DISEÑO DE CUARTO FRIO “CAVA” PARA ALMACENAMIENTO DE POLLOS CONGELADO

JAIME ANDRES JIMENEZ CARLOS MAURICIO MAYORGA

UNIVERSIDAD DEL TOLIMAFACULTAD DE AGRONOMIA

PROGRAMA DE INGENIERIA AGROINDUSTRIALPROCESOS AGROINDUSTRIALES III

IBAGUE 2012

DISEÑO DE CUARTO FRIO “CAVA” PARA ALMACENAMIENTO DE POLLOS CONGELADO

Presentado a: ING. AGUSTÍN VALVERDE GRANJA

JAIME ANDRES JIMENEZ CARLOS MAURICIO MAYORGA

UNIVERSIDAD DEL TOLIMAFACULTAD DE AGRONOMIA

PROGRAMA DE INGENIERIA AGROINDUSTRIALPROCESOS AGROINDUSTRIALES III

IBAGUE 2012

INTRODUCCION

Determinados establecimientos comerciales o industriales necesitan un espacio que les admita almacenar grandes volúmenes de materia prima con altos índices de seguridad, rentabilidad y calidad; para esto contamos con los cuartos fríos o cavas de almacenamiento que en últimas es una nevera o congelador que cuenta con una mayor capacidad y que permite almacenar y acceder a los productos de una manera organizada. Estas cavas de almacenamiento son ideales para establecimientos como casinos, restaurantes grandes, hospitales y sitios donde el volumen de servicio es muy alto; pero también, son muy aplicables a los establecimientos pequeños y que no manejan gran flujo de alimentos por que se ajusta a la necesidad requerida por el producto y hasta el mismo cliente. Hay que tener en cuenta que hay unas particulares que debe cumplir la cava de almacenamiento y es la legislación colombiana, las cavas de almacenamiento que se utilizan para la conservación o congelación de alimentos deben tener en su interior solo elementos de acero inoxidable. De igual manera, en el caso de las flores estos pueden ser de acero galvanizado.

Algunos equipos de última generación poseen un sistema de rotación de alimentos congelados que los mantiene a diferentes temperaturas sin necesidad de utilizar empaques o recipientes.

Se debe tener en cuenta que un cuarto frío de alimentos está diseñado exclusivamente para almacenar este tipo de materias primas y en ningún caso se debe mezclar con objetos como baterías, minerales o productos químicos.

OBJETIVO GENERAL

Explorar cada uno de los fundamentos del diseño de un cuarto frío para

almacenamiento y conservación de pollos congelados.

OBJETIVOS ESPECÍFICOS

Calcular las cargas térmicas (refrigerado) en cavas de conservación.

Identificar características significativas de ingeniería respecto a propuestas de diseño del cuarto frío para pollos congelados.

Reconocer las condiciones físicas más apropiadas para la óptima conservación del pollo congelado.

DISEÑO DEL CUARTO FRIO

La producción de pollo en el Tolima año 2010 es de = 21859 ton / año

El consumo por persona en kilos al año 2012 es de = 23.7 Kg

La población tolimense en proyección 2012 es = 1.387.641

El consumo anual del departamento del Tolima será:

1'387.641∗23.7kg=32.887 .092kg1000

=32.887Ton

Cantidad de pollo en ton mes para almacenaje:

Producción 21859 Ton – consumo 32887 Ton = 11028 Ton anuales que no se

está consumiendo. (Presencia de déficit)

( 11028Ton12meses )=919 ton promediomes x1%=9.19≈9.2Ton paraalmecenarmes

9,2Ton x ( 2200Lb1Ton )=20.240 Lb (Cantidad en libras de pollo mes)

EMBALAJE

Pollo en canal Dimensiones Densidad bruta densidad neta

20 ¾’’ * 18’’ * 5 ½’’ 28.2 Lb /ft3 26.1 Lb /ft3

Densidad= masa/volumen volumen= m/ρ

V= 20240 Lb28.2 Lb/ ft 3 = 717,7 ft3 = 20,32 m3

CONSIDERANDO LA ALTURA:

Cargue y descargue por persona (manual) h= 3m = 9.84 ft

V= h * A

A= Vh

= 20,32m3

3m=6 ,77m 2

L = √6,77=2 ,60m

2,60 m

2,60 m

ESPACIOS LIBRES

Paredes = (2,60m+0,30mamboslados )=¿ 2,90m

Piso = 0,15m

Techo = 0,30m

Desplazamiento personas cargue y descargue manual = 0,90m

Hallando la masa del embalaje, tenemos:

