Control Automatico en La Industria Azucarera

Universidad de Costa Rica Facultad de Ingeniería Escuela de Ingeniería Eléctrica Departamento de Automática

IE – 431 Sistemas de Control MONOGRAFIA

Aplicaciones de los Sistemas de Control en la Industria del Azúcar

GRUPO:

10 Marta Garro

INTEGRANTES: José Pablo Meza Christopher Jenkins

PERIODO:

II Semestre de 2005

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TABLA DE CONTENIDO

RESUMEN RESUMEN .......................... ........................................ ............................ ........................... ........................... ............................ .......................... ............ 3 1.0 Introducc Introducción ión .......................... ....................................... ........................... ............................ .......................... .......................... .................... ...... 4 2.0 Industr Industria ia Azucarera Azucarera .......................... ........................................ ............................ .......................... .......................... .................... ...... 5 2.1 Producción de caña y azúcar en Costa Rica. ............................................ ............................ 5 2.2 El Ingenio Cooperativa Victoria ...................................... ................................................ .... 6 2.2.1 Cooperativa Victoria Victoria R.L.: Certificada Certificada ISO 9001:2000............................................. 9001:2000 ............................................. .... 6 2.2.2 Zafra 2004-2005 .......................................... ............................................. ...................... 7 2.3 La caña de azúcar ......................................... ............................................. ............................ 9 2.3.1 Descripción de la Caña................. ............................................. ..................................... 9 2.3.2 Azúcar .......................................... ............................................. ................................... 11 2.4 Extracción del Azúcar ........................................ ............................................. .................... 12 2.4.1 Producción de caña................................ ............................................. .......................... 12 2.4.1.1 Siembra........................................... ............................................. .......................... 13 2.4.1.2 Mantenimiento de la Plantación ......................................... ................................... 13 2.4.1.3 Cosecha .......................................... ............................................. .......................... 14 2.4.2 Proceso de azúcar ........................................ ............................................. .................... 15 2.4.2.1 Patio de Caña....................................................... Caña.......... ............................................. ............................................. ..... 15 2.4.2.2 Picadoras de Caña ......................................... ............................................. ........... 16 2.4.2.3 Molinos................................................. ............................................. .................... 16 2.4.2.4 Coladores...................... Coladores...................................................................... ................................................ ......................................... 17 2.4.2.5 Sulfitación y Alcalinizado ............................................ ......................................... 17 2.4.2.6 Calentamiento y Clarificación............................. ............................................. ..... 17 2.4.2.7 Filtración ........................................ ............................................. .......................... 18 2.4.2.8 Evaporación............ ............................................. ............................................. ..... 18 2.4.2.9 Clarificación de la meladura ........................................ ......................................... 19 2.4.2.10 Cristalización................................ ............................................. .......................... 19 2.4.2.11 Centrifugación ............................................. ............................................. ........... 19 2.4.2.12 Secado .......................................... ............................................. .......................... 20

3.0 Instrumentación Instrumentación y sistemas sistemas de control en el el proceso proceso del azúcar .............. ........... ... 21 3.1 Control de los molinos ................................................ ............................................. ........... 21 3.2 Control Control de de pesaje pesaje en el jugo ........................................ ............................................. ........... 24 3.3 Sistema de control de pH ............................................ ............................................. ........... 27 3.4 Control de calentadores de jugo ........................................ ................................................ .. 29 Grupo 10

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3.5 Sistema de control del evaporador de efecto múltiple ............................................. ........... 32 3.6 Control en los cristalizadores ............................................ ................................................ .. 34 3.7 Automatización del proceso del azúcar en el ingenio CoopeVictoria ................................ 38

4.0 Conclusi Conclusiones ones ........................... ......................................... .......................... .......................... ............................ ............................ ................ 39 5.0 Bibliogra Bibliografía fía ............................ ......................................... ........................... ............................ .......................... .......................... .................. .... 41 6.0

Apéndices............. Apéndices........................... ........................... ........................... ............................ .......................... .......................... .................. .... 42

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RESUMEN

El objetivo de la investigación es reconocer, clasificar y analizar los sistemas de control que se utilizan en el proceso de azúcar. Haciendo uso del conocimiento en el proceso que se debe seguir para producir azúcar de la mejor calidad en condiciones optimas de producción de forma que se los recursos se utilicen de forma optimizada y así reducir los costos de producción y a la vez aumentar el factor de calidad.

