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MODELADO Y SIMULACIÓN DINÁMICA DE UNA COLUMNA DE DESTILACIÓN DE ETANOL DE LA INDUSTRIA AZUCARERA.
Rueda Ferreiro, Almudena. Centro de Tecnología Azucarera. Universidad de Valladolid. C/ Real de Burgos. Edificio Alfonso VIII. Planta baja s/n. 47011. Valladolid. España. Teléfono: 983 42 35 63. FAX: 983 42 36 16. almudena@cta.uva.es

Resumen
En este artículo se ha desarrollado el modelado ysimulación del comportamiento dinámico de una columna de destilación, tanto la respuesta en estado estacionario como su comportamiento ante cambios en variables de entrada y perturbaciones, mediante el tratamiento de modelos físico-matemáticos. Como lenguaje de simulación se ha empleado EcosimPro y se ha tomado como objeto de trabajo una columna de destilación de etanol de la industria azucarera.Palabras Clave: Simulación, EcosimPro, modelado de sistemas orientado a objetos, operación de destilación, equilibrio líquido-vapor. 1 INTRODUCCIÓN

La mayor parte de las torres de destilación operan con alimentación multicomponente y en la mayor parte de los casos no se pueden aplicar aproximaciones de mezclas binarias de manera que la resolución de los balances resulta más compleja y se handesarrollado métodos simplificados. El cálculo riguroso sólo es posible mediante programas de simulación capaces de resolver de forma numérica sistemas de ecuaciones diferenciales. La simulación de operaciones permite además estudiar el comportamiento dinámico desde el momento del arranque de la planta hasta que el estado estacionario es alcanzado. El análisis y simulación de procesos por ordenadorpresenta una serie de ventajas entre las que destacan: § La posibilidad de analizar el comportamiento de los procesos reales imponiendo unas condiciones de operación que en campo serían imposibles de llevar a cabo por motivos económicos o de seguridad. El estudio de procesos existentes de manera más profunda y rápida ante cualquier variación de cualquiera de las variables de entrada y perturbaciones.La capacidad de comparar distintas alternativas sin modificar la planta real y, en función de los resultados obtenidos, tomar una decisión. HIPÓTESIS SOBRE EL MODELO

El objetivo de este trabajo es mostrar las ventajas que aporta un lenguaje de programación orientado a objetos, como EcosimPro, a la hora de modelar y simular procesos fisico-químicos como la destilación. Comenzaremos con unaintroducción sobre los procesos de destilación y las ventajas de poder simular estas operaciones. La destilación es probablemente una de las operaciones más ampliamente empleada en la industria química, bien para separar distintos componentes de una corriente, o en la purificación de productos intermedios o finales. Su aplicación va desde la destilación de alcohol hasta el fraccionamiento del petróleo.La dificultad de la destilación depende de la volatilidad relativa de los componentes, por lo cual, las mezclas con puntos de ebullición próximos son más difíciles de separar por destilación. Para llevar a cabo la operación de destilación o cualquier otra operación de separación, es necesario disponer de datos del equilibrio líquido-vapor o de correlaciones para poder estimarlos adecuadamente.§

§

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El modelo matemático desarrollado debe representar el comportamiento dinámico del proceso real. Debe llegarse a un compromiso entre la exactitud en el planteamiento del modelo y la similitud entre la respuesta del mismo y del proceso, en función de los medios disponibles para la resolución del modelo.

Las suposiciones realizadas son las siguientes: 1. 2. 3. 4. 5. Alimentaciónen un único plato. La alimentación entra como líquido saturado, aunque se contempla la posibilidad de una vaporización parcial o total de ésta. Se realiza una extracción lateral de alcohol neutro en el penúltimo plato. No hay pérdidas de calor, la columna es adiabática. El condensador es total, por lo que la composición del vapor que abandona la columna por cabeza será la misma que la de la...
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