IQF

Funcionamiento general

En el primer tramo de la cinta transportadora se realiza el lecho fluido, que consiste en congelCaracterísticas

·         El teclado simple permite una fácil configuración de la temperatura.

·         Entrada directa al flujo de aire: El producto entra directamente en el flujo 

·         Cámara de TV: Permite un fácil chequeo a través de una pantalla junto al panel de control.

·         Utilizar refrigerante amoniaco – NH3.

·         Conserva totalmente el producto

·         Facilidad de limpieza del equipo y fácil acceso a sus componentes.

·         Material del equipo de acero inoxidable

Componentes

·     Compresores: Utiliza compresores de tipo doble tornillo, donde la compresión de gas se obtiene por el movimiento rotativo de dichos tornillos. La descarga de gas es controlada por una válvula corredera de 4 vías. Para el correcto funcionamiento de este compresor ser requieren los siguientes accesorios: Tanque separador de aceite, enfriador de aceite, bomba de aceite y válvulas de carga y descarga.

·  Condensador evaporativo: Provee temperaturas de condensación más bajas que el condensador enfriado por aire y el enfriado por agua, lo que ayuda a economizar energía; posee un sistema de reposición de agua y un sumidero que ayuda a la eliminación de minerales en el agua y su correcto funcionamiento depende de los flujos de aire y agua y la temperatura de bulbo húmedo dependiente del ambiente.

·  Evaporador:Tipo enfriadores de aire, en estos equipos es importante la presencia de ventiladores que hacen circular el aire y los controles que regulan el ingreso del refrigerante (amoníaco).

·  Tanques: Cumplen la función de almacenar el refrigerante como líquido subenfriado y separar el refrigerante líquido del vapor. Se pueden utilizar tanques de alta presión, separadores de líquido y termosifones, siendo este último el más utilizado para almacenar amoníaco.

·       Bombas: Se requiere de un sistema de bombeo de amoniaco debido al flujo de refrigerante líquido por entregar y la caída de presión hasta los evaporadores.

·     Tuberías: Uno de los criterios en la selección de las tuberías del sistema de refrigeración con amoniaco es mantener la mínima velocidad del refrigerante usando el máximo diámetro, a fin de evitar grandes caídas de presión que afecten la capacidad de los compresores y las bombas. Las tuberías de amoniaco son de acero e interconectan todos los equipos que trabajan con éste.

·     Válvulas: Las válvulas son de acero en cada uno de sus componentes y soldadas a las tuberías. Entre los tipos de válvulas usadas en estos sistemas de congelación tenemos: Válvulas de cierre, de regulación, solenoides, operadas con pilotos, de retención y de alivio.

·  Controles: Dispositivos electromecánicos para controlar el funcionamiento estable del sistema dentro de sus parámetros regulares y proteger los equipos de fallas por funcionamiento fuera de los valores de diseño. Se encuentran: Presos-tatos de alta y baja presión, termostatos, control de presión diferencial y de nivel de líquido.

ar la parte exterior de cada producto por separado, obteniendo que cada uno se congele separado de los otros. En un punto dado del interior de un alimento sometido a una temperatura externa por debajo de su punto de congelación, primero se produce un descenso de temperatura al perderse calor sensible. Una vez alcanzada la temperatura del punto de congelación, se pierde calor latente mientras se solidifica el agua que ocurre sin cambio de temperatura. Finalmente, una vez congelado el alimento, se sigue perdiendo calor hasta que la temperatura interna se iguala a la externa.

En el segundo tramo el producto finaliza su congelamiento hasta el interior del mismo. La cinta posee un variador de frecuencia para controlar la velocidad de la cinta de acuerdo a la cantidad y al producto que se esté congelando.

El proceso de congelación puede describirse mediante tres etapas ideales: El preenfriamiento es la etapa que va desde la temperatura inicial (Ti) hasta la temperatura de congelación (Tc) siendo tp el tiempo que se demora el alimento en pasar de Ti a Tc. La congelación propiamente dicha, el alimento permanece a Tc constante en su centro térmico. Las propiedades físicas del alimento varían durante el transcurso del proceso. El enfriamiento o atemperado por debajo de su punto de congelamiento.

Aplicaciones

En un Túnel de Congelado Continuo IQF se puede congelar todo tipo de frutas (arándanos, frutillas, uvas, guindas, paltas en trozos, etc.), verduras (arvejas, vainitas, coliflor, espárragos, etc.), papas en trozos, mariscos, hamburguesas, etc.

Variables y Principios termodinámicos

En cuanto a las variables en las que se icurre al elaborar el diseño y poder controlar el proceso de congelación de un alimento hemos podido identificar el calor específico y la entalpia. Para congelar un alimento es necesario extraer a éste sus calores latente y sensible, para ello se lleva el producto a una baja temperatura, lo cual genera un cambio de fase del agua, solidificándola y formando partículas de hielo.

En lo que respecta a los principios hemos podido destacar dos principales durante el proceso de congelación. El primero tiene que ver con la maquinaria en sí el cual viene a ser el Ciclo de refrigeración por compresión, y el segundo que se da en el fruto directamente cuando se da la formación de hielo.

Sobre el ciclo de refrigeración.- sigue los siguientes procesos:

1.    Compresión adiabática en el compresor (1 a 2).

2.    Eliminación del calor a presión constante en el condensador (2 a 3)

3.    Estrangulamiento a entalpía constante mediante un tubo capilar o una válvula de expansión (3 a 4)

4.    Absorción de calor a presión constante en el evaporador (4 a 1)

Sobre la formación de hielo:

Para el caso de alimentos es necesario saber que son como sustancias acuosas diluidas. De la cantidad de líquido que depende la formación de hielo ya que se encuentra en relación directa con la temperatura de congelamiento. La formación de hielo requiere primero de una nucleación comúnmente heterogénea en alimentos donde los núcleos se forman sobre la pared celular.

La cristalización propiamente definida comprende las etapas de nucleación ya indicada y la de crecimiento de cristales, llevadas a cabo cuando el sistema (alimento) se encuentra lo suficientemente subenfriado. En esta fase la remoción de calor debido al cambio de fase es determinante en el crecimiento de los cristales. Debido a ese principio que si la velocidad de congelación es débil se dará lugar a la formación de pocos núcleos, por tanto, cristales grandes; si, por el contrario, la velocidad de congelación aumenta, el numero de núcleos aumenta dando lugar a la formación de cristales pequeños.

Por ello es que el estricto control de la velocidad de congelación es fundamental en este tipo de procesos ya que al ser muy lenta y formar cristales grandes se producirá un exudado excesivo en la des-congelación, lo que lleva a perder propiedades al alimento; mientras que una congelación muy rápida permitirá preservar la textura de los productos, por tanto, conservar sus propiedades y calidad.

Duración del proceso

Es el tiempo transcurrido desde el principio de la fase de la pre congelación hasta la obtención de la temperatura final, el cual depende por una parte de las temperaturas inicial y final y cantidad de calor a extraer, y por otra de las dimensiones y espesor del producto. En nuestro caso tiene una duración entre 5 a 8 minutos.

Solución propuesta

Problema 1: Este problema se da al dejar un vacío en el túnel ya que al quedarse vacío el amoniaco no captura el calor y no hay transferencia de calor, entonces el amoniaco regresa líquido al compresor y se apaga.

Problema 2: Evitar que el producto entre con una menor proporción de agua (lo más seco posible).

BIBLIOGRAFÍA:

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alimentos. Zaragoza: Acribia http://tesis.pucp.edu.pe/repositorio/bitstream/handle/20.500.12404/5461/RAMOS_GEANCARLO_DISE%C3%91O_CONGELADOR_IQF_CAPACIDAD_ESPARRAGOS.pdf?sequence=1&isAllowed=y
[DANFOSS, 2010] DANFOSS, (25 de noviembre 20112), Catalog Index for Industrial
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[Cengel, 2007] Cengel y Cimbala, (2007), Mecánica de fluidos, México: McGraw-Hill.