigeración evita el crecimiento de bacterias e impide algunas reacciones químicas no deseadas que pueden tener lugar a temperatura ambiente.
El uso de hielo de origen natural o artificial como refrigerante estaba muy extendido hasta poco antes de la I Guerra Mundial, cuando aparecieron los refrigeradores mecánicos y eléctricos. La eficacia del hielo como refrigerante es debida a que tiene una temperatura de fusión de 0 °C y para fundirse tiene que absorber una cantidad de calor equivalente a 333,1 kJ/kg. La presencia de una sal en el hielo reduce en varios grados el punto de fusión del mismo. Los alimentos que se mantienen a esta temperatura o ligeramente por encima de ella pueden
conservarse durante más tiempo.
El dióxido de carbono sólido, conocido como hielo seco o nieve carbónica, también se usa como refrigerante. A la presión atmosférica normal no tiene fase líquida, y sublima directamente de la fase sólida a la gaseosa a una temperatura de -78,5 °C. La nieve carbónica es eficaz para conservar productos a bajas temperaturas mientras dura su sublimación.
En la refrigeración mecánica se obtiene un enfriamiento constante mediante la circulación de un refrigerante en un circuito cerrado, donde se evapora y se vuelve a condensar en un ciclo continuo. Si no existen pérdidas, el refrigerante sirve para toda la vida útil del sistema. Todo lo que se necesita para mantener el enfriamiento es un suministro continuo de energía y un método para disipar el calor. Los dos tipos principales de sistemas mecánicos de refrigeración son el sistema de
compresión, empleado en los refrigeradores domésticos grandes y en la mayoría de los aparatos de aire acondicionado, y el sistema de absorción, que en la actualidad se usa sobre todo en los acondicionadores de aire por calor, aunque en el pasado también se empleaba en refrigeradores domésticos por calor.
Los refrigerantes:
Para cada refrigerante existe una temperatura específica de vaporización asociada con cada presión, por lo que basta controlar la presión del evaporador para obtener la temperatura deseada. En el condensador existe una relación similar entre la presión y la temperatura. Durante muchos años, uno de los refrigerantes
más utilizados fue el diclorodifluorometano, conocido como refrigerante-12.
Este compuesto clorofluorocarbonado (CFC) sintético se transformaba en vapor a -6,7 °C a una presión de 246,2 kPa (kilopascales), y después de comprimirse a 909,2 kPa se condensaba a 37,8 °C.
En los refrigeradores pequeños empleados en las viviendas para almacenar comida, el calor del condensador se disipa a la habitación donde se sitúa. En los acondicionadores de aire, el calor del condensador debe disiparse al exterior o directamente al agua de refrigeración.
En un sistema doméstico de refrigeración, el evaporador siempre se sitúa en un espacio aislado térmicamente. A veces, este espacio constituye todo el refrigerador. El compresor suele tener una capacidad excesiva, de forma que si funcionara continuamente produciría temperaturas más bajas de las deseadas.
Para mantener el refrigerador a la temperatura adecuada, el motor que impulsa elcompresor está controlado por un termostato o regulador.
Los congeladores para alimentos ultracongelados son similares a los anteriores,sólo que su compresor y motor tienen que tener la potencia y tamaño suficientes para manejar un mayor volumen de refrigerante con una presión menor en el evaporador. Por ejemplo, para mantener una temperatura de -23,3 °C con refrigerante-12 se necesitaría una presión de 132,3 kPa en el evaporador.
El refrigerante-12 y otros dos CFC, el refrigerante-11 y el refrigerante-22, eran los principales compuestos empleados en los sistemas de enfriamiento y aislamiento de los refrigeradores domésticos. Sin embargo, se ha descubierto que los CFC suponen una grave amenaza para el medio ambiente del planeta por su papel en
la destrucción de la capa de ozono. Según el Protocolo de Montreal (véase Contaminación atmosférica: Medidas gubernamentales), la fabricación de CFC debía finalizar al final de 1995. Los hidroclorofluorocarbonos, HCFC, y el metilbromuro no dañan la capa de ozono pero producen gases de efecto invernadero. Los HCFC se retirarán en el 2015 y el consumo de metilbromuro selimitará progresivamente. La industria de la refrigeración debería adoptar
rápidamente otros compuestos alternativos no perjudiciales, como el
metilcloroformo.
Sistemas de absorción:
Algunos refrigeradores domésticos funcionan mediante el principio de absorción.
En ellos, una llama de gas calienta una disolución concentrada de amoníaco en agua en un recipiente llamado generador, y el amoníaco se desprende en forma de vapor y pasa a un condensador. Allí se licúa y fluye hacia el evaporador, igual que en el sistema de compresión. Sin embargo, en lugar de pasar a un compresor al salir del evaporador, el amoníaco gaseoso se reabsorbe en la disolución diluida y parcialmente enfriada procedente del generador, para formar de nuevo una disolución concentrada de amoníaco. Este proceso de reabsorción se produce en un recipiente llamado absorbedor, desde donde el líquido concentrado fluye de uelta al generador para completar el ciclo.
La refrigeración por absorción se usa cada vez más en refrigeradores para acondicionar el aire, en los que resultan adecuadas temperaturas de refrigerante entre 7 y 10 °C aproximadamente. En este rango de temperaturas puede emplearse agua como refrigerante, y una disolución acuosa de alguna sal,
generalmente bromuro de litio, como material absorbente. El agua hierve a una temperatura muy baja en el evaporador porque la presión allí es muy reducida. El vapor frío se absorbe en la disolución salina concentrada. Después, esta disolución se bombea al generador donde, a temperatura elevada, se hace hervir el agua sobrante para aumentar la concentración de sal en la disolución; ésta, después de enfriarse, circula de vuelta al absorbedor para completar el ciclo. El sistema funciona con un vacío elevado: la presión del evaporador es aproximadamente de 1 kPa, y el generador y el condensador están a unos 10 kPa.
Generalmente, estas unidades se calientan con llama directa o utilizan vaporgenerado en una caldera.
Sistemas por compresión:
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. 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 una válvula de expansión, donde su presión y temperatura se reducen hasta alcanzar las condiciones que existen en el evaporador.
Energía y ambiente:
La conversión de energía de una forma a otra a menudo afecta al ambiente y al aire que se respira en diversas maneras, y de aquí que el estudio de la energía no será completo si no se toma en cuenta su impacto en el ambiente. Los combustibles fósiles como elcarbón, el petróleo y el gas natural han suministrado potencia al desarrollo industrial y a las comodidades de la vida moderna que se disfrutan desde 1700, aunque esto no ha sido posible sin efectos colaterales indeseables. Desde el suelo donde se cosecha y el agua que se bebe hasta el aire que se respira, el ambiente ha pagado un costo muy alto.
