a Frigorifica Pentru Site

8/4/2019 a Frigorifica Pentru Site

1/75

CAP.1INTRODUCERE.

TEHNOLOGII DE PRELUCRARE A CARNII,FRUCTELOR SI LEGUMELOR

1.0 Introducere

Tehnologia frigorific a produselor alimentare const n prelucrarea lor cu

ajutorul frigului- refrigerarea sau congelarea lor.

Problema de baz a tehnologiei frigorifice a produselor alimentare const n

pstrarea calitii i proprietile iniiale ale lor. Tehnologia frigorific trebuie s

asigure mrirea duratelor de depozitare a produselor alimentare cu pierderi ct mai mici

n greutate datorit uscrii i fr nrutirea vizibil a gustului i aspectului exterior

[1].

Frigul artificial are o utilizare larg n industria alimentar datorit efectelor pe

care le prezint din punct de vedere al ac iunii conservante a produselor perisabile prin

oprirea sau frnarea age ilor modificatori, la temperature sczute.

Re eaua de unit i n care se utilizeaz temperaturile sczute n vederea

conservrii produselor alimentare se nume te lan frigorific. Denumirea simbolizeaz

legtura care trebuie s existe ntre verigile care asigur prelucrarea prin frig a

produselor alimentare, depozitarea acestora la temperature sczute, transportul frigorific

ntre diverse unit i comerciale cu profil alimentar i aparatele frigorifice de uz casnic.

Exist mai multe metode de prelucrare i conservare prin frig a produselor

alimentare:

- refrigerarea racire rapid pn la temperature de (05)oC;

- congelarea racire pn la temperature de (-18-25)oC, cu solidificarea apei

din produs n proportie de 95%;


2/75

- criodesicarea sau liofilizarea deshidratarea prealabil a produselor congelate

prin sublimarea cristalelor de ghea n vid, cu ajutorul unui aport controlat de cldur.

Obiectivele prelucrrii prin frig a produselor alimentare sunt urmtoarele:

- prelungirea duratei de conservare: la temperature sczute, viteza de reac ie i

ac iunea agen ilor modificatori scad n intensitate;

- crearea condi iilor optime de temperature pentru diverse procese tehnologice

sai biochimice;

- modificarea temporar a unor propriet i fizico-chimice n vederea realizrii

unor opera ii tehnologice;

- tratament termic prin frig a unor produse lichide n scopul modificrii

compozi iei.

Refrigerarea presupune rcirea produselor pn la temperature apropiate de

punctual de congelare, fr formare de ghea n produs. De regul, presupune un

transfer de cldur i mas (umiditate) de la produs la mediul de racire.

Procesul de refrigerare este nesta ionar: viteza de racier cvariaz de la un punct la altul

i n timp. Procesul se consider ncheiat cnd temperature medie n centrul termic al

produsului a ajuns la valoarea dorit.

Parametrii care trebuie urmri i n cadrul procesului de refrigerare sunt:

- viteza global de racire: raportul dintre reducerea temperaturii medii i durata

total a procesului de refrigerare;

- intensitatea de racire: durata n care diferen a dintre temperature medie a produsului i temperatura mediului de racier este redus la jumtate.

3


3/75

1.1. Carne de porc n carcas

Oprirease aplic porcinelor i este operaia pregtitoare operaiei de depilare

(smulgerea prului).

Oprirea porcinelor se face:

- parial (pe cap, picioare, abdomen, pri laterale etc.), n cazul n care porcinele

sunt supuse jupuirii integrale; operaia se realizeaz prin imersie parial sau prinstropire cu ap cald;

- total, n cazul n care pielea nu mai poate fi folosit, iar porcinele sunt

destinate exportului; operaia se realizeaz prin imersie total.

Bazinele de oprire sunt construite din o el inoxidabil, avnd ltimea de (1,6

1,8) m, nlimea de (0,81,0) m i lungimea variabil, funcie de capacitatea de

oprire necesar.

4

PORCINE

Pregtirea animalelor pentru tiere

Asomare

Sngerare

Jupuire Oprire Prlire

Depilare Rzuire de scrum

Finisare

Eviscerare

Despicarea carcaselor

Toaletare

Examen sanitar - veterinar

Marcare

Prelucrareulterioar Refrigerare Congelare

Prelucrareulterioar

Depozitare Depozitare


4/75

Inclzirea apei din bazin se realizeaz direct, prin barbotare cu abur sau indirect,

cu serpentine montate pe fundul bazinului prin care circul aburul (caz n care se poate

recupera condensul).

Temperatura apei tehnologice este meninut n limitele (6365)0C prin

termostatare. Timpul de oprire variaz n intervalul 9350 minute.

Operaia de prlire se execut n scopul ndeprtrii prului rmas dup depilare

i n scopul sterilizrii suprafeei pielii.

Cuptoarele de prlire pot fi cu funcionare continu sau discontinu. Arztoarelesunt de construcie special, asigurnd o temperatur de ardere a combustibilului de

(10001100)0C.

Temperatura flcrii pentru prlire trebuie s fie de cca.10400C, iar durata

operaiei este de (1215) s.

Refrigerarea carcaselor de carne se realizeaz n tunele sau camere de

refrigerare, prin rcire cu aer. Cea mai recomandat metod este refrigerarea rapid n

dou faze, din care, prima faz n tunele cu convecie forat a aerului, n flux continuu

pe conveier, avnd ca avantaje reducerea pierderilor n greutate a carcaselor,

mbuntirea calitii crnii, eliminarea riscului de contaminare a carcaselor cu

picturile de ap provenite din condensarea vaporilor de ap din aer etc.

Depozitarea carcaselor de carne refrigerat se realizeaz fie n acelai spaiu

n care s-a fcut refrigerarea, fie n camere de depozitare prevzute cu linii aeriene. In

tabelul 1.1. sunt prezentai principalii parametri tehnologici la depozitarea n starerefrigerat a carcaselor de carne.

Depozitarea carcaselor i semicarcaselor n stare refrigerat are ca scop

maturarea crnii animalelor adulte, carnea devenind mai fraged, cu o consisten mai

fin. In tabelul 1.2. sunt prezentate caracteristicile constructive ale spaiilor de

depozitare a carcaselor i semicarcaselor de carne.

5


5/75

Tabelul 1.1.

Produsul

Temperatura

aerului, t, 0C

Umiditatea

relativ, , %

Durata maxim de

depozitare, zile

Carne de porc -1,50 9095 714Carne de vit -1,50 90 1421Carne de vitel -1,00 90 714Carne de oaie -1,00 9095 1015

Capacitatea de depozitare trebuie s corespund produciei pe (23) zile, durata

minim de maturare a crnii.

Tabelul 1.2

Produsul

Greutate

semicar-

case, kg

Incrcare

specific,

kg/m2

Dist. dintre

axele linilor

aeriene, m

Distanta dintre axele

liniilor aeriene si

pereti, mCarne de porc 6575 150200 0,8 0,9Carne de vit 100

150

150250 0,9 0,9

Carne de vitel 3035 180200 0,8 0,9

In spaiile de depozitare a carcaselor i semicarcaselor refrigerate, circulaia

aerului la nivelul produselor este redus, debitul orar de aer recomandat fiind de (510) ori volumul camerei. Pe durata depozitrii se recomand mprosptarea zilnic a

spaiului cu o cantitate de (24) ori volumul acestuia.

Orientativ, necesarul de frig pentru dimensionarea instalaiilor frigorifice la

depozitarea carcaselor i semicarcaselor refrigerate este de (23,2540,7) W/m3 volum

util.

Pierderile normate n greutate la refrigerarea i depozitarea n stare refrigerat a

carcaselor de carne sunt prezentate n tabelul 1.3.

Tabelul 1.3

ProdusulPierderi la

refrigerare , %

Pierderi la depozitare, pn la24 h 48 h 72 h 96 h

Carne de porc oprit 1,20 0,30 0,40 0,50 0,60Carne de porc fr slnin 1,30 0,40 0,50 0,60 0,70

Carne de vit 1,30 0,30 0,50 0,60 0,70

6


6/75

Carne de vitel 1,50 0,50 0,60 0,70 0,80Carne de ovine si caprine 1,10 0,30 0,50 0,60 0,80Carne de miel si ied 1,90 0,60 0,80 0,90 1,00Carne de mnzat 1,40 0,40 0,50 0,60 0,70

Congelarea carcaselor i semicarcaselor de carne se realizeaz n tunele de

congelare cu funcionare discontinu, cu o capacitate cuprins ntre 5 i 15 tone.

Amplasarea carcaselor i semicarcaselor se face pe linii aeriene, putnd fi transportate

ulterior n spaiile de depozitare fr manipulri suplimentare. Incrcarea specific

recomandat pentru dimensionarea tunelelor de congelare este de (200300) kg/m2

suprafat util.

Circulaia aerului n tunele este forat, predominnt orizontal sau predominant

transversal, asigurndu-se o vitez a aerului la nivelul produselor de (3,55) m/s.

Cea mai utilizat metod de congelare este congelarea cu refrigerare prealabil,

introducerea carcaselor i semicarcaselor n tunelele de congelare fcndu-se dup cel

puin 3 zile de depozitare n stare refrigerat.

Necesarul de frig pentru dimensionarea instalaiilor frigorifice la congelarea

carcaselor i semicarcaselor este de 9304 W/t produs.

Congelarea direct a carcaselor i semicarcaselor din stare cald duce la

micorarea duratei procesului de rcire cu cca.40%, reducerea manipulrilor ntre

depozitele de refrigerate i tunelele de congelare, reducerea pierderilor n greutate cu

cca.(4050)%.

Necesarul de frig pentru dimensionarea instalaiilor frigorifice la congelarea

direct a carcaselor i semicarcaselor este de 11630 W/t produs.

Procesul de congelare a carcaselor i semicarcaselor de carne se consider

terminat cnd temperatura n centrul termic al carcasei scade sub -150C sau cnd

temperatura medie a carcasei i semicarcasei este egal cu temperatura de depozitare

ulterioar.

7


7/75

Parametri tehnologici principali pentru congelarea carcaselor i semicarcaselor

de carne, cu refrigerare prealabil, sunt prezentai n tabelul 1.4.

Depozitarea carcaselor i semicarcaselor de carne congelat se face n spaiircite (camere de depozitare), cu dimensiuni relativ mari care permit stivuirea

containerelor. In tabelul 1.5. sunt prezentai parametrii tehnologici la depozitarea n

stare congelat a carcaselor i semicarcaselor de carne.

Durata de depozitare a carcaselor de carne nu trebuie s depeasc limitele

admisibile, deoarece au loc modificri nedorite care conduc la diminuarea calitii

crnii (deshidratri pariale, recristalizri ca urmare a fluctuaiilor inerente aletemperaturii aerului rcit, procese de oxidare a grsimilor etc.).

Tabelul 1.4

Parametrii caracteristici

Carne

de porc

Carne de vit

si mnzat

Carne

de oaie

Temperatura initial a aerului, 0C 0 0 0Temperatura final a aerului, 0C -30-32 -30-32 -30-32Viteza medie a aerului la nivelul

carcasei, m/s 35 34 34Temperatura initial n centrul termic al

carcasei, 0C 4 5 5Temperatura final n centrul termic al

carcasei, 0C -15 -15 -15Temperatura final medie a carcasei, 0C

-18 -18 -18Durata procesului, ore 24 36 24Pierderi n greutate, % 0,81,5 0,651,6 1,051,8

Tabelul 1.5

Produsul Temperatura

aerului, 0C

Durata maxim de

depozitare, luni

Incrcarea

specific, kg/m2

Carne de porc

(semicarcase)

-12 58-18 1012 220-25 1218

-30 1224

8


8/75

Carne de vit

i mnzat

(sferturi de

carcas)

-12 2-18 6 340-25 1012-30 15

Carne de oaie

(carcase)

-12 36-18 910 160-25 12-30 24

Carnea tranat i ambalat poate fi congelat n tunele de congelare sau n

aparate cu plci, funcie de dimensiunea pachetului, la temperaturi de vaporizare de (-

40-45)0C. In tunelele de congelare, carnea tranat i preambalat este asezat pe

crucioare rastel.