Las variables a controlar son muchas y algunas de ellas dependen entre sí por lo tanto existen lazos de control que tienen más de una variable de control ya que se necesita controlar vapor, presión, temperatura y densidad de masa cocida en forma coordinada y consecutiva.

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1.0 Introducción La industria azucarera data de hace unos tres mil años, el consumo de azúcar es importante en la dieta del ser humano. La producción de azúcar es muy compleja desde la siembra, la recolección y el proceso cuidadosamente diseñado para obtener el refinado a utilizar que demanda la industria, además del proceso de empacado listo así para su distribución.

Aunque el azúcar es un producto vital en la vida cotidiana, es probable que se desconozca del proceso complejo que lleva la extracción de azúca r de la caña, una vez que se tiene una ide a de la diversidad de factores que influyen en la producción de azúcar se torna necesaria la existencia de los sistemas automatizados para mejorar la eficiencia y la calidad de la producción.

El proceso de automatización se ha ido renovando con el avance de la tecnología con el objetivo de disminuir los costos de producción y crear un producto de mayor calidad. Desde inicios del siglo XX se han hecho diseños de los sistemas de control que deben estar presentes en el proceso controlado de forma manual por operarios, actualmente los lo s ingenios que son productores mayoritarios tienen un sistema totalmente automatizado haciendo uso de simuladores en un cuarto de control desde donde se monitorea el proceso. Otros ingenios solo han automatizado parte del proceso y están en constante cambio cada año durante la época en que ha terminado la zafra y se dedican al mantenimiento del equipo.

Es importante reconocer la importancia esencial de la existencia de un sistema de control en el proceso de producción de azúcar debido a lo complejo que resulta su producción, más adelante se presenta un esquema de la producción del azúcar en la Figura Nº 3 para tener una idea de lo que implica producir azúcar.

Costa Rica es un país exportador de azúcar que produce tanto para el mercado interno como para el externo, se convierte en una necesidad automatizar todo el sistema con el fin de disminuir los costos de producción y poder competir con el mercado internacional.

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2.0 Industria Azucarera 1

2.1 Producción de de caña y azúcar azúcar en Costa Costa Rica.

En Costa Rica hay 17 ingenios azucareros, estando en funcionamiento 16 de estos, repartidos en todo el país, situados desde el nivel del mar hasta aproximadamente 800 metros sobre este.

La cosecha y procesamiento de la caña de azúcar se lleva a cabo mediante el régimen de zafra que comprende los meses de diciembre a julio, coincidiendo con la época seca.

La actividad azucarera costarricense proporciona empleo a miles de personas. La base de esta actividad integra más de 1400 pequeños productores de caña, que se encuentran distribuidos por todo el país. En el transporte de la caña a los ingenios y del azúcar hasta los distintos puntos de consumo o distribución, también hay miles de personas involucradas. Los ingenios por su parte, son agroindustrias que generan empleo en muchas zonas rurales. Finalmente, las industrias que usan el azúcar como materia prima, también proporcionan trabajo a muchos miles de personas.

El total de los ingenios que operan en la actualidad están distribuidos en cuatro zonas: •

Pacifico Central: comprende a los ingenios Argentina, Costa Rica, Coopeagri El General, Porvenir, Providencia, San Ramón y Cooperativa Victoria.

•

Pacifico seco: comprende a los ingenios de CATSA, El Palmar, El Viejo y Taboga.

•

San Carlos: comprende a los ingenios Cutris, Santa Fe y Quebrada Azul.