La emisión de contaminantes durante la combustión de combustibles fósiles es responsable del esmog, la lluvia ácida, el calentamiento global y el cambio de clima. La contaminación ambiental ha alcanzado niveles tan altos que se ha vuelto una seria amenaza para la vegetación, para la vida animal y para la salud humana. La contaminación del aire ha sido
la causa de numerosos problemas de salud incluyendo asma y cáncer. El incremento de la contaminación ambiental a velocidades alarmantes y el aumento de la percepción delpeligro que se produce, hace necesario su control por medio de las Leyes y tratados internacionales. Estos estándares iniciales se enfocaron sobre las emisiones de hidrocarburos, óxidos de nitrógeno y monóxido de carbono. Los niños son mucho más
susceptibles a los daños causados por las contaminaciones en el aire puesto que sus organismos están aún en desarrollo, y las personas con problemas del corazón y también se ven más afectados, esto se hace más evidente cuando los niveles de contaminante aumentan en la región donde viven.
Efecto invernadero: cambio de clima y el calentamiento global
Probablemente ha observado que cuando se deja el auto directamente bajo los rayos del sol en un día soleado, el interior del auto se calienta mucho más que el aire exterior y la cuestión es ¿Por qué el automóvil actúa como una trampa de calor? Esto se debe a que el vidrio, en los grosores empleados comúnmente transmite más del 90% de la radiación
en el rango visible y es prácticamente opaco (no transparente) a las radiaciones de longitudes de onda más larga, en la región infrarroja emitida por las superficies interiores.
Esto provoca un aumento de la temperatura como resultado de la energía creada en el auto. Los efectos de este calentamiento se conocen como efecto invernadero ya que se utiliza principalmente en los invernaderos.
El efecto invernadero también se manifiesta a mayor escala en la superficie de la tierra, que se calienta durante el día como resultado de la absorción de la energía solar, se enfría por las noches irradiando parte de su energía hacia el espacio profundo como radiación infrarroja. El dióxido de carbono (CO 2 ), el vapor de agua y trazas de algunos otros gases como metano y algunos otros gases como metano y óxidos de nitrógeno actúan como una manta y conservan tibia a la tierra por la noche por el bloqueo del calor que se irradia desde la tierra. Este efecto permite la vida sobre la tierra ya que la conserva tibia (alrededor de 30oC más caliente), sin embargo, cantidades excesivas de
estos gases perjudican el delicado balance atrapando demasiada energía, lo que origina un aumento en la temperatura de la tierra y el cambio de clima en algunas localidades.
El bulbo sensor del termostato de control debe encontrarse bien montado y asegurado en un sitio predeterminado, para que el accionamiento del termostato (normalmente remoto)
produzca efecto de enfriamiento deseado.
Tuberías:
Las tuberías que conectan condensador y evaporador deben estar bien sujetas con bridas y anclajes rígidos que impidan toda vibración. El aislamiento de la tubería de líquido debe estar en buen estado para que no haya posibilidad de que se produzca vaporización en el trayecto hasta la válvula de expansión. Emplear un detector de fugas para inspeccionar todo el trayecto.
En sistemas que incluyan tramos verticales extensos, estar pendiente de que el diseño haya incluido suficientes medidas preventivas (trampas de aceite, doble tubería de distinto diámetro) para garantizar el máximo retorno de aceite al compresor.
PRINCIPALES CAMPOS DE APLICACIÓN DE LA REFRIGERACIÓN Refrigeración doméstica:
Dentro de este sistema se destacan las neveras, diversas combinaciones de nevera – congelador y congeladores. Las neveras y congeladores de mayor precio están equipadas con circuitos para su descongelamiento automático, mientras que las combinaciones nevera-congelador siempre cuentan con este circuito auxiliar. Además, las neveras y combinaciones de nevera-congelador pueden ser equipadas con sistemas automáticos fabricadores de hielo y otros dispositivos de confort, tales como: puntos dispensadores de agua potable, proveniente de la red externa, circuitos de enfriamiento rápido de productos,
controles de funcionamiento sofisticados basados en microprocesadores, e incluso interfaz para conexión vía internet con el taller de servicio autorizado para realizar un prediagnóstico antes del envío técnico de servicio
Neveras Domésticas:
Pueden presentarse en dos configuraciones básicas: una o dos puertas. Desde el puntode vista de comodidad de uso, se ofrecen dos opciones: con y sin escarcha. El tamañode una nevera se define en base a la capacidad interna del gabinete, que es igual a suvolumen interno, y se expresa en pies cúbicos (sistema Inglés) o litros (sistemainternacional). Las neveras comienzan a fabricarse a partir de los 2pie 3 = 57 lts y llegan hasta los 12 pie 3 = 340 lts. En las neveras de uso doméstico existe una sección con temperaturas de congelación en el interior del evaporador y sus paredes. Este se moldea en forma de paralelepípedo, con la cara posterior abierta, pero a corta distancia de la pared posterior interna del gabinete y la anterior normalmente cerrada por una puerta interna que disminuye y controla el intercambio con el resto del compartimiento. El evaporador se fija a la cara superior del interior del gabinete de manera que proveaenfriamiento al resto del compartimiento de alimentos por convección (ver fig 1).
En cuanto a los sistemas de Refrigeración empleados, las más sencillas y económicas (entre 57 y 340 lts) generalmente utilizan compresores herméticos enfriados por convección natural, con potencias que varían desde 37w hasta 124w; condensadores de tubo-alambre o tubo-lámina, enfriados por convección natural, montados externamente en la pared posterior del gabinete; evaporadores de tipo “roll-bond”: consistente en dos láminas de aluminio adheridas una a la otra, excepto en un trazado continuo interno, en relieve, que se ha diseñado para qué circule el gas refrigerante entre el dispositivo de expansión, que en estos casos siempre es un tubo capilar, y la línea de retorno de gas al compresor; estos evaporadores exponen una gran área superficial destinada a absorber calor del interior del gabinete para que sea retirado de allí por el flujo de refrigerante en evaporación y normalmente incluyen, cerca de la salida, un acumulador de líquido (que se observa como un ensanchamiento del trazado en relieve cercano al punto de conexión de la línea de retorno al compresor), que minimiza el riesgo de retorno de líquido a aquel en ocasiones de carga crítica del sistema (baja absorción de calor en el evaporador y falla de
corte oportuno del termostato o exceso de carga de refrigerante).
Control Termostático
El control de funcionamiento del Compresor se logra mediante un termostato de
diafragma, sensible a la temperatura, en un punto predeterminado por el fabricante en el interior del gabinete, el cual abre el circuito de alimentación eléctrica del compresor al alcanzarse la temperatura deseada (programable por el usuario), y cierra nuevamente el circuito cuando la temperatura asciende y alcanza un valor diferencial no programable por el usuario. El diferencial entre la temperatura de arranque y parada del compresor es prefijado en la fábrica y es un valor de compromiso que establece la mínima variación de temperatura que permita que el tiempo de trabajo-reposo del compresor tenga una distribución de 50% - 50% en condiciones normales de operación.