(20.75' '∗18' '∗5.5' ' )=2054.25 pulg3∗1 ft3

12000 pulg3=1.19 ft3

m=ρ∗V=26.1 Lbft3

∗1.19 ft3=31.06 Lbcaja

Hallando el número de cajas:

Nº cajas = 20.240 Lb

31.06Lbcaja

=652cajas

Nota: Como cada caja pesa 31.06 Lb y el empaque utilizado puede soportar un

máximo de 500 Kg. en apilamiento, entonces:

h= 3m

caja= 31.06Lb

resistencia= 500Kg

tendido por estiba= 3 cajas

Nº cajas de apilamiento = 19 cajas

caja= 13.97cm = 0.1397m.

arrume= 0.1397m * 19 = 2.65 m

N cajas x arrume = 19x3 = 57cajas

Nota: se utilizarán 19 cajas para no exceder la altura disponible 2,70 m

Nº arrumesT= N º cajasN º cajasarrume

=65257

=11,4≈12arrumes

20.75’’ * 18’’ * 5.5’’

Numero de arrumes en línea

Nal=√12=4 arrumes

Numero de espacios vacios

Nev = (4-1) = 3

Volumen de espacio vacio

Vev = 3 x 0,90 x 2,90 x 3 x 2 = 46,98 m3

Volumen del piso

Vp = 0,15 x 2,90 x 2,90 = 1,26 m3

Volumen total (Vt) = (lado x lado x altura) + (Vev) + (Vp)

Vt = (2,90 x 2,90 x 3) + (46,98) + (1,26) = 73,47 m3

A= Vh

= 73,47m3

3m=24,49m 2

L = √24 ,49=4 ,95m

CONDICIONES DE ALMACENAMIENTO DEL POLLO

Pollo = T = 27ºF

%H = 95

Vida útil = 10 meses

Nota: se almacenara el pollo entero congelado a

27 ºF, previamente eviscerado, a temperatura

ambiente de 82,4 ºF, 28°C para distribuir en el

departamento del Tolima

Tabla 7: Espesor de aislamiento: 3 pulgadas de pared. Material poliuretano

expandido, tabla 7ª= U= 1.28 Btu

24h ft 2ºF

Área de pared y techo (Apt)

Apt= pared (4x4,95x3) + techo (4,95x4,95) = 83.90 m2 = 901,92 ft2

CALCULO DE CARGAS TÉRMICAS

Ganancia de calor a través de la pared

∆T=(82.4−27 )=55.4 ºF

TºFcongelación= 27ºF

q̇P=A∗U∗∆T

q̇P=901,92 ft2∗1.28 Btu

24h ft2ºF∗55,4 ºF=63956.95 Btu

día

Ganancia calórica a través del piso

Espesor 3’’ concreto. 3’’ fibra de vidrio

Área piso = (4,95m * 4,95m) * 10.75 ft2= 263.40 ft2

q̇=A∗U∗∆T

q̇=263,40 ft2∗1,28 Btu

24 h ft2 ºF∗(71.6−27 )ºF=15036,97 Btu

dia

Ganancia calórica por producto

Pollo= 20240Lb

Cp = 0.79 BtuLbºF

q̇=0.79 BtuLbºF

∗20240 Lb∗(82.4−32 )=805875,84 Btu24 horas

˙calor latenteqL=m∗hfg

q̇L=20240 lb∗106BtuLb

=2145440 Btudia

Una vez congelados se llevan a la temperatura de congelación para la

conservación con Cp por debajo del punto de congelación.

q̇s=m∗Cp∗∆T

q̇s=20240 Lb∗0.37BtuLbºF

∗(32−27 )=37444 Btudia

Ganancia calórica por iluminación

Si por cada m2 considero 10W, entonces:

24,50 m2 = 245,02 W q̇=W∗3.413 Btuh

q̇=245,02W∗3.413

Btuh

∗24h

1dia=20070,07

Btudia

Ganancia calórica por persona

# personas = 3

Tabla 19 factoría 375Btuh

x persona

q̇=375 Btuh

∗3∗24 h=27000 Btudia

Ganancia calórica por infiltración puertas

q̇s=1.1∗CFM∗∆T

CFM = 24 ft3/min

∆T=55,4 ºF

q̇s=1.1∗24∗55,4 ºF∗24=35101,44 Btudia

Σ qi=q̇T=3.149 .925,27Btudia

/ 16 hdia

= 196.870,33Btuh

q̇T=196870,33

Btuh

∗1TR

12000Btuh

=¿ 16,4TR

q̇D=1.10∗q̇T q̇D=1.10∗16,4TR=¿ 18 TR