Congelación criogénica que pueda enfriar camarones

Proyecto

^[1] Resumen—En el siguiente trabajo se analizara un problema de diseño en la industria, utilizando los conocimientos en la materia de termodinámica.

1. Introducción

En este proyecto explicaremos el funcionamiento de un enfriador de camarones que ayudara a conservar los camaronea a una temperatura óptima para su consumo, ayudándonos de métodos vistos en clase para poder desarrollar un análisis más concreto y con el menor índice de error posible con esto queremos dejar muy en claro nuestro proyecto, se usara agua para tener un mejor control y calidad en nuestros camarones, con esto se piensa tener un control de temperatura óptima para el enfriado de los camarones ya que el agua se puede manejar con mejor facilidad a menor costo y no es toxica porque es esencial en el manejo de alimentos.

Usando una banda transportadora que llevara los camarones del punto A al punto B para ser empacados para su distribución.

1. Antecedentes

Realizando una búsqueda en internet nos encontramos con artículos relacionados con la conservación de los alimentos por medio de congelamiento usando modelos matemáticos  para su modelado y posterior empalamiento pero están más destinado a el área de ingeniería en alimentos casi en su totalidad, con esto nos dimos a la tarea de encontrar un modelo matemático que se adapte a nuestro proyecto, claro basándonos en los artículos y antecedentes ya mencionados con esto quiero decir que se integrara tanto análisis de ingeniería en alimento usando la termodinámica  y la ingeniería mecatrónica para el diseño de un dispositivo

1. Planteamiento del problema

Proyecto 4.- Diseñe una unidad de congelación criogénica que pueda enfriar camarones de 30 a -5 °C a razón de 2,000 kg/h bajo las siguientes condiciones: Los camarones se transportan a través de una banda, donde son congelados a medida que se transportan en ella. Los productos se dejarán caer en el canal lleno de agua en un extremo y se recogerán en el otro extremo. El canal puede tener una anchura hasta de 3 m y un altura hasta de 90 cm. Suponiendo valores razonables para la densidad promedio, el calor específico y la porosidad del producto (la fracción del volumen de aire en una caja), recomiende valores razonables para a) la velocidad de la banda y b) la capacidad de refrigeración del sistema de refrigeración.

1. Metodología

Basándonos en un análisis del problema usamos la ecuación de volumen de control para calcular los distintos puntos que se nos piden en nuestro proyecto con esto trataremos de darle un mejor entendimiento ya que los puntos a considerar son los siguientes

1. La velocidad de la banda

[pic 1]

Despejamos velocidad

V= [pic 2]

1. La capacidad de refrigeración del sistema de refrigeración

 [pic 3]

Antes de resolver el problema es importante saber el proceso que se lleva a cabo para analizar mejor nuestro problema, nos dimos a la tarea de realizar un prototipo en Solid Works de la máquina.

[pic 4]
Fig. 1 Inicio

[pic 5]
Fig. 2. Parte frontal 

[pic 6]
Fig. 3. Salida 

Los camarones caen en la banda, llenando el carril antes de ingresar al refrigerador y se mueve a cierta velocidad, después de un tiempo, el producto saldrá congelado.

Entendiendo un poco como opera procederemos a realizar el problema

Datos

T1 =30 °C
T2 = -5 °C
Flujo másico =2000 Kg/h = 0.5 Kg/s

Anchura 3m

Altura 90 cm

Se toma a una presión constante de 1 atmosfera

Con los datos se obtendrá el área lateral que será

AL = (3m)(0.9) = 2.7 m2

Suponemos un área de base donde serán vaciados los camarones

Ab = (3m)(1m) = 3m2

De acuerdo al problema es necesario saber las medidas promedio de un camarón, esto es bajo una suposición ya que dependerá del tipo que maneje, las medidas que obtuvimos fueron las siguientes.

Largo = 7 cm = 0.07 m

Ancho = 2 cm = 0.02 m

Grueso = 1.5 cm = 0.015 m

De acuerdo a las características del producto obtendremos el área transversal que ocupa.

At = (0.07)(0.02) = 1.4 x10-3 m

Teniendo estos datos se busca calcular la cantidad de camarones que se depositan en la banda, esto es un valor aproximado.

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