PROCESOS DE ENFRIAMIENTO Jose G. Garcia.

PROCESOS DE
ENFRIAMIENTO
Renato C. OLvera
Jose G. Garcia.
REQUERIMIENTOS DE
ENFRIAMIENTO
QBAJAR Y MANTENER UNA
TEMPERATURA.
QCONGELAR
PRODUCTO
PREVIAMENTE ENFRIADO.
CUAL ES EL PROPOSITO?
Q
PRESERVAR.
QCONFORT.
QOTRO.
PRESERVAR
CONFORT- AC
REFRIGERANTE DE
APLICACION
CRIOGENICA
SELECCION DEL METODO DE
ENFRIAMIENTO.
Q
CARACTERISTICAS DEL PRODUCTO
Q
TIEMPO DISPONIBLE.
Q
MEDIO AMBIENTE.
Diversos productos = diferentes
sensibilidades
MEZCLA DE PRODUCTOS / ZONAS
ABIERTO O CERRADO ?
RANGOS DE TEMPERATURA
Q ALTA
(superior a 55 grds F.) .
–
Q MEDIA
Q
(> 32 grds pero < 55 grds F.).
BAJA TEMPERATURA (<32 grds F)
AC - ALTA TEMPERATURA
TEMPERATURA MEDIA O
INTERMEDIA
TEMPERATURA BAJA
CONSIDERACIONES
Q
EQUIPO ESTACIONARIO O MOBIL.
Q
NECESIDAD PERMANENTE O
TEMPORAL.
Q
MEDIOS Y EQUIPO DISPONIBLES
ESTACIONARIO - MOBIL
ENFRIAMIENTO DIRECTO O
INDIRECTO ?
ENFRIAMIENTO DIRECTO INVOLUCRA UN
REFRIGERANTE QUE ENFRIA EL AIRE DEL
ESPACIO CONTROLADO CON VENTAJAS
EN COSTO PERO DESVENTAJAS DE
CONTAMINACION EN CASO DE FUGA DEL
REFRIGERANTE
ENFRIAMIENTO INDIRECTO
La diferencia entre enfriamiento directo e indirecto
consite en la necesidad de usar uno (directo) o dos
refrigerantes (indirecto) y la separacion fisica entre
ellos.
Q El refrigerante primario enfria el refrigerante
secundario y el refrigerante secundario enfria el
producto o espacio acondicionado.
Q Los refrigerantes deben mantener su habilidad de
fluir y ser preferentemente de baja viscosidad’
Q
REFRIGERACION INDIRECTA
ALTERNATIVAS DE
REFRIGERACION.
Q
POR ENERGIA ELECTRICA.
Q
POR ENERGIA SOLAR.
Q
POR REACCION QUIMICA.
Q
POR ENERGIA MECANICA.
Q
POR ENERGIA AMBIENTAL NATURAL.
Refrigeracion por electricidad
Q
Q
Q
Q
Utiliza dos metales de conduccion termica
diferente con material semiconductor enmedio de
los dos.
Una fuente de voltaje formando un circuito
cerrado con el material semiconductor.
La consumo electrico es bajo debido a las
caracteristicas de conduccion del semiconductor y
al efecto atenuador de corrientes entre los dos
metales exteriores.
El efecto refrigerante es bajo en relacion al costo
del equipo.
REFRIGERACION POR
CORRIENTE ELECTRICA
REFRIGERACION POR
ENERGIA SOLAR
Q
SEPARACION DE DOS SUSTANCIAS A TRAVES
DE UNA REACCION TERMOQUIMICA.
Q
ENERGIA SOLAR (CALOR) PROVOCA LA
SEPARACION DE DOS FLUIDOS DE DIFERENTES
DENSIDADES.
Q
USA EL MEDIO AMBIENTE COMO
MEDIO DE DISIPACION DEL CALOR.
REFRIGERACION POR ENERGIA
SOLAR
Q Utiliza
el calor del sol para evaporar el
amoniaco o bromuro de litio diluido en le
agua.
Q Pueden
ser de efecto sencillo o de doble
efecto.
Q El
efecto refrigerante es lento y limitado.
