proiect capsuni

U.S.A.M.V. CLUJ-NAPOCAFACULTATEA DE AGRICULTURĂ

SPECIALIZAREA T.P.P.A.

PROIECTAREA UNUI SISTEM DE REFRIGERARE PENTRU PĂSTRAREA A 5t de capsuni

Proiectarea unui Sistem de Refrigerare pentru Păstrarea a 5t de Capsuni

Îndrumător proiect: Muresan Roxana Teodora Grupa IB, an III, T.P.P.A.

2011

U.S.A.M.V. Cluj-Napoca

Proiect de an Pag. 1

U.S.A.M.V.Cluj-Napoca

PROIECT DE AN 4

1. Memoriu tehnic

1.1. Generalităţi

Căpşunii se numără printre cele mai timpurii fructe care ajung la maturitate în cursul anului. Fructele sunt solicitate pentru consum în stare proaspătă, congelată sau prelucrată. În stare proaspătă căpşunii conţin 5 – 12% zaharuri, 0,6 – 1,6% acizi. Sub raportul vitaminei C căpşunii sunt întrecuţi numai de coacăzele negre.

Fac parte din familia Rosaceae, subfamilia Rosoideae, genul Fragaria. Soiurile europene de căpşuni cu fruct mic, provin din căpşunii de pădure. Denumirea de căpşune pe care o atribuim soiurilor existente în cultură este improprie; în realitate aceste soiuri sunt fragi cu fructul mare, provenite din trei specii de fragi americane.

Căpşuna este o plantă de talie redusă (15 – 40 cm) sub formă compactă sau rară. Se poate cultiva în spaţii foarte mici, în grădina casei, dar şi pe suprafeţe mari în aer liber, în sere sau solarii. În primul an de viaţă formează o tulpină subterană (rizom) foarte scurtă, situată foarte aproape de suprafaţa solului. Din partea inferioară a acestei tulpini, cresc rădăcini, iar la partea superioară se formează o rozetă de frunze. Până toamna în vârful tulpinii se formează un mugur floral. Frunzele trăiesc în medie 60 – 70 zile, reînoindu-se treptat, de aceea plantele au frunze verzi chiar si sub acoperământul de zăpadă.

Producţia de fructe obţinută anual în ţara noastră este destinată pentru consumul intern, sub formă de fructe proaspete sau diferit prelucrate pe cale industrială şi pentru export.

Păstrarea fructelor după recoltare în stare proaspătă, cu pierderi cât mai reduse la o durată de păstrare cât mai mare, depinde de specie, de folosirea metodei adecvate de păstrare şi posibilităţile de asigurare şi reglare a factorilor în optim. Capacitatea de păstrare a fructelor este mult influenţată de însuşirile lor specifice cum sunt: prezenţa şi structura ţesuturilor protectoare, capacitatea de regenerare a acestora, compozitia chimică şi raporturile între componente, gradul de maturare, intensitatea proceselor metabolice şi altele. Căpşunii care sunt fructe foarte perisabile au ţesuturile sensibile la traumatisme de natură mecanică şi au un conţinut ridicat în apă şi o activitate metabolică ridicată.

1.1.1. Factorii de mediu

o Temperatura Căpşinii au pretenţi modeste faţă de căldură. În condiţiile ţării noastre poate suporta

temperaturi de – 15oC până la - 25 oC, timp de cânteva zile, durata fiind influenţată de grosimea stratului de zăpadă. Brumele şi ingheţurile de primăvară pot produce uneori pagube în plantaţiile de căpşuni.

o Apa Fiind format în regiuni umede şi răcoroase şi având sistemul radicular superficial, căpşunul are

cerinţe mari faţă de umiditatea solului, care trebuie menţinută la 65 – 75% din capacitatea de câmp. De aceea, în regiunile secetoase, irigarea este indispensabilă. Însă şi excesul din sol dăunează plantelor, de aceea terenul cultivat cu căpşuni trebuie să aibă un drenaj bun.

o Solul Aluviunile şi cernoziunile fiind permeabile, fertile şi formând mai greu crusta, oferă condiţiile

cele mai favorabile pentru căpşuni. Reacţia solului trebuie să fie uşor acidă, neutră sau slab alcalină, iar apa freatică să se găsească sub 0,8 – 1m de la suprafaţă.


PROIECT DE AN 5

1.1.2. Soiuri de căpşuni

Soiuri de plante produse de către firma SALVI VIVAI din Italia. Soiurile sunt referente şi anuale. Soiuri referente: ELSINORE, ELSEGARDE, ELSANTA, AROSA, MADELINE, CLERY. Soiuri anuale: MARMOLADA, TETHIS.

Densitatea acestora este de la 35.000 la 40.000 plante pe hectar. Producţia se situează între 0,700-1,300kg/plantă, producţia maximă se obţine în anul doi de cultură.


PROIECT DE AN 6

1.2. Tehnologia de obţinere a căpşunilor

1.2.1. Pregătirea terenului

Pregătirea terenului se face cu o arătură adâncă de toamnă la 35-40 cm. Se poate administra gunoi de grajd circa 20to la hectar, gunoi bine descompus (de circa 3-4 ani) prin încorporarea în sol odată cu arătura de toamnă. Lipsa gunoiului de grajd nu este un impediment, decât un gunoi “verde” mai bine fără el. În iarna pe zăpadă se administrează circa 400kg complex la hectar. Înainte de înfiinţarea unei culturi se aplică o ierbicidare totală pentru curăţirea terenului de buruieni perene (pir, volbura, palamida, etc.) Printr-o ierbicidare totală cu ierbicide pe bază de GLIFOCIT (glifosat), după care se efectuează o frezare adâncă însoţită de o nivelare a solului. Tot înainte de efectuarea rigolelor se poate aplica o ierbicidare antigramineica, folosinduse ierbicidul DUAL -2 l/ha. Se trece la efectuarea rigolelor cu maşina de făcut rigole, care dintr-o trecere efectuează rigola, întinde sistemul de irigaţie şi montează folia care acoperă rigola. Folia este găurită, găuri care reprezintă distanţele de plantare, aceste fiind de 35/35; 35/30; 30/30, în funcţie de soiul de plantă, tipul terenului, etc. Sistemul de irigare prin picurare este montat sub folie, acest sistem este de două feluri: regular şi autocompensant. Acesta este conectat la capătul tarlalei la o coloană principală din tub de politilenă de 32 mm, prin intermediul unor robineţi de legătură.