Condiciones normales de funcionamiento (temperaturas y presiones):
Para aplicaciones de conservación de alimentos son muy comunes las siguientes
temperaturas de diseño, sin embargo hay que resaltar que esto varía en función del refrigerante y de las condiciones que se desean alcanzar:
(Ver fig 2)
T 1 = Temperatura a la entrada del evaporador = -26oC.
T 2 = Temperatura a la salida del evaporador = -25oC ~ -26oC.
T 3 = Temperatura a la entrada del compresor = 3 ~ 5oC < T amb
T 4 = Temperatura de condensación = 10 ~ 13oC > T amb
T 5 = Temperatura de descarga del compresor = 120oC.
T 6 = Temperatura del domo del compresor = 110oC.
T 7 = Temperatura del bobinado del motor del compresor <
130oC
Fig 2: Temperaturas del Circuito de una nevera doméstica
Estos límites de temperatura deben ser respetados rigurosamente pues de ello depende que el compresor funcione bien durante su periodo de vida útil, y las razones son las siguientes:
Estas dependen del gas refrigerante empleado, y deben fijarse teniendo en cuenta además de los valores necesarios para un funcionamiento adecuado, la presión critica del refrigerante. Cabe destacar que en estos parámetros juega un papel muy importante la condición de saturación de cada fluido de trabajo. Analicemos entonces algunas características principales de estas presiones:
En un circuito básico de refrigeración, se encuentran además de los elementos descritos,los accesorios externos propios del compresor hermético: relé de arranque (amperométrico o PTC), protector térmico bimetálico de accionamiento por temperatura y/o consumo del compresor, y eventualmente un capacitor de arranque del compresor, destinado a mejorar el par de arranque del compresor, cuando las presiones de alta y baja no tienen oportunidad de equilibrarse o cuando existen condiciones de alimentación eléctricas tales, que la tensión en bornes del compresor desciende excesivamente debido a que el consumo de corriente de arranque produce una caída de tensión temporal en la
línea de alimentación del artefacto. Los compresores de alta eficiencia llevan siempre un capacitor permanente (capacitor de marcha), destinado a disminuir el consumo de energía.
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UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL
“FRANCISCO DE MIRANDA”
ÁREA DE TECNOLOGÍA
COMPLEJO ACADÉMICO EL SABINO
PROGRAMA DE INGENIERÍA MECÁNICA
UNIDAD CURRICULAR: ELECTIVA III
“SISTEMAS DE REFRIGERACIÓN”
Punto Fijo, Mayo del 2010
Por: Ing Gelys Guanipa R
Electiva III- Refrigeración
Programa: Ing.Mecánica
INTRODUCCIÓN
La Refrigeración es una técnica que se ha desarrollado con el transcurso del tiempo y el avance de la civilización; como resultado de las necesidades que la misma sociedad presenta a medida que avanza la tecnología y la invención en diferentes campos, contribuyendo a elevar el nivel de vida de las personas. La base sobre la que se fabrican nuevas sustancias y materiales la suministra la ciencia, siendo un tema muy interesante la selección de los refrigerantes, por dos razones principales: en primer lugar, los parámetros de operación que alcanza cada uno de ellos, esto es: presión y temperatura de evaporación y condensación y en segundo lugar la contribución a la destrucción de la
capa de Ozono logrando aumentar el calentamiento global.
Las aplicaciones de la Refrigeración son muy numerosas, siendo una de las más comunes la conservación de alimentos, acondicionamiento ambiental, enfriamiento de equipos y últimamente en los desarrollos tecnológicos de avanzada en el área de los ordenadores.
La diversidad de equipos empleados para refrigeración y acondicionamiento de aire es muy grande, y su funcionamiento se ajusta, en términos generales, a ciertos procesos termodinámicos tales como: evaporación, compresión, condensación y expansión. Cada sistema tiene sus características particulares. Cada tipo de compresor opera según distintos mecanismos de compresión (alternativos, rotativos, helicoidales, entre otros).
Cada dispositivo de control está diseñado para mantener algún parámetro de funcionamiento de un equipo entre determinados límites, principalmente: temperaturas, presiones, acumulación de hielo, entre otros fenómenos que se desea controlar. Algunos sistemas logran eliminar el uso de compresores valiéndose de procesos de absorción,pero a su vez requieren de fuentes externas directa e indirecta, como por ejemplo: energía eléctrica, gas natural, vapor de agua o calor residual. Así pues, la selección de sistemas de Refrigeración, dependen en gran medida de cuanta carga térmica se desea extraer, del tipo de instalación que se requiere y del costo tanto inicial como de mantenimiento.
A continuación se presentarán conceptos básicos y los aspectos más destacados de los diferentes sistemas de Refrigeración que existen.
1.- BASES CONCEPTUALES PREVIAS:
Calor:
Es una forma de energía (térmica), generada por el movimiento molecular en la materia,
esta energía se transfiere por una diferencia de temperatura.
Calor sensible:
Es el calor que se puede medir o sentir, provoca un cambio de temperatura de una sustancia, pero no un cambio de su estado, las sustancias al estar en estado líquido, sólido o gaseoso, contienen calor sensible hasta cierto grado, hasta que sus temperaturas sean mayores que el cero absoluto. También se define como la suma de la energía
interna del sistema más el producto del volumen del sistema por la presión ejercida sobre el sistema por su entorno, y no implica cambio de humedad.
Calor latente:
La palabra latente se deriva del vocablo latino (latin: latens; de latere, estar escondido) que significa escondido. Por lo cual se trata de un calor escondido, que no lo puede registrar un termómetro ni se puede sentir. También se denomina como la cantidad de calor absorbida o desprendida por un mol, o una unidad de masa de una sustancia,durante un cambio de estado a temperatura y presión constantes. En este caso estamos en presencia de un cambio de humedad en la sustancia.
Calor Latente de fusión:
Es el calor necesario para pasar una libra de sólido a líquido sin cambiar su temperatura a una presión atmosférica normal.
Calor Latente de vaporización:
Es el calor necesario para pasar una libra de liquido a vapor sin cambiar su temperatura a una presión atmosférica normal.
Frío:
Es un término relativo que describe el nivel bajo de energía o temperatura, de un objeto o área en comparación con un nivel de energía o temperatura conocido. Un ejemplo de lo relativo es que una persona que viviera en el Ártico diría que un ambiente que esté a una
temperatura de 15oC es caliente, pero para una persona en el Ecuador sería fría.
Temperatura:
Es solo una indicación de la intensidad o grado de calor de una sustancia u objeto, por ejemplo, dos trozos de cobre uno de un kilogramo y otro de cincuenta kilogramos, indicarán la misma temperatura independiente de la masa de cada trozo.
Escala de temperatura:
Es cada una de las maneras convencionales de graduar los termómetros con valores numéricos definidos, existiendo fórmulas especificas que relacionan las diferentes escalas.
Las escalas más conocidas son: Fahrenheit y Celsius.
Calor especifico:
Es la capacidad de un cuerpo para absorber calor.