Carnea tranat, dezosat i porionat pe specialiti destinat prelucrrii

ulterioare, este congelat n blocuri de (20250 kg sau n poriuni anatomice mari.

Congelarea are loc n tunele de congelare cu circulaie forat a aerului, la o temperatur

de vaporizare de (-40-45)0C, timp de (1820) ore.

Depozitarea crnii congelate se face n spaii rcite cu temperaturi ale aerului

de (-18-25)0C. Durata de depozitare este de max.12 luni. Bucile mici de carne

preambalate sunt puse n cutii de carton ondulat, n vederea depozitrii pe rastele.

Pentru calculul spaiilor de depozitare se recomand urmtoarele ncrcrispecifice:

- pentru stivuire n sistem paletizat: 380450 kg/m3 volum util;

- pentru stivuire manual: 500650 kg/m3 volum util.

1.2. Legume si fructe.

9

Recoltare

Transport

Curtire

Splare

Sortare

Calibrare

Blansare

Tratamente fizico-chimiceantioxidante

Prercire

Ambalare

Refrigerare

Depozitare

Livrare

Congelare

Depozitare

Livrare

Congelare

Ambalare

Depozitare

Livrare


9/75

Din punct de vedere al perisabilitii, produsele horticole se mpart n patru

grupe:

- produse extrem de perisabile: afine, cpuni, mure, coacze, zmeur, spanac,

elina pentru peiol;

- produse foarte perisabile: caise, ciree, gutui, mere timpurii, pere timpurii,

piersici, prune, strugurii cu pieli fin, ceapa verde, ciuperci, castravetii Cornichon,

dovlecei, salata verde, fasole verde boabe, mazre verde boabe, morcovi timpurii,ptrunjel pentru frunze, ridichi de lun, sfecl roie, elin verde, usturoi proaspt, varza

timpurie;

- produse perisabile: pere de var, struguri, ardei, bame, conopid, fasole verde

psti, morcov, pepene galben, praz, elin, tomate, varza de toamn, vinete;

- produse mai putin perisabile: mere i pere de toamn, cartofi, ceap, dovlecei,

hrean, sfecl roie, usturoi.

Datorit caracterului sezonier al produciei de legume i fructe, se impune

conservarea acestora astfel nct s se asigure necesarul de consum i pentru perioadele

dintre recolte.

Operaia de oprire (blanare) se aplic legumelor i fructelor ce urmeaz a fi

congelate. Este o operaie tehnologic indispensabil pentru unele specii (legume), la

fructe aplicndu-se rar, doar n cazul unor sortimente prelucrate ulterior.

Scopurile tratamentului termic de oprire sunt: inactivarea enzimelor,

ameliorarea culorii, distrugerea superficial a microorganismelor, eliminarea aerului dinesuturi, reducerea pierderilor la prelucrarea ulterioar, mrirea elasticitii, eliminarea

unor gusturi neplcute etc.

Avantaje:

- reduce considerabil microflora (mai ales cea de suprafa), de cca.(10100)

ori;

10


10/75

- elimin cea mai mare parte din gaze (aer) din materia prim, crescnd n acest

fel densitatea acesteia;

- stabilizeaz culoarea n cazul pigmenilor de clorofil (cartenoiz). La materia

prim de culoare verde, pierderea de clorofil variaz ntre 4 i 24%, la o durat a

operaiei de (18) minute. Fasolea verde, mazrea, spanacul i pierd aproape complet

culoarea (se constat i modificri de gust) prin depozitare la -180C dac nu au fost

oprite nainte de congelare. Pentru pstrarea culorii, se recomand o rcire imediat a

produselor;

- contribuie la meninerea vitaminei C rmas dup oprire.

Dezavantaje:- antreneaz pierderi de valori nutritive prin diluarea substanelor solubile

(zaharuri, vitamine, sruri minerale);

- produce degradarea culorii;

- afecteaz fermitatea esuturilor.

Agenii termici utilizai sunt apa fierbinte, cu temperaturi de (9396) 0C sau

aburul. Durata procesului este funcie de soi, specie, dimensiunile produsului, stadiul de

cretere i maturitate, intervalul de timp dintre recoltare i prelucrare etc. Variaz ntre

1 i 10 minute, dup cum urmeaz: fasole verde, (15) minute, varz tiat felii, (1

3) minute, morcovi tiai felii sau cuburi, (28) minute, conopid, (24) minute,

elin tiat, 2 minute, mazre verde, (12) minute, tomate, 2 minute, spanac, (13)

minute, dovlecei felii sau cuburi, 3 minute.

Oprirea neadecvat i de prea lung durat (necontrolat) poate aciona contrar

scopului urmrit.

Instalaiile uzuale de blanare (oprire) sunt de tip cazan duplicat, opritor cu

band sau tambur.Rcirea produselor imediat dup blanare se realizeaz cu ap, n dou trepte:

ap de la reea, n prima faz i apoi cu ap rcit cu temperatura de 50C. Rcirea

produselor se face pn la temperaturi mai mici de 100C.

Prercirea produselor dup tratamentele fizico-chimice antioxidante se aplic

n vederea ncetinirii proceselor vitale i pentru pstrarea calitii iniiale.

11


11/75

Ambalarea fructelor i legumelor se face n pungi de material plastic, saci din

reea, lzi, cutii de carton etc.

Refrigerarea se aplic legumelor i fructelor n vederea mririi duratei deconservare.

Metoda de refrigerare utilizat depinde de dimensiunile produsului, modul de ambalare,

diferena de temperatur dintre produs i mediul de rcire.

Principalele metode de refrigerare a legumelor i fructelor sunt:

refrigerarea cu aer rcit : se realizeaz n aceleai spaii n care se face i

depozitarea sau n spaii destinate numai refrigerrii.Din punct de vedere al circulaiei aerului i al modului de preluare a cldurii de

la produse, se disting dou metode de refrigerare cu aer rcit:

- cu circulaia aerului la suprafaa exterioar a masei de produse, realizat n

tunele sau celule de refrigerare cu circulaie longitudinal, vertical sau transversal a

aerului la nivelul produselor sau n camere de refrigerare-depozitare. Viteza aerului la

nivelul produselor este de (25) m/s.

Metoda de refrigerare n tunele este recomandat pentru mere n ldie sau

viine n tvi, iar metoda de refrigerare n camere de depozitare este recomandat

merelor i perelor n ldie sau n vrac.

- cu circulaia aerului n toat masa produsului, realizat n aparate cu

funcionare continu sau discontinu. Metoda este recomandat perelor n ldie sau

piersicilor n tvi;

refrigerarea cu ap rcit (prercire) , se realizeaz n bazine izolate termic, n

care produsele supuse rcirii vin n contact cu apa rcit.

Metoda este recomandat produselor deja ambalate n cutii de lemn sau cartonimpregnate cu substane care le fac impermeabile la ap sau n pungi de material plastic.

Gama de produse este larg: piersici, prune, mazre boabe, varz, morcovi, conopid,

elin, tomate, ridichi etc.

Ambalarea legumelor supuse refrigerrii n vacuum se face n ldie, cutii sau

pungi din material plastic, cu suficiente orificii sau deschideri pentru a permite migrarea

12


12/75

vaporilor de ap de la suprafaa produsului. In interiorul ambalajelor, produsele trebuie

s fie dispuse ct mai liber ntre ele, fr a fi presate;

refrigerarea cu ghea hidric , prin utilizarea gheii solzi, dispus n straturi

alternative cu produsele, n ambalaj.

Metoda este utilizat numai la transportul unor produse prercite n prealabil prin alte

mijloace.

Depozitarea legumelor i fructelor n stare refrigerat se face n spaii rcite

(camere de depozitare) cu atmosfer normal sau cu atmosfer modificat:

- depozitarea n atmosfer normal se face n spaii rcite cu temperatura aerului

variabil, funcie de produs i umiditatea relativ de (8590)%, pentru fructe i (90

95)%, pentru legume. In tabelul 1.6. sunt prezentate condiiile de temperatur iumiditate ale aerului, precum i duratele admisibile de depozitare n stare refrigerat

pentru legumele i fructele cele mai cunoscute.

Din punct de vedere al sensibilitii la temperaturi sczute, legumele i fructele

se mpart n trei grupe: cu sensibilitate mic, moderat i mare, conform tabelului 1.7.

Se recomand ca temperatura de depozitare s fie ct mai apropiat de punctul lor de

congelare pentru a se evita pericolul apariiei fenomenului de arsur la congelare.

Temperatura aerului n spaiile de depozitare trebuie astfel reglat nct variaia

temperaturii n produse s nu fie mai mare de 0,50C.

Depozitarea n atmosfer modificat (controlat) se face n spaii rcite, cu

atmosfer convenabil srcit n oxigen i/sau mbogit n dioxid de carbon. In funcie

de coninutul de O2 i CO2, se ntlnesc:

- atmosfer modificat de tipul I: (1116)% O2 i (105)% CO2, cu condiia

ca suma concentaiilor s nu depeasc 21%;

- atmosfer modificat de tipul II: (230% O2 i (25)% CO2

- atmosfer modificat de tipul III: (27)% O2 i (02)% CO2

Tabelul 1.6

Produsul Temp.aer,

t, 0C

Umid.rel.,

, %

Durata admisib.

de depozitare

Obs.

Ardei verde 710 8590 810 zile

Fasole verde 27 8590 1015 zile

13


13/75

Mazre -0,50 8590 13 spt. cu prercireMorcovi -11 9095 46 luniVinete 710 8590 10 zileCaise -10 70 24 spt.

Cpsuni 0 - 15 zileCirese -10 8590 14 spt.Mere Ionathan 23 8590 48 luniMere 12 8590 56 luniPere -0,50 8590 13 luniPrune -0,51 8590 28 spt. atmosf.modif.

Tabelul 1.7

ProdusulPunct de nceput

de congelare, 0C

Sensibilitatemic moderat mare

Fasole -1 x

Mere -1,5 xMorcovi -1 xMazre -0,5 xPere -1,5 xPrune -1 xVinete -0,5 x

Aparatele utilizate pentru realizarea atmosferei controlate sunt convertizoarele

de oxigen, absorbitoarele sau adsorbitoarele de dioxid de carbon i generatoarele de

atmosfer.Sunt prezentate tehnologiile speciale de congelare n strat fluidizat a legumelor

i fructelor.

Fasole verde

Materia prim (fasolea verde) trebuie s ndeplineasc urmtoarele caracteristici

i condiii de calitate:

- form cilindric, fr a depi 10 mm grosime;

- form regulat, necurbat, mai ales pentru pstile ntregi;

- psti crnoase, cu textur fin;

- gust i arom specific;

- tendin ct mai slab spre schimbarea culorii (brunificare la oprire);

- fr ae, chiar dac s-a depit stadiul de maturitate;

- lipsa tendinei de desprindere a epidermei n timpul fierberii, dup congelare.

Cele mai apreciate soiuri sunt cele de culoare verde.

14


14/75

Dac recoltarea s-a fcut mecanizat, primele operaii sunt de desciorchinare i

desprfuire.