PROIECT DE AN 7

Plantare stolon

Întreţinere cultură

Recepţia căpşunilor

Recoltare căpşuni

Depozitare

Sortare suplimentară

Ambalare

Racire

1.2.2. Plantarea

Plantarea se începe după ce sistemul de irigare a fost montat şi încercat la presiunea de apă şi după ce irigarea a funcţionat circa 4 ore înainte de plantare. Plantarea se face cu plantatoare speciale care asigură secţionarea rădăcini la plante cu circa 3-4 cm. După plantare se face o irigare abundentă.

1.2.3. Înreţinerea culturii

La circa 7-8 zile de la plantare încep să apară primele flori. Acestea vor fi tăiate cu foarfeca circa 8-7 săptâmăni, după care se lasă flori care vor asigura producţia. Odată cu tăierea florilor se curăţă plantaţia de stoloni şi buruieni. Pe perioada tăieri florilor se aplică tratamente cu DITHANE 0,2%, MANZATE 0,2% alternativ cu tratamente pe bază de CUPRU, acestea se vor aplica după fiecare tăiere de flori. După cea de-a doua tăiere de flori se pot aplica îngrăşaminte foliare în funcţie de stadiul de dezvoltare a plantei. Este preferabil ca în ani cu umiditate mare să se efectueze 3 - tratamente cu SWICI, pentru a preveni apariţia BOTRITISULUI. Se aplică de asemenea tratamente pentru putregai, făinare, pîtare cu substanţe pe bază de CARBENDAZIN 0,6-1kg/ha. În perioada de vegetaţie se vor face tratamente disecante pe intervale pentru distrugerea buruienilor. Irigarea culturi se va face pe toată perioada vegetaţiei cu doze de apă care să asigure o bună umiditate a solului, cunoscut fiind faptul că sub aceste folii umiditatea din atmosferă nu poate asigura necesarul de apă a plantaţiei.

1.2.4. Recoltarea căpşunilor

Recoltarea trebuie să înceapă dimineaţa devreme după ce roua de pe suprafaţa fructelor s-a uscat. A se evita recoltarea căpunilor după amiază. Fructele de căpşuni ce sunt destinate pentru export nu trebuie să fie recoltate când temperatura pulpei depăşeste 25oC. Fructele calde se vor trauma considerabil în timpul procesului de recoltare şi mânuire. De asemenea, fructele cu temperatura pulpei înaltă vor necesita mai multă energie si capacitate de răcire pentru a îndepărta căldura câmpului în timpul procesului post - recoltare. Căpşunele nu trebuie să fie recoltate atunci când fructele sunt umede sau pe timp de ploaie, după ploaie aceasta v-a spori apariţia putregaiului cenuşiu Botrytis.

Menţinerea calităţii fructelor în condiţii ploioase este dificilă din cauza probabilităţii sporite de apariţie a putregaiului cenuşiu şi va duce la un termen de păstrare al fructelor limitat.

Fructele sunt recoltate la etape diferite de maturitate, în dependenţă de soi şi preferinţele de piaţă. Maturitatea căpşunelor este cel mai bine oglindită de culoarea suprafeţei externe şi fermitatea fructului. Pentru majoritatea soiurilor desemnate pentru exprot, fructele trebuie să fie recoltate atunci când fructul este complet roşu, cu toate că fructele de la soiurile mai puţin ferme trebuie să fie recoltate când sunt de o culoare mai deschisă.

Fructul tuturor soiurilor de căpşuni este mai gustos şi mai dulce dacă este lăsat să se coacă complet pe plantă. Fruntele de căpşuni nu se mai coc după recoltare. Fructele răscoapte se deformează uşor şi se deteriorează repede. Fructele imature nu trebuie să fie culese, deoarece conţinutul de zahăr va fi mic şi gustul inadegvat.

Fructele trebuie să fie culese cu multă atenţie. Deformări majore pot avea loc la recoltare atunci când se detaşează fructul şi culegătorul ţine câteva fructe în aceeaşi mână înainte de a le transfera în ambalajul de comercializare. Fructele de căpşuni întotdeauna trebuie să fie culese cu caliciul anexat( frunzuliţele verzi de lângă codiţa fructului). Degetele nu trebuie să atingă suprafaţa fructului, în caz contrar fructele vor fi deformate şi vor fi vândute numai pentru producerea sucului sau gemului. Pe căruciorul de recoltare trebuie să fie ambalaje separate pentru sortarea în câmp a fructelor conform categoriei adecvate: calitate pentru export, calitete pentru piaţa locală, calitate pentru prelucrare, sau deşeuri.


PROIECT DE AN 8

1.2.5. Recepţie si control la depozit

Recepţia căpşunilor se realizează la depozitul frigorific aflat în apropierea culturii, eliminându- se transportul pe distanţe mari, care ar putea influenţa calitatea fructelor. Transportul fructelor de la cultură la depozit se face cu ajutorul unor cărucioare pe care sunt aşezate cutiile cu fructe.

1.2.6. Posibile boli ale fructelor

Principala boală ce apare după recoltare este putregaiul cenuşiu Botrytis, afecţiuni de o importanţă mai mică sunt cauzate de ciuperca filamentoasă Rhizopus (putregai moale) şi ciuperca Phytophthora Cactorum. Bolile căpşunilor implică interacţiuni complexe între agentul – cauză, planta gazdă şi mediu. Dezvoltarea unei boli este influenţată de soiul de căpşuni, de etapa de maturare a fructului, deteriorarea fizică, momentul în care a fost infectat fructul, temperatura post recoltare şi umezeala de la suprafaţă.

Pentru a minimiza incidenţa şi seriozitatea apariţiei afecţiunilor post recoltare trebuie să se utilizeze o combinaţie de metode de control. Aceste metode includ salubrizarea câmpului, aplicare practicilor de cultivare adecvate, utilizarea pesticidelor, acordarea atenţiei la recoltare şi mânuire. Nu există fungicizi post recoltare ce ar putea fi utilizaţi pentru plantele de căpşuni.

Acoperirea solului cu un material protector de plastic reduce considerabil numărul de boli post recoltare.


