Carga de Productos

1. CARGA TÉRMICA DEBIDA A LOS PRODUCTOS La cantidad de frío necesaria para la refrigeración del género o del líquido a refrigerar es los que determina la carga térmica de los productos que podemos ver reflejadas en la siguiente tabla.

Carga de productos Enfriamiento del producto Calor de Respiración del producto Enfriamiento de embalajes Enfriamiento de palets

Tabla 1: Diferentes cargas térmicas de los productos.

1.1 Enfriamiento de la mercancía

Generalmente la mercancía se introduce en la cámara a una temperatura mayor que la que reina en su interior. La cantidad de calor que la maquina frigorífica debe extraer de la mercancía para que su temperatura descienda hasta la temperatura de conservación, se puede calcular utilizando las expresiones siguientes según sea el caso.

a) SIN CAMBIO DE FASE: La cantidad de calor a extraer será:

(1) kJ/día

Donde: Qg = Calor a extraer del genero y se obtiene en kJ/día m = La masa de género que se introduce diariamente (kg/día) Ce = El calor específico del género en kJ/kg.K Tent = La temperatura de entrada del género en K Ti = La temperatura interior de la cámara en K

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El género puede entrar en la cámara a temperatura positiva, en cuyo caso se utilizará el calor específico antes de la congelación; si el género entra en la cámara ya congelado se utilizará el calor específico después de la congelación. Estos calores específicos pueden ser consultados en las tablas 2, 3, 4 y 5.

b) CON CAMBIO DE FASE: En el caso de que la mercancía entre en la cámara a temperatura positiva y se congele en su interior, el cálculo del calor a extraer deberá hacerse en tres pasos:

Paso 1: Primero se hace descender su temperatura hasta la de congelación (normalmente 0º C):

(2)

kJ/día

Donde Ce1 es el calor específico antes de la congelación Paso 2: Después se congela a temperatura constante: (3)

kJ/día

Donde CL es el calor latente de congelación. Paso 3: Finalmente se hace descender su temperatura hasta la de conservación (temperatura interior de la cámara):

(4)

(en kJ/día)

Donde Ce2 es el calor específico después de la congelación. En definitiva, el calor a extraer del género cuando hay congelación es la suma de los calores extraídos en las tres etapas:

(5)

(en kJ/día)

El calor que un producto absorbe durante su congelación, es muchísimo mayor que el absorbido para disminuir su temperatura.

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Tabla 2. Datos relativos a los alimentos refrigerados como la CARNE.

Tabla 3. Datos relativos a los alimentos refrigerados como las VERDURAS y HORTALIZAS.

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Tabla 4. Datos relativos a los alimentos refrigerados como las FRUTAS.

Tabla 5. Datos relativos a los alimentos refrigerados como los PESCADOS y LACTEOS

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CUESTION 4: En una cámara frigorífica se introduce 1 tonelada de carne de cerdo cuya temperatura de entrada es de 15 º C. Si se quiere descender su temperatura hasta los 5 ºC ¿Cuanto calor ha de extraer la maquina frigorífica expresado en kJ? Si se quiere descender otros 10 ºC su temperatura, esto es, desde los 5 ºC hasta los - 5 ºC ¿Cuanto calor ha de extraer la maquina frigorífica expresado en kJ? SOLUCCION: a) Al no haber congelación, utilizamos la expresión: en la que: m = 1000 kg Ce = 2,13 kJ/kg Tent = 15 º C Ti = 5 º C Sustituyendo estos valores en la fórmula tenemos:

b) En el segundo caso la carne se congela, por lo que el cálculo debe hacerse en tres pasos: Paso 1: Primero se hace descender su temperatura desde +5º C hasta 0º C:

Paso 2: Después se congela a 0º C:

Paso 3: Finalmente se hace descender su temperatura hasta -10º C:

El calor total extraído en este caso es:

En ambos casos la temperatura de la carne desciende 10º C, sin embargo en el segundo caso el calor extraído es mucho mayor que en el primero; ello se debe a que hay que extraer una gran cantidad de calor para que la carne se congele, permaneciendo la temperatura constante a 0º C durante la congelación. La congelación absorbe mucho calor, por eso los equipos destinados a realizarla son mucho más potentes que los destinados a la simple conservación de productos ya congelados. 5

1.2 Calor de respiración

Las frutas y vegetales continúan vivos después de la cosecha y continúa la actividad metabólica durante el almacenamiento. El más importante de estos cambios lo produce la respiración, proceso durante el cual el 02 del aire se combina con los carbohidratos del tejido de la fruta o vegetal, de lo que resulta la liberación de CO2 y calor. Este calor liberado debe considerarse como parte de la "carga del producto" cuando se mantienen cantidades considerables de frutas y/o hortalizas en el almacenamiento. La cantidad de calor producido por el proceso de respiración depende del tipo de producto y de su temperatura de almacenamiento (Ver tablas 2, 3, 4 y 5). El calor de respiración liberado por frutas y vegetales, se puede cuantificar por la expresión:

Q = m ⋅ cS

(21) kJ/día

Donde: M = masa en Kg de las frutas y vegetales CS = es el calor de respiración en kJ/(kg dia).

1.3 Enfriamiento de embalajes y palets

El embalaje del producto que se va almacenar debe tenerse en cuenta especialmente cuando constituye una parte importante de la mercancía. Por lo tanto habrá que calcular la cantidad de calor necesaria para reducir la temperatura de los envoltorios o envases en que se almacena el producto, si no se encuentra a granel, así como de los palets. La expresión que nos permite calcular esta cantidad de calor que la maquina frigorífica debe absorber, se calcula por la expresión: (22) kJ/día Donde: Qe = calor a extraer del genero y se obtiene en kJ/día ce = calor específico del material o del embalaje, en kJ / (kg·K) me = masa del embalaje, en kg Si se desconoce el peso correspondiente al embalaje, puede hacerse una estimación porcentual relativa a la masa total de producto (aprox. entre un 2 % y 5 % del peso total). 6