In funcie de sortiment, dup calibrare fasolea verde psti trebuie s se

ncadreze n urmtoarele dimensiuni i condiii de calitate:

- fasole psti extrafin, pn la 6 mm lime;

- fasole psti fin, ntre 6 i 8 mm lime;

- fasole psti obinuit, ntre 8 i 10 mm lime.

Fasolea verde psti care urmeaz a fi congelat se taie transversal n buci de

30 mm sau longitudinal n buci de 4 mm.

Oprirea este tratamentul termic care influeneaz calitatea produsului finit prin

durata sa. Oprirea poate avea loc n ap sau abur. Duratele recomandate, funcie de

calibrul pstilor de fasole verde i de agentul termic utilizat sunt prezentate n tabelul

1.8.

15

Recoltare

Recepie

Desciorchinare

Desprfuire

Splare

Calibrare

Tiere capete

Tiere

Oprire

Rcire

Congelare

Ambalare

Depozitare


15/75

Tabelul 1.8

Calibrul

pstilor

Timp , minap abur

pn la 7,5 mm 11,5 2ntre 7,5 i 9,5 mm 22,5 3peste 9,5 mm 3 4

In cazul pstilor tiate buci, durata opririi este de 1 minut, iar n cazul

pstilor tiate longitudinal, 30 secunde. Oprirea are loc n ap n care se adaug

(0,10,2)% sare.

Fasolea verde psti se poate congela i fr a fi oprit, meninndu-i

consistena i culoarea. Se reduce mult durata de depozitare.

Rcireapstilor de fasole verde oprit trebuie s se fac rapid i intens pentru

a nu se pierde din culoare i consisten.

Congelarea pstilor de fasole verde se realizeaz rzle n instalaii n strat

fluidizat (congelare rapid), durata procesului de congelare fiind de max.10 minute.

Depozitarea pstilor de fasole verde congelate se face n spaii rcite cu

temperatura aerului de -180C. Durata de depozitare este de cca.4 luni, pentru fasolea

neoprit i cca.12 luni, pentru fasolea oprit.

Mazre verde

Dup aspect, din punct de vedere tehnologic, soiurile de mazre se mpart n dou

categorii:

- soiuri cu bobul neted, mai mic i mai intens colorat;

- soiuri cu bobul cre, cu un coninut mai ridicat n substane dulci (zaharate).Se recomand prelucrarea mazrii n cel mai scurt timp dup recoltare - batozare

(cca.4 ore).

Pentru prentmpinarea fenomenului de ntrire a tegumentului boabelor de

mazre, se recomand transportul i depozitarea tampon a acestora n ap rece (cu

ghea).

16

Recoltare

Batozare

Transport

Depozitare tampon

Vnturare

Splare

Calibrare

Oprire

Rcire

Congelare

Ambalare

Depozitare

Sortare


16/75

In funcie de sortiment, dup calibrare mazrea trebuie s se ncadreze n

urmtoarele dimensiuni i condiii de calitate:

- mazre foarte fin: 7,58,2 mm, pentru soiul cu bob neted;

7,58,2 mm, pentru soiul zaharat;

- mazre fin: 8,28,75 mm, pentru soiul cu bob neted;


- mazre semifin: 8,759,3 mm, pentru soiul cu bob neted;


- mazre boabe: > 9,3 mm, pentru soiul cu bob neted;

> 10,2 mm, pentru soiul zaharat.

Oprirea este tratamentul termic care influeneaz calitatea produsului finit prin

durata sa. Oprirea poate avea loc n ap sau abur. Duratele recomandate, funcie de

calibrul boabelor de mazre verde i de agentul termic utilizat sunt prezentate n tabelul1.9.

Tabelul 1.9

Calibrul

boabelor

Timp , minap abur

pn la 7,5 mm 1 1,5ntre 7,6 i 8,2 mm 1,5 2ntre 8,3 i 9,2 mm 2 2,5ntre 9,3 i 10,2 mm 2,5 3

peste 10,2 mm 3 4

17


17/75

In cazul boabelor de mazre nesortate, durata opririi este de 3 minute. Oprirea

are loc n ap.

Rcirea boabelor de mazre verde oprite trebuie s se fac rapid i intens pentru a nu se pierde din culoare i consisten, iar numrul microorganismelor s

scad.

Congelarea boabelor de mazre verde se realizeaz rzle n instalaii n strat

fluidizat (congelare rapid), durata procesului de congelare fiind de max.6 minute.

Depozitarea boabelor de mazre verde congelate se face n spaii rcite cu

temperatura aerului de -180C. Durata de depozitare este de cca.12 luni.

Morcov

Se recomand pentru congelare soiurile de morcov colorate foarte intens.

Curtarea morcovilor se poate realiza n trei moduri:

- cu ajutorul mainii cu suluri abrazive: se obine o form aspectuoas, n special

pentru morcovii congelai ntregi, dar pierderile sunt mari;

- cu abur saturat cu presiunea de 7 bar, durata operaiei fiind de (2535)

secunde: pierderile sunt foarte mici, iar calitatea este superioar;

- chimic, prin imersie ntr-o solutie de (1823)% NaOH la temperatura de

(5562)0C, durata operaiei fiind de (35) minute: este mai puin recomandat

morcovilor ce vor fi congelai. Trebuie urmat de centrifugare, neutralizare i splare.

In vederea utilizrii materiei prime ct mai economic, morcovii mici i foarte

mici se vor congela ntregi, cei mijlocii, tiai rondele, iar cei mari, tiai sub form de

cuburi.

18

Recoltare

Receptie

Splare

Eliminare colet

Curtare de coaj

Calibrare

Tiere

Oprire

Rcire

Congelare

Ambalare

Depozitare


18/75

Oprirea este tratamentul termic care influeneaz calitatea produsului finit

congelat prin durata sa. Oprirea poate avea loc n ap sau abur. Duratele recomandate,

funcie de calibrul (diametrul) morcovilor i de agentul termic utilizat sunt prezentate n

tabelul 1.10Pentru morcovul tiat rondele (cca.6 mm) si cuburi (10 x 10 x 10 mm) durata

opririi este de 12 minute, n ap sau 24 minute, n abur.

Rcirea morcovilor opriti trebuie s se fac rapid si intens, n aer, pentru a nu se

pierde din culoare si consistent.

Tabelul 1.10

Calibrul

(diametrul)

Timp , min

ap abur pn la 16 mm 2 34ntre 16 i 23 mm (ntreg) - 36

pn la 20 mm 3 56ntre 20 i 30 mm 34 68

Congelarea morcovilor se realizeaz rzle n instalaii n strat fluidizat

(congelare rapid), durata procesului de congelare fiind de max.25 minute, pentru

morcovul ntreg i de (56) minute, pentru cel tiat rondele sau n cuburi.

Depozitarea morcovilor congelai se face n spaii rcite cu temperatura aerului

de -180C. Durata de depozitare este de (46) luni, pentru morcovii neoprii i de

(1012) luni, pentru cei oprii.

Caise

Se recomand pentru congelare soiurile crnoase, intens colorate, aromate i cu

pulpa usor detaabil de smburi, caisele ajunse la maturitate, dar cu pulpa nc ferm.

19


19/75

Caisele se pot congela depelate sau nedepelate, ntregi (cu smburi), cel mai

adesea jumti

Depelarea caiselor se poate realiza n dou moduri:

- depelarea chimic:

- pentru caisele ntregi, prin imersare ntr-o soluie de 1% NaOH la temperatura

de 800C, timp de (12) minute, ntr-o soluie de 2% NaOH la temperatura de 950C,

timp de (6090) secunde sau ntr-o soluie de 3% NaOH la temperatura de fierbere,

timp de (3045) secunde.- pentru caisele jumti, pe o band din srm inox mpletit (cu concavitatea n

jos) montat sub o baterie de duuri, prin stropire cu soluie de 10% NaOH la

temperatura de 600C, timp de (3060) secunde.

In ambele cazuri, caisele se rcesc cu ap rece cu presiunea de (24) bar, se

spal i se neutralizeaz prin imersie ntr-o soluie de (0,51)% acid citric.

- depelare termic, aplicat numai caiselor ntregi:

20

Recoltare

Receptie

Depozitare tampon

Calibrare

Splare

Eliminare peduncul

Sortare

NedepelateIntregi Jumtti

Congelare

Ambalare

Depozitare

DivizareTratamentantioxidant

DepelateIntregi Jumtti

Depelare

Splare

Divizare

Depelare

Neutralizare

Splare

Congelare

Ambalare

Depozitare

Divizare

Preambalare

Congelare (bloc)


20/75

- prin imersie n ap la temperatura de fierbere, timp de (12) minute, urmat

de ndeprtarea pieliei prin centrifugare sau trecere pe sub o baterie de duuri;

- prin tratare cu abur la presiunea de (67) bar, timp de (3045) secunde,

urmat de ndeprtarea pieliei prin centrifugare sau trecere pe sub o baterie de duuri;

In ambele cazuri, caisele se rcesc cu ap rece.

In vederea opririi aciunii enzimatice de oxidare (schimbarea culorii) se folosesc

diferite metode, funcie de utilizarea ulterioar a caiselor:

- oprire, timp de (11,5) minute, urmt de congelare n sirop de zahr cu

concentraia de 50% (produsele destinate cofetriilor);

Caisele jumti care nu necesit depelarea sunt oprite (13) minute pentru ase evita tratamentele antioxidante chimice; urmeaz o rcire accentuat. Sunt congelate

rzle n instalaii n strat fluidizat. Sunt utilizate pentru o prelucrare ulterioar.

Congelarea caiselor se realizeaz funcie de modul de prezentare:

- pentru caisele ntregi, congelarea are loc rzle n instalaii n strat fluidizat,

timp de (1532) minute;

- pentru caisele jumti, congelarea are loc rzle sau n bloc n instalaii n strat

fluidizat, timp de (1014) minute;

- pentru caisele n sirop de zahr cu concentraia de (3040)% + 0,1% acid

ascorbic, congelarea are loc n congelatoare cu plci.

Depozitarea caiselor congelate se face n spaii rcite cu temperatura aerului de

-180C, durata procesului fiind funcie de modul de prezentare: (46) luni, pentru

caisele jumti, 10 luni pentru caisele n sirop de zahr i 14 luni, pentru caisele n

sirop de zahr i acid ascorbic.

CAP. 2

21


21/75

DIMENSIONAREA I AMPLASAREA SPAIILORFRIGORIFICE.

2.1. Calculul suprafeelor de prelucrare (depozitare).Capacitatea de depozitare a unui frigorifer, parametru principal in proiectare, depinde de

natura si dimensiunile produsului, suprafaa camerei, nlimea de stivuire.

La proiectarea unui frigorifer, deosebit de important este modul de amplasare a camerelor de

depozitare, precum si a spatiilor anexe, in vederea asigurrii unui flux continuu de producie si livrare.

In vederea reducerii la minimum a sarcinii frigorifice, camerele de depozitare vor fi astfel amplasate

nct diferentele de temperatura intre acestea sa fie minime. Capacitatea camerelor de depozitare se

calculeaz in funcie de cantitile maxime de mrfuri vehiculate, in condiiile de maxima eficienta a

operaiunilor de distribuie a mrfurilor.

Din datele de proiectare se cunosc:

cantitatea de carne de porc congelata: mTC=1,5 t/zi.

cantitatea de carne de porc depozitata in stare congelata: mDC=1,5 t.

Legume: caise, capsuni,cirese, visine, mere, pere si prune m l=15 t.

Fructe: ardei verde, brocoli, conopida, fasole verde, mazare, morcovi, varza, vinete mf=15 t.