Transferencia de calor por conducción:
Es la transferencia de energía desde las partículas más energéticas de una sustancia a las partículas adyacentes, menos energéticas, como resultado de la interacción entre partículas.
Transferencia de calor por convección:
Es la transferencia de energía entre una superficie solida y el fluido adyacente que se encuentra en movimiento, e involucra los efectos combinados de la conducción y el movimiento del fluido.
Transferencia de calor por Radiación:
Es la transferencia de energía debida a la emisión de ondas electromagnéticas (o fotones).
Refrigeración:
Es la transferencia de calor de regiones de temperatura inferior a regiones de temperatura más altas.Refrigerantes:
Son los fluidos de trabajo utilizados en los ciclos de refrigeración, que tienen la característica principal de evaporarse a bajas presiones y temperaturas y condensarse a altas presiones y temperaturas y son capaces de absorber calor de un ambiente.
Ambiente Térmico:
Es el lugar que se desea acondicionar y donde se generan cargas térmicas tanto internas como externas.
Confort humano
Es lo concerniente a proporcionar un ambiente en el cual las personas se sientan confortables, independientemente de las condiciones exteriores y básicamente comprende: la temperatura ambiente, la iluminación, la purificación del aire, el nivel de humedad en el aire, nivel sonoro y la circulación del aire dentro del ambiente.
Aire atmosférico
Está compuesto de gases que constituyen el aire seco y vapor de agua en cantidades variables. Para propósitos prácticos se considera el aire seco constituido por 79% de nitrógeno y 21% de oxigeno, por unidad de volumen. El vapor de agua se encuentra siempre presente en el aire atmosférico en condiciones de saturado o sobrecalentado, y no obstante que su peso promedio es menor que el 3% del peso del aire atmosférico, su influencia con el confort humano es bastante significativa.
2.- TEORÍA COMPLEMENTARIA
La refrigeración:
Proceso por el que se reduce la temperatura de un espacio determinado y se mantiene esta temperatura baja con el fin, por ejemplo, de enfriar alimentos, conservar determinadas sustancias o conseguir un ambiente agradable. El almacenamiento refrigerado de alimentos perecederos, pieles, productos farmacéuticos y otros se conoce como almacenamiento en frío. La refrigeración evita el crecimiento de bacterias e impide algunas reacciones químicas no deseadas que pueden tener lugar a temperatura ambiente.
El uso de hielo de origen natural o artificial como refrigerante estaba muy extendido hasta poco antes de la I Guerra Mundial, cuando aparecieron los refrigeradores mecánicos y eléctricos. La eficacia del hielo como refrigerante es debida a que tiene una temperatura de fusión de 0 °C y para fundirse tiene que absorber una cantidad de calor equivalente a 333,1 kJ/kg. La presencia de una sal en el hielo reduce en varios grados el punto de fusión del mismo. Los alimentos que se mantienen a esta temperatura o ligeramente por encima de ella pueden
conservarse durante más tiempo.
El dióxido de carbono sólido, conocido como hielo seco o nieve carbónica, también se usa como refrigerante. A la presión atmosférica normal no tiene fase líquida, y sublima directamente de la fase sólida a la gaseosa a una temperatura de -78,5 °C. La nieve carbónica es eficaz para conservar productos a bajas temperaturas mientras dura su sublimación.
En la refrigeración mecánica se obtiene un enfriamiento constante mediante la circulación de un refrigerante en un circuito cerrado, donde se evapora y se vuelve a condensar en un ciclo continuo. Si no existen pérdidas, el refrigerante sirve para toda la vida útil del sistema. Todo lo que se necesita para mantener el enfriamiento es un suministro continuo de energía y un método para disipar el calor. Los dos tipos principales de sistemas mecánicos de refrigeración son el sistema de
compresión, empleado en los refrigeradores domésticos grandes y en la mayoría de los aparatos de aire acondicionado, y el sistema de absorción, que en la actualidad se usa sobre todo en los acondicionadores de aire por calor, aunque en el pasado también se empleaba en refrigeradores domésticos por calor.
Los refrigerantes:
Para cada refrigerante existe una temperatura específica de vaporización asociada con cada presión, por lo que basta controlar la presión del evaporador para obtener la temperatura deseada. En el condensador existe una relación similar entre la presión y la temperatura. Durante muchos años, uno de los refrigerantes
más utilizados fue el diclorodifluorometano, conocido como refrigerante-12.
Este compuesto clorofluorocarbonado (CFC) sintético se transformaba en vapor a -6,7 °C a una presión de 246,2 kPa (kilopascales), y después de comprimirse a 909,2 kPa se condensaba a 37,8 °C.
En los refrigeradores pequeños empleados en las viviendas para almacenar comida, el calor del condensador se disipa a la habitación donde se sitúa. En los acondicionadores de aire, el calor del condensador debe disiparse al exterior o directamente al agua de refrigeración.
En un sistema doméstico de refrigeración, el evaporador siempre se sitúa en un espacio aislado térmicamente. A veces, este espacio constituye todo el refrigerador. El compresor suele tener una capacidad excesiva, de forma que si funcionara continuamente produciría temperaturas más bajas de las deseadas.
Para mantener el refrigerador a la temperatura adecuada, el motor que impulsa elcompresor está controlado por un termostato o regulador.
Los congeladores para alimentos ultracongelados son similares a los anteriores,sólo que su compresor y motor tienen que tener la potencia y tamaño suficientes para manejar un mayor volumen de refrigerante con una presión menor en el evaporador. Por ejemplo, para mantener una temperatura de -23,3 °C con refrigerante-12 se necesitaría una presión de 132,3 kPa en el evaporador.
El refrigerante-12 y otros dos CFC, el refrigerante-11 y el refrigerante-22, eran los principales compuestos empleados en los sistemas de enfriamiento y aislamiento de los refrigeradores domésticos. Sin embargo, se ha descubierto que los CFC suponen una grave amenaza para el medio ambiente del planeta por su papel en
la destrucción de la capa de ozono. Según el Protocolo de Montreal (véase Contaminación atmosférica: Medidas gubernamentales), la fabricación de CFC debía finalizar al final de 1995. Los hidroclorofluorocarbonos, HCFC, y el metilbromuro no dañan la capa de ozono pero producen gases de efecto invernadero. Los HCFC se retirarán en el 2015 y el consumo de metilbromuro selimitará progresivamente. La industria de la refrigeración debería adoptar
rápidamente otros compuestos alternativos no perjudiciales, como el
metilcloroformo.
Sistemas de absorción:
Algunos refrigeradores domésticos funcionan mediante el principio de absorción.
En ellos, una llama de gas calienta una disolución concentrada de amoníaco en agua en un recipiente llamado generador, y el amoníaco se desprende en forma de vapor y pasa a un condensador. Allí se licúa y fluye hacia el evaporador, igual que en el sistema de compresión. Sin embargo, en lugar de pasar a un compresor al salir del evaporador, el amoníaco gaseoso se reabsorbe en la disolución diluida y parcialmente enfriada procedente del generador, para formar de nuevo una disolución concentrada de amoníaco. Este proceso de reabsorción se produce en un recipiente llamado absorbedor, desde donde el líquido concentrado fluye de uelta al generador para completar el ciclo.