PROIECT DE AN 9

Putregaiul cenuşiu

Este cauzat de ciuperca Botrytis Cinerea, fiind una dintre cele mai serioase boli, cauzând putrefacţia în câmp şi a fructelor după recoltare. Nici un soi de căpşuni nu rezistă la această boală. Sporii de putregai cenuşiu ce rămân pe frunzele moarte pe timp de iarnă încep să germineze primăvara devreme odată cu încălzirea aerului. Frunzele noi se infectează, fiind urmate de flori şi de fruct.

Putregaiul moale Rhizopus

Este cauzat de ciuperca Rhizopus stolonifer, o altă boală post recoltare a căpşunilor. Sintomele infecţiei apar sub formă de excrescenţă fungică asemănătoare unui strat de vată pe suprafaţa fructului. Această excrescenţă se colorează într-o culoare albastră neagră atunci când structurile de spori ale ciupercii formează miceliul de culoare albă în formă de mustăţi. Nu se dezvoltă la temperaturi mai joase de 5oC.


PROIECT DE AN 10

Ciuperca Phytophthora Cactorum

Are o importanţă minoră, totuşi cauzează putrezirea coroanei ceea ce poate fi o boală prerecoltare serioasă. Zonele afectate ale fructelor imature sunt de culoare brună închisă pe când porţiunile afectate ale fructelor coapte par a fi decolorate. Fructul afectat este dur şi are un gust amar.

1.3. Refrigerarea

Refrigerarea se produce prin transferul căldurii degajate de produse la un transportor de energie termică, aerul rece, agenţii frigorifici care sunt recirculaţi până când temperatura produselor atinge valori ce duc la reducerea proceselor metabolice fără a fi distrusă integritatea structurală a acestora.

Temperatura finală de refrigerare a produselor alimentare este de regulă, deasupra punctului de congelare a acestora situându-se între 0 – 5oC. Mediul de răcire trebuie să aibă temperaturi cu 3 – 5oC mai coborâte decât temperatura finală a produselor. În funcţie de modul de conducere al procesului de răcire se deosebesc două tipuri de refrigerare: lentă si rapidă

Refrigerarea lentă a fost practic abandonată, excepţie făcând unele produse vegetale, la care se impune această metodă pentru a evita tulburările de metabolism.

1.3.1. Alegerea variantei de refrigerare

Răcirea forţată cu aer este metoda ideală pentru înlăturarea căldurii de câmp din căpşune. Pentru a maximiza termenul de comercializare a fructelor, procesul de răcire forţată cu aer ar trebui să înceapă în decurs de o oră după recoltare, dacă este posibil şi mai repede.


PROIECT DE AN 11

Răcirea forţată cu aer implică plasarea europaleţilor cu lădiţe umplute cu căpşuni într-o cameră frigorifică cu temperatura cuprinsă între 0 – 1oC, umiditatea relativă de 90 – 98%.

1.3.2. Avanteje – dezavantaje ale refrigerării

Refrigerarea este folosită în scopul conservării propriu-zise a produselor alimentare, sustragerii cât mai rapide de sub actiunea microorganismelor şi evitării pierderilor în greutate. Un avantaj: al răcirii este acela că prin această metodă de conservare produsul îşi menţine caracteristicile organoleptice Un alt avantaj:

este răcirea rapidă a suprafeţei produsului, frânează evaporarea apei libere din ţesuturi şi reducerea pierderilor în greutate

posibilitatea păstrării produselor în stare naturală pe o anumită perioadă În condiţii normale de depozitare prin refrigerarea produsul nu îşi pierde din greutate spre

deosebire de congelare în timpul căreia au loc pierderi în greutate, modificări fizico – chimice semnificative.Ca dezavantaje: putem aminti că refrigerarea nu asigură o perioadă lungă de păstrare a produselor

datorită temperaturii folosite 4 – 8oC. În schimb prin congelare se măreşte durata de păstrare a produsului. O deosebire intre cele două metode este diferenţa de temperatură. Refrigerarea se realizeazăla o temperatură de 4 – 8oC apropiată de cea a punctului de îngheţ, iar congelarea se realizează la o temperatură de 15oC.

1.4. Temperatura

1.4.1. Studiu meteo Depozitul este situat în Municipiul Gherla din Judeţul Cluj. Judeţul Cluj este situat în partea de nord-vest a României fiind încadrat de Judeţele Bihor, Sălaj, Bistriţa-Năsăud, Mureş, Alba, Maramureş Din punct de vedere climatic Judeţul Cluj se încadrează în zona continental moderată. Temperatura medie anuală coboară sub 0oC în regiunile montane, la peste 1900m şi se ridică la peste 8,5oC în zona de S – V a judeţului.


PROIECT DE AN 12

Variaţia temperaturii în lunile de toamnă (oC)

AnulLuna

Septembrie Octombrie Noiembrie 200020012004

2118,420

1715

16,5

4,35,26

Maxima absolută lunară

21 17 6

Tabel nr 1

1.5. Ambalarea căpşunilor

Fructele recoltate se aşează în ambalaje corespunzătoare, în funcţie de destinaţie şi transport (caserole perforate din material plastic cu capacitate de 0,25 până la 0,5kg care se pun după umplere în lădiţe din lemn). Ambalajele folosite în cazul valorificării căpşunilor, în afara capacităţii reduse şi a limitării grosimii stratului de fructe trebuie să permită o bună aerisire a acestora, apariţia mucegaiului şi a posibilităţii de fermentare fiind reduse.

1.5.1. Alegerea tipului de ambalaj

Normele europene prevăd ambalarea căpşunilor în caserole din plastic transparent (polietilenă) a câte 250 g. Caserola este compusă din: capac pentru caserolă puţin adânc, caserolă adâncă şi prezintă o captuşală cu bule din aer. Aceasta din urmă este plasată în interiorul caserolei, iar căpşunii sunt plasaţi deasupra căptuşelii cu bule aer. Caserola de plastic trebuie să fie destul de rigidă pentru a rezista la comprimare şi pentru a evita deformarea fructelor şi, lădiţele din lemn în care se aranjază caserolele, trebuie să fie prevăzute pentru a ambala o anumită cantitate de fructe fără a deforma sau comprima caserolele cu fructe.