Pentru dimensionarea camerei de refrigerare si a tunelului de congelare se va tine seama de

funcionarea lor in arje si trebuie cunoscuta si luata in calcul durata de prelucrare.

Literatura de specialitate [1] recomanda urmtoarele valori:

durata de congelare pentru carnea de porc, folosind congelarea rapida intr-o faza deci fr rcire

prealabila se poate considera : c=18 [h].

Deci putem admite ca in camera de congelare se realizeaz o arj pe zi cu durata de 18 [h].

Se admite ca arja se repeta dup 24 [h]. In cele 8 [h] se efectueaz ncrcarea si descrcarea camerei si

decongelarea suprafeelor de rcire.

Suprafaa camerelor de depozitare se calculeaz cu relaia:

Sm

Ndi i

i

i

=

10

3

[m ]2 unde:

i= coeficient de adaos care ia in consideraie suprafeele necesare spatiilor dintre produse, dintre

produse si perei, stlpi de susinere sau culoarele de circulaie ale autostivuitoarelor (in depozite),

mi= cantitatea de ncrcare pentru camera i,

Ni= norma de ncrcare cu produse pe unitatea de suprafaa a pardoselii recomandata in anexa nr

IX [1].

Suprafeele utile de ncrcare cu produse se calculeaz cu relaia:

Sm

Nni

i

i

=103

[m ]2 .

Cantitatea de carne refrigerata intr-o arja este:

]t[5,1

sarja1

]t[5,1

n

mm

s

CRCRs === .

22


22/75

Conform [2] extragem urmtoarele valori pentru normele de ncrcare respective:

pentru sistemul suspendat folosit la tunelul de congelare si depozitul de congelare, norma de

ncrcare este:

N=(170...220) [kg/m2 util]

pentru sistemul de depozitare a fructelor si legumelor ambalate in cosuri si lazi, norma de ncrcare

este:

N=(450...500) [kg/m2 util]

Pentru tunelul de congelare:

][m7,5=200

105,1S 2

3

uTC

=

Se considera un tunel de congelare cu capacitatea de 1,5 [t] si cu suprafaa utila de 7,5 [m2].

Pentru depozitul de congelate suprafaa utila este:

][m7,5=200

105,1S

23

uDC

=

Se considera un depozitul de congelare cu capacitatea de 1,5 [t] si cu suprafaa utila de 7,5

[m2].

Pentru camera de pastrare fructe refrigerate:

][m31,6=475

1015S 2

3

uTR

=

Se considera o camera de pastrare pentru fructe cu capacitatea de 15 [t] si cu suprafaa utila

de 31,6 [m2].

Pentru camera de pastrare a legumelor refrigerate:

][m31,6=475

1015S 2

3

uTR

=

Se considera un camera de pastrare pentru legume cu capacitatea de 15 [t] si cu suprafaa

utila de 31,6 [m2].

Pentru depozitarea legumelor conditionate:

][m31,6=475

1015S 2

3

uDR

=

Se considera un depozit pentru cu capacitatea de 15 [t] si cu suprafaa utila de 31,6 [m2].

Suprafetele construite au valorile:

pentru tunelul de congelare SuTC=7,5 [m2] admitem ScTC=3.3=9 [m2].

pentru depozitul de congelate SuTC=7,5 admitem ScDC=3.3=9 [m2].

pentru camera de pastrare a legumelor refrigerate admitem ScDR1=6.6=36 [m2].

pentru camera de pastrare a fructe refrigerate admitem ScDR2=6.6=36 [m2].

pentru camera de pastrare legume conditionate admitem S cDR3=6.6=36 [m2].

Amplasarea spatiilor:Suprafaa construita corespunztoare tuturor spatiilor este:

Sc= ScTC+ScDC+ScDR1 +ScDR2 +ScDR3 =9+9+36+36+36=126 [m2].

23


23/75

In vederea reducerii ptrunderilor de cldura din exterior se urmrete ca planul de dispunere

a spatiilor rcite mpreuna cu culoarele aferente circulaiei sa aib o forma apropiata de a unui ptrat.

La amplasarea spatiilor se au in vedere cteva aspecte : sa existe fluxuri simple, reducerea gradata a

temperaturii de la exterior spre centru, amplasarea spatiilor cu temperaturi mai sczute pe latura din

nord.

2.2. Plan ul de amplasare al frigoriferului.

La stabilirea planului general al frigoriferului, tehnologic se va tine seama de specificul

ntreprinderii pe care o deservete, locul de amplasare in vederea respectrii normelor sanitare, in cazul

nostru locul de amplasare este in oraul Galai. De asemenea se vor tine seama ca frigoriferul, de regula

cldirea acestuia se amplaseaz ct mai aproape de caile de comunicaie (cale ferata, rutiera) astfel

nct sa aib acces direct la acestea prin intermediul unor platforme nchise. Pe partea opusa se

amplaseaz platforma pentru transport auto.

Cldirea administrativa unde se amplaseaz birourile, grupurile sociale, staia de alimentare

cu energie electrica formeaz un corp separat, iar centrala frigorifica cu compartimentul de maini si

aparate auxiliare se amplaseaz alturat cldirii de baza a frigoriferului.

Planul general al frigoriferului trebuie astfel conceput, nct sa se asigure posibilitatea

mecanizrii transportului interior cu manevre uoare si minime pe verticala si orizontala.

Aceasta cerin de proiectare este asigurata de frigoriferele monoetajate cu camere frigorifice

ce comunica direct cu platformele de ncrcare-descrcare.

Rampele vor avea limi suficiente pentru a asigura trecerea a doua utilaje de ncrcare

inclusiv spaiul de sigurana si pentru pietoni.

Lungimea rampelor trebuie sa asigure deservirea tuturor acceselor in frigorifer. Daca rampele

sunt denivelate fata de teren se prevede nivelul parterului la aceeai cota cu rampele respectiv la +1,10

[m]. Vor fi copertate pe toata lungimea si pe o lime mai mare dect a rampelor cu minimum 30 [cm].

In cazul transporturilor cu mijloace mecanizate rampele vor fi prevzute cu planuri nclinate pentru

urcarea acestora. Culoarele se dimensioneaz in funcie de necesitile tehnologice si de mijloacele de

transport.

In cazul stivuirii mecanizate limea culoarelor de circulaie este cuprinsa intre 3 si 5 [m]. S-

au prevzut doua culoare de 4,5 [m].

Spaiul de refrigerare a fost amplasat pe partea din sud, iar tunelul de congelare pe latura din

nord.

Pentru ca depozitul de congelate sa nu se afle pe latura din sud acceptam construcia centralei

de frig pe latura din sud, evitndu-se astfel radiaia solara.

Frigoriferul este prevzut cu rampa auto pe latura din nord unde radiaia solara este mai

mica. Limea spatiilor este multiplu de sase metri.

24


24/75

Uile frigorifice ale camerelor frigorifice sunt confecionate din lemn sau metal si sunt

izolate termic (pluta). Sunt construite in aa fel nct spre exterior au o bariera de vapori pentru a

mpiedica umezirea izolaiei. Dimensiunile uilor obinuite se refera la golul necesar la montarea

tocului, nu se include partea de jos a tocului care se ngroap in pardoseala. Uile frigorifice obinuite

confecionate din lemn de brad sau stejar izolate cu placi de pluta sunt tipizate pentru dimensiuni de la

10002000 [mm] la 18002600 [mm] i uile frigorifice de 600600[mm] si 9001500 [mm].

Instalaiile electrice interioare difer de cele exterioare adic din cldirile obinuite datorita

condiiilor de funcionare a frigoriferelor. Din acest motiv instalaiile electrice din cldirea

frigoriferului vor fi de tip etan, folosindu-se cabluri in manta de pluta sau material plastic. Tablourilede distribuie vor fi capsulate, recomandndu-se crearea unor ncperi separate pentru distribuia

electrica, nclzite la +15C.

Sala mainilor frigorifice se va nclzi de preferina cu aer cald, asigurndu-se in sezonul rece

o temperatur interioara de +16C. Ventilarea acestor sli se va face astfel nct concentraia maxima a

vaporilor de amoniac sa nu depeasc normele admise. Pentru acest tip de sli se prevede in mod

obligatoriu ventilarea cu debit sporit pentru evacuarea aerului viciat in caz de avarie, recomandndu-se

sa se evacueze un volum de aer viciat egal cu volumul ncperii in 3...5 minute.

In camerele frigorifice pentru produse congelate nu se monteaz sifoane sau recipieni, iar

evile de scurgere ale tvilor rcitoarelor de aer se vor goli direct prin conducte. Acestea trebuie sa aib

RAMPA AUTO

6

6

6

6 34,5

6

3

6

DR3710OC

Magazie

DR2-1OC

TC-30OC

DR1-1OC

DC-20OC

CNTAR,BIROU,

RECEPTIE

V

S

N

E

Planul frigoriferului corespunztor datelor de proiectare

3

25


25/75

un diametru mai mare (min 100 [mm]) fiind montate cu panta ct mai pronunat (5...15%) pentru a

nlesni evacuarea bucilor de gheaa, zpada.

Daca conductele de scurgere a tvilor rcitoarelor de aer strbat distante relativ mari prin

camerele frigorifice cu temperaturi


26/75

Calitatea materialului izolant, grosimea acestuia, calitatea tehnologiei de aplicare si montare

a acestuia infuenteaza in mod direct atingerea parametrilor tehnologiei de racire si realizarea

performantelor energetice prevazute in proiect pentru izolatia frigorifica. Stabilirea grosimii izolatiei

frigorifice este o problema de optimizare tinnd cont de costul izolatiei si de costul de exploatare al

tehnologiei frigorifice aferente si al instalatiei frigorifice.

Materialul se aplic pe suprafaa interioar a pereilor spaiilor rcite, cu condiia realizrii

unei continuitii perfecte a stratului de izolaie ntre perei, planeu i pardoseal.

In timpul rcirii aerului interior (n timpul funcionrii instalaiei frigorifice) apare fenomenul

de condensare a vaporilor de ap din aerul ambiant pe suprafaa cald a pereilor i ptrunderea

condensului n interirul pereilor izolai, datorit diferenei dintre presiunile pariale ale vaporilor de ap

din aerul din exteriorul i interiorul spaiilor rcite. Apare, n acest caz, necesitatea montrii unei

bariere de vapori n interiorul stratului de izolaie termic.

Dimensionarea izolatiei se face in functie de carateristicile materialului izolant si a diferentei

medii de temperatura intre spatiile izolante sau spatiul racit si mediul exterior.

Materialele izolante trebuie sa aiba calitati ct mai bune:

coeficient de conductivitate termica ct mai mica,

densitate aparent ct mai mica

rezistenta la compresiune ct mai buna,

sa nu fie higroscopice,

coeficientul de permeabilitate la vaporii de apa sa fie ct mai redus,

sa nu aiba miros neplacut,

sa nu fie inflamabile,

sa aiba temperaturi de inmuiere ct mai mari,

sa nu fie distruse de insecte si rozatoare.

Materialele cele mai des utilizate pentru izolarea spatiilor frigorifice sunt:

1) Polistirenul expandat (Pexi) se obtine prin expandarea particulelor de polistiren. Are

aspectul unei spume solide, elastice, de culoare alba, caracterizndu-se prin:

conductivitate termica : =(0,03...0,035) [W/mK],

densitate: =(25...30) [kg/m3],

rezistenta la actiunea apei.

Dezavantajele acestui material sunt:

rezistenta mecanica redusa,

punct de topire relativ cobort (+80C),

coeficient de dilatare termica ridicat.

Esta unul dintre materialele cele mai des folosite in izolarea spatiilor si utilajelor frigorifice.

