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Diseño de Refrigerador para supermercados

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by

Justice Palomo

on 9 November 2013

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Transcript of Diseño de Refrigerador para supermercados

Acondicionamiento de Productos
Datos de Diseño
CARACTERÍSTICAS DEL RECINTO
Datos Generales
VOLÚMEN INTERIOR
El volumen interior del refrigerador esta especificada por el problema que es de 1000 pies cúbicos.

TEMPERATURA INTERIOR
Al ser productos perecederos, los lácteos deben ser conservados en frío y a diferentes temperaturas, dependiendo las características de cada derivado lácteo
Leche (4 a 6) oC
quesos (4 - 5) oC y HR 50% a 95%
yogur (1 - 4 ) oC
Mantequilla (6 a 8) oC

Temperatura recomendada 4 oC o 39 oF
Diseño de Refrigerador para
Supermercados
Andrea Delgado
Karla García
Asdrubal López
Teresa Muñoz
Justino Palomo
Claudia Ríos
Michelle Sandoval


SISTEMA MECÁNICO DE REFRIGERACIÓN
Este es el método de refrigeración más utilizado para almacenar productos perecederos, tales como los alimentos lácteos. El más común es el sistema de expansión directa
Leche
La leche pasteurizada y envasada inmediatamente debe ser mantenida a una temperatura de 3 o 4 °C hasta su consumo.

Esta no puede demorarse en más de 2 a 3 días ya que se reactiva la flora microbiana que acaba acidificando la leche. La leche esterilizada con tratamiento UHT debe refrigerarse después de abrirse el empaque.



Yogur
Durante su fabricación se produce acidificación por bacterias lácticas, Lactobacilus bulgaricus y Estreptococus termofilus, que ayudan a la conservación de producto durante 10 a 20 días. Sin embargo esta conservación depende de que se mantenga una cadena de fría entre 2 y 8°C.

CREMAS Y QUESOS
Estos son ricos en agua y grasa por lo que se puede dar el crecimiento de todo tipo de microorganismos si no se conservan adecuadamente. Deben mantenerse a una temperatura de 4°C.

MANTEQUILLA
Este es un producto rico en grasas por lo que se debe proteger de la luz y oxígeno para evitar su enranciamiento.

Objetivo
Realizar el diseño de un refrigerador para utilizar en supermercados, que tenga un volumen de 1000 pies cúbicos, empleado para exponer productos lácteos como: leche, crema, mantequilla, yogur y queso, cuyo diseño debe tener puertas de vidrio.
CONDICIONES AMBIENTALES
El aire externo se encuentra a 78˚F (25.556˚C) y a una humedad relativa de 60%. La velocidad del aire es de 3.35 m/s.

Diseño físico de la Refrigeradora
MATERIALES A UTILIZAR
Exterior y cámara
Acero inoxidable AISI 304 (excepción parte trasera chapa galvanizada).

Datos Específicos
Cristales
para puerta, este es cristal termoaislante bajo emisivo y bisagra pivotante con bloqueo de apertura.
Aislamiento
poliuretano inyectado a alta presión con un ancho de 3in.
CONDUCTIVIDAD TÉRMICA DE AISLANTES PROPUESTOS PARA EL DISEÑO
PROPIEDADES DE ALIMENTOS A REFRIGERAR
EMPAQUES DE ALIMENTOS A REFRIGERAR
ESPESOR MÍNIMO DEL POLIURETANO EXPANDIDO DE ACUERDO A LA TEMPERATURA DEL RECINTO
Especificaciones para los Calculos
Leche
VOLUMEN: 260 pies cubicos
EMPAQUE: Polietileno tereftalato 1 L
DIMENSIONES: Alto: 20 cm, Diámetro: 4 cm



VOLUMEN: 260 pies cubicos
EMPAQUE: Polipropileno 1 L
DIMENSIONES: Alto: 11 cm, Diámetro: 11 cm



VOLUMEN: 260 pies cubicos
EMPAQUE: Polipropileno 1 L
DIMENSIONES: Alto: 11 cm, Diámetro: 11 cm


Crema y Queso

VOLUMEN: 130 pies cúbicos
EMPAQUE: Polipropileno 1 L
DIMENSIONES: Alto: 11 cm, Diámetro: 11 cm