La refrigeración por absorción se usa cada vez más en refrigeradores para acondicionar el aire, en los que resultan adecuadas temperaturas de refrigerante entre 7 y 10 °C aproximadamente. En este rango de temperaturas puede emplearse agua como refrigerante, y una disolución acuosa de alguna sal,
generalmente bromuro de litio, como material absorbente. El agua hierve a una temperatura muy baja en el evaporador porque la presión allí es muy reducida. El vapor frío se absorbe en la disolución salina concentrada. Después, esta disolución se bombea al generador donde, a temperatura elevada, se hace hervir el agua sobrante para aumentar la concentración de sal en la disolución; ésta, después de enfriarse, circula de vuelta al absorbedor para completar el ciclo. El sistema funciona con un vacío elevado: la presión del evaporador es aproximadamente de 1 kPa, y el generador y el condensador están a unos 10 kPa.
Generalmente, estas unidades se calientan con llama directa o utilizan vaporgenerado en una caldera.
Sistemas por compresión:
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. 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 una válvula de expansión, donde su presión y temperatura se reducen hasta alcanzar las condiciones que existen en el evaporador.
Energía y ambiente:
La conversión de energía de una forma a otra a menudo afecta al ambiente y al aire que se respira en diversas maneras, y de aquí que el estudio de la energía no será completo si no se toma en cuenta su impacto en el ambiente. Los combustibles fósiles como elcarbón, el petróleo y el gas natural han suministrado potencia al desarrollo industrial y a las comodidades de la vida moderna que se disfrutan desde 1700, aunque esto no ha sido posible sin efectos colaterales indeseables. Desde el suelo donde se cosecha y el agua que se bebe hasta el aire que se respira, el ambiente ha pagado un costo muy alto.
La emisión de contaminantes durante la combustión de combustibles fósiles es responsable del esmog, la lluvia ácida, el calentamiento global y el cambio de clima. La contaminación ambiental ha alcanzado niveles tan altos que se ha vuelto una seria amenaza para la vegetación, para la vida animal y para la salud humana. La contaminación del aire ha sido
la causa de numerosos problemas de salud incluyendo asma y cáncer. El incremento de la contaminación ambiental a velocidades alarmantes y el aumento de la percepción delpeligro que se produce, hace necesario su control por medio de las Leyes y tratados internacionales. Estos estándares iniciales se enfocaron sobre las emisiones de hidrocarburos, óxidos de nitrógeno y monóxido de carbono. Los niños son mucho más
susceptibles a los daños causados por las contaminaciones en el aire puesto que sus organismos están aún en desarrollo, y las personas con problemas del corazón y también se ven más afectados, esto se hace más evidente cuando los niveles de contaminante aumentan en la región donde viven.
Efecto invernadero: cambio de clima y el calentamiento global
Probablemente ha observado que cuando se deja el auto directamente bajo los rayos del sol en un día soleado, el interior del auto se calienta mucho más que el aire exterior y la cuestión es ¿Por qué el automóvil actúa como una trampa de calor? Esto se debe a que el vidrio, en los grosores empleados comúnmente transmite más del 90% de la radiación
en el rango visible y es prácticamente opaco (no transparente) a las radiaciones de longitudes de onda más larga, en la región infrarroja emitida por las superficies interiores.
Esto provoca un aumento de la temperatura como resultado de la energía creada en el auto. Los efectos de este calentamiento se conocen como efecto invernadero ya que se utiliza principalmente en los invernaderos.
El efecto invernadero también se manifiesta a mayor escala en la superficie de la tierra, que se calienta durante el día como resultado de la absorción de la energía solar, se enfría por las noches irradiando parte de su energía hacia el espacio profundo como radiación infrarroja. El dióxido de carbono (CO 2 ), el vapor de agua y trazas de algunos otros gases como metano y algunos otros gases como metano y óxidos de nitrógeno actúan como una manta y conservan tibia a la tierra por la noche por el bloqueo del calor que se irradia desde la tierra. Este efecto permite la vida sobre la tierra ya que la conserva tibia (alrededor de 30oC más caliente), sin embargo, cantidades excesivas de
estos gases perjudican el delicado balance atrapando demasiada energía, lo que origina un aumento en la temperatura de la tierra y el cambio de clima en algunas localidades.
El bulbo sensor del termostato de control debe encontrarse bien montado y asegurado en un sitio predeterminado, para que el accionamiento del termostato (normalmente remoto)
produzca efecto de enfriamiento deseado.
Tuberías:
Las tuberías que conectan condensador y evaporador deben estar bien sujetas con bridas y anclajes rígidos que impidan toda vibración. El aislamiento de la tubería de líquido debe estar en buen estado para que no haya posibilidad de que se produzca vaporización en el trayecto hasta la válvula de expansión. Emplear un detector de fugas para inspeccionar todo el trayecto.
En sistemas que incluyan tramos verticales extensos, estar pendiente de que el diseño haya incluido suficientes medidas preventivas (trampas de aceite, doble tubería de distinto diámetro) para garantizar el máximo retorno de aceite al compresor.
PRINCIPALES CAMPOS DE APLICACIÓN DE LA REFRIGERACIÓN Refrigeración doméstica:
Dentro de este sistema se destacan las neveras, diversas combinaciones de nevera – congelador y congeladores. Las neveras y congeladores de mayor precio están equipadas con circuitos para su descongelamiento automático, mientras que las combinaciones nevera-congelador siempre cuentan con este circuito auxiliar. Además, las neveras y combinaciones de nevera-congelador pueden ser equipadas con sistemas automáticos fabricadores de hielo y otros dispositivos de confort, tales como: puntos dispensadores de agua potable, proveniente de la red externa, circuitos de enfriamiento rápido de productos,
controles de funcionamiento sofisticados basados en microprocesadores, e incluso interfaz para conexión vía internet con el taller de servicio autorizado para realizar un prediagnóstico antes del envío técnico de servicio
Neveras Domésticas:
Pueden presentarse en dos configuraciones básicas: una o dos puertas. Desde el puntode vista de comodidad de uso, se ofrecen dos opciones: con y sin escarcha. El tamañode una nevera se define en base a la capacidad interna del gabinete, que es igual a suvolumen interno, y se expresa en pies cúbicos (sistema Inglés) o litros (sistemainternacional). Las neveras comienzan a fabricarse a partir de los 2pie 3 = 57 lts y llegan hasta los 12 pie 3 = 340 lts. En las neveras de uso doméstico existe una sección con temperaturas de congelación en el interior del evaporador y sus paredes. Este se moldea en forma de paralelepípedo, con la cara posterior abierta, pero a corta distancia de la pared posterior interna del gabinete y la anterior normalmente cerrada por una puerta interna que disminuye y controla el intercambio con el resto del compartimiento. El evaporador se fija a la cara superior del interior del gabinete de manera que proveaenfriamiento al resto del compartimiento de alimentos por convección (ver fig 1).
corte oportuno del termostato o exceso de carga de refrigerante).