2)Pluta expandata are coeficientul de conductivitate termica redus (0,4 W/mK), densitatea

mica, este putin higroscopica, rezistenta la actiunea mucegaiurilor, temperatura de inmuiere este mare

(150C), coeficient bun de compresibilitate, de aceea se foloseste la izolarea bazinelor de saramura si

pardoselilor. Pentru a rezista mai bine la umezire, granulele de pluta expandata se aglomereaza in placi

dupa o prealabila inmuiere in bitum.

27


27/75

3.2. Montajul izolatiilor frigorifice.

In vederea realizarii unei bune izolatii frigorifice, trebuie respectate o serie de principii

obligatorii: asigurarea unei etansari perfecte a constructiei,

asigurarea contiunuitatii straturilor de izolatii, evitndu-se puntile de caldura,

asigurarea izolatiei impotriva socurilor mecanice,

asigurarea izolatiei impotriva umidificarii.

La montajul izolatiei pe constructia frigorifica, succesiunea operatiilor este:

pregatirea suportului izolatiei prin aplicarea unei tencuieli de mortar si montarea pe pereti si tavane

a unor agrafe de sirma galvanizata pentru ancorarea placilor,

aplicarea barierei de vapori la pereti si tavane realizata dintr-o emulsie de bitum in apa peste care

se aplica bitum cald, la pardoseli izolatia hidrofuga este formata din doua straturi de carton asfaltat

intre trei straturi de bitum topit. In portiunile de lnga ziduri, izolatia frigorifica pe pardoseli se

ridica pe zid, realizndu-se o legatura continua cu bariera de vapori a peretilor,

aplicarea prin lipire a izolatiei, primul strat la pereti si tavane se lipeste pe toata suprafata sau prin

puncte, iar al doilea strat prin lipire prin puncte cu rosturi decalate care se astupa cu chit. La

pardoseli si tavane, aplicarea izolatiei se face prin lipire cu rosturi decalate,

protectia izolatiei contra socurilor mecanice se realizeaza prin aplicarea de tencuieli de ciment pe

plasa de rabit fixata la sistemul de ancorare, panouri metalice sau azbociment.

Protectiile interioare acopera peretii pe o inaltime de 2-3 m de la pardoseala.

La pardoseli se aplica un strat de beton intre doua straturi de carton asfaltat, peste izolatie,

pentru a opri patrunderea de apa. Peste izolatie se aplica un strat de beton armat de 5-6 cm grosime,

departat de pereti pentru a opri permite montarea izolatiei peretilor, iar deasupra lui un strat de uzura de

2 cm (asfalt sau beton).

Intre stratul de uzura si tencuiala peretilor se prevad scafe de etansare din ciment sau bitum.

In vederea congelarii solului, in spatiile cu termperaturi de sub -5 C sub stratul de suport al

izolatiei se prevede un sistem incalzire (electric sau ulei cald).

3.3. Calculul grosimii izolatiei.

Din exploatarea frigoriferelor se cunoaste ca prin invelisul exterior al spatiilor frigorifice

trece in marea majoritate a cazurilor mai mult de jumatate din cantitatea totala de caldura ce patrunde

in incaperi.

Dar, reducerea infiltratiilor de caldura in acest fel nu se poate face nelimitat, deoarece la o

anumita grosime a stratului izolant, adica la o anumita valoare a coeficientului k de transmitere a

caldurii, costul constructiei izolate va fi mai mare dect costul energiei ce reprezinta frigul economisit

prin majoritatea grosimii izolatiei.

28


28/75

De aceea se obisnuieste a se folosi in calcule valori optime ale coeficientului k de transmitere

a caldurii, calculndu-se astfel o grosime optima a izolatiei termice.

In continuare se va folosi pentru calculul grosimii izolatiei spatiilor frigorifice metoda

adoptarii coeficientului global de transmitere a caldurii k.

Grosimea stratului de izolatie se determina utilizndu-se relatia:

k W m K

k

e

i

i i

iz

iz

iz iz

e

i

i i

=

+ + +

= + +

1

1 1

1 1 1

2

[ / ]

iz-conductivitatea termica a materialului izolant ales [W/m2K]

i/i-suma rezistentelor termice ale tuturor straturilor peretelui mai putin cel termoizolant [W/m2K]

e-coeficient de convectie pe fata exterioara a peretelui [W/m2K]

i- coeficient de convectie de la fata interioara catre aerul din camera [W/m2K]

Valorile recomandate ale coeficientilor de transmitere a caldurii dintre diversele elemente

izolate ale frigoriferelor sunt date in [1].

Coeficientii de convectie se recomanda in functie de tipul elementului izolat si de amplasarea

acestuia in [1] si [2].

Conductivitatile termice ale materialului izolant si ale materialelor acestora sunt prezentate

mai jos:

- pereti interiori sau exteriori. (fig.3.2.)

1 - tencuial exterioar cu grosimea 1 = 20 mm i comductivitatea termic 1 = 0,988

W/m.K

Fig.3.1. Diagrama de variaie a temperaturii n peretele unei incinte

rcite

29

iz

2

1

ti,

i

te

, e

q

t,0C 3 4

tp3

1

2

3 iz 1=

4

x


29/75

2 - zid de crmid cu grosimea 2 = 250 mm i comductivitatea termic 2 = 0,70

W/m.K

3 - tencuial suport din mortar de ciment curat cu grosimea 3 = 2030 mm i comductivitatea

termic 1 = 0,988 W/m.K

4 - barier de vapori 4=3....5 [mm] si 4=0,348 [W/mK]

5 izolaia frigorific 5=iz=0,04 [W/mK]

6 - plas de rabi

7 - tencuial final pe rabi din mortar de ciment curat cu grosimea 7 = 2030 mm i

comductivitatea termic 7 = 0,988 W/m.K

Se adopta in intervalele recomandate si rezulta rezistenta termica : R

]W/K2m[7182,016,1

03,0

348,0

004,0

16,1

03,0

4,0

25,0

1

2103

5

5

4

4

3

3

2

2

1

15

1i i

iR =++++

=

+

+

+

+

=

=

=

Fig. 3.2. Structura pereilor interiori sau exteriori pentru spaiile rcite

Pardoseala (fig.3.3.):

- strat de uzura din ciment intarit: 1=2...3 [cm] si 1=0,988 [W/mK]

- strat de egalizare din beton slab armat: 2=6...8 [cm] si 2=1,04 [W/mK]

- strat de beton de pardoseala: 3=20 [cm] si 3=0,4 [W/mK]

- hidroizolatia pardoselii (doua straturi de carton asfaltat intre trei de bitum) din ciment intarit:

4=3 [cm] si 4=0,33 [W/mK] - izolatie de polistiren: iz=0,04 [W/mK]

planeu de beton cu grosimea 6 = 5080 mm i comductivitatea termic 6 = 1,45 W/m.K

30

1 2 3 4 5 6 7


30/75

Se adopta in intervalele recomandate si rezulta rezistenta termica R:

R m K W= + + + = + + + =

1

1

2

2

3

3

4

4

2003

1047

008

04

02

04

003

10 33082

,

,

,

,

,

,

,

,, [ / ]

Tavan (fig.3.4.):

1 planseul de beton al tavanului: 1=20 [cm] si 1=0,988 [W/mK]

2 - tencuial suport din mortar de ciment curat cu grosimea 2 = 20 30 mm i comductivitatea termic

1 = 0,988 W/m.K

3 bariera de vapori : 2=35 [mm] si 2=0,348 [W/mK]

4 - izolatie din polistiren: iz=0,04 [W/mK]

5 - agrafe din srm galvanizat 3 mm i musti duble din srm galvanizat 23 mm

5 - plas de rabi6 - tencuiala fina pe rabit din mortar de ciment curat marca 100a: 7=2...3 [cm] si 7=0,988 [W/mK]

Se adopta in intervalele recomandate si rezulta rezistenta termica : R

R m K W= + + = + + =

1

1

2

2

3

3

202

1512

0 004

0348

0 03

1160169

,

,

,

,

,

,, [ / ]

pentru peretii exteriori: R=0,7182 [m2K/W].

pentru peretii despartitori: R=0,51 [m2K/W].

Fig.3.3. Structura pardoselii pentru spaiile

rcite

Fig.3.4. Stuctura planeului (tavanului) pentruspaiile rcire

31

1

2

3

4

5

6

1

2

3

4567


31/75

pentru tavan: R=0,169 [m2K/W].

pentru podea: R=0,82 [m2K/W].

Pentru izolarea termic a pereilor i planeelor (tavanelor) se utilizeaz polistirenul celular,

iar pentru izolarea pardoselilor, pluta expandat i impregnata.

Spatiile frigorifice sunt prevazute cu un pod, deci tavanul nu comunica cu exteriorul; rezulta

=8 [W/m2K]. Stabilim valorile coeficientilor de convectie pentru camera de congelare si tunelul de

refrigerare conform tabelului 3.1.

Tabelul 3.1.

Amplasarea i tipul

Suprafeei

e , i ,

W/m2.grdPerei exteriori i acoperiuri fr pod, expusi curenilor de aer 2830Perei exteriori i acoperiuri fr pod, n contact cu aerul atmosferic cu

circulaie moderat 2324Acoperi cu pod 1112Perei interiori ce separ spaiul rcit de culoare sau camere vecine ventilate 1518Platforme i pardoseli interioare 1012Suprafaa interioar a pereilor unei camere racite sau nclzite 89Camera de depozitare a produselor rcite, cu circulaie moderat a aerului

(perei interiori) 9Camera de congelare, camera de rcire preliminar, cu circulaie intens a

aerului (perei interiori) 11

Coeficientul global de transfer de cldura k se alege in funcie de t din tabelul urmtor :

Tabelul 3.2.

t [grd] 5035 3530

3025

2520

2015

1510

10

k [W/m2K] 0,230,35

0,4 0,45 0,52 0,58 0,63 0,7

Pentru diverse elemente izolate ale spaiilor rcite, valorile coeficientului total de transfer de

cldur, k, [W/m2.grd], sunt indicate n tabelul 3.3., - pentru perei exteriori, tabelul 3.4., - pentru pereiinteriori, tabelul 3.5., - funcie de destinaia spaiului rcit i tabelul 3.6., - funcie de poziia peretelui.

Tabelul 3.3.

Temperatura aerului din

spa iul rcit, ti, 0C

k , W/m2.grdzona

nordic

zona

medie

zona

sudic-30-18 0,32 0,25 0,23

-10 0,40 0,35 0,29-4 0,46 0,40 0,350 0,52 0,46 0,40

32


32/75

+4 0,65 0,58 0,49+12 0,78 0,70 0,58

Coeficientul de convecie e, [W/m2.grd], pentru suprafee amplasate n aer liber, funcie detemperatura aerului, te, [0C], viteza vntului, w, [m/s] i lungimea suprafeei n direcia vntului, L, [m]

este prezentat n tabelul 3.7.

Tabelul 3.4.

Temperatura aerului k , W/m2.grddin spaiul rcit, 0C zona nordic zona medie zona sudic

-30-18 0,29 0,28 0,25 0,23 0,21 0,20-10 0,37 0,35 0,31 0,29 0,25 0,20-4 0,43 0,39 0,37 0,35 0,31 0,290 0,48 0,45 0,42 0,39 0,36 0,33

+4 0,58 0,53 0,52 0,49 0,44 0,41

Obs. a) acoperi cu pod;b) acoperi fr pod.

Tabelul 3.5.

Spaiul rcit Temperatura aerului, 0C k , W/m2.grdCamera de congelare -23-35 0,35Depozit produse congelate -18-25 0,41

Depozit produse

refrigerate

0 0,52+4 0,70+12 0,92

Tabelul 3.6.

