INTRODUCCIÓN TEÓRICA:
· Explicar los conceptos de conservación de alimentos en frío y la importancia de la optimización de recursos.
· Introducir los conceptos clave: carga térmica, calor específico, difusividad térmica, potencia de refrigeración, entalpía y COP.
DATOS:
Alimento: Pescado
Masa del Alimento: 40 kg
Temperatura Inicial: 20°C
Temperatura Final: -18°C
Calor Específico del Pescado (antes de congelación): 3.1 kJ/kg·K
Calor Específico del Pescado (congelado): 1.8 kJ/kg·K
Densidad del Pescado 1050 kg/m³
Conductividad Térmica del Pescado: 0.6 W/m·K
Calor Latente de Congelación: 250 kJ/kg
Tiempo de Enfriamiento Total: 4 horas (14400 segundos)
1. Cálculo de Carga Térmica (Q)
donde:
- m = Masa
- c = calor específico
- Δ T = diferencia de temperaturas
- Lf = calor latente de congelación
- c cong= calor especifico
- Δ T cong = Enfriamiento final
2. Cálculo de Difusividad Térmica α
3. Cálculo de la Potencia Necesaria para el Sistema de Refrigeración (P)
4. Cálculo de Tiempo de Congelación
Para calcular el tiempo de congelación, se puede utilizar la ecuación de Plank:
Nota: En la práctica, la fórmula de Plank requiere la geometría del producto y más datos detallados. Asumiremos un A = 1 m² para simplificación.
5. Cálculo de la Potencia Necesaria para un Sistema de Refrigeración con Diferentes COP de 0,5; 1; 2
6. Discusión y Optimización
- Análisis de Resultados: Analizar los resultados obtenidos y discutir cómo podrían optimizar el proceso de enfriamiento y congelación, considerando factores como la eficiencia energética y el uso de materiales aislantes.
- Mejora de Recursos: Evaluar opciones para mejorar la eficiencia energética, como el uso de sistemas de refrigeración con mayor COP.