Dimensiuni caserolă plastic:- capacitate 250g- lungime L=0,15m- lăţime l=0,1m- înălţime h=0,1m

Dimensiune lădiţă din lemn din pin transversal pe fibre- capacitate 9 caserole rezultă 2,25 kg pe lădiţă- lungime L=0,5m- lăţime l=0,3m- înălţime h=0,15m


PROIECT DE AN 13

1.6. Transportul produselor

1.6.1. Utilizarea cărucioarelor

Recepţia căpşunilor se realizează la depozitul frigorific aflat în apropierea culturii, eliminându- se transportul pe distanţe mari, care ar putea influenţa calitatea fructelor. Transortul fructelor de la cultură la depozit se face cu ajutorul unor cărucioare pe care sunt aşezate cutiile cu fructe.

2. Depozitarea frigorifică

2.1. Amplasarea depozitului

Depozitul este situat în localitatea Gherla în apropierea culturii, aproximativ 10 m de cultură.

2.2. Descrierea depozitului

2.2.1. Dotarea depozitului

Depozitul figorific este o construcţie care comportă în mod deosebit o izolaţie termică sau un sistem de răcire care permite depozitarea pentru mai mult sau mai puţin timp a alimentelor perisabile în condiţii bine precizate de temperatură şi umiditate, permiţând ca acţiunea frigului să grăbească blocarea proceselor de deteriorare a produselor alimentare.

Depozitul ales este un depozit pentru produse refrigerate, unde are loc răcirea căpşunilor, depozitarea şi păstrarea lor până la livrare.Schita depozitului se gaseste la (Anexa 1)

În acest depozit îşi desfăşoară activitatea 3 muncitori, fiecare având rolul foarte bine definit. Obiectivul depozitului este răcirea a 5t căpşuni, calitatea I, în 6 ore şi păstrarea lor la 0oC până la livrare timp de 24 ore.

În depozit căpşunii sunt aşezaţi în caserole de plastic, iar acestea la rândul lor sunt aşezate în lădiţe din lemn, pe europaleţi.

Europaleţii fac parte din categoria celor igienici şi sunt indicaţi în industria alimentară pentru că se curăţă şi se manipulează uşor şi pot rezista la temperaturi înalte de 70oC şi la temperaturi joase de – 40oC.

În privinţa iluminatului se folosesc lămpi “reci” sau fluorescente, protejate de praf şi umiditate, cu armătura realizată din poliester cu putere între 80 – 400W şi un grad de protecţie IP68 care are rolul de a distribui uniform lumina.


PROIECT DE AN 14

2.3. Predimensionarea depozitului

2.3.1. Calculul predimensionării

Calcul teoretic

Capacitate depozit = 5t = 5000kgÎn lădiţă intră 2,25kgNumăr lădiţe = n

Vlădiţă=L∙l∙hVlădiţă=0,5∙0,3∙0,15 = 0,0225m3

Vutil= Vlădiţă ∙ nVutil= 0,0225 ∙ 2250 = 51 m3

Vtotal= 1,25∙Vutil

Vtotal= 1,25∙51= 63,75 m3

hdepozit= 3,5m

Calcul practic

Dimensiuni europalet: 0,8x1,2x0,15mPe nivel la europalet încap 4 lădiţe şi în înălţime 10 lădiţe.4x10 = 40lădiţe pe europaletPentru a afla numărul de europaleţi necesari se raportează numărul de lădiţe la numărul de lădiţe

pe europalet

europaleţi

3m

0,1m0,1m


PROIECT DE AN 15

29 europaleţi

28 europaleţi

Seuropalet = L∙ l =1,2 ∙ 0,8 = 0,96m2

Su = Seuropalet ∙ neuropalet = 0,96 ∙ 57 = 54,72 m2

ldepozit = 3m + 2 ∙ leuropalet + 2 ∙ 0,1 = 4,8mLdepozit = neuropalet ∙ leuropalet +0,1 ∙ 28 + 0,1∙ 2 = 26,2 m Sdepozit = ldepozit ∙ Ldepozit =4,8 ∙ 26,2 = 125,6 m2

2.4. Dimensionarea depozitului

2.4.1. Partiţionarea depozitului

Acesta este format din:- depozit de păstrare a căpşunilor la 0oC- o rampă de recepţie- un vestiar pentru personalul muncitor- o rampă de descărcare

2.5. Structura fizică şi izolaţia

2.5.1. Izolarea depozitului

Regimul de funcţionare a spaţiilor frigorifice şi climatizate caracterizate prin valori coborâte de temperatură, prin variaţia rapidă a temperaturilor acestora şi printr-o umezeală mare a aerului în încăperi impune pentru izolarea termică a pereţilor, plafoanelor, pardoselilor condiţii deosebite a căror realizare practică prezintă o serie de dificultăţi.

Rolul izolaţiei termice constă în reducerea fluxului de căldură care pătrunde prin pereţii camerelor frigorifice, în vederea menţinerii unui microclimat cât mai stabil, independent de condiţiile de mediu.

Se foloseşte sistemul clasic de aplicare a izolaţiei frigorifice pe pereţi, pe plafon şi pe pardoseală. Materialul folosit în izolaţie este polistirenul expandat (styropor sau izopor) fiind cel mai folosit material izolator obţinut prin expandarea în 2 faze a granulelor de polistiren având următoarele caracteristici fizice: un coeficient de conductabilitate termică redus (0,02 – 0,035W/m∙K) coeficientul global de transfer termic Ka=0,2 – 0,5W/m2∙K, densitatea mică, rezistenţă mare la umiditate, punct de topire scăzut şi rezistenţă mare la comprimare. Structura pereţilor este alcătuită din:

1. strat de tencuială2. perete de cărămidă3. strat de tencuială4. barieră de vapori5. strat de izolaţie6. plasă de rabit7. strat de tencuială

Secţiunea transversală prin pereţi, pardoseală şi plafon este prezentată în Anexa 2


PROIECT DE AN 16

2.5.2. Calculul coeficientului de transfer termic

Se cunoaşte că prin invelişul exterior al spaţiilor frigorifice trece mai mult de jumătate din cantitatea totală de căldură ce pătrunde în încăperi. Pentru calculul grosimii izolaţiei speţiilor frigorifice se foloseşte metoda coeficientului de transfer termic total, K. Grosimea stratului izolaţiei se determină astfel:

,[W/m2∙K]

în care:

= rezistenţa termică de convecţie pe suprafaţa exterioară a peretelui (Anexa 3)

= rezistenţa termică de convecţie pe suprafaţa interioară a peretelui (Anexa 3)

= rezistenta termică a stratului de izolaţie termică

Se poate face o simplificaţie a ecuaţiei ţinându-se cont doar de rezistenţa termică a izolaţiei; atunci K devine:

, [W/m2∙K]

= suma rezisteţelor termice a diferitelor straturi de materiale ce compun pereţii

Calcul k pentru pereţii exteriori 2 şi 3

Valorile caracteristicilor pereţilor

Nr. Strat 12

3 4 5Perete interior

Perete exterior

δ[m] 0,02 0,25 0,375 0,02 0,05 0,02

λ[Kcal/m∙h∙grd] 0,85 0,6 0,6 0,85 0,03 0,85

λ[Kcal/m∙h∙grd] 2,36∙10-4 1,6∙10-4 1,6∙10-4 2,36∙10-4 8,3∙10-6 2,36∙10-4

Tabel nr 2 În tabelul 2 sunt prezentate valorile grosimii şi coeficientului de conductibilitate termică a materialelor din care sunt realizati pereţii.