Control Termostático
El control de funcionamiento del Compresor se logra mediante un termostato de
diafragma, sensible a la temperatura, en un punto predeterminado por el fabricante en el interior del gabinete, el cual abre el circuito de alimentación eléctrica del compresor al alcanzarse la temperatura deseada (programable por el usuario), y cierra nuevamente el circuito cuando la temperatura asciende y alcanza un valor diferencial no programable por el usuario. El diferencial entre la temperatura de arranque y parada del compresor es prefijado en la fábrica y es un valor de compromiso que establece la mínima variación de temperatura que permita que el tiempo de trabajo-reposo del compresor tenga una distribución de 50% - 50% en condiciones normales de operación.
Condiciones normales de funcionamiento (temperaturas y presiones):
Para aplicaciones de conservación de alimentos son muy comunes las siguientes
temperaturas de diseño, sin embargo hay que resaltar que esto varía en función del refrigerante y de las condiciones que se desean alcanzar:
(Ver fig 2)
T 1 = Temperatura a la entrada del evaporador = -26oC.
T 2 = Temperatura a la salida del evaporador = -25oC ~ -26oC.
T 3 = Temperatura a la entrada del compresor = 3 ~ 5oC < T amb
T 4 = Temperatura de condensación = 10 ~ 13oC > T amb
T 5 = Temperatura de descarga del compresor = 120oC.
T 6 = Temperatura del domo del compresor = 110oC.
T 7 = Temperatura del bobinado del motor del compresor <
130oC
Fig 2: Temperaturas del Circuito de una nevera doméstica
Estos límites de temperatura deben ser respetados rigurosamente pues de ello depende que el compresor funcione bien durante su periodo de vida útil, y las razones son las siguientes:
- Temperaturas a la entrada y salida del evaporador: Generalmente son iguales o
muy aproximadas, determinan que se está empleando este a su plena capacidad y dependen de la temperatura de evaporación del gas empleado. - Temperatura a la entrada del Compresor: Depende de que el proceso de
evaporación se haya completado dentro del evaporador y del trayecto del vapor
por la línea de succión. Para obtener una temperatura aceptable se suele recurrir a un intercambio de calor entre el tubo capilar y el tubo de retorno desde el evaporador a la succión del compresor. El rango de esta temperatura tiene por objeto: por el límite inferior, que no haya retorno de líquido al compresor; y por el superior que el gas de retorno no llegue excesivamente caliente, pues el equilibrio térmico de funcionamiento, en este caso de un compresor de baja presión de succión (LBP) requiere de la baja temperatura del gas de retorno para enfriar el compresor y mantener sus temperaturas criticas por debajo de los límites aceptables. - Temperatura de condensación: Deben estar por encima de la temperatura
ambiente para que haya intercambio de calor desde el gas refrigerante hacia elaire que rodea el condensador. También debe ser tal, que respete la máxima presión de descarga recomendada para el compresor. - Temperatura de descarga del compresor: Usualmente medida en el tubo de
descarga, a 5 cm de la carcasa, es un fiel reflejo de la temperatura de la válvula de descarga. Si la temperatura en la válvula de descarga supera el valor límite hay riesgo de carbonización del lubricante en el asiento de la válvula, con la consiguiente pérdida de compresión. - Temperatura medida en el domo del compresor: Es aquella que se mide en el centro de la tapa del compresor, normalmente se correlación a con la temperatura del bobinado del motor, siendo la temperatura del domo aproximadamente 20oC más baja que la temperatura de bobinas.
9 Temperatura de los bobinados del motor: Esta solamente se puede medir por el método de variación de la resistencia, pues no podemos acceder a ellos con instrumentos de medición directa de la temperatura.
Estas dependen del gas refrigerante empleado, y deben fijarse teniendo en cuenta además de los valores necesarios para un funcionamiento adecuado, la presión critica del refrigerante. Cabe destacar que en estos parámetros juega un papel muy importante la condición de saturación de cada fluido de trabajo. Analicemos entonces algunas características principales de estas presiones:
- Presión de Baja o de Evaporación: La presión de equilibrio que alcance el circuito de refrigeración durante los períodos de reposo del compresor dependerá de la carga de gas del sistema, que deberá ser calculada de manera de lograr el efecto máximo de enfriamiento en el evaporador, que se observa cuando las temperaturas de entrada y salida son iguales o casi iguales. Por consiguiente, esta presión deberá ser igual a la entrada y a la salida del evaporador, y deberá permanecer constante en cada ciclo siempre que no exista ninguna falla durante el funcionamiento. Un exceso de carga producirá como efecto, primero: que las presiones de equilibrio sean superiores a lo especificado, y segundo: retorno de líquido al compresor.
- Presión de alta o de descarga del Compresor: Depende del gas en el circuito y nuevamente de la carga de gas. Las presiones de descarga elevadas pueden ser producto de una sobrecarga de gas en el sistema, así como de un condensador sucio o mal ventilado, por falla del ventilador, si es de enfriamiento forzado u obstrucción del flujo regular de aire de enfriamiento.
En un circuito básico de refrigeración, se encuentran además de los elementos descritos,los accesorios externos propios del compresor hermético: relé de arranque (amperométrico o PTC), protector térmico bimetálico de accionamiento por temperatura y/o consumo del compresor, y eventualmente un capacitor de arranque del compresor, destinado a mejorar el par de arranque del compresor, cuando las presiones de alta y baja no tienen oportunidad de equilibrarse o cuando existen condiciones de alimentación eléctricas tales, que la tensión en bornes del compresor desciende excesivamente debido a que el consumo de corriente de arranque produce una caída de tensión temporal en la
línea de alimentación del artefacto. Los compresores de alta eficiencia llevan siempre un capacitor permanente (capacitor de marcha), destinado a disminuir el consumo de energía.
12
TUNELES DE CONGELACION
Son usados para la congelación rápida de los alimentos (se evitan la formación de grandes cristales) y no para su conservación.
Diferencias entre túneles continuos y estáticos.
Existen diferentes tipos de túneles. Pero quizás
la diferencia básica es si el proceso es continuo o por lotes o, lo que
es casi sinónimo, si se trata de congelado rápido o congelado lento.
Inicialmente, el IQF, la sigla inglesa para Individual Quick Freezing
significaba el congelado rápido individual y puede lograrse por lo
general solamente en túneles continuos. Pero en Chile donde hubo muy
pocos túneles continuos, cada planta con pretensiones de exportar y
vender y que tenía comprado algún túnel de congelado estático o por
lotes llamaba su producto IQF (como puede ser de otra forma, ya que no
hay ningún otro estándar en el mundo hoy en día, ningún cliente
compraría un producto SF (slow frozen), de congelado lento.)