•

Turrialba: comprende a los ingenios Atirro, Florencia y Juan Viñas.

Del total de ingenios mencionados, solamente el Ingenio Florencia no está en funcionamiento. Las dos zonas correspondientes al pacifico, producen el 80% del azúcar total del país.

1 Página de la Liga Agrícola Industrial de la Caña de Azúcar de Costa Rica: http://www.laica.co.cr/ Grupo 10

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2.2 El Ingenio Cooperativa Victoria

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Para realizar una investigación de campo y observar el papel que cumplen los sistemas de control en el proceso del azúcar se realizó una visita al Ingenio de Cooperativa Victoria.

2.2.1 Cooperativa Victoria R.L.: Certificada ISO 9001:2000

La Cooperativa Agrícola Industrial Victoria R.L., ha logrado certificar sus plantas del Ingenio Azucarero, así como las áreas complementarias o de apoyo, tales como Recursos Humanos, Compras, Gerencia General y el Consejo de Administración en la Norma Internacional ISO 9001:2000.

A finales del año 2002, se inició el proyecto de implementación de esta norma internacional, que provee las herramientas para uniformar la evaluación de los sistemas de administración de la calidad en las empresas.

Desde el inicio se dio un proceso para lograr la meta de la implementación de la norma, mediante el involucramiento y compromiso del personal de las plantas que tiene que ver directamente con los procesos, como también por el personal director y de apoyo de la Administración, para proveer los recursos, capacitaciones, definición de metas entre otros.

CoopeVictoria R.L. produce desde hace 38 años el azúcar refino Victoria, el cual ha sido utilizado en el país por su especialización, en la elaboración de productos terminados por ejemplo: refrescos, reposterías, etc., fortaleciendo su sistema de gestión de calidad mediante la definición clara del control de los procesos y del producto. Para garantizar la forma en que se produce este azúcar, fue que la Cooperativa decidió incursionar en la Norma ISO 9001:2000 .

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El 31 de julio de 2005 en la Asamblea General de Asociados se recibió oficialmente la certificación ISO al Sistema de Gestión de la Calidad de CoopeVictoria. 2.2.2 Zafra 2004-2005

Caña recibida y procesada

La zafra comenzó el lunes 10 de enero con la apertura de la romana central y varias romanas periféricas para el recibo de la caña, la molienda inició el martes 11 de enero pero de forma irregular, ya que el ingreso de caña los primeros días no permite moler las 24 horas del día. La producción de azúcar se empieza con azúcar crudo crud o en el ingenio y posteriormente en la refinería con la producción de azúcar refino, el día 29 de abril se concluyó con el periodo de molienda de la caña y se continuó con la producción de azúcar refino, con lo cual se debe cumplir una producción estimada de 224.000 bultos b ultos de azúcar refino en total, para pa ra lo que se debe reprocesar azúcar crudo y realizar el proceso de refinado.

El volumen de caña recibida y procesada en la zafra 04 – 05 fue de 186.185,87 toneladas métricas, con un promedio de molienda diario de 2441,82 toneladas métricas. El rendimiento de azúcar promedio por tonelada fabricando azúcar crudo y refinado fue de 117,09 kilogramos.

Producción: Se fabricó 436.011,80 bultos de azúcar de 50 kg., desglosado de la siguiente forma:

Azúcar Refinado

117.086,40 bultos

Azúcar Crudo

318.925,40 bultos

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En el siguiente cuadro se puede observar el comparativo de producción en las últimas 3 zafras:

