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Sistema de refrigeración transcritico con eyectores

Domingo, 26 Marzo 2017 16:27
Publicado en Informe Técnico
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Caso práctico: Cámaras de almacenamiento de huevos

Las cámaras frigoríficas para el almacenamiento de huevos, sujetas a distintas regulaciones, y a su importancia en la dieta humana, constituye una importante aplicación de la refrigeración, entre otros los siguientes criterios son aplicables:

“El desarrollo y perfeccionamiento creciente de las estructuras productivas del sector avícola constituyen la razón fundamental para que la adecuación de la producción a la demanda se establezca voluntaria y responsablemente por el propio sector, evitando graves desajustes, cuya corrección resulta difícil de realizar. Para ello se concede un especial interés a la información estadística sistematizada y periódica.

En el momento de su introducción, todos los huevos con destino al almacenamiento en frigoríficos deberán reunir los requisitos de la categoría a y, además, con altura de cámara de aire inferior a cinco milímetros, debiendo estar correctamente clasificados.”

Los huevos se alteran por putrefacción bacteriana y por hongos, proceso que se retarda mediante almacenamiento a baja temperatura o por tratamiento de la cámara para cerrar los poros, por ejemplo, con silicato sódico, pasta de hidróxido cálcico, por inmersión en aceite mineral u otros productos comerciales pensados para producir el mismo efecto.

almacenamiento huevosAdemás, durante el almacenamiento tiene lugar la evaporación del agua a través de la cascara, lo que conlleva el consiguiente aumento del saco aéreo, no visible a simple vista.

En ausencia de acción microbiana todavía ocurren cambios químicos deteriorativos que tienen como resultado la fluidificación de la clara espesa y el debilitamiento de la membrana vitelina.

Un huevo de frigorífico, cuando se rompe para freírlo, suele estar acuoso y plano en el plato comparado con el huevo fresco.

La evaporación se puede controlar por humidificación del almacén donde se depositan los huevos a un 85% de humedad relativa, pero esto se acompaña a de un aumento de putrefaccion, especialmente por hongos, lo cual se puede evitar añadiendo dióxido de carbono a la atmosfera del almacén.

El empleo de concentraciones elevadas de dióxido de carbono (un 60% o más) previene el desarrollo de hongos y puede aumentarse la humedad relativa de la cámara al 96 %, reduciéndose as la evaporación a valores pequeños de la clara espesa.

En concentraciones menores, se requiere un control de la humedad relativa a un 85%, para evitar la aparición de hongos, y el compromiso de reducir la transformación de la clara viscosa en clara diluida.

sistema r134aEl sistema de refrigeración que se detalla a continuación, fue desarrollado para su aplicación en un clima templado, con temperaturas máximas ambientes de 30ºC, y mínimas de 17ºC.

Se estudiaron alternativas, para el sistema propuesto; Sistema de Refrigeración Transcritico con Eyectores

La primera alternativa, fue la utilización del refrigerante R134a, una mejor alternativa pudiera ser el uso del Refrigerante R513a, del cual desafortunadamente aún no se conoce desde el punto de vista comercial y de los componentes requeridos asociados.

TC CO2 (referencia) Tipo de sistema: Una etapa transcríticaLa segunda alternativa, fue utilizar un sistema transcritico simple.

En todos los casos se prevé la utilización de un intercambiador de calor, Chiller, para ser utilizado con un refrigerante secundario, para un control más eficiente de la humedad relativa y una inercia térmica mayor.

Este informe contiene los resultados del consumo anual estimado de energía de los siguientes sistemas de refrigeración:

consumo anual estimado energia

Se simuló un año de operación para cada sistema.  El mismo perfil de carga anual y las condiciones meteorológicas se utilizaron en todas las simulaciones.  Cada simulación se realizó de forma horaria realizando una simulación de estado estacionario para cada hora del año.

En cada hora se conocía la carga a partir de un perfil de carga horaria para todo el año. Mediante el paso a través de las etapas de capacidad del compresor del sistema simulado se determinó qué etapas de capacidad era la que mejor se ajustaba a la carga media durante la hora.

 estudio emerson 2017

El consumo de energía anual y los ahorros respectivos, se resumen en la siguiente tabla:

tabla consumo energia anual

Los costos iniciales y de operación de los sistemas comparados son los siguientes:

costos iniciales y de operacionLas condiciones para la evaluación, fueron las siguientes: 

  • Tipo de interés promedio esperado: 5%
  • Tasa de inflación promedio esperada: 3%
  • Costo promedio esperado de la energía: 0.16 $ / kWh
  • Duración prevista: 10 años

Las Emisiones de CO2 correspondientes son las siguientes:

tabla evaluacion 1

Las Emisiones de CO2 correspondientes a un periodo de diez años son las siguientes

tabla evaluacion 2

huella del carbonoEn comparación la huella de carbono es la siguiente:

Los sistemas de refrigeración están caracterizados por las siguientes capacidades de operación:

capacidades de operacion

Conclusión:

almacenamiento frigorifico huevosEl sistema de refrigeración transcritico con eyectores de vapor y líquido, operando en climas templados con temperaturas en el rango de los +30ºC a +35ºC, temperaturas de bulbo seco, presenta consistentes resultados de acuerdo a los estudios previos en distintas localidades.

Se confirman las ventajas comparativas del sistema, al reducir en forma significativa el consumo de energía, la comparación a efectuar en el futuro debería ser con relación al refrigerante R513a, que presenta un GWP en el orden de los 650, la mitad del R134a, y, cuya información preliminar lo ubica en un 6% más eficiente que el R134a, por esto una comparación será necesaria efectuar cuando los costos asociados sean de conocimiento público.

Por: Rafael Rau V. Esta dirección de correo electrónico está siendo protegida contra los robots de spam. Necesita tener JavaScript habilitado para poder verlo.

 

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