= ,[W/m2∙K]


PROIECT DE AN 17

Unde:

=0,03[m2∙K/W] conform Anexei 3

=0,06[m2∙K/W] conform Anexei 3

= 0,02m=0,037[W/ m2∙K] conductivitatea termică a polistirenului celular PEX, cal I, STAS 7461

Calcuk K pentru pereţii 1 şi 4

= ,[W/m2∙K]

Calcul K pentru plafon

=0,03

=0,06

=1,858[m2∙K/W]

Valorile caracteristice plafonului

Poz Denumire δ[m] λ[W/ m2∙K] [m2∙K/W]

1 Stratul de uzură 0,02 – 0,03 0,096 0,208

2 Placă de beton armat 0,02 – 0,03 0,142 0,140

3 Strat de tencuială 0,02 0,988 0,020

5 Strat de izolaţie 0,05 0,034 1,470

7 Stratul de tencuială 0,02 0,988 0,020

Tabel nr 3 Secţiunea transversală prin plafon este prezentată in Anexa 2

,[W/m2∙K]


PROIECT DE AN 18

Calcul K pentru pardoseală

pardoseala se compune din mai multe straturi prezentate în tabelul următor.

Structura pardoselii şi rezistemţele termice ale straturilor

Poz Denumirea δ[m] λ[Kcal/m∙s∙K] [m2∙K/W]

1 Stratul de uzură 0,02 – 0,03 1,7∙10-4 0,028

2 Placa de beton armat 0,06 – 0,08 2,5∙10-4 0,057

3 Stratul de izolaţie 0,05 9,7∙10-6 1,231

6 Plasă de beton 0,05 – 0,08 3,4∙10-4 0,034

7Placă de beton cu rezistenţă

electrică0,05 3,4∙10-4 0,034

8 Stratul de balast 0,2 – 0,4 2,63∙10-4 0,181

9 Stratul de pământ 0,5 1,9∙10-4 0,632

Tabel nr 4 Secţiunea transversală prin pardosea este prezentată în Anexa 2 În această situaţie coeficientul K pentru pardoseală va fi:

,[W/m2∙K]

În care:

=0 pentru că pardoseala este realizată pe pământ, conventia prin care miscarea aerului este nulă

=0,06[m2∙K/W]

=2,197[m2∙K/W]


PROIECT DE AN 19

2.5.3. Tipul de uşă şi izolarea ei

Uşile utilizate penru a putea intra în depozitul frigorific trebuie să fie izolate cu cel puţin 50mm de poliuretan şi să fie suficient de late pentru a permite utilizarea electrostivuitoarelor. Uşile ce nu se etanşează adecvat sau nu operează eficient vor pierde energie costisitoare, vor reduce productivitatea şi vor genera chieltuieli înalte de întreţinere. Manşoanele uşilor trebuie să etanşeze bine pentru a reduce infiltrarea aerului cald.

Este esenţial ca uşa să se poată deschide şi din interiorul depozitului pentru a asigura faptul că oamenii nu vor fi blocaţi în depozit.

Se recomandă atârnarea perdelelor de vinil în formă de panglici în interiorul deschizăturii uşi pentru a minimiza şi mai mult intrarea aerului cald cât timp uşa este deschisă. Panglicile se despart suficient pentru a permite trecerea unei persoane sau a unui electrostivuitor. Restul panglicilor rămâne închis, iar cele despărţite revin imediat la locul lor, asigurând pierderi minime a aerului rece.


PROIECT DE AN 20

3. Memoriu justificativ de calcul

3.1. Necesarul de frig

Qt = Qp + Qrb + Qa + Qu + Qil + Qel +Qiz + Qalt + Qeroare

3.1.1. Sarcina termică tehnologică de la produs

Aceasta este sursa principală de căldură şi depinde de temperatura internă a căpşunilor la iniţierea procesului de răcire ti= 17oC, iar tenperatura finală este tf= 0oC.

În care:m = 5t = 5000kg - reprezintă masa căpşunilorc = 3,8 [kJ/kg∙K] - este căldura specifică a căpşunilorΔt = (t1 – t2) = 290 – 273 = 17 [K] - diferenţa de temperatură86400 = 24 ore ∙ 3600 secunde

3.1.2. Sarcina termică dată de reacţiile biochimice

În care:m = 5t = 5000kg - reprezintă masa căpşunilor

= căldura degajată prin respiraţie de 1 kg căpşuni în 24 oreΔτ = nr de ore necesar coborârii temperaturii pe palierul de temperatură luat în calcul21600 = 6 ore ∙ 3600 secunde

= 15,1kJ/kg ∙ 24ore = 2,51 kJ/kg ∙ 6ore (pentru 17oC)= 2,9kJ/kg ∙ 24ore = 0,48 kJ/kg ∙ 6ore (pentru 17oC)

3.1.3. Sarcina termică dată de ambalaj

În care:Ga = masa ambalajului = 0,015kg/caserolă ∙ 20500 = 307,5kg20500 – numărul de caseroleca = 8,2∙ 10-3 [kJ/kg∙K] - este căldura specifică a polietilenei (caserola)Δt = (t1 – t2) = 290 – 273 = 17 [K] - diferenţa de temperatură21600 = 6 ore ∙ 3600 secunde