Tabla Nº 1 – Comparación de Zafras Últimos Años 3 Parámetro

Zafra 01 - 02

Zafra 02 – 03

Zafra 03 - 04

Zafra 04 - 05

Diferencia %

Caña molida, tm

175.680

179.892,77

205.632,76

186.185,87

-19.446,89

Caña molida / hora, tm

107

106,16

107,78

106,75

-1.03

Rendimiento azúcar, kg/tm

113

117

113,50

117,09

3.59

46

42

41,05

39,60

-1.45

Crudo

6.469

141.567,6

203.851,42

318.925,4

115.073,98

Refino

103.257

109.081,0

76.594,80

117.086,4

40.491,60

Total Producido

398.2678

396.834,0

420.398,6

436.011,8

15.613,2

Rendimiento kg/tm

Azúcar (bultos)

miel,

producido

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2.3 La caña de azúcar Saccharum Saccharum Officinarium Officinarium

La caña de azúcar es uno de los cultivos más viejos en el mundo, se cree que empezó hace unos 3.000 años como un tipo de césped en la isla de Nueva Guinea y de allí se extendió a Borneo, Sumatra e India. El proceso del azúcar se escuchó primero en la India tan temprano como en el año 3.000 A.C. Una leyenda local en las Islas de Salomón dice que los antepasados de la raza humana se generaron de un tallo de la caña. Una corona hecha de caña de azúcar se describe en el Atharvaveda, libro sagrado de los hindúes, escrito aproximadamente en el año 800 A.C. El general griego Nearchus, quien acompañó a Alejandro el Grande a la India en el siglo IV A.C. cuenta de una caña que produjo 'miel' sin la ayuda de las abejas. Cristóbal Colón introdujo la caña en América en su segundo viaje (1493) a la Isla de La Española, cañas que no prosperaron. Tan sólo en 1501 fueron introducidas plantas que sí crecieron. El éxito de las plantaciones de azúcar en el Santo Domingo llevó a su cultivo a lo largo del Caribe y América del Sur. 2.3.1 Descripción de la Caña

Perteneciente a la familia de las gramíneas, con el taño leñoso, de unos dos metros de altura, hojas largas, lampiñas y flores purpúreas en panoja piramidal. El tallo está lleno de un tejido esponjoso y dulce del que se extrae el azúcar. La caña de azúcar se cultiva prácticamente en todas las regiones tropicales y subtropicales de la tierra. Se cultiva en forma productiva desde el nivel del mar hasta alturas superiores a los 2.000 metros en las más variadas condiciones de temperatura, luminosidad, precipitación y calidad de suelos.

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Aunque la cosecha de la planta se realiza aproximadamente cada año (en las regiones cálidas), su rápida capacidad de rebrote permite varias cosechas sucesivas a partir de la siembra inicial. El cultivo permite una captura permanente del recurso tropical más abundante, la luz solar, disminuye los costos y los riesgos asociados a la siembra en los cultivos semestrales y anuales y mantiene una cobertura constante sobre el suelo lo que disminuye los costos de control de malezas y permite un uso más eficiente del agua y un mejor control de la erosión. Durante su largo proceso evolutivo la caña ha desarrollado una muy alta capacidad para la producción y almacenamiento almacena miento de sacarosa (azúcar). (azúca r). Ha sido esta cualidad por la cual cua l el hombre ha cultivado y continúa cultivando la caña y por lo cual su cultivo se ha diseminado por todo el mundo tropical y subtropical.

Figura Nº 1 – Reacción Química del Azúcar 4 La caña de azúcar está constituida básicamente por agua y carbohidratos. Los carbohidratos se hayan presentes en forma tanto insoluble en agua (la fibra) como soluble (sacarosa, glucosa, fructuosa). Los contenidos de cenizas, lípidos (extracto etéreo) y proteína son prácticamente despreciables. Para la agroindustria azucarera la sacarosa presente en la planta de la caña es el elemento que finalmente saldrá al mercado, ya sea en forma de azúcar u otros productos derivados de este. Por lo tanto, el cultivo de la caña, sus prácticas agronómicas y los programas de mejoramiento genético, han estado encaminados hacia la selección de variedades que produzcan mayores niveles de sacarosa por unidad de área.

