Modelación de un estimador de set point de brix de alimentación de sacarosa en un tacho batch al vacío

Abstract

La tesis tiene como objetivo estimar el brix que debe tener la masa de un tacho batch durante su proceso de alimentación para asegurar la óptima cristalización de sacarosa, a partir de las variables obtenidas por la instrumentación instalada en el tacho batch y sin necesidad mayor del accionar humano. Con tal fin se identifican las variables y su correlación que permiten modelar el estimador de brix en cualquier instante del proceso de alimentación de sacarosa de la masa en el tacho batch. Se determinan asimismo las variables del modelo que necesitan acondicionarse según la caracterización propia de la masa cocida para que el brix estimado sea siempre el óptimo en cualquier otra mezcla, tacho o ingenio. En primer lugar se realiza el proceso de cristalización de la sacarosa presente en el jugo de caña concentrado, encontrando una serie de correlaciones entre las variables de la masa cocida que son monitoreadas a lo largo del proceso de cocimiento e identificando el punto en que interviene el accionar humano. A partir de estas correlaciones se elaboró un instrumento virtual para el cálculo de la pureza y el grado de sobresaturación de la masa cocida durante la etapa de alimentación. Con los valores encontrados, se modeló un estimador del brix necesario para lograr una óptima cristalización de sacarosa, el cual es ingresado como set point al lazo de control ya instalado en un tacho batch, reemplazando así el accionar humano. El trabajo concluye que se ha evidenciado en el análisis de resultados que el coeficiente de sobresaturación se mantiene dentro del rango de la zona metaestable a lo largo de toda la simulación y el brix sigue al set point con un error máximo de 0.05%, pudiéndose sostener que se ha logrado estimar exitosamente el brix necesario para mantener una correcta cristalización de sacarosa utilizando las variables obtenidas por los instrumentos instalados en el tacho batch al vacío del ingenio en cuestión; permitiendo así complementar la estrategia de control aplicada reemplazando al accionar humano y favoreciendo la repetitividad de resultados. Asimismo con los resultados de la simulación se pudo evidenciar que el sistema de control presente en el equipo estudiado se vuelve más autónomo al mantener la mezcla en el punto óptimo de sobresaturación sin la intervención del accionar humano, favoreciendo el correcto crecimiento de los cristales de sacarosa y logrando la repetitividad de resultados.