REFRIGERACION POR
ABSORCION
Q Utiliza
un proceso termoquimico
aprovechando la habilidad de algunas
sustancias de convinarse o dissolverse en
otras.
Q Se
utilizan dos fluidos, una refrigerante y otro
absorvente, la sustancia o fluido refrigerante
cambia de estado y circula a traves de todo el
sistema o circuito.
REFRIGERACION POR ABSORCION
Q Utiliza
una solucion de dos substacias afines.
Q Una fuente de calor (generador).
Q Un condensador.
Q Un evaporador.
Q Una camara de absorcion (absorber).
Q Efecto refrigerante es lento y la temperatura es
dificil de mantener con cargas de calor
cambiantes.
ENFRIAMIENTO POR ABSORCION
FUNCION DEL EVAPORADOR
Q
AMONIACO LIQUIDO ES FORZADO DENTRO
DEL EVAPORADOR.
Q
PARTE DEL AMONIACO LIQUIDO SE
EVAPORA ENFRIANDOSE A SI MISMO Y A
LOS TUBOS DEL EVAPORADOR.
Q
EL CALOR DEL PRODUCTO PROVOCA LA
EVAPORACION DEL AMONIACO LIQUIDO
RESTANTE.
Cilo de refrigeracion por compresion
HP
LP
HT
LT
Vapor
Vapor
HP
LP
HT
LT
Liquido
Liquido
REFRIGERACION MECANICA
ALIMENTACION DE EVAPORADORES.
Q EXPANCION
DIRECTA (DX).
Q RECIRCULACION
(MECANICA O
POR PRESION).
Q SISTEMAS
INUNDADOS (FLOODED).
PROCESOS DE ENFRIAMIENTO
CUARTOS FRIOS (DX, RECIRCULATION)
POR VENTILACION FORZADA (EVAP. INUNDADO).
POR AGUA FRIA (DX, RECIRCULACION, INUNDADO)
POR INJECCION DE HIELO.
ENFRIAMIENTO POR VACIO (RECIRCULACION O
INUNDADO).
CUARTO FRIO
Q El
producto a enfriar es almacenado en
un cuarto a temperatura inferior a la
del producto y es enfriado
gradualmente hasta que la temperatura
del producto iguala o se acerca a la del
cuarto frio.
Q Este proceso toma mucho tiempo pero no
requiere mas equipo que el cuarto frio.
Q CUARTO
CON TEMPERATURA
CONTROLADA
VENTILACION FORZADA
Q PARECIDO
AL ENFRIAMIENTO POR
CUATOS FRIOS, EXEPTO QUE EL
AIRE ES FORZADO (INDUCIDO) EN
GRANDES CANTIDADES A TRAVES
DE LA CAJAS O PAQUETES DE
PRODUCTO A ENFRIAR.
Q ENFRIAMIENTO ES RAPIDO Y
UNIFORME.
VENTILACION FORZADA
ENFRIAMIENTO POR AGUA FRIA
Q
AGUA FRIA ES ROCEADA SOBRE EL
PRODUCTO HASTA QUE EL PRODUCTO SE
ENFRIA APROXIMANDOSE A LA
TEMPERATURA DEL AGUA.
Q
EL PRODUCTO ES SUMERGIDO EN AGUA
FRIA O UNA COMBINACION DE AGUA Y
HIELO.
ENFRIAMIENTO POR INJECCION
DE HIELO
ESTE METODO PUEDE SER USADO SOLO SI
EL PRODUCTO A ENFRIAR PUEDE TOLERAR
EL CONTACTO DIRECTO CON HIELO.
METODO IDEAL PARA ENFRIAR
PRODUCTOS DENSOS COMO BETABEL O
BROCOLI.
EL HIELO ES PREVIAMENTE
FRAGMENTADO Y PARCIALMENTE
DILUIDO EN AGUA PARA PODER SER
BOMBEADO Y FORZADO DENTRO DE LAS
CAJAS CON PRODUCTO.
INJECTORES DE HIELO
ENFRIAMIENTO POR VACIO
Vegetales o frutas son encerradas en un espacio
al que se le remueve el aire (disminuye la presion
de aire), para reducir la presion del vapor del
producto (sobre su superficie) lo que promueve la
evaporacion de la humedad interna de la
superficie del vegetal, esta evaporacion reduce la
temperatura del vegetal.