PROIECT DE AN 21

3.1.4. Sarcina termică produsă prin deschiderea uşii

În care:ηe= randamentul de etanşare a sistemului de protecţie a golului uşii ( perdea de vinil) =30% = 0,3Δt = (t1 – t2) = 290 – 273 = 17 [K] - diferenţa de temperaturăs = durata de deschidere a uşii în secunde şi durata de încărcare a depozituluis = 3∙60+3∙3600= 11160[s]γi, γe= greutatea specifică a aerului interior şi exterior (kg/m3)Su = sectiunea golului uşii = l∙hu = 3∙3 = 9m2

hu = înălţimea golului uşii = 3mie, ii =entalpiile specifice ale aerului interioar şi exterior [kcal/kg]

kg/m3

B = 1atmT = 0+273=273Kxs=0,0039 kgf/kgf aer uscat la 273K

kg/m3

B = 1atmT = 17+273=290Kxs=0,001519 kgf/kgf aer uscat la 273K

i = 0,24∙t+xs∙(600+0,45∙t)[kcal/kg]ii = 0,24∙0+0,0039∙(600+0,45∙0) = 2,34 [kcal/kg]ie = 0,24∙17+0,001519∙(600+0,45∙17) = 13,31 [kcal/kg]

3.1.5. Sarcina termică produă de corpurile de iluminat

Toate depozitele de refrigerare trebuie dotate cu sisteme de iluminat (reci). Se folosesc lămpi fluorescente cu grad de protecţie IP68 şi o putere între 80 – 400W


PROIECT DE AN 22

Unde:n = 6 ,nr de lămpiP = 80 W ,putere lămpiτil = 6 ore ,timpul de iluminat

3.1.6. Sarcina termică produsă de electrostivuitor

Unde:n = 1 ,nr de electrostivuitoarePm = 30kW ,puterea motorului electric τel = 2 ore ,timpul de funcţionare a electrostivuitorului

3.1.7. Sarcina termică produsă de izolaţie

Qiz = K∙S∙Δt, [kW]

S – suprafaţa medie a peretelui considerat [m2]Δt – diferenţa de temperatură între partea inferioară şi exterioară a peretelui [K]K – coeficient global de schimb termic al peretelui [W/m2∙K]

Deoarece temperatura pentru fiecare element al învelişului poate diferi, se calculează perete cu perete, adică pentru cei patru pereţi, apoi plafonul şi pardoseala Consider că temperatura din exterior este de 17oC

- pentru peretele interior 4 (în incintă 19oC)

Qiz1 = K∙S∙Δt = 0,72∙91,7∙19 = 1254,4[W] = 1,25[kW]

K = 0,72S = l ∙ h = 26,2 ∙ 3,5 = 91,7 m2

Δt = 292 - 273 = 19

- pentru peretele interior 1

Qiz2 = K∙S∙Δt = 0,72∙16,8∙19 = 229,8[W] = 0,23[kW]

K = 0,72S = l ∙ h = 4,8 ∙ 3,5 = 16,8 m2

Δt = 292 - 273 = 19


PROIECT DE AN 23

- pentru peretele exterior 3

Qiz3 = K∙S∙Δt = 1,58∙16,8∙17 = 451,2[W] = 0,45[kW]

K = 1,58S = l ∙ h = 4,8 ∙ 3,5 = 16,8 m2

Δt = 290 - 273 = 17

- pentru peretele exterior 2

Qiz4 = K∙S∙Δt = 1,58∙91,7∙17 = 2463[W] = 2,46[kW]

K = 1,58S = l ∙ h = 26,2 ∙ 3,5 = 91,7 m2

Δt = 290 - 273 = 17

- pentru plafon

Qiz5 = K∙S∙Δt = 0,51∙125,6∙17 = 1088,9[W] = 1,08[kW]

K = 0,51S = l ∙ h = 26,2 ∙ 4,8 = 125,6 m2

Δt = 290 - 273 = 17

- pentru pardoseala

Qiz6 = K∙S∙Δt = 0,44∙125,6∙10 = 552,64[W] = 0,55[kW]

K = 0,44S = l ∙ h = 26,2 ∙ 4,8 = 125,6 m2

Δt = 283 - 273 = 17

Qiz = Qiz1 + Qiz2 + Qiz3 + Qiz4 + Qiz5 + Qiz6 = 6,02[kW]

Qeroare = 7% (Qtotal) =0,07∙17,91=1,25

Qaltele = 0,7kW, reprezentând căldura degjată de personalul muncitor care îşi desfăşoară activitatea

Qt1 = 3,74+4,15+0,002+0,683+0,12+2,5+6,02+0,7 = 17,91[kW]

3.2. Sarcina termică totală

Qt =17,91+1,25 = 19,16[kW]


PROIECT DE AN 24

3.3 Alegerea instalaţiei frigorifice

Tipul de instalaţie din cadrul instalaţiilor frigorifice cu comprimare mecanică de vapori este:

o Instalaţia într-o treaptă cu subrăcitor de tip recuperativ Instalaţia cu treptă de comprimare se utilizează pentru temperaturi de vaporizare nu prea scăzute (minimum – 25oC). În industria alimentară, asemenea instalaţii asigură refrigerarea şi păstrarea produselor alimentare. Cele mai multe instalaţii frigorifice din industria alimentară din ţara noastră utilizează freon R22 ca agent frigorific. În afara celor două aparate principale vaporizatorul V şi condensatorul K, instalaţia mai cuprinde un aparat de schimbat căldură, subrăcitorul de tip recuperativ răcit cu apă. Schema şi ciclul teoretic ale instalaţiei frigorifice într-o treaptă cu freon R22, se găseşte în Anexa 6

o Principiul de funcţionare ale instalaţiei frigorifice: În vaporizatorul V se produce vaporizarea la presiunea Po şi la temperatura to. Vaporii cu starea 1 sunt aspiraţi de compresorul C în care se realizează comprimarea teoretică la entropie constantă (s =ct) 1-2. În condensatorul K se asigură o transformare la presiune constantă (pk=ct) formată din răcirea 2-2 urmată de condensarea 2-3. În subrăcitorul Sr se realizează o subrăcire a lichidului până aproape de temperatura apei de la răcire tai

Subrăcirea 3-4 conduce la cresterea puterii frigorifice specifice (qo= h1- h5) la reducerea consumului de energie pentru comprimare, la reducerea debitului volumic de agent aspirat şi la reducerea debitului de apă de răcire. În ventilul de laminare VL se asigură micşorarea presiunii de la pk la po

