Diseño, construcción y montaje de un equipo frigorífico con capacidad máxima de 2000 sorbetes/hora

Abstract

El presente trabajo responde a un proyecto ya ejecutado y puesto en funcionamiento, que pretende presentar la secuencia lógica y ordenada de un conjunto de pasos para el desarrollo del diseño, construcción y montaje de un equipo frigorífico usado en la fabricación industrial de helados denominados sorbetes (2000 unidades por hora), el cual se dividirá en los siguientes capítulos: En el capítulo I, se indica el propósito del proyecto, su objetivo, alcances, limitaciones y el método de desarrollo del proyecto. Está referido a aspectos iniciales y definiciones acerca del escenario técnico, que consiste en la descripción general de la planta donde se instalará el equipo frigorífico del cuál trata el presente trabajo, completando: con un layout de la disposición y ubicación de los equipos, un diagrama de flujo y un esquema que indica la secuencia del proceso de producción. En el capítulo II, se expone las consideraciones y procedimientos a tomar en cuenta para el diseño del equipo frigorífico, se inicia indicando la composición y propiedades del producto a congelar, luego se describe los aspectos técnicos acerca del principio de funcionamiento del equipo productor de sorbetes y demás componentes que intervienen en el proceso de producción, seguidamente se describe los parámetros generales que establece la estructura teórica de funcionamiento de la máquina, indicando: el balance térmico en el equipo frigorífico, el tiempo de congelamiento, características de la salmuera, sistema de agitación y circulación de la salmuera. En el capítulo III, en el dimensionamiento se muestra los criterios tenidos en cuenta para establecer las dimensiones finales del tanque de congelamiento, disposición del evaporador dentro del tanque, emplazamiento de los moldes, sistema de agitación, y dimensionamiento de las líneas de presión, líquido y succión, considerando ábacos y tablas de utilización práctica en sistemas de frío. En el capítulo IV, se detalla el diseño del equipo frigorífico, que viene a ser la ingeniería del proyecto, primero se establece la estructura teórica de la producción del frío, orientado: dimensionamiento de la máquina, selección del fluido frigorígeno (refrigerantes ecológicos) y fluido caloportador (salmuera). Luego se propone un método de cálculo sencillo, pero técnicamente eficiente basado en las características del producto a congelar y la teoría de transferencia de calor (carga térmica), que nos va a permitir construir y seleccionar óptimamente todos los componentes del sistema de refrigeración (desde el punto de vista económico y operacional) con un ahorro de energía. Finalmente se detalla el cálculo de los elementos estructurales del tanque de congelamiento, aquel nos permite estimar los espesores de planchas y perfiles a utilizar; estos cálculos, que están hechos conservadoramente, van a representar el eje sobre el cual se va a montar los demás componentes del sistema, la salmuera y los moldes de productos a elaborar. En el capítulo V, se aborda la evaluación económica detallando la estructura de costos de materiales de fabricación, equipos y componentes, fabricación, instalación, montaje, pruebas y puesta en marcha, los cuales en cada aspecto se desarrollan independientemente, con lo que, esta propuesta servirá como ayuda referencial para proyectos similares, según las alternativas de inversión y así alcanzar la rentabilidad esperada Evidentemente esta no es una única solución, los costos de cualquier proyecto están en función de la capacidad de inversión y los plazos de amortización que se puedan conseguir. Así mismo el proyecto está diseñado para que cualquiera que quiera ejecutarlo pueda seguir los pasos propuestos independientemente de las unidades que quiera producir, puesto que los cálculos y dimensionamiento tienen como punto de partida la cantidad de unidades a producir. Al final damos las conclusiones y recomendaciones del caso con las cuales quedan resueltas las dudas que en principio podría existir al incursionar en este ininteresante campo de producción. Se muestra el calendario de fabricación y montaje de la máquina como referencia para el ajuste económico y el cumplimiento del proyecto. Los cálculos efectuados en la presente tesis han sido elaborados tomando en cuenta el Sistema Internacional de Unidades SI y el Sistema Legal de Unidades de Medida del Perú (SLUMP) Ley N° 23560