5.1 CONTROL DE LA OPERACIÓN DE SECADO

Se ha ensayado un sistema de control compuesto por tres lazos cenados de control y un

indicador de humedad del orujo a la salida, descritos en el apanado 2.3.6. Estos lazos son independientes y en su funcionamiento no requieren información de ningún otro. Se ha seleccionado un sistema de control de este tipo fruto del compromiso entre los factores económicos y de calidad del orujo seco producido desde el punto de vista de las utilidades posteriores (extracción de aceite

de orujo, compostaje, etc).

El sistema de control del secadero propuesto se compone de tres lazos de control: 1. Control del caudal del fluido de entrada.

2. Control de la temperatura del aire de entrada. 3. Control de la alimentación dc sólido al lecho. 4. Indicador de la humedad del orujo a la salida.

5.- Extensiones y aplicacionesal diseño industrial

Control del caudal del aire de entrada: El caudal de aire de entrada esta controlado

mediante un controlador de flujo másico, la acción de control que lleva asociado este

controlador es de tipo Proporcional-Integral-Diferencial (PID), descrito en el apartado 2.3.6.

Cuando se comienza el experimento, como se ha comentado en apartados anteriores, se fija el caudal de entrada de aire que se desea mantener constante a lo largo de toda la operación de secado. Este lazo de control verifica todas las características fluidodinámicas relacionadas con el caudal de aire frío, tales como la calidad de fluidización, el transporte del sólido a través del secadero, etc.

Control de la temperatura del aire de entrada La temperatura del aire de entrada es controlada mediante un controlador basado en una acción de control PID. Como se ha comentado anteriormente, el caudal de aire proporcionado por el compresor a una presión de 4 kg/cm2 es calentado convectivamente mediante una resistencia eléctrica a una

temperatura inicial de entre 60 y 160 0C.

Al comienzo de cada experimento se establece la temperatura de entrada como punto de consigna. Por medio deuna resistencia eléctrica, donde la acción de control es la intensidad eléctrica de la misma, se calienta el aire hasta alcanzar la temperatura adecuada. A lo largo

del experimento dicha temperatura de entrada debe mantenerse constante en un intervalo

estrecho, factor importante para el desarrollo de la operación de secado, puesto que éste es el aporte energético al equipo.

Control de la alimentación de sólido al lecho fluidizado: El control de la temperatura

dentro del lecho fluidizado se lleva a cabo por medio de termopares tipo K, descritos

anteriormente, distribuidos a lo largo del lecho fluidizado que miden la temperatura en el

interior del mismo y un controlador cuya acción de control es todo-nada.

El control de la operación de secado se basa fundamentalmente en el control de la temperatura del lecho fluidizado. Cuando el orujo presecado en el lecho móvil es

alimentado al lecho fluidizado la temperatura dentro del lecho desciende a valores semejantes a la temperatura de bulbo húmedo. Cuando la temperatura del lecho asciende a valores superiores al valor de la temperatura de consigna se activa tanto la alimentación de orujo presecado del lecho móvil al lecho fluidizado como la descarga de orujo seco del

5.- Extensiones y aplicaciones al diseño industnal

lecho fluidizado. En el comienzo de la operación de secado se fija la temperatura de consigna en el interior del lecho fluidizado siendo éste un valor que depende del experimento, teniendo en cuenta los valores optimizados anteriormente seria de 1250C.

Indicador de humedad: Durante todo el proceso de secado es adecuado conocer la humedad del orujo seco a la salida de la instalación para poder comprobar y verificar en línea el funcionamiento del secadero. Por ello se ha dispuesto de un indicador que muestra la humedad del sólido a la salida del lecho fluidizado, apartado 2.3.6. Esta medida de la humedad no lleva implícita ninguna acción de control, aunque si complementa la información requerida de la operación de secado.

Dado que la operación de secado se lleva a cabo en modo continuo, el proceso de carga y descarga del sólido del secadero se desarrolla siempre por pulsos, realizando alimentaciones de sólido presecado y descarga de sólido seco teniendo en cuenta siempre que es necesario mantener dentro del lecho fluidizado sólido necesario para realizar la operación de secado adecuadamente.

La operación de secado está fundamentalmente controlada por medio de la temperatura del lecho. Como ya se ha tratado, el control se realiza a través de la temperatura del lecho fluidizado, verificándose posteriormente la humedad del orujo seco a la salida del secadero. Los otros dos lazos de control, correspondientes al control del caudal de aire y la temperatura de entrada del aire, complementan el control manteniendo las condiciones fluidodinámicas del sólido y el aporte energético de la operación de secado, respectivamente.

En la Figura 5.1, se muestra una curva de secado (@) y los porcentajes de acción de control para mantener el punto de consigna de temperatura del lecho fluidizado (A) y del caudal del aire de entrada (U). Como se puede observar los primeros 30 minutos corresponden a una puesta en

marcha del secadero.

Se ha realizado un experimento para comprobar la eficacia del sistema de control propuesto. La temperatura de consigna del aire de entrada del lecho fluidizado ha sido de 1600C y el valor de consigna para el lazo que controla el caudal del aire es de 4.5 LIs. Ambos valores conducen a una temperatura inicial del lecho (cuando no se ha alimentado orujo húmedo) de 1250C.

El desarrollo del experimento es como sigue: Se parte de un sólido lleno de sólido seco y se espera a la estabilidad del caudal y la temperatura del aire a la entrada.Alcanzado un estado

S.L 5.- Extensiones y aplicaciones al diseño industrial

El sensor de humedad indica la humedad del sólido a la salida del secadero Debido al volumen del sensor (3.4’T l0-~ m3) y a que debe estar completamente lleno de sólido para realizar una medida precisa, se produce un retraso de aproximadamente 30 minutos, con lo que dicho sensor de medida no es adecuado para realizar el control del secadero, por ello se ha utilizado únicamente como mdicador de la humedad del sólido para realizar un control de la calidad del orujo seco.

No cabe duda que tanto el sistema de control puede ser mucho más sofisticado que el empleado (Adaptivos-Predictivos, etc), como las conexiones entre los lazos de control (Sistemas de control distribuido). Pero, como ya se ha mencionado en este apanado, el sistema de control utilizado en la operación de secado es económico y desde un punto de vista técnico muy básico y lo más importante, es adecuado desde el punto de vista del acondicionamiento del orujo con vistas a las utilidades posteriores.

5.- Extensiones y aplicaciones al diseño industrial