Schema instalaţiei frigorifice se găseşte în Anexa 4

3.3.1. Calculul ciclului teoretic de funcţionare a instalaţiei frigorifice

Pentru calcululciclului teoretic este necesară precizarea temperaturilor de vaporizare to, de subrăcire tse şi de supraâncălzire tsi care definesc regimul interior de funcţionare a instalaţiei

Pentru calculul compresoarelor şi a celorlalte aparate ale instalaţiei este necesar să se cunoască puterea frigorifică Qo

Qo = 19,16kW

Pentru depozit:

temperatura mediului răcit th = 2oC temperatura de condensare tk = ? temperatura de refrigerare tr = 4oCto = tr –Δtv= 4o- 0o=4o

tam = 0,5∙ Δtak+ tai ,temperatura medie a aeruluiΔtak=5oC ,încălzirea aerului la trecerea prin condensatortai – temperatura aerului la intrare în condensatortam – 0,5∙5+17=20oC


PROIECT DE AN 25

Presupunem că diferenţa medie de temperatură din condensator este Δtkm=7,5oC==> tk = tam + Δtkm= 20+7,5= 27,5oC

Supraîncălzirea vaporilor în subrăcitorul tsi , este impusă prin starea 1 t1 = 15oC Conform valorilor temperaturilor caculate din Manualul Inginerului de Industrie Alimentară vol 1, tabelul 25h, pag 1161 se iau entalpiile :

to =4oC i1=404,73tk =27,5oC i2=433,36tr =3oC i3=412,73tV =0oC i4=400tkm =7,5oC i1

’=408,89tai =17oC i2

’=420,38tak = 5oC i3

’=405,92V1

’=0,7871∙103 = 787,1

1) Capacitatea friforifică masică este cantitatea de căldură preluată la vaporizator de către 1kg agent frigorific

qo= i1- i4=404,73-400=4,73[kJ/kg]

2) Capacitatea frigorifică volumetrică este cantitatea de căldură raportată la volumul specific al vaporilor la aspiraţia din compresor

[kJ/m3 ]

3) Lucrul mecanic este lucrul mecanic consumat pentru comprimarea 1 kg de vapori la trecerea dintr-o stare în alta

lc = i2- i1’ =433,36 - 408,89 = 24,47[kJ/kg]

4) Capacitatea de condensare masică este cantitatea de căldură cedată de 1kg agent frigorific către mediul de răcire al condensatorului

qk = i2- i3 =433,36 – 412,73 = 20,63[kJ/kg]

5) Capacitatea de supraîncălzire masică qsi[kJ/kg sau kcal/kg], este cantitatea de căldură cedată de 1kg de vapori supraîncălziţi către mediul de răcire pentru a ajunge la starea de saturaţie

qsi = i2- i2’ =433,36 – 420,38 = 12,98[kJ/kg]

6) Capacitatea de subrăcire masică qsr[kJ/kg sau kcal/kg], este cantitatea de căldură acceptată de 1kg agent frigorific

qsr = i3- i3’ =412,73 – 405,92 = 6,91[kJ/kg]


PROIECT DE AN 26

7) Capacitatea frigorifică unitară k, reprezintă raportul dintre puterea frigorifică şi puterea indicată. K=Qo/Pt si este numeric egală, în SIM, cu eficienta frigorifică

Pt= Δm∙lc

8) Economicitatea ciclului teoretic este exprimată de eficienţa εf care reflectă ce efect frigorific se obţine prin consumul de energie la comprimarea vaporilor

Pc =m∙lc=0,1312 ∙ 24,47 = 3,21 [kW]Schiţa ciclului teoretic se află la Aexa 5

3.3.2. Alegerea compresorului

Compresorul reprezintă conponena principală şi cea mai complexă a unui sistem frigorific cu comprimare mecanică de vapori. Rolul compresorului este de a aspira vaporii de agent frigorific din vaporizator şi de ai comprima şi refula la presiunea ridicată din condensator. Ca urmare procesul din compresor creează condiţiile pentru transferul căldurii de la agentul frigorific la mediul ambient şi circulaţia acestuia în sistem.

Fluxul termic φk cedat mediului ambient (sarcina termică a condensatorului) este compusă din fluxul termic φo absorbit de la sursa rece (puterea frigorifică a maşinii) şi puterea mecanică P consumată de compresor, adică: Qk = Qo + P

După capacitatea frigorifică nominală(STAS 6988/2-89) compresoarele se împart în mici (φ ≤12kW),

medii(φ =12 - 120kW) si mari (φ >12kW). După numărul treptelor de comprimare se împart în compresoare cu o treaptă şi cu mai multe trepte

Tipul de compresor ales după capacitatea frigorifică este “compresorul semiermetic (MCS – 6,3 – Tehnofrig – Cluj-Napoca)”Compresorul are următoarele componente:

1. cutie corne2. filtru aspiraţie3. robinet aspirator4. corp5. motor electric6. piston7. plăci supape8. bielă9. arbore cu excentric


PROIECT DE AN 27

Schiţa compresorului semiermetic se găseşte la Anexa 6

Caracteristicile compresorului semiermetic MCS – 6,3

TipulCaracteristica MCS – 6,3

Diametrul cilindrilor (mm) 40Cursa pistonului (mm) 30Număr de cilindrii 2Turaţia motocompresorului, rotaţii /minut 1500Debit volumetric, teoretic (geometric) (m3/h) 6,56Putere electromotor,(kW) 0,75Tensiune electrică de alimentare (V) 380

Răcirea cilindrilorVapori reci

de agentMasă netă (kg) 48Puterea frigorifică (kW, kcal/h)(-15/+45/+20/+40oC) 1,960Temperatura minimă de vaporizare (oC) -40

Tabelul nr 5

3.3.3. Alegerea vaporizatorului

Qo=19,16[kW]

to – temperatura de vaporizare 0oCtk – temperatura de condensare 27,5oCti – temperatura aerului la intrarea în vaporizator 17oCte – temperatura aerului la ieşirea din vaporizator 0oCtm – temperatura medie a aeruluiΔ tm = tm – to diferenţa de temperatură medie

oC

Δ tm = tm – to = 8,5 oC

S =

K - [20 – 26] şi se măsoară [W/m2∙K] - coeficient global de schimb de căldură recomandat pentru vaporizarea răcitoare de aer cu ţevi netede cu aripioare prin care circulă freon