VOLUMEN: 130 pies cubicos
EMPAQUE: Polipropileno 1 L
DIMENSIONES: Alto: 11 cm, Diámetro: 11 cm


Yogur
Mantequilla
Motores (incluye todos los motores ventiladores): Cantidad ____3 ___ de__ 0.2_ hp
Luces (se asume 1 watt/pie2): _______130 _____ Watts
No. de personas: ____0______

Transmision de Carga
Transmision de Carga
Especificaciones
CARGAS POR Cambio de aire
Cargas adicionales
Motores eléctricos 0.2 hp X 75000 Btu/hp/día
Iluminación Eléctrica 130 Watts X 82
Carga por personas 0___
Cargas por puertas de vidrio 4 puertas X 19200 Btu/día


Cargas Totales
Ciclos de deshielo
Para refrigeración en 24 horas se realizan 4 ciclos de deshielo y cada uno de 45 min por lo que son 3 horas de ciclos de deshielo

El compresor y evaporador únicamente van a trabajar 18 horas, parámetro estipulado por ASHRAE, por lo que la carga térmica para selección de equipo es:

Carga final con 15% de margen de seguridad
11835 BTU/h
Los diferentes elementos que constituyen la caja se juntan para ser seguidamente ensamblados por soldadura eléctrica por puntos. Después de su ensamblaje, la chapa experimenta una acción de apomazado y limpieza, seguida de un tratamiento químico de protección consistente en
tratamiento químico
Desengrasado
Enjuagado con agua corriente
Fosfatación cristalina a fin de obtener una protección antioxidante
Baño de Cromo
Secado a 120oC en una estufa ventilada.

MUEBLE
Cubas y Contrapuertas
Las cubas son la chapa de aluminio, mientras que las contrapuertas son siempre de material plástico. El proceso de fabricación es el siguiente:

Colocacion sobre el molde de la chapa de material plástico (poliestireno)

Calentamiento a 200oC para lograr el reblandecimiento del poliestireno, conformado bajo vacío.

Extracción de las piezas extruidas y terminadas

Aislante
Aislamiento

Condensador
Las materias aislantes usadas son la lana de vidrio y las espumas de poliuretano, en el cual la que vamos a utilizar las espumas de poliuretano para el aislamiento del mueble de una sola temperatura.
las características técnicas del material son:

Densidad: 40Kg/m3
Revestimiento: Acero pre-pintado
Espesor de revestimiento: 0.5mm
Ancho útil del panel: 1.000mm
Largo útil del panel: 11.900mm
Espesor del panel: 75,100mm
El condensador seleccionado para nuestro frigorífico es la Unidad marca BOHN, modelo CH18M2B, para media temperatura.


Compresor
El Compresor seleccionado es de tipo unidad de condensadora de 1.5HP para media temperatura de R717, Marca Copeland modelo 208-220 monofásico.
Las caractertisticas del Compresor son:
18,500BTUH
Potencia del Motor (W) : 1,790
PFJ/T/Z (Amp): 8
EER: 10


Evaporador
Se eligió un evaporador a deshielo por aire marca Bohn, modelo ADT 120 BKS con las siguientes especificaciones:
 Voltaje: 208 -230 V
Frecuencia: 60 HZ
Capacidad: 12,000 BTUH
Ventilador:
Cantidad de ventiladores: 2
Flujo volumétrico: 1,300 pies3/min
Motor:
Potencia: 1/15 HP
Amps. Tot/ Watts: 3.6
Conexiones:
Entrada del serpentín: 1/2 DE
Succión: 7/8 DI
Igualador externo: ¼ DE
Dren: ¾ MPT
Peso neto:24 kg
Esperas:
Tubo distribuidor: 3/16 DE
Longitud: 15 in
Circuitos: 3
Dimensiones: 1,155.7 mm x 341 mm x 379 mm


Refrigerante
El Refrigerante utilizado es el Amoniaco o R717, este es un excelente fluido frigorífico y presenta numerosas ventajas de las cuales son:

Es químicamente neutro para los elementos de los circuitos frigoríficos, salvo para el cobre y sus aleaciones que son materiales ampliamente usados en las instalaciones con fluidos halogenados. Es por eso que no se debe cargar amoníaco en los circuitos con refrigerantes halogenados.

El amoníaco no se mezcla con el aceite de lubricación
No es sensible a la presencia de aire húmedo o del agua.
Es fácilmente detectable en caso de fuga.
El amoniaco es el fluido frigorífico de menor costo en su valor de compra.

