Refrigeración de Los Alimentos

 

INSTITUTO INSTI TUTO POLITECNICO NACIONAL ESCUELA NACIONAL DE CIENCIAS BIOLOGICAS   DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA INGENIERÍA BIOQUÍMICA BIOQUÍMICA

PLANTA PILOTO: LÁCTEOS

Refrigeración de los alimentos Equipo: Díaz Guerrero Valeria Mendoza García Francisco Oswaldo Moreno Chávez Diana Estefany (Planta de Carnes) Olvera López María Fernanda Pompa Francisco Mariana Lourdes

Profesor: IBQ. Jonathan Laureano Abarca

Grupo: 7IX2

Fecha de ent entrega: rega: 14 de octubre del 2022

 

CÁLCULO CÁL CULO DE TONELADA TONELADAS S DE REFRIGERANTE. REFRIGERANTE. Potencia nominal del compresor: 3 HP Potencia real del compresor: 2.55 HP Presión del gas en la entrada del compresor: 34 PSI o

   

Presión del gas en la salida del compresor: 175 PSI o

  

Figur a 1. Gráfico del FREON FREON 12 correspo ndient e a presión, entalpia.

Tabla 1. Entalpias obtenid obtenidas as a partir d el grafico del FRE FREON ON 1 12 2 correspo correspondiente ndiente a presión , entalpia. Etapa

Equipo Equi po

Presión Presió n (PSI (PSI))

Temperatur a Temperatura (°F)

H (BTU/lb)

1 2 3 4

Compresor Condensador Válvula Evaporador

34 175 175 34

19 130 130 19

79 95 35 35

 

Calor lor extraído en el e evaporado vaporado r   Ca

▪

Calor extraido del evaporador = H     H     BTU = 44 BTU    3 5 Calor extrai extraido do de dell eva evapora porador dor = 79 BTU lb lb lb Trabajo bajo sobre sobr e e ell si stema da dado do por el c ompresor   Tra

▪

Trabajoo en elel compr Trabaj compresor esor = H   H    BTU  = 15 BTU  Trabajoo del Trabaj del compresor compresor = 95 BTU   8 0 lb lb lb   Coeficiente de eficiencia o rendimiento

▪

Coeficiente de eficiencia = HH      HH        

Coeficiente de eficiencia =   Toneladas de refrigeración

▪

44 BTU lb

  

= 2.9 .933 

15 BTU lb

Tonelada Tonela da ddee re refrige frigerante rante = 200 BTU min   HP = 42.42 BTU min   200 BTU 1 HP real min   ∗ = Toneladas de refrigeración 42.42 BTU Coeficiente de eficiencia min HP real 4.71   Toneladas de refrigeración = Coeficiencte de eficiencia eficiencia ciencia ∗ HP real  Toneladas de refrigeración = Coeficiente de efi 4.71 2.933 ∗ 2.5 2.555 = 1.586 BTU  Toneladas de refrigeración = 2.9 5 8 6 = 317. 31 7.2 2 4.71 min   Flujo másico

▪

Q = m ∗ CCpp ∗ ΔT  Q= Capacidad térmica = Toneladas de refrigeración m = Flujo masico

 

Cp * ΔT = Entalpia del evaporador

Q   m = Cp∗ΔT BTU min =7.21 lb   m = 317.2BTU min 44 lb CÁL CULO DE LA CÁLCULO LAS S TEMPER TEMPERATURAS ATURAS TEÓRICAS POR EL MÉTODO DE PFLUG Tabla 2. Dimensiones de carne antes y despu és del calentamiento

Distancia de la superficie al centro (cm) Largo (cm)  Alto  Al to (cm )  An ch o (cm (cm))

 An tes

Desp ués

4

3.6

14.1 7.98 1

10.47 7.27 1.2

Tabla 3. Te Temperaturas mperaturas experimentales d de e calentamiento para carne

Tiempo (min)

Temperatura (°C (°C))

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30

32 35 39 43 47 51 55 58 60 61 62 63 64 65 66 67

 

