Cálculo y diseño del circuito de refrigeración de un liofilizador industrial

Abstract

El objetivo del presente proyecto de final de carrera es realizar el estudio del sistema de refrigeración de una máquina liofilizadora y desarrollar un programa de cálculo propio para la selección de los componentes independientemente del fabricante.

El estudio empieza explicando las características que un cliente farmacéutico busca cuando compra un liofilizador y que definen a rasgos generales la máquina.

A lo largo del segundo bloque se demuestra porqué un circuito con doble etapa de compresión es el ciclo termodinámico más adecuado. También se selecciona el refrigerante idóneo para la aplicación.

En el tercer apartado se traducen los requerimientos iniciales del cliente en cantidad de calor que debe extraer el circuito de refrigeración y a las temperaturas que debe trabajar. Se desarrolla un programa de cálculo propio que implementa el ciclo seleccionado anteriormente. El código se adjunta en los anexos.

En el cuarto bloque se seleccionan los componentes principales del circuito frigorífico realizando un análisis crítico de cada uno permitiendo desarrollar la metodología más adecuada para el dimensionamiento de los mismos. Se ha profundizado en temas normalmente evitados como es el dimensionamiento de las tuberías para un correcto retorno de aceite. Se desarrolla un procedimiento de selección independiente de fabricantes y automatizado.

En el último bloque se introduce brevemente el entorno normativo de un sistema de refrigeración y se realizan los principales cálculos para demostrar que el sistema es seguro y que cumple con la normativa vigente. También se realiza un estudio de impacto ambiental y económico.

En conclusión, este proyecto permite el cálculo de nuevos sistemas de refrigeración de manera flexible y facilita incorporar nuevos fabricantes de componentes frigoríficos para optimizar cada liofilizador a las necesidades específicas del cliente.