Poziia peretelui k , W/m2.grdPerete ntre dou depozite de produse congelate 0,52Perete ntre dou depozite de produse refrigerate 0,58Perete ntre camere de congelare i depozite de produse

congelate0,46

Perete ntre camere de congelare i depozite de produse

refrigerate0,35

Perete ntre un depozit de produse congelate i un depozit

de produse refrigerate0,46

Calculul grosimii izolatiei se va executa tabelar, astfel:

33


33/75

Spatiu

Friorific

Perete

k[W/m2.K

]

i[W/m2.K]

e[W/m2.K

]

1/i[m2K/W]

1/e[m2K/W]

R[m2K/W]

1/k[m2K/W]

iz[W/mK]

iz [m]izAles[cm]

kr[W/m2K]

DR1

N 0.46 8 25 0.125 0.040 0.718 0.8832 0.04 0.0416 5 0.74

E 0.4 8 12 0.125 0.083 0.51 0.718 0.04 0.071 10 0.31

S 0.46 8 8 0.125 0.125 0.51 0.76 0.04 0.0056 6 0.63

V 0.52 8 25 0.125 0.040 0.718 0.883 0.04 0.0416 5 0.74

T 0.33 8 8 0.125 0.125 0.169 0.419 0.04 0.104 10 0.393

P 0.6 8 - 0.125 0.82 0.945 0.092 0.066 10 0.492

DR2

N 0.46 8 8 0.125 0.125 0.51 0.76 0.04 0.0056 6 0.63E 0.4 8 25 0.125 0.040 0.51 0.675 0.04 0.073 10 0.389

S 0.52 8 8 0.125 0.125 0.51 0.76 0.04 0.0056 6 0.63

V 0.52 8 12 0.125 0.083 0.718 0.9265 0.04 0.040 5 0.74

T 0.33 8 8 0.125 0.125 0.169 0.419 0.04 0.104 10 0.393

P 0.6 8 - 0.125 0.82 0.945 0.092 0.066 10 0.492

DR3

N 0.52 8 8 0.125 0.125 0.51 0.76 0.04 0.0056 6 0.63

E 0.4 8 25 0.125 0.040 0.51 0.675 0.04 0.0073 10 0.389

S 0.46 8 25 0.125 0.040 0.718 0.8832 0.04 0.0416 5 0.74

V 0.52 8 12 0.125 0.083 0.718 0.9265 0.04 0.040 5 0.74

T 0.33 8 8 0.125 0.125 0.169 0.419 0.04 0.104 10 0.393

P 0.6 8 - 0.125 0.82 0.945 0.092 0.066 10 0.492

TC

N 0.35 25 8 0.04 0.125 0.51 0.675 0.04 0.087 10 0.389

E 0.35 25 12 0.04 0.083 0.718 0.8055 0.04 0.082 10 0.387

S 0.46 25 8 0.04 0.125 0.51 0.675 0.04 0.059 6 0.460

V 0.35 25 12 0.04 0.083 0.51 0.633 0.04 0.089 10 0.39

T 0.21 25 8 0.04 0.125 0.169 0.334 0.04 0.175 20 0.198

P 0.5 25 - 0.04 0.82 0.86 0.092 0.104 10 0.51DC N 0.46 25 8 0.04 0.125 0.51 0.675 0.04 0.060 6 0.460

E 0.35 25 12 0.04 0.083 0.718 0.8415 0.04 0.008 10 0.299

S 0.35 25 8 0.04 0.125 0.51 0.675 0.04 0.087 10 0.389

V 0.35 25 12 0.04 0.083 0.51 0.633 0.04 0.089 10 0.39

T 0.21 25 8 0.04 0.125 0.169 0.334 0.04 0.175 20 0.198


34/75

P 0.5 25 - 0.04 0.82 0.86 0.092 0.104 10 0.56

35


35/75

In cazul spatiilor frigorifice cu temperaturi interioare negative (tunel de

congelare, depozit de congelate) se prevede obligatoriu sub stratul de beton alplanseului pardoselii un sistem eficient de incalzire pentru prevenirea inghetarii solului.

Acest lucru se poate realiza prin mai multe metode:

amplasarea rezistentelor electrice in stratul de beton al planseului pardoselii,

incalzirea solului cu aer cald, aerul circulnd prin canale special amenajate sub pardoseala

camerei frigorifice,

dispunerea de panouri de tevi in stratul de beton al pardoselii, prin care circula un fluid cald

(ulei) incalzit intr-un schimbator de caldura cu abur de la centrala termica a depozitului.

In toate cazurile temperatura in sol sub baza fundatiei nu va trebui sa coboare sub 1 C.

CAP. 4

STABILIREA NECESARULUI DE FRIG ALFRIGORIFERULUI.

Se stabileste consumul zilnic de frig pe intreg frigoriferul si pentru fiecare incapere in parte

lundu-se in considerare cele mai nefavorabile conditii de lucru:

temperatura aerului exterior pentru luna cea mai calduroasa a anului,

incarcarea maxima a camerelor de refrigerare, de congelare si de depozitare,

camerele vecine celei care i se face calculul necesarului de frig sunt goale si au temperatura

vestibului sau a sasului.

Aceste calcule determina necesarul de frig pe categorii de consumatori grupati dupa

temperatura ceruta si permit stabilirea puterilor frigorifice in vederea proiectarii instalatiei.

Pentru calculele termice sunt necesare urmatoarele:

planul frigoriferului care a fost stabilit,

dimensiunile camerelor,

temperaturile necesare in fiecare camera,

orientarea frigoriferului dupa punctele cardinale,

conditiile climatice pentru zona geografica respectiva. Amplasarea frigoriferului in Galati

determina alegerea unei temperaturi exterioare de 32,6C, temperatura medie anuala.

Se considera urmatoarele temperaturi interioare:

-30C in tunelul de congelare

-20C in depozitul de congelate

-1C in camera de pastrare pentru fructe refrigerate (DR1)


36/75

-1C in camera de pastrare pentru legume refrigerate (DR2)

810C in camera de pastrare pentru fructe (DR3)

Consumul de frig se calculeaza pentru 24 ore cu relatia:

Qnec= Q1+Q2+Q3+Q4 [kJ/24h] unde: Q1-necesarul de frig pentru acoperirea patrunderilor de caldura prin convectie, conductie si

radiatie din mediul inconjurator prin pereti, pardoseli si tavane,

Q2-necesarul de frig tehnologic pentru procesele de racire, refrigerare si congelare, Q3-necesarul de frig pentru ventilarea camerelor frigorifice cu aer proaspat care trebuie racit si

uscat,

Q4- necesarul de frig rezultnd din conditiile de exploatare, acoperirea caldurii provenite diniluminat, din functionarea motoarelor, caldura provenita de la persoanele care manipuleaza

produselor, caldura datorata deschiderii usilor.

Caracteristicile acestor sarcini termice constau in urmatoarele:

nu sunt constante in timp: valorile Q1 si Q3 depind de temperatura aerului exterior fiind maxime

vara. Valoarea Q2 depinde de perioadele anului cnd intreprinderile respective introduc marfa ce

trebuie refrigerata si congelata. Valoarea Q4 depinde de conditiile de exploatare, fiind maxima in

momentul in care camerele frigorifice se incarca sau se descarca,

nu prezinta simultaneitate pentru valorile maxime nici zilnic nici pe sezoane,

cele mai mari valori ditre cele patru componente le au Q1 si Q2.

Q1 , Q2, Q2 prezinta valori maxime pentru lunile cele mai calduroase,

instalatiile frigorifice trebuie dimensionate pentru conditiile cele mai defavorabile cum ar fi

simultanietatea valorilor maxime.

Pentru a se evita supradimensionari inutile, pentru unitatile sezoniere se impun intocmirea

unor nomograme de necesar de frig.

4.1. Consumul de frig Q1.Se determina pentru fiecare spatiu in parte cu relatia:

Q1=Fk( t+tR)243,6 [kJ/24h], unde:

F-suprafata peretilor, a pardoselii si a plafonului corespunzator fiecarui spatiu frigorific in parte in

m2. Ca suprafata de transfer se va considera suprafata exterioara a perimetrului izolat termic.

k-coeficientul global de transmitere a caldurii prin convectie, conductie si radiatie prin pereti,

plafon si pardoseala (toate izolate termic) in [kJ/ m2hgrd). Valoarea exacta a marimii k se

stabileste dupa izolarea termica a spatiilor frigorifice tinnd cont de structura si pozitia suprafetelor

delimitatoare cu relatia:

k K

e

iz

iz i

=+ + +

1

1 1

[W/m2

]

37


37/75

e, I- coeficientii partiali de transfer termic prin convectie la fata exterioara a suprafetei izolatetermic si respectiv la fata interioara. Valorile recomandate pentru e si i sunt date in [1].

/ rezistenta termica a straturilor componente peretelui, plafonului si pardoselii, iz/ izrezistenta termica a stratului de izolatii.

Pentru k vom considera valorile reale kr, determinate dupa alegerea grosimilor de izolatie realizate

practic.

t-diferenta de temperaturi dintre temperatura exterioara suprafetei de transfer termic considerata sitemperatura interioara spatiului frigorific. In general nu se cunosc temperaturile invecinate, sasurilor

sau culoarelor si ele trebuiesc aproximate. Se foloseste metoda de calcul prezentata in subcapitolul 3.4.

in care t=Atc unde coeficientul A se recomanda pentru fiecare situatie in parte.

Actiunea radiatiei solare asupra intensitatii transmiterii caldurii se considera cu aproximatie,

asimilind efectul acesteia cu cel provocat de o diferenta de temperaturi suplimentara tR care se adauga

la t.

Se ia in consideratie numai la peretii exteriori si la plafoane care sunt si acoperis.

tR=0C pentru peretii exteriori orientati spre N,

tR=(5...10)C pentru peretii exteriori orientati spre E, V, S-E, S-V,

tR=15C pentru peretii exteriori orientati spre S,

tR=(15...18)C pentru plafoane care sunt si acoperis (terasa).

Pentru pardoseli asezate pe sol, temperatura exterioara (a solului) sub pardoseala se poate

considera vara:

te=15C -temperatura solului la baza constructiei,

te=0C -temperatura solului la o adncime de 3,5 m sub nivelul solului (cazul in care exista subsol).

Calculul valorilor marimii Q1 se recomanda a se efectua tabelar conform tabelului ce

urmeaza.

Se considera inaltimea de 4,2 m (dintre cele tipizate) pentru toate spatiile. Se are in vedere ca

in tunelul de congelare si in camera de refrigerare se foloseste sistemul suspendat. Consideram aceeasi

inaltime de 4,2 m si pentru depozitul de congelate.

In relatia t=Atc se recomanda A=0,6 pentru pereti, plafoane si pardoseli ce separa doua

spatii frigorifice similare.

la depozitul de congelate s-a considerat 5C sub stratul de beton de egalizare.

la tunelul de congelare s-a considerat 0C sub stratul de beton de egalizare.

la camera de refrigerate s-a considerat 5C.

Valoarea marimii Q1 la aparate se obtine prin insumarea fluxurilor calorice prin toate cele 6

suprafete delimitatoare.

La stabilirea marimii Q1 la compresoare nu se iau in considerare fluxurile calorice prin

suprafetele ce separa spatii frigorifice vecine. Daca doua spatii I si II cu temperaturile t I>tII sunt situate

alaturat se constata ca primul este avantajat intruct cedeaza celuilalt caldura (primeste frig).

38


38/75

In cazul nostru sarcina compresorului se considera egala cu sarcina aparatelor pentru ca

exista doar un singur perete despartitor dar intre spatii cu temperaturi diferite.