Túnel estático de congelación o batch freezer en
inglés consiste de un cuarto pequeño con un potente equipo de
refrigeración. El tamaño del cuarto por lo general debe acomodar entre 2
y 4 pallets y un peso de entre 500 y 2500 kg. y la potencia del equipo
de refrigeración se elige de tal forma que el proceso de congelación no
sea demasiado largo, es decir idealmente entre 1 y 3 horas. El producto
se dispone sobre las bandejas de tal forma que el viento frío puede
penetrar bien entre las bandejas y las piezas individuales del producto a
congelar (frutas, como frambuesa, mora, arándano, o hongos) se disponen
en las bandejas de tal forma que hay espacios entre las frutas para que
el aire frío tenga mayor superficie de contacto con la fruta. Mientras
mas larga la duración del ciclo de congelado, habrá más pérdidas de
calidad en el producto congelado. Los tiempos máximos permitidos
dependen del tipo de producto a congelar. Sin embargo, no se puede
reducir los tiempos debajo de un cierto mínimo, aumentando por ejemplo
la potencia el túnel debido al hecho que el frío se demora en penetrar
en las bandejas y el producto.
En caso de un túnel continuo el producto se
dispone sobre una cinta transportadora que entra al túnel de congelado y
avanza lentamente, dependiendo del túnel continuo concreto, a veces
solamente derecho, a veces cambiando la dirección una vez, a veces
bajando por una espiral. La fruta, las bayas individuales están
dispuestas en una capa, de tal forma que el proceso de congelado puede
ser muy rápido, muchas veces tomando unos pocos minutos para
completarse.
Ventajas y desventajas de los túneles continuos y estáticos.
La polémica que es lo mejor, un túnel continuo o
túnel estático, es larga y no hay una respuesta clara. Por lo general,
un túnel continuo tiene mejor calidad debido a su corto tiempo de
congelación, pero igual tiene varios inconvenientes:
- Primero, un túnel estático es mucho más barato en la compra, costando entre 3 y 5 veces menos que un túnel continuo de la misma potencia.
- Segundo, un túnel continuo requiere mano de obra permanente, trabajo por turnos. Esto también aumenta los costos y puede hacer su uso poco económico. Uno no puede dejar un túnel continuo funcionar solo en la noche, se requiere varias personas para manejarlo, en concreto en la entrada a unas dos – tres personas quienes descargan la fruta sobre la cinta transportadora y en el otro lado deben haber unas tres – cinco personas que la envasan, más un bodeguero más un supervisor. Entonces, es un equipo mínimo de 10 personas y en el turno de noche el rendimiento de las personas siempre es bajo, cuesta conseguir trabajadores, etc.. En cambio, las cargas para el túnel estático se preparan durante el día y un equipo de dos personas pueden congelar estas cargas durante la noche.
- Tercero, es mucho más fácil aprovechar al máximo la potencia instalada de un túnel estático que uno continuo. Si hay algún problema, como atraso en la entrega de la materia prima en la cinta de entrada de un túnel continuo, se pierde la producción. Como el costo de un túnel, sin importar si es continuo o estático, es estrechamente ligando a su potencia, es obvio que para tener la misma productividad se requerirá un túnel continuo con mayor potencia que en caso de un túnel estático.
- Cuarto, si bien el proceso de congelado es mucho mejor por su rapidez, un túnel continuo tiene un eslabón débil: hay que descargar producto de las bandejas a la cinta transportadora, una operación adicional. Si se trata de una fruta débil, como por ejemplo frambuesa, mora cultivada, mora silvestre, esto resulta en aplastamiento y rompimiento de las bayas y pérdida de calidad. En caso de frutas duras, como por ejemplo el arándano, la frutilla, etc., esto obviamente no ocurre.
¿Porque el producto congelado en un túnel de congelados estático es inferior al congelado en un túnel continuo?
La diferencia principal es el tiempo de ciclo de
congelamiento. En un túnel continuo el congelamiento del producto puede
empezar a los pocos minutos y por lo general se termina dentro de 10 a
15 minutos. En un túnel estático el proceso de congelamiento se inicia a
30 - 60 minutos y se termina a 60 – 180 minutos. Esta brecha de tiempo
implica dos cosas: en primer lugar, durante la fase que el alimento
está a una temperatura sobre el punto de congelamiento, la humedad es
activamente extraída del producto, reduciendo el peso y cambiando la
apariencia superficial del producto. Obviamente, en caso de túnel
continuo este tiempo es mínimo y por lo tanto los cambios también. En
segundo lugar, uno puede aplicar tratamientos uniformes en la entrada al
túnel continuo. Por ejemplo, se puede darle una ducha de agua. Esto se
usa por ejemplo en caso de hongos boletus luteus para aumentar el peso
del producto y dar una superficie brillante. También se puede soplar el
producto con aire comprimido. Con esto se logra eliminar las gotas
superficiales en el producto, por ejemplo en caso de se haya cosechado
el producto con neblina o después de una lluvia.
CAMARAS FRIGORIFICAS REFRIGERANTES
Tienen un rango que van desde los 10°C - 4°C.
Suelen ser las simples neveras o heladeras
ABATIDORES DE TEMPERATURAS
Son utilizados para el enfriamiento rapido de alimentos recien salidos de la cocion.
El abatidor de temperatura disminuye la posibilidad de multiplicación de bacterias en alimentos cocinados. El mayor número de enfermedades transmitidas por los alimentos son debidas a las bacterias. Estos organismos se reproducen entre los 10ºC hasta los 60º siendo su temperatura óptima de proliferación próxima a la del cuerpo humano (35º-45ºC); este rango de temperaturas es lo que se denomina zona de peligro, si queremos evitar la contaminación de los alimentos por bacterias los alimentos deben permanecer el menor tiempo posible en ese rango de temperaturas.
El abatidor
de temperatura ( o sistema de enfriamiento rápido de los alimentos) es
un elemento tan esencial en las cocinas profesionales; la congelación
rápida ofrece numerosas ventajas frente al proceso de enfriamiento
tradicional. Así, un abatidor permite reducir la temperatura interna de
los alimentos que se acaban de cocer en un tiempo inferior a dos horas
evitando la proliferación bacteriana y manteniendo las condiciones
organolépticas del producto (texturas, sabor, olor, etc..).
- REFRIGERACION: Bajar la temperatura interior del alimento (corazón del producto) de +90º a +3 grados en menos de 90 minutos, evitando la proliferación de bacterias y garantizando la calidad, color, aroma, textura y humedad.
- CONGELACIÓN RÁPIDA: Bajar la temperatura interior del alimento de +90ºa -18ºC en menos de 270 minutos. El proceso de congelamiento rápido da como resultado la “FORMACION DE MICRO-CRISTALES” en el interior del alimento, estos micro-cristales no rompen la estructura del alimento y mantienen las condiciones organolépticas (textura, sabor, olor) y “EL PESO” esto último es muy importante para que el alimento mantenga la calidad, la humedad en el interior y no quede seco al descongelar y regenerar.