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Las exigencias de humedad y variación de temperatura para obtener los máximos niveles de sacarosa han llevado a que en la mayor parte de las regiones azucareras del mundo, con excepción del Valle del Cauca, Hawai y Perú, la cosecha de caña se realice únicamente durante una época del año, en lo que se denomina la zafra. 2.3.2 Azúcar

Cuerpo sólido, cristalizable, perteneciente al grupo químico de los hidratos de carbono, de color blanco en estado puro, soluble en el agua y en el alcohol y de sabor muy dulce. Se deriva principalmente de dos fuentes principales: •

Caña de azúcar

•

Remolacha: Planta herbácea anual, de la familia de las quenopodiáceas, con tallo derecho, grueso, ramoso; de uno o dos metros de altura. Sus hojas son grandes, enteras, ovales, con nervio central rojizo. Sus flores son pequeñas y verdosas con espiga terminal y su fruto es seco con una semilla lenticular y raíz grande, carnosa, fusiforme, generalmente encarnada, que es comestible y de la cual se extrae azúcar. Crece en climas más fríos, se parece a un nabo.

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2.4 Extracción del Azúcar 2.4.1 Producción de caña

Figura Nº 2 - Proceso de siembra hasta cosecha de la caña de azúcar 5 La producción de Caña de Azúcar se inicia con la selección de variedades con una duración en su ciclo de 12 meses, por p or el cual pasan 3 etapas fisiológicas importantes: A- Formación de cepa. B- Gran crecimiento. C- Maduración.

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En la cual se divide en 4 procesos para su establecimiento y desarrollo.

1- Preparación de Tierra 2- Siembra 3- Levantamiento o Mantenimiento de la Plantación 4- Cosecha

2.4.1.1 Siembra

La siembra de semilla de alta calidad es uno de los procesos establecidos para garantizar la productividad en el tiempo de las plantaciones, y comprende la siguiente secuencia de actividades:

A- Corte de semilla B- Siembra C- Tapado de semilla

Para los semilleros básicos se cuenta con un moderno equipo de tratamiento térmico de semilla y un programa de semilla proveniente proveniente de cultivo de tejidos, lo que garantiza sanidad y pureza pureza de las plantaciones.

2.4.1.2 Mantenimiento de la Plantación

Este proceso se inicia con la germinación o el rebrote de una plantación, donde se emplean tecnologías basadas en programas de investigación como estudios detallados de suelos, control de plagas, rotación de cultivos. Este último es importante para mantener los nutrientes en los suelos y se intenta usar el terreno para cultivar algún otro producto. Comprende las siguientes actividades:

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A- Riego de germinación B- Control de malezas C- Control de plagas D- Fertilización E- Riego de sostenimiento y drenaje

2.4.1.3 Cosecha

La cosecha es uno de los procesos más importantes del área agrícola, ya que es la recolección de la materia prima elaborada durante 12 meses en el campo. Se cuenta con un programa de control de calidad diario, con el objetivo verificar la calidad del corte durante toda la época de zafra. Se trabaja con un programa ambiental de reducción de las quemas, dando pié a la investigación de la cosecha en verde a fin de mitigar el impacto ambiental. La cosecha, básicamente comprende las siguientes actividades:

A- Corte. Este regularmente se produce a mano. B- Alce. Se recoge toda la caña cortada y se remueve las partes que no sirvan. C- Transporte a la fábrica

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2.4.2 Proceso de azúcar

Figura Nº 3 - Esquema de la fabricación de azúcar 6

2.4.2.1 Patio de Caña

La caña que llega del campo en canastas remolcados por tractores o cabezales, se muestrea por medio de una sonda mecánica denominada “Core Sampler” con la finalidad de determinar sus características de calidad como el contenido de sacarosa, fibra y nivel de impurezas. A continuación, la caña se pesa con básculas electrónicas y se conduce a los patios donde empleando un sistema de grúas se almacena a granel. Es importante realizar esto de forma rápida ya que si se deja mucho tiempo sin procesar los tallos de caña van perdiendo la sacarosa. Luego se pasa directamente a las mesas de caña para después dirigirla al conductor de caña que alimenta a las picadoras. Una de las mesas dispone de un sistema de lavado con agua, con el objetivo de remover las impurezas que trae la caña consigo y evitar su entrada al proceso.