Q Enfriamiento por vacio puede extender la vida y
frescura del producto por hasta dos semanas.
Q
ATMOSFERA CONTROLADA
Q AL
REMOVER EL AIRE LA
PRESION BAJA.
PORQUE EL VACIO INDUCE
EVAPORACION ?
TODA SUSTANCIA ES VOLATIL SI SE
SOMETE A CONDICIONES DE
PRESION DEFINIDAS.
Q LOS GASES Y VAPORES SOBRE UNA
SUSTANCIA EJERCEN PRESION
SOBRE SU SUPERFICIE, LIMITANDO
LA EVAPORACION DE SU
CONTENIDO DE HUMEDAD.
Q
PUERTAS CORREDIZAS, MULTIPLES TUBOS-CAJAS DE VACIO
REFRIGERACION POR
VACIO
QATMOSFERA
CONTROLADA (ESPACIO CERRADO).
EVACUACION DEL AIRE (VACIO PROFUNDO).
QREMOVER VAPOR DEL PRODUCTO.
QREPONER HUMEDAD PERDIDA.
QAGREGAR UN GAS INERTE (NITROGENO).
QSELLAR ENVOLTURA DEL PRODUCTO.
QMANTENER EL PRODUCTO REFRIGERADO.
ACERO INOXIDABLE – EVAPORADOR AL FONDO
T h e c o lu m n is
1 in c h s q u a r e
a t th e b a s e
a n d e x te n d s
to th e e d g e o f
th e a tm o s p h e re .
T h e t o ta l w e ig h t o f a ir
in th e c o lu m n is :
1 4 .7 p o u n d s
Figure 1-7
A IR
T h e p re s s u re
a t t h e b a s e is
1 4 . 7 lb s . p e r
s q u a r e in c h .
BOMBAS DE VACIO
A MENOR PRESION
MAYOR EVAPORACION
Las bombas de vacio al bajar la presion
dentro del tubo aceleran la evaporacion
de la humedad en la superficie de los
HydroVac™ Tube
vegetales.
EL VAPOR DEL PRODUCTO
NO SALE DEL TUBO
El vapor es jalado tambien por las bombas
de vacio pero al pasar alrededor de los tubos
del evaporador, dicho vapor se enfria, y
condensa, pegandose a los tubos.
EL VAPOR SE CONDENSA Y CONGELA EN
LA PARED DE LOS TUBOS DEL
EVAPORADOR
Los tubos de evaporador atrapan el vapor de
agua
REPONER LA HUMEDAD PERDIDA
Q EL
PRODUCTO DESHIDRATADO
PIERDE TEXTURA Y PESO.
Q ROCIANDOLO CON AGUA SE
RECUPERA PARTE DE LA
HUMEDAD PERDIDA DURANTE EL
PROCESO DE ENFRIAMIENTO POR
VACIO.
DENTRO DE LOS TUBOS DEL
EVAPORADOR
Q
EL AMONIACO LIQUIDO SE EVAPORA AL
ABSORBER EL CALOR DEL VAPOR DEL
PRODUCTO.
Q
EL VAPOR DE AMONIACO ES
SUCCIONADO POR EL COMPRESOR.
EL VAPOR DE AGUA QUE SE DESPRENDE DE LOS VEGETALES SE
ADIERE A LA PAREDED EXTERIOR DE LOS TUBOS DE
AMONIACO.
EL AMONIACO LIQUIDO EN LOS TUBOS SE EVAPORA AL
ABSORBER EL CALOR DEL VAPOR DE AGUA.
EL VAPOR DE AMONIACO ES JALADO POR EL COMPRESOR.
COMPRESION
El Compresor manda el vapor
caliente de Amoniaco hacia el
Condensador.
Torre de
condensacion
CONDENSACION
Ventilacion forzada y
ciculacion de agua
sobre las superficies
calientes de los
tubos del
condensador
originan la
condensacion del
amoniaco (dentro de
los tubos).
Condenser Tower
Condenser Coil
Receiver
RECIVIDOR
El amoniaco
liquido fluye por
gravedad hacia
el recividor
donde se
almacena
temporalmente.
Condenser Tower
Condenser Coil
Receiver