Posee buena propiedad termodinámicas, de transferencia de calor y de masa, en particular dentro de las condiciones definidas de servicios y el coeficiente de performance de máquinas es uno de los mejores.

Cámara Refrigerada
Con dimensiones de 3.00 mts de ancho x 4.00 mts de largo x 2.40 mts de altura, con panel aislado con espuma de poliuretano en 3" de espesor marca ISOPAN (fabricado en ITALIA certificado) se incluyen una puerta abatible NACIONAL dimensiones de 1.00mt x 2.00 mts instalada, así como el suministro e instalación de los equipos de refrigeración con su instalación completa (detallados más adelante).

Paneles de paredes, piso y techo
Panel aislante, aislado con 3” de espuma rígida de poliuretano (d=40 kgs/m3, k=0.022 w/mK, R=27), machihembrados forrados con lámina de acero galvanizado color blanco, acabado con pintura de poliéster pre pintada y secada al horno, panel fabricado en ITALIA y cumple con normas para el mercado americano y Europeo. Se incluye el suministro e instalación con herrajes y accesorios (esquineros internos y externos en lámina galvanizada pre pintada color Blanco. El cuarto se contempla para instalarse debajo un área techada.

Puerta
Se incluye el suministro e instalación de una puerta abatible NACIONAL de 1.00 m. de ancho por 2.00 mts de largo de 3” de espesor (especial para media temperatura) abatible. Con marcos de acero inoxidable. Todos los herrajes utilizados son Italianos.

Cortinas plásticas y puertas de vidrio
Fabricación e instalación de un juegos de cortinas plásticas, a montarse en la parte interna de la puerta con traslape entre fleco de 2”.
Las puertas de vidrio son suministro de un rack de 4 puertas de vidrio marca Bohn para media temperatura (0o) incluye parrillas, marco de pvc color negro e iluminación T8. Puertas fabricadas en México. .77 x 1.70 mts cada puerta
Equipo de Refrigeración
Costos totales y cotizaciones
Conclusiones
La refrigeración es un proceso fundamental para la conservación de los productos lácteos puesto que inhibe el crecimiento de microorganismos dañinos tanto para el humano como para el alimento.
Para los productos lácteos a refrigerar, la temperatura del refrigerador debe ser de 1 a 4 °C.

En el diseño de un refrigerador comercial deben tomarse en cuenta la propagación de calor, la cual puede darse por conducción, convección y radiación. De igual forma es importante determinar las cargas debido a la apertura de puertas, productos a refrigerar, personas, motores y equipo dentro del refrigerador.
Recomendaciones
Almacenar los cilindros de amoniaco en áreas frías, secas, ventiladas y de construcción no combustible, lejos del tráfico de los trabajadores y salidas de emergencia.

Revisar que la tubería, llaves, válvulas y cualquier otro dispositivo del sistema de refrigeración no presente evidencias de desgaste, fracturas, fisuras o presencia de fugas de aceite y humedad.

Suspender el proceso de enfriamiento y abandonar de inmediato el área de trabajo, ante cualquier evidencia de fuga de amoniaco.
Revisar periódicamente los dispositivos de seguridad como son: el regulador de temperatura, el sistema de alarma y el mecanismo de cierre involuntario de la puerta. Se deben arreglar o sustituir los elementos defectuosos al momento de detectarlos.

Medir periódicamente la temperatura y la velocidad del aire, puesto que estos dos factores son los que más influyen en el riesgo de estrés por frío.
Disminuir el tiempo de permanencia en ambientes fríos para minimizar la pérdida de calor y controlar el ritmo de trabajo.

Verificar la presión de condensación para identificar la presencia de aire en el sistema de enfriamiento, así como el funcionamiento de los purgadores de aire.
Cerrar las llaves de paso y control del sistema de refrigeración cuando se termine el proceso de enfriamiento.

Proovedores
Gráfica de Crecimiento bacteriana
Carga por producto
Q = mCpΔT
Dónde:
m = masa del producto
Cp=calor especifico del lácteo que posee un mayor calor especifico (Leche entera)
∆T= Diferencial de la Temperatura, se asume que el producto entra a 50°F por lo que es 10°F el diferencial.
Se tomó una carga de 600 lbs puesto que es una carga pesada.
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