S = 0,1127[kW∙ m2/W] = 1000[W∙m2/W ]∙ 0,1127 = 112,7m2


PROIECT DE AN 28

Alegem 2 vaporizatoare de tip multitubular orizontal, TVM – 63 de la Tehnofrig Cluj Napocacarecteristica

tipulSupraf

aţam2

Nr total ţevi

Nr. treceri

Diametru virolei (mm)

Dimensiuni teviDimensiuni de gabarit Greutate

(kg)Diametru (mm)

Lumgime (mm)

L h

TVM - 63 63 190 6 508 19 3000 3195 725 709

Tabel nr 6

La vaporizatoarele multitubulare orizontale pentru freon, deoarece uleiul nu mai poate fi colectat la partea inferioară a aparatului din cauza miscibilităţii diferite a acestuia cu freonii şi datorită pericolului colectării unei pelicule de ulei la suprafaţa lichidului(pentru freonul R22), se preferă circulaţia agentului la interiorul ţevilor. În acest fel se obţin viteze mai mari de curgere a vaporilor suficiente pentru antrenarea uleiului către compresor. Lichidul răcit circulă în spaţiul dintre ţevi, prevăzut cu şicane pentru realizarea unor viteze de 1…2m/s. Există variante constructive în care freonul lichid este recirculat prin pompe şi stropit peste ţevile prin care circulă saramură. Uneori vaporizatorul este prevăzut cu un schimbător de căldură suprapus în care se face un transfer de căldură intern lichid – vapor.

3.3.4. Alegerea umidificatorului

Penru a menţine această umiditate şi în timpul depozitării se aleg două instalaţii de umidificare a aerului, montate pe pereţi diferiţi. Se instalează uşor şi se conectează la un furtun de apă şi la prize electrice simple şi nu necesită o pompă cu presiune înaltă sau conductă de pompare a aerului. Instalaţia se umple automat şi este echipată cu un sistem de control al debitului apei. Higrostatul poate fi conectat la un sistem de control al duratei ciclului pentru reglarea precisă a umidităţii atmosferice. Două astfel de instalaţii capabile să ofere 0 – 7 l apă pe oră fiecare va fi suficient pentru camera frigorifică ce are 350 m3.


PROIECT DE AN 29

3.4. Calculul eficienţei economice

3.4.1. Costuri fixe

Costul de achiziţionare teren CA = 0 deoarece teren exista 40 ari

Costul cultură40 ari – 4000euro

Costul cu firma constructoare a depozitului40000 euro

Proiecte apă, electricitate, gaz, canalizare2000 euro

Costul instalaţiilor din depozit Compresor – 500 euroVaporizator – 2x300 euro =600 euroUmidificatoare – 2x100 euro = 200 euroAnsamblare instalaţie + alte cheltuieli cu instalaţia – 2000 euroEuropaleţi – 60x2euro = 120 euroElectrostivuitor (second hand) – 1000 euro

CF = 50420euro

3.4.2. Costuri varibile

Salarii - pentru recoltare 10 muncitori – 10 Ron /zi = 2000 Ron/lună- pentru depozit 3 muncitori = 1500 Ron/lună

Cheltuieli cu plata facturilor - apă – 1000 Ron/lună- electricitate – 1500 Ron/lună- gaz – 500Ron/lună


PROIECT DE AN 30

Întreţinere şi verificare instalaţii – 300 Ron /lună

Alte cheltuieli lunare – 1500 Ron /lună

CV = 7250 Ron /lună = 2170 euro /lunăPentru 5 luni = 12000 euro

Total costuri CF + CV = 50420 + 12000 = 62420euro

3.4.3. Venituri din vânzare căpşuni

În luna iunie 1 kg – 1,25 euro 5000kg – 6250 euro

În lunile iulie şi august 1kg – 2 euro 5000kg – 10000 euro 5000kg – 10000 euro

În lunile septembrie şi octombrie 250 g - 2 euro 5000kg - 41000 euro 5000kg - 41000 euro

Total venit pentru 5 luni V = 108250 euro3.4.4. Calcul profit

V – Ch = PbrutPbrut = 45830 euroImp = 0,16 ∙ Pbrut = 7332 euro Pnet = Pbrut – Imp = 38498 euro


PROIECT DE AN 31

Bibliografie

1. Mircea Munten, Adrian Molnar, Alexandru Naghiu, Aplicaţii şi îndrumător de proiect

la tehnica frigului şi climatizare în industri alimentară, Ed. Academic Pres, 2003

2. Alexandru Naghiu, Tehnica frigului şi climatizare în industria alimentară, Ed. Risoprint,

2002

3. Prof. dr.ing. Constantin Banu, Manualul inginerului de industrie alimentară, vol I, Ed.

Tehnică, 1998

4. Petru Niculiţă, Îndrumătorul specialiştilor frigotehnişti din industria alimentară, Ed.

Tehnică, 1991

5. Gheorghe Marca, Tehnologia produselor horticole, Ed. Risoprint, 2000

6. David Picha, Ghid pentru condiţionarea post-recoltare a fructelor de căpşuni, 2006

7. Steţca G., Macovescu C. S., Igiena depozitării produselor alimentare de origine animală

şi sisteme frigorifice, Ed. Risoprint, 2006

8. Porneală S., Porneală D., Instalaţii frigorifice şi climatizări în industria alimentară, Ed.

Alna, 1997

9. WWW.CAPSUNI.RO

10. WWW.SALVIVIVAI.IT

11. WWW.ECOFRUCT.COM

Anexa 1

http://WWW.ECOFRUCT.COM/

http://WWW.SALVIVIVAI.IT/

http://WWW.CAPSUNI.RO/

Rampă descărcare

Anexa 3

Rec

epţi

e că

pşun

i

Cameră compresorVestiar + grup sanitar

Depozit

Rezistenţa termică de convecţie 1/αi şi 1/αe în [m2∙kW] şi pereţii camerelor frigorifice

Partea exterioare a peretelui 1/αe

Partea interioara a peretelui 1/αi

Perete în contact cu aerul exterior

0,03Cameră cu ventilaţie

mecanică0,06

Perete în contact cu aer local

0,12Cameră cu ventilaţie

manuală0,12

Anexa 4

Anexa 6

Compresor semiermetic cu piston

Anexa 7

proiect capsuni

Documents

Transcript of proiect capsuni