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2.4.2.2 Picadoras de Caña

La caña es transportada por un sistema de conducción de tablillas hacia las picadoras, las cuales son ejes colocados sobre el conductor, accionados por turbinas de vapor y provistos de cuchillas que giran, bajo las cuales se hace pasar la caña, que se fracciona abriendo las celdas para facilitar la extracción del jugo que contiene. Los conductores están provistos de un control de velocidad que forman parte de un sistema de control automático de alimentación del primer molino, para impedir la formación de tacos y controlar además la capacidad de molienda programada. 2.4.2.3 Molinos

La caña preparada por las picadoras llega a la etapa de molienda, la cual está constituido por varias unidades de molinos, molinos, en los cuales se hace pasar la la caña y mediante presión presión de unos rodillos se extrae un gran porcentaje del jugo que se recolecta en canoas y en tanques. Se utilizan varios molinos con el propósito de tratar de extraer la mayor cantidad de jugo posible de la caña. En el recorrido por la etapa de molinos, después de que la caña pasa por el primer molino, se le agrega agua y jugo recirculado de la misma con la finalidad de disolver la mayor cantidad de sacarosa todavía presente y así aumentar la extracción de esta en el material fibroso que sale de cada unidad, así de esta manera el material que llega al siguiente molino tiene una menor cantidad de sacarosa y así sucesivamente, a este proceso se le denomina maceración o imbibición. Al final de este proceso solo queda la fibra de la caña (bagazo) utilizada. El jugo obtenido del pasado por los molinos es recolectado y pasa al siguiente proceso mientras que el bagazo que sale del último molino (que contiene ya muy poca sacarosa) se conduce a las calderas para que sirva como combustible y produzca vapor de alta presión que se emplea en las

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turbinas de los molinos para lograr su movimiento y en los turbogeneradores para producir energía eléctrica requerida por el ingenio. El vapor de escape de las turbinas se emplea en las operaciones de evaporación y cocimiento de los jugos azucarados. 2.4.2.4 Coladores

Como el jugo que se obtiene de los molinos todavía tiene pequeñas partículas que no son necesarias, se pasa el jugo por unos coladores con el fin de que el jugo que llega al siguiente proceso sea lo mas puro posible.

2.4.2.5 Sulfitación y Alcalinizado

El jugo que se sale de los coladores se llama jugo jugo diluido o mixto y tiene un pH de 5.5. Este todavía mantiene algunas impurezas y por esto es sulfitado en torres de absorción que producen sulfito en contracorriente para eliminar los compuestos formadores de color, este jugo se llama jugo sulfitado y tiene un pH alrededor de 4.7. Al jugo sulfitado se le añade una lechada de cal para neutralizar la acidez e iniciar los procesos de floculación que permiten la separación de los sólidos no azúcares que han entrado con la caña. Este jugo se alcaliniza a un pH de 7.2. Generalmente se cuenta con un proceso donde se monitorea la cantidad de cal disuelta y su densidad. 2.4.2.6 Calentamiento y Clarificación

El jugo alcalinizado se calienta con vapor en intercambiadores de tubo y coraza hasta una temperatura de 102-105 °C y se dispone en tanques clarificadores se retiene durante tres horas, donde los sólidos no azúcares floculados por la alcalización y el calentamiento se precipitan por gravedad en forma de un lodo llamado cachaza. De esta manera el jugo y la suspensión son

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separados. El jugo clarificado sobrante se pasa por tamices finos para remover partículas y se envía a los evaporadores.

