Análisis energético y exergético de una planta de leche

1. Diseño de la
   investigación
3. Desarrollo
4. Ciclo y uso del amoniaco como
   sustancia refrigerante
5. Cálculo de las
   cargas térmicas en la cámara
6. Conclusiones
7. Bibliografía

Diseño de la
investigación

Problema:

Necesidad de realizar un análisis energético y
exergético de la planta de leche de un
Combinado Lácteo.

Objetivo:

Calcular las pérdidas por el método
energético y exergético.

Objeto:

Planta de leche.

Tareas:

Explicar el ciclo de la sustancia
refrigerante.

Representar dicho ciclo y calcular el COP.

Calcular los calores cedido y absorbidos en el
condensador y evaporadores, respectivamente.

Determinar las fuentes de
calor externas
e internas al local.

Calcular las cargas térmicas provenientes de las
distintas fuentes.

Calcular la carga térmica total a evacuar en el
local.

Calcular la exergía del sistema.

Introducción

La industria de
la refrigeración cada día se extiende
más y encuentra más aplicaciones. En otro tiempo, el uso
principal de la refrigeración era la producción de hielo. Hoy la
refrigeración es esencial en la producción y
distribución de alimentos y para
el funcionamiento eficiente de la industria. Las aplicaciones
más frecuentes de la refrigeración son:
producción y distribución de alimentos, uso en
procesos
industriales e industrias
químicas y aplicaciones especiales de la
refrigeración.

En el Combinado Lácteo estudiado, la
refrigeración es el factor principal de la
preparación, almacenamiento y
distribución de la leche. Dada la importancia que esto
representa, este trabajo va
encaminado a la descripción detallada del sistema de
refrigeración en la línea de leche. Se explica el
ciclo del amoniaco como sustancia refrigerante y cada uno de los
componentes que intervienen, con su clasificación y
algunos datos
técnicos de interés.
Se auxilia de las representaciones gráficas necesarias y se realiza el
cálculo
de las cargas térmicas de la cámara. Se determinan,
además, los caudales de la sustancia refrigerante y los
calores, absorbido y cedido, de la misma y el COP, para comprobar
si se encuentra en un buen estado de
funcionamiento. Además se realizan los análisis
energético y exergético para conocer el grado de
irreversibilidad del sistema y por tanto su eficiencia.

Desarrollo

Una sustancia refrigerante es el medio de
transmisión del calor, que absorbe calor al evaporarse a
baja temperatura y
lo cede al condensarse a alta temperatura y presión.
En el Combinado Lácteo la sustancia refrigerante que se
utiliza es el amoniaco.

Ciclo y uso del
amoníaco como sustancia refrigerante

Características del
amoniaco.

Compuesto inorgánico.

Designación numérica 717.

Fórmula química
NH3.

Temperatura de congelación a presión
atmosférica -77.7 ºC.

Es explosivo cuando se mezcla con el aire en
concentraciones de 16 a 25 % de amoniaco en volumen.

Reacciona con el cobre, el
latón u otras aleaciones de
cobre en presencia del agua. Por
tanto, el hierro y el
acero son los
metales
comúnmente empleados en los sistemas de
amoniaco.

Se disuelve en agua, y la mayoría de los productos
alimenticios contienen agua. En pequeñas concentraciones,
los efectos sobre los alimentos es insignificante, pero en altas
concentraciones, o con largos períodos de exposición, los alimentos toman mal sabor,
e incluso pueden ser tóxicos.

Su fuga se detecta fácilmente por el olor.
Quemando azufre en presencia de amoniaco se formarán humos
blancos de sulfato de amonio, que denunciarán el
escape.

Es el más barato de los refrigerantes más
utilizados.

Se usa principalmente en las grandes industrias y en las
instalaciones de baja temperatura como congelación de
alimentos y plantas
lecheras.

Toxicidad