Ecuación de Pflug:

−   =   ((  ) + )  Donde: T = temperatura al tiempo t t = tiempo f = tiempo en el que la temperatura se modifica +-10 °C J = factor de retraso To = temperatura inicial T1 = temperatura del medio

Cálcu lo de d e calentamiento calentamiento de d e carne carne de res Cálculo Tabla 4. Datos carne de res  lb/ft3 

60  Cp = 0.82  K = 0.6 

BTU/ lb °F BTU/ ft h °F

h = 2.31 

BTU/ ft2 h °F

ρ=

1. Obtener el número de Biot

  =    Donde:



NBi = número de Biot   h = coeficiente de película x = distancia de la superficie al centro del alimento k = conductividad térmica

ft 0.118    = 3.6    0.0328 1  = 0.118

0.118 (2.31   ℎ ° ) =.   =  0.6   ℎ ° ° 2. Por medio del número Biot se obtiene el número Fo del siguiente gráfico, interpolando en la línea que corresponde a la forma de lamina

 

9.76

0.45

 

Figura 2. Gráficos de Pflug Fourier vs Bio t

Fo = 9.76 3. Calcular α  α 

 0.6       ℎ ° °    = 0.01 0.0122 22 ℎ    =  ∗  =    60    0.82  ° 4. Calcular f

) 11.144 ℎ    =  ( ) =  9.76(0.0139  = 11.1   0.0122 ℎ 5. Obtener gráficamente el factor de retraso (Jc)

 

0.83

0.45

  Figura 3. Gráficos Gráficos de Pflug Factor de retraso (Jc) vs Bio Biot. t.

Jc = 0.83 6. Sustituir valores en ecuación despejada de Pflug



 = 1 0− ((  )) +   .  − (0.8.83( 3(22 22  70 )° )° + 70° 70° . = 10 .   (0

= 30.4 30.43° 3° 

Tabla 5. Te Temperaturas mperaturas experimentales y teóri cas de c alentamie alentamiento nto de carne

Tiempo (h)

Temperatura Experimental (°C (°C))

Temperatura Temperatur a teórica (°C)

0 0.033 0.067 0.1 0.133 0.167 0.2 0.233 0.267 0.3

32 35 39 43 47 51 55 58 60 61

30.16  30.43  30.71  30.98  31.24  31.51  31.77  32.03  32.30  32.56 

 

0.333 0.367 0.4 0.433 0.467 0.5

32.81  33.07  33.32  33.57  33.83  34.07 

62 63 64 65 66 67

REPRESENTACIÓN GRAFICA DE L REPRESENTACIÓN LAS AS TEMPERATURAS TEMPERATURAS TEÓRICAS COMPARÁNDOLA CON LOS VAL VALORES ORES P PRÁCTICOS. RÁCTICOS. 80

34.5 34

70     )    C    º     (     l 60    a    t    n    e 50    m    i    r    e    p    x 40    e    a    r    u    t 30    a    r    e    p    m20    e    T

33.5

    )    C    º     (    a    c    i 32.5    r    o    e    T    a 32    r    u    t    a    r 31.5    e    p    m 31    e    T

33

30.5

10

30

0

29.5 0

0.05

0.1

0.15

0.2

0.25

0.3

0.35

0.4

0.45

0.5

Tiempo (h) Temperatura Experimental

Temperatura teorica

Figura 4. Temperaturas Temperaturas experimentale experimentaless y teoric as en funcio n del tiempo

UTILIZACIÓN DE DOS MÉTODOS MÉTODOS ESTADÍSTI ESTADÍSTICOS COS PARA COMPARAR A AMBAS MBAS SERIES DE DATOS. Prueba Prue ba t para dos mu estra estrass su poniendo varia varianza nzass d esiguales esiguales Ho: x=y Media Varianza Observaciones

Temperatura Experimental (°C) 54.25 135.2666667 16

Diferencia hipotética de las medias

0

Temperatura teórica (°C) 32.1475 1.541606667 16

 

Grados de libertad Estadístico t P(T