2.4.2.7 Filtración

Los lodos o cachaza contienen azúcar y para retirársela se someten a un proceso de filtración al vacío. Inicialmente a los lodos se les agrega bagacillo, cal y floculante para aumentar su filtrabilidad y son bombeados hacia filtros rotatorios al vacío donde se separan los sólidos del jugo resultante. En el filtro se aplica agua caliente con boquillas aspersoras para minimizar la cantidad de sacarosa residual en la cachaza. La materia sólida o torta del filtro se conduce por medio de gusanos sin fin para que sea recogida en vagones para pesarla y disponerla en el campo como estabilizador de suelos pobres en materia orgánica. El jugo turbio resultante de este proceso de filtración es enviado nuevamente a los tanques de jugo alcalizado para su tratamiento. 2.4.2.8 Evaporación

El jugo clarificado todavía mantiene una gran cantidad de agua, por lo que pasa a los evaporadores, con un contenido de sólidos de 15 brix, se concentra por evaporación de múltiple efecto y se entrega con un brix de 65. En este proceso se utilizan varios tanques para ir disminuyendo su presión, lo cual cambia su temperatura para poder volver a utilizar el vapor y así obtener cada vez menos cantidad de agua. Este jugo concentrado se denomina meladura. Esta debe ser extraída del proceso en el momento de su máxima concentración de sacarosa. Cada evaporador esta provisto de instrumentación y equipo de control que permite medir el nivel de jugo en las calandrias, temperatura, alimentación, etc. También se cuenta con un sistema de

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extracción de vapor (bombeado hacia las calderas) para mejorar la eficiencia del proceso. Es necesario sacar del proceso los gases no condensables. 2.4.2.9 Clarificación de la meladura

La meladura se somete a una segunda clarificación por flotación con ácido fosfórico, floculante, cal y aire para separarle la espuma que contiene los sólidos no azúcares que no se eliminaron en la clarificación inicial del jugo alcalizado. La meladura es previamente sulfitada en torres de absorción de dióxido de azufre y es enviada a los tanques de alimentación de los tachos (evaporadores de simple efecto), para concentrarla y lograr la cristalización de la sacarosa para darle el aspecto tal y como se conoce del producto final.

2.4.2.10 Cristalización

La sacarosa contenida en la meladura se cristaliza llevándola hasta la zona meta estable de sobresaturación por evaporación al vacío en equipos denominados tachos. En este proceso se controla la calidad del producto ya que depende de la temperatura y de la velocidad con que se mezcle la meladura en los tachos. El material resultante que contiene líquido ( miel) y cristales (azúcar) se denomina masa cocida. co cida.

2.4.2.11 Centrifugación

Los cristales se separan del resto mediante fuerza centrífuga en tambores rotatorios que contienen mallas en su interior. La velocidad de la centrífuga depende de factores como temperatura, impurezas presentes , sobresaturación, entre otros.

Durante el proceso de centrifugado, el azúcar se lava con agua caliente para eliminar la película de miel que recubre los cristales y se descarga para conducirla al secador. Para cristalizarlos, se

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utilizan cristalizadores, cuya velocidad depende de la sobresaturación, temperatura, área del grano y el grado de impurezas. La miel que sale de las centrífugas se bombea a tanques de almacenamiento de mieles de los tachos para posteriores cristalizaciones en los mismos. Al cabo de tres cristalizaciones sucesivas se obtiene una miel agotada o miel de purga que se retira del proceso y se comercializa para alimentación de ganado y/o como materia prima para la producción de alcoholes. 2.4.2.12 Secado

El azúcar húmedo que sale de las centrífugas se transporta por elevadores y bandas para alimentar la secadora, que consiste en un tambor rotatorio inclinado en el cual el azúcar se coloca en contacto con aire caliente que entra en contracorriente. El aire se calienta con vapor en intercambiadores tipo radiador y se introduce a la secadora con ventilador de tiro inducido. El azúcar seco sale por el extremo opuesto de la secadora, donde se instala una malla clasificadora para remover los terrones de azúcar.