39


39/75

SpatiuFrigorific

Perete

Dimensiuni

Supraf. F [m2] kr[W/m2K]

t [grd] tr[grd]Q1

[ kJ/24h]Q1

[kJ/24h]q [W/m2] Q1c

[kJ/24h]a [m] b [m]

DR1

N 6 4.2 25.2 0.74 33 0 53169.2231890.9

24.4200204731.5

E 6 4.2 25.2 0.31 19.8 13364.1 6.1380S 6 4.2 25.2 0.63 19.8 27159.4 12.4740V 6 4.2 25.2 0.74 33 8 66058.7 30.3400T 6 6 36 0.393 33 16 59897.0 19.2570P 6 6 36 0.492 8 12242.5 3.9360

DR2

N 6 4.2 25.2 0.63 19.8 27159.4188

711.5

12.4740182

127.4

E 6 4.2 25.2 0.389 19.8 16769.8 7.7022S 6 4.2 25.2 0.63 4.8 6584.1 3.0240V 6 4.2 25.2 0.74 33 8 66058.7 30.3400T 6 6 36 0.393 33 16 59897.0 19.2570P 6 6 36 0.492 8 12242.5 3.9360

DR3

N 6 4.2 25.2 0.63 4.8 6584.1268606.7

3.0240262022.6

E 6 4.2 25.2 0.389 23.4 19818.9 9.1026S 6 4.2 25.2 0.74 39 15 87004.1 39.9600V 6 4.2 25.2 0.74 39 8 75725.8 34.7800T 6 6 36 0.393 39 16 67231.3 21.6150P 6 6 36 0.492 8 12242.5 3.9360

TC

N 3 4.2 12.6 0.389 37.2 15753.579619.9

14.4708

76617.2

E 3 4.2 12.6 0.387 62 8 29491.3 27.0900S 3 4.2 12.6 0.4597 6 3002.7 2.7582V 3 4.2 12.6 0.39 37.2 15794.0 14.5080T 3 3 9 0.198 62 16 12009.3 15.4440P 3 3 9 0.51 9 3569.2 4.5900

DC

N 3 4.2 12.6 0.4597 6 3002.761639.0

2.758258636.3

E 3 4.2 12.6 0.299 52 8 19530.2 17.9400S 3 4.2 12.6 0.389 31.2 13212.6 12.1368V 3 4.2 12.6 0.39 31.2 13246.6 12.1680T 3 3 9 0.198 52 16 10469.6 13.4640P 3 3 9 0.56 5 2177.3 2.8000

40


40/75

4.2. Consumul de frig tehnologic Q2 .La congelarea carnii in carcase sau semicarcase imediat dupa sacrificare temperatura initiala

este de 35....38C. La procesele de congelare temperatura finala este

tf=-18...-25C.

Pentru camera de refrigerare (regim de depozitare) si depozitul de congelate Q2=0.

Pentru procesele de congelare folosim relatia:

Q2c=m*[(ii-if)+28,35*m]*24/c [kJ/24h].

Temperatura initiala este cunoscuta fiind cuprinsa in intervalul 35...38C si din [1] va rezulta

entalpia: ii=339,9 [kJ/kg].

Congelarea se realizeaza direct fara racire prealabila si pentru t f=-20C din [1] se obtine i f=0

[kJ/kg].Consideram pierderile in greutate m=0,20,3.

Q2c=1,5103[(339,9-0)+28,35*0,25]*24/18=693975 [kJ/24h]

4.3. Consumul de frig Q3 pentru ventilarea spatiilorAcest consum de frig se ia in considerare doar la camera de refrigerate care se ventileaza. Se

stabileste relatia:

Q3=V*i*(iex-ii) [kJ/24h] unde:

V-volumul camerei ventilate [m3],

a-numarul de schimburi de aer proaspat in camere in 24 [h] ,a=2...4 schimburi de aer proaspat in

camera in 24 [h],

-densitatea aerului la temperatura interioara in [kg/ m3].

Pentru camerele de pastrare refrigerate avem t i=0C: i=1,29 [kg/ m3]. Consideram i=90%

iar ti=0C din diagrama i-x a aerului umed rezulta: ii=7,5 [kJ/kg].

Pentru aerul exterior considerm umiditatea relativa e=60% si temperatura te=30C rezultnd

in acest caz iex=73 [kJ/kg].

Pentru camera de refrigerare folosita ca depozit de produse refrigerate calculam volumul:

DR: V=664,2=151,2 [m3].

Se considera a=3 numarul de schimburi de aer poaspat in 24h. In aceste conditii putem

calcula consumul de frig Q3:

Q3DR1= Q3DR2= Q3DR3=151,23*1,29*(73-7,5)=38327 [kJ/24/h]

4.4. Necesarul de frig Q4 pentru acoperirea patrunderilor de caldurain timpul exploatarii spatiilor frigorifice.


41/75

Se calculeaza cu o relatie aproximativa: Q4=(0,1...0,4)*Q 1 [kJ/24h] pentru fiecare spatiu

frigorific in parte.

Admitem Q4=0,4*Q1

Stabilirea necesarului zilnic de frig Qnec si a sarcinii frigorifice a instalatiei se face pe baza

calculelor termice prezentate in tabelul centralizatordin pagina urmatoare.

Pentru stabilirea sarcinii frigorifice a instalatiei se procedeaza asfel:

se grupeaza consumatorii de frig (camere, spatii racite si necesarul de frig tehnologic) pe niveluri

de temperaturi si sisteme de racire.

Spatiulfrigorific

ti[0C]

Q1[kJ/24h]

Q2 kJ/24hQ3

kJ/24h

Q4[kj/24h] Qnec[kJ/24h]

Aparat Compres Aparate Compres Aparate Compres

DR1

-1231891 204732 0 38327 92756.36 81892.6 362974.3 324951.1

DR2 -1 188712 182127 0 38327 75484.61 72850.97 302523.1 293305.4

DR3 7 268606.7 262022.6 0 0 107442.7 104809.1 - 366831.7

TC

-30 79619.86 76617.18 693975 0 31847.95 30646.87 805442.8 801239

DC

-2061638.95 58636.27 0 0 24655.58 23454.51 86294.53 82090.77

Pentru tunelele de congelare, depozitele de congelate cu temperatura de vaporizare t0=-30C,Qneccomp=883329.8 [kJ/24h] si camerele de pastrare a produselor refrigerate cu temperatura devaporizare t0=-1C, Qneccomp=618256.5 [kJ/24h].

c-durata de functionare a compresoarelor in ore pentru depozite se considera 20...22 ore/24ore,

fiind necesare 2...4 ore zilnic intreruperi pentru reparatii si intretineri.

Pentru camerele de pastrare a produselor conditionate cu temperatura de vaporizare t0=7C,

Qneccomp=366831.7 [kJ/24h].

Centraliznd rezultatele obtinem urmatoarele valori pentru puterile frigorifice ale

compresoarelor:

42


42/75

Spatiul frigorific t 0C compresoare [kW]

depozitele de congelate

tunelele de congelare

-30

10,484

camera de refrigerare -1 7,156camera conditionata 7 4,07

CAP. 5

CALCULUL INSTALAIEI FRIGORIFICE

5.1. Cerinte impuse agentilor frigorifici.Din punct de vedere fizic:

1. temperatura normala de fierbere ct mai scazuta, asfel se pot obtine temperaturi de vaporizare ct

mai mici (tNF se ia la presiunea de 760 mmHg),

2. temperatura de solidificare ct mai scazuta, se asigura un domeniu ct mai larg de utilizare a

agentilor respectivi,

3. presiunile de lucru din instalatie, respectiv presiunea de condensare si cea de vaporizare sa fie

convenabile (pk sa nu fie prea mare deoarece ar rezulta aparate cu peretii prea grosi, caz in care

avem un consum de metal mare si p0 sa nu fie mult sub presiunea atmosferica, caz in care in

instalatie patrunde aer si se inrautatesc conditiile de functionare ale instalatiei),

4. diferenta (pk-p0) sa fie ct mai mica si raportul pk/p0 sa fie ct mai mic, pentru ca lucrul mecanic

consumat sa fie ct mai mic. La o comprimare adiabatica 1-2: T2/T1(p2/p1)(k-1)k cu ct raportul de

comprimare este mai mare cu att mai mare este si temperatura la sfirsitul comprimarii, ceea ce

duce la incalzirea cilindrilor, si deci la pericolul aprinderii uleiului de ungere si la griparea

compresorului. Presiunile de condensare si de vaporizare sunt determinate de temperaturile de

lucru (ecuatia Clapeyron Clausius): ln p=a+b/T+cT+... unde a,b,c,-constante. Cu cresterea

temperaturii normale de fierbere, marimile pk, p0, (pk-p0) scad, dar pk/p0 creste.

5. punctul critic pentru agentii respectivi sa fie ct mai departat de conditiile de lucru din instalatie.

Tcr/TNF=1,2...1,8 (numarul lui Guldberg)

6. coeficientii mari de conductibilitate termica si de convectie pentru utilizarea unor suprafete de

schimb de caldura ct mai reduse.

7. vscozitatea agentilor frigorifici sa fie ct mai mica pentru a nu avea pierderi mari de presiune la

circulatia lor prin conducte. In acelasi timp o vscozitate prea redusa contribuie si la un schimb

mai bun de caldura.

8. volum specific mic al vaporilor pentru a obtine o putere frigorifica volumica ct mai mare qv=q0/v

(frigul produs de 1 m3 vapori de agent aspirat de compresoare). Daca qv este mare rezulta debite

43


43/75

mici de agent frigorific circulat in instalatie, compresoare si tubulaturi mici. Volum mic presupune

masa moleculara mare deci rezulta ca se pot utiliza eficient turbocompresoare si turbodetentoare.

9. exponent adiabatic mic- rezulta ca temperatura la sfrsitul comprimarii sa fie mai redusa (pot fi

folosite rapoarte mari de comprimare).

10. rezistenta de strapungere electrica ct mai mare.

Din punct de vedere chimic:

1. stabilitate a compozitiei chimice in conditii de functionare a masinilor frigorifice,

2. sa fie inerti fata de materialele cu care vin in contact,

3. sa fie inerti fata de aer, apa, uleiuri de ungere.

Din punct de vedere al exploatarii:

1. inofensivi fata de organismul uman si produsele cu care vin in contact (sa nu fie toxici),

2. sa nu aiba miros dezagreabil si sa nu fie inodor,

3. sa nu corodeze materialele metalice,

4. sa nu fie inflamabil sa explozibil in amestec cu aerul sau alte substante (vapori de ulei),

5. sa permita cu usurinta detectarea si localizarea neetanseitatilor,

6. sa aiba o oarecare solubilitate fata de apa pentru evitarea dopurilor de gheata si blocarea instalatiei,

7. sa aiba solubilitate limitata fata de uleiurile de ungere pentru a avea suprafete de schimb de caldura

curate,

8. sa se procure usor la un cost scazut,

9. sa nu aiba efect negativ pentru stratul de ozon si sa nu contribuie la efectul de sera.

Alegerea agentilor frigorifici care sa satisfaca ct mai multe conditii se face pe baza unei

analize a conditiilor concrete de functionare a masinilor frigorifice. Nici un agent frigorific nu

indeplineste toate aceste conditii.

5.2. Calsificarea agenilor frigorifici.

Dupa presiunea normala de fierbere:

1. presiune scazuta (temperatura TNF>0C), pk=2...3 [bar]: R11, R21, R113, R114, apa, clorura de etil.

Se folosesc pentru temperaturile de racire moderata (climatizari), au volume specifice mari inct se

impune folosirea de compresoare rotative (pentru instalatii mici) sau turbocompresoare eventual

ejectoare.