Que es una Camara Frigorifica?
Qué es una cámara frigorífica
Para qué sirve / Dónde se utiliza una cámara frigorífica
Hay multitud de industrias que utilizan una cámara frigorífica en su proceso, por ejemplo podemos pensar en cadenas de distribución agroalimentaria, industrias químicas o farmacéuticas, y que han supuesto un avance muy importante en las mejoras de calidad para que el producto o materia prima tratada, mejores sus condiciones de distribución, tratamiento o consumo.Un poco de historia de la cámara frigorífica
Si bien los procesos de calentamiento de las materias, fue un hecho, que el ser humano conoce desde hace posiblemente millones de siglos, el efecto contrario, es decir el enfriamiento forzado de productos, es un descubrimiento que aun no tiene los 200 años de antigüedad. Las primeras teorías acerca de la termodinámica, llevaron a la aparición de las primeras conclusiones teóricas y formulaciones de lo que sería una cámara frigorífica, si bien este proceso tardó casi 80 años en llevarse a la práctica ya que hasta finales del siglo XIX no se utilizaron distintos gases de los que se obtuvieron propiedades refrigerantes, válidas para utilizar en unos, por entonces, llamados, contenedores frigoríficos. Pero ya en 1928 se empezó de forma rutinaria a fabricar refrigeradores tanto domésticos como industriales, para pasar posteriormente a utilizarlos en medios de transporte como camiones o barcos.Cómo funciona una cámara frigorífica
Contrariamente a lo que de manera común se piensa, una cámara frigorífica como tal no enfría, si no lo que hace es extraer las calorías que contienen los productos, es decir, extrae la energía convertida en calor, de dentro de las materias almacenadas, mediante el componente del aparato de refrigeración, que esta en el interior del recinto, el evaporador. El resto de componentes del sistema de refrigeración se encuentra fuera de la cámara frigorífica. Entonces este evaporador, extrae el calor de los objetos almacenados al producirse el cambio de estado del refrigerante utilizado, mientras este líquido refrigerante se va evaporando, a menor temperatura que la exterior, se produce un intercambio de calor que se va y el líquido refrigerante absorbe energía térmica del aire que esta en la zonas exteriores del evaporador y el refrigerante se controla mediante un sistema de válvulas. Para favorecer este proceso el aislamiento del recinto es vital para aminorar las transferencias térmicas que se puedan producir por su naturaleza, utilizando para ello un sistema de paneles tipo sándwich construidos con elementos aislantes a base de polímeros plásticos sintéticos de extremado nivel ínfimo de transferencias de calor.Por tanto, en base a las necesidades de almacenamiento, temperatura o condiciones atmosféricas determinadas, se construye este recinto con este tipo de panel sándwichya descrito, tanto en paredes y techo, si bien el suelo puede o no estar constituido por estos mismos paneles o por construcciones específica para el recinto a utilizar.
Tipos de cámara frigorífica
Existen básicamente dos tipos de cámara frigorífica, una sería de refrigeración que contendría en su interior mercancías a temperaturas que no bajarían de los 0º C ycámaras frigoríficas de congelación que serían las que mantienen temperaturas negativas en su interior pudiendo llegar hasta -70º C.Según el reglamento técnico sanitario (R.D. 168/1985, del 6 de febrero) sobre condiciones generales del almacenamiento frigorífico tanto de alimentos como del resto de productos agroalimentarios, las cámaras pueden ser de los siguientes tipos:
- Cámara de almacenamiento frigorífico
- Cámara frigorífica
- Cámara frigorífica para productos congelados
- Cámara frigorífica para productos refrigerados
- Cámara frigorífica bitémpera
- Cámara frigorífica mixta
- Túneles de congelación
- El aislamiento de las paredes suelos y techos.
- Necesidad de crear una barrera antivapor.
- Cálculo correcto de los revestimientos.
- Válvulas de equilibrado de presiones.
- Tipo de puertas frigoríficas según uso o necesidad.
- Prevención de posibles congelaciones en el suelo.
- Necesidades de desagües, ventanos, huecos de renovación o ventilación de aire o posibles usos o transferencias.
- Equipos de inyección de gases, equipos de humidificación, capacidad frigorífica, volúmenes de almacenamiento, necesidades de iluminación, paso o tráfico de mercancías, separación de de las mismas para mantenimientos, etc.
Beneficios de la cámara frigorífica
La implantación de las cámaras frigoríficas en las cadenas de distribución y, en general, en la industria agroalimentaria, han supuesto un importante avance en la calidad de la alimentación y evidentemente ha redundado en mejoras notables de la calidad de los alimentos que llegan hasta los establecimientos y nuestras vidas en general. Si su objetivo es retrasar los procesos de maduración u obtener mejoras en el mantenimiento para la distribución de ciertos productos, esto está completamente superado en la actualidad. Ya vivimos rodeados y completamente acostumbrados a ver instalaciones frigoríficas en nuestras vidas, de todo tipo, frigoríficos en cada vivienda, cajones congeladores, bandejeros, vitrinas y expositores en los supermercados, grandes cámaras frigoríficas en almacenes logísticos o de distribución, pequeñas cámaras en tiendas y supermercados que permiten almacenamientos más o menos densos y facilitan la conservación optima de los productos, todo ello para garantizar, calidad, frescura, sanidad y en definitiva mejora total en la cadena alimenticia de la que disfrutamos cada día.Los usos de este tipo de instalaciones son extremadamente variados, frutas, hortalizas, flores, carnes, lácteos, pescados, verduras, huevos, congelados, y tantas y tantas materias, que hoy en día sería imposible consumir en óptimas condiciones si no existieran cámaras frigoríficas y que gracias a ellas, disfrutamos de una mejora notable en la calidad alimentaria de nuestra población actual. Las leyes también han obligado al uso y racionalización de instalaciones frigoríficas, lo que ha contribuido a una expansión muy importante del uso de este tipo de recintos, y ha supuesto un progreso muy importante para las sociedades modernas.
El descubrimiento e implantación generalizada de la congelación en multitud de productos, y el uso de los congeladores como medios válidos de almacenaje para largos plazos de tiempo, ha permitido a significativas bolsas de población, acceder a una mejora en la calidad y distribución de la alimentación para sectores poblacionales, muy castigados por las dificultades de distribución, por los distintos problemas que conlleva la diversificación de territorios en algunos países.
Observamos que en países en vías de desarrollo, una de las primeras líneas de implantación industrial, tiende a ser la instalación de grandes almacenes frigoríficos, porque mejoran muy notablemente las condiciones alimenticias de un territorio, permitiendo almacenamientos racionales y posibilidades de mejora en el flujo de distribución alimenticia que redunda en una mayor calidad de las garantías alimentarias, como de las mejoras en las cadenas de distribución de alimentos a los distintos territorios.
viernes, 25 de marzo de 2016
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