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3.0 Instrumentación y sistemas de control en el el proceso del azúcar azúcar Los diagramas de los sistemas de control mostrados a continuación hacen referencia a diagramas de instrumentación. Para el análisis de estos se hizo referencia a la norma S5.1 de la “Instrument Society of America” (ISA), mencionada en la bibliografía.

3.1 Control de los molinos Cuando el bagazo entra a los molinos posee al menos un 40% de humedad. Para poder obtener el azúcar que queda en el bagazo se rocía el bagazo con agua o bien con jugo con poca azúcar diluida, a este proceso se le denomina imbibición.

Es importante controlar el flujo de agua de imbibición que se le agrega al bagazo ya que se desea que el jugo obtenido tenga una cantidad considerable de concentración de azúcar y al mismo tiempo se pretende que la cantidad resultante de sacarosa en el bagazo sea mínimo. De tal forma se trabaja bajo condiciones óptimas de operación aprovechando al máximo la sacarosa presente en la caña de azúcar.

El control se basa en agregar el agua de imbibición en forma proporcional al jugo resultante que luego va a la siguiente etapa del proceso.

La razón óptima se debe alcanzar cuando esta es igual a 2 X = W/F, donde: X = razón óptima W = cantidad de agua de imbibición F = cantidad de fibra de caña

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Para lograr que la razón óptima sea igual a 2 se requiere medir el caudal del agua de imbibición, al igual que la cantidad de jugo total extraído y así controlar la razón de agua de imbibición en relación con el jugo total que sale de los molinos.

En la figura Nº 4 se muestra el sistema de control convencional para controlar el caudal de entrada de agua, el caudal de salida del jugo y los niveles en los tanques de recolección de los molinos, para realizar este proceso se puede hacer uso de un lazo de control cerrado.

El proceso inicia con la entrada de caña hacia los molinos, la caña proviene de las picadoras por medio de una banda la cual no es controlada en este lazo de control, pero se puede controlar la cantidad de caña por medio de la velocidad a la la que esta entra los molinos por medio de un sistema independiente.

El agua entra también a los molinos y su caudal es medido por medio de un medidor de caudal FE-10. Para esta aplicación se utiliza el medidor de caudal de tipo boquilla. FT-10 es un transductor que convierte esta señal de caudal en una señal eléctrica la cual le indica al controlador la cantidad de agua que esta entrando a los molinos.

El agua junto con la caña forman el proceso de imbibición ya antes explicado y al al ser exprimido por los molinos el jugo cae en los tanques recolectores. El jugo almacenado en los últimos tanque es sensado por los controladores de nivel LIC-12 y LIC-13. Para esta aplicación se utiliza típicamente medidores de nivel de tipo tubo de burbujeo.

El jugo recolectado en estos tanques es bombeado a través de las válvulas LCV-12 y LCV-13 las cuales son manipuladas por los controladores ya antes mencionados, el jugo bombeado cae al molino del tanque principal para así garantizar la máxima extracción de sacarosa posible. El nivel de la solución obtenida se controla mediante LIC-11, el liquido que sale del tanque 1 es Grupo 10

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bombeado a través de la válvula de control de nivel LCV-11 hacia el siguiente proceso aquí el caudal es medido por FE-10 y su señal

convertida por el transductor FT-10 en una señal

eléctrica que entra al controlador FRRC-10 este la compara con la señal de entrada establecido por una razón de 2 y de esta forma actúa sobre la válvula FCV-10 controlando el caudal de entrada.

Las válvulas de control son normalmente de tipo globo con un actuador de tipo neumático de diafragma. El controlador utilizado en el lazo cerrado anteriormente es de tipo proporcional, donde tanto la salida (jugo) como el remanente en el bagazo son proporcionales a la cantidad de fibra proveniente de la caña.

El propósito de controlar este proceso es que la cantidad de agua que entra a los molinos sea regulable, para así poder comparar la cantidad de agua de entrada con el jugo obtenida a la salida, de esta