2. presiuni si temperaturi medii: TNF


44/75

Cei mai periculosi sunt SO2 si NH3. Exista sase clase de toxicitate. Gradul de toxicitate al

agentilor frigorifici se apreciaza dupa concentratia minima periculoasa in amestec cu aerul si timpul de

stationare pna la otravire. Agentii din clasa I sunt cei mai periculosi, agentii din ultima clasa sunt

toxici datorita faptului ca exista pericolul de asfixiere.

5.3.Caracteristicile agenilor de lucru ai instalaiilor frigorificecu comprimare mecanic de vapori.

Propietatile celor mai imporanti agenti frigorifici utilizati in instalatiile frigorifice cu

comprimare mecanica de vapori sunt prezentati in STAS 6987-71 intitulat ''Caracteristicile fizice si

actiunea fiziologica a fluidelor frigorifice''.

Amoniacul este utilizat pe scara larga in instalatiile frigorifice cu comprimare mecanica de

vapori cu o treapta respectiv cu doua trepte, precum si in cele cu absorbtie pentru temperaturi de

vaporizare t0>-75C.

Mrimi fizice i termodinamice pentru amoniac.

Masa molarkg/kmol

Temperaturanormala de fierbereC

Temperaturacritic

Presiuneacritica bar

Temperatura decondensare la 25bar

17,03 -33.3 133,0 114,2 58,2

Amoniacul este caracterizat de urmtoarele proprieti: Agent pe termen lung, far dezavantaje pentru mediu (ODP si GWP zero).

Preul este de 1/25 din preul estimat pentru HFC134a. Disponibil azi n ntreaga lume n cantiti mari.

Proprieti termodinamice excelente. Mult mai eficient dect freonii n ceea ce privete COP teoretic si

eficienele componentelor. La temperaturi de vaporizare/condensare de 30"C/40C, ciclul teoretic cu

amoniac este cu aproximativ 3-4% mai bun dect cel cu CFC12/HCFC22 si cu 7% mai bun dect cel cu

HFC143a. Diferena dintre COP-uri se mrete la creterea temperaturii de condensare.

Capacitatea frigorific (kJ/m1) este aproximativ egala cu cea a HCFC22 i cu 40% mai mare dect

CFC12 si HFC134a.

Proprieti termofizice superioare comparativ cu freonii. Sunt necesare (si datorit conductivitii termice

ridicate) suprafee de transfer de cldur mai mici, iar dimensiunile evilor si componentelor pot fi reduse

considerabil.

Temperatura de refulare si raport de comprimare ridicat. La temperaturi joase de

vaporizare sunt necesare dou trepte de comprimare. Eficiena exergetica se mbuntete cu 30-35% iar

costurile iniiale pot creste cu 15-20%.

Incompatibil cu cuprul si aliajele sale n prezenta umiditii. n instalaiile noi, toate evile, ventilele si

armturile trebuie fabricate din materiale compatibile. Trecerea !a amoniac este posibila doar la instalaiile

din otel si eventual cu pari din aluminiu. Datorita incompatibilitii trebuiesc folosite doar compresoare

deschise (recent au fost introduse compresoare ermetice si pentru amoniac)

45


45/75

Nemicibil cu uleiul mineral. Necesita un separator de ulei eficient si sistem de ntoarcere n compresor.

Poate fi folosit mpreun cu uleiurile minerale normale dar exist si lubrifiani solubili n amoniac.

Puin recomandat pentru compresoarele centrifugale (turbocompresoare), datorit masei molare.relativ

reduse.

Toxic si cu un miros puternic. 0 valoare limita toxica de 25 ppm este obinuit . Mirosul caracteristic,

uor de recunoscut la concentraii foarte mici (mai puin de 10 ppm), furnizeaz posibiliti excelente

pentru remedierea din timp a scprilor si foreaz personalul s parseasc centrala naintea atingerii

concentratiei nocive sau fatale.

inflamabil i exploziv. Limita minima de explozie (LEL) este de 16% din volum n aer uscat iar

temperatura de aprindere este de 630 C. Datorit mirosului puternic este puin probabil atingerea unei

asemenea concentraii, si s-au semnalat foarte puine accidente datorit incendiilor.

5.4. Instalaii frigorifice utilizate n industria alimentar.Definiii i clasificri:

Definim prin sistem frigorific sistemul care permite, furnizndu-i o energie convenabila, sa

transfere caldura unui corp rece catre un corp mai cald. Bazat pe acesta notiune se poate defini

instalatia frigorifica ca fiind ansamblul elementelor unui sistem frigorific si a elementelor necesare

utilizarii lui.

Cele mai utilizate instalatii frigorifice in industria alimentara din tara noastra ca de altfel si

pe plan mondial, sunt instalatiile frigorifice cu comprimare mecanica de vapori, utiliznd ca agent

frigorific amoniacul.

Instalatiile frigorifice cu comprimare mecanica de vapori sunt realizate dupa o mare diversitate de tipuri

si de scheme. In acest sens, instalatiile frigorifice se pot clasifica dupa mai multe criterii:

dupa felul racirii: indirecta sau directa

dupa modul de alimentare cu agent frigorific lichid al vaporizatoarelor:

prin diferenta dintre presiunea de condensare si cea de vaporizare.

autorecirculare.

circulatia fortata prin pompe.

dupa agentul frigorific: amoniac, freoni, etc.

dupa numarul treptelor de comprimare: intr-o treapta de comprimare sau in mai multe trepte de

comprimare.

dupa modul de decongelare a suprafetelor de racire a aerului: cu vapori calzi de agent, prin stropire

cu apa, electric.

dupa gradul de automatizare: cu exploatare manuala, semiautomatizate sau complet automatizate.

Instalatii frigorifice cu racire directa si indirecta.

Instalatiile frigorifice la care racirea aerului din spatiile frigorifice sau a produselor se face

direct de catre vaporizator, deci schimbul de caldura se face intre mediul racit si agentul frigorific, se

numesc instalatii frigorifice cu racire directa. Asemenea instalatii se utilizeaza in industria carnii, a

46


46/75

legumelor si fructelor, in general acolo unde eventualele scapari de agent frigorific nu afecteaza

propietatile produselor respective.

In special la racirea lichidelor (bere, lapte, sucuri) caldura este cedata unui agent intermediar

(apa, saramura), care constituie un purtator de caldura catre agentul frigorific.

Asemenea instalatii se numesc instalatii frigorifice cu racire indirecta.

Considernd aceleasi conditii de functionare (aceeasi temperatura de condensare)

temperaturile de vaporizare sunt diferite:

la racirea directa a unui mediu cu temperatura temperatura de vaporizare t0 este:

t0=tr-(8...10)C

la racirea indirecta temperatura mediului racit tr determina temperatura agentului intermediar

(saramura) ts: t0=ts-(8...10)C care la rndul ei determin temperatura de vaporizare t 0' (t0'


47/75

Pentru localitatea Galati unde este amplasat frigoriferul se admite temperatura apei de racire

tai=27C. Pentru valorile puterilor frigorifice stabilite prin calcul in capitolul 4 este indicata utilizarea

apei pentru racirea aparatelor. Temperatura apei la iesirea din condensator este cu (4...6) C mai mare

dect temperatura apei la intrarea in condensator (pentru aparatele multitubulare).

In aceste conditii admite taf=32C.

Temperatura de condensare a vaporilor este cu (4...6)C mai mare dect temperatura apei de

racire la iesirea din consensator. Se va considera tSr=31C.

Deoarece se utilizeaza o circulatie in paralel a apei prin aparatele racite se va admite

temperatura vaporilor la iesirea din racitoarele intermediare, ce sunt utilizate la instalatiile frigorifice in

doua trepte, egala cu temperatura de condensare.

La industrializarea carnii se utilizeaza racirea directa.

In aceste conditii se vor considera urmatoarele:

pentru tunelele de congelare si depozitele de congelate cu temperatura de vaporizare t01= -30C,

puterea frigorifica fiind 01=10,484 [kW].

pentru pastrarea fructelor si legumele refrigerate cu temperatura de vaporizare t02= -1C, iar

puterea frigorifica este 02=7,156 [kW].

pentru camera conditionata destinata pastrariii legumelor se considera temperatura de vaporizare

t03= 7C. Se admite pentru calcule puterea frigorifica este 03=4,07 [kW]

In cazul amoniacului pentru aceste temperaturi corespund urmatoarele presiuni:

t01=-30C corespunde presiunea de vaporizare: p01=1,1936 [bar].

t02=-1C corespunde presiunea de vaporizare: p02=4,1429 [bar].

tk=37C corespunde presiunea de condensare: pk=14,38 [bar].

H1=p02/p01=3,471; H2=pk/p02=3,471

Deci pentru realizarea nivelelor de temperaturi t01=-30C si t02=-1C se vor utiliza instalatii in

doua trepte pentru realizarea a doua temperaturi scazute.

Se recomanda compresoare cu piston care pot functiona cu rapoarte de comprimare cuprimse

intre limitele: H=3...6 .

Ca urmare se pot utiliza urmatoarele variante de instalatii frigorifice cu NH 3

INSTALATIE FRIGORIFICA IN DOUA TREPTE CU DOUA LAMINARI

PENTRU REALIZAREA PUTERILOR FRIGORIFICE 01=258 [KW] LA t01=-30C LA01=10,484 [KW] SI T02=-10C LA 02=7,156.

Schema de principiu impreuna cu ciclul teoretic este prezentata in pagina urmatoare.

Se stabilesc condiiile interioare de lucru:

- puterea frigorific o1 = 10,484 kW i o2 = 7,156

- temperatura de vaporizare to1= -300C i to2= -10C

- temperatura de condensare tk este determinat de temperatura apei de rcire:

tk = tam+ tkm = tai + 0,5tak + tkm = 27+ 0,5*5 + 7,5 = 370C

48


48/75

- presiunile de vaporizare i de condensare corespunztoare temperaturilor to i tk:

t01 = -300C => p01= 1,1936 bar

t02 = -10C => p02= 4,1429 bar

tk = 370C => pk = 14,38 bar

Parametrii pentru punctele caracteristice ciclului se prezinta in tabelul urmator:

Marimea t [ C] p [bar] v [m3/kg] i[kj/kg] s[kj/kg K] x [kg/kg]

1 -30 1,1936 0,963 1343,23 3,62 12 50 4,1429 0,38 1501,54 3,62 -2' 37 4,1429 - 1473,85 1,55 -3 -1 4,1429 0,2978 1378,213 3,179 18 -1 4,1429 - 117,01 -1,45 04 88 14,38 0,12 1550,77 3,179 -5 37 14,38 - 297,88 -0,8377 06 31 14,38 - 270,77 - -7 -1 4,1429 - 270,77 - -9 -30 1,1936 - 117,01 - -

49

1

2

3

456

8

7

8

9

3

V1

C1

C2

KSR

VL1

VL2

BRI

RI

P1

P2

V2

02

RI

SR K

a)

Fig.1 Schema (a) i ciclul teoretic (b) al instalaiei frigorificen dou trepte, cu amoniac pentru realizarea a dou niveluride temperaturi sczute

1

23

456

7

8

9

i

lnp

p01

pk

p02

p01

, t01

p02

,t02

pk, tk

b)


49/75

Schimburile energetice specifice:

q01=i1-i9=1343,23-117,01=1226,22 [kJ/kg]

q02=i3-i8=1378,213-117,01=1261,2 [kJ/kg]

lc1=i2-i1=1501,54-1

a Frigorifica Pentru Site

Documents

Transcript of a Frigorifica Pentru Site