TERMODINÁMICA APLICADO EN TÚNEL OCTOFROST DE CONGELACIÓN

ANÁLISIS DE LOS PRINCIPIOS TERMODINÁMICOS APLICADOS EN UN TÚNEL OCTOFROST DE CONGELACIÓN IQF (INDIVIDUAL QUICK FROZEN)

Objetivo General

Analizar y Comprender el funcionamiento de la máquina Túnel Octofrost de Congelación IQF considerando principios termodinámicos.

Objetivos Específicos

-        Describir las características, componentes, funcionamiento general y aplicaciones del Túnel Octofrost de Congelación.

-    Reconocer la clase de proceso termodinámico y variables termodinámicas en las que su funcionamiento y la duración del proceso.

-          Encontrar la posible o posibles causas del problema encontrado en el Túnel Octofrost.

-          Brindar una posible solución al problema, considerando los parámetros termodinámicos.

Problemática

La termodinámica es una ciencia que se podría tomar como una de las herramientas más importante en la ingeniería, ya que se encarga de describir los procesos que implican cambios en temperatura, la transformación de la energía, y las relaciones entre el calor y el trabajo. Sabiendo esto, dentro de muchas industrias y empresas existen problemas con respecto a la temperatura y fallas mecánicas en los equipos de trabajo.

En este caso el Túnel Octofrost de Congelación IQF ubicada en el departamento de Lambayeque Fernando Belaunde Terry,275 Carr. Fernando Belaúnde Terry presenta fallas durante el proceso de congelado, en el cual el problema principal es que cuando retorna liquido al compresor mediante amoniaco lo que hace que capture el calor del ambiente convirtiéndose a gaseoso y facilita el cambio de temperatura, retorna al compresor en estado  líquido; esto hace que la máquina que tiene un sistema de seguridad, se apague y todo vuelva a temperatura ambiente. Este inconveniente agrega un tiempo innecesario debido a que se tiene que lanzar de nuevo para procesar los productos.

En algunos casos el túnel  no absorbe  todo el calor de las frutas lo cual tiene que ser lo ideal entre 5 y 10%,  y esto ocurre debido a  la cantidad de agua que entra a la fruta dándose la  saturación de evaporadores, generando hielo y estos se pegan a los evaporadores y no hay transferencia de calor.

Maquinaria

Túnel Octofrost de Congelación IQF (Individual Quick Frozen) es un sistema para congelar (frutas, verduras, etc.) que trabaja de forma controlada mediante aire frío en ambientes industriales y de negocios, principalmente, del sector agroalimentario.

Este proceso permite que los microcristales de hielo que se forman dentro de las células de los tejidos de los alimentos sean de tamaño muy pequeño. De esta forma se evita que las paredes celulares que conforman los tejidos vegetales se rompan. Por lo tanto, al descongelar el producto no hay derrame de fluidos celulares, lo cual garantiza una textura, valor nutritivo y sabor igual al de un producto recién cosechado.

Los túneles de congelación cuentan con evaporadores de gran rendimiento y ventiladores potentes, que hacen que estos túneles de congelación estén especialmente recomendados largos ciclos de producción.

Este proceso que aplica la tecnología IQF permite que los microcristales de hielo que se forman dentro de las células de los tejidos de los alimentos sean de tamaño muy pequeño, de esta forma se evita que las paredes celulares que conforman los tejidos vegetales se rompan. Por lo tanto, al descongelar el producto no hay derrame de fluidos celulares, lo cual garantiza una textura, valor nutritivo y sabor igual al de un producto recién cosechado.

Pueden tener temperaturas desde los -45 hasta los 10°C según el modelo además de manejar una velocidad de aire de entre 3 a 6 m/s y una capacidad de carga entre 1.000kg/h hasta 20.000kg/h.

Al utilizar estos equipos se puede asegurar la preservación de los productos sin descuidar la calidad e inocuidad de estos.

1.    Parámetros de uso

Modelo	3/2RH 2015
Temperatura Max (Entra el producto)	15 a 30 °C
Temperatura de Salida	-18 °C
Capacidad de congelación	500 - 300 Kg/h
Tiempo de congelación	5 – 8 minutos
Consumo de aire	1,5m3/min-8Bar
Presión(Bomba witt)	3 Bares
Velocidad de aire	3 – 5 m/s,
Refrigerante	R717, amoniaco
Voltaje	380 V
Volumen	1.000kg/h hasta 10.000kg/h.
Longitud de cinta	4 – 20 metros
Altura, Largo, Ancho	3.5m, *5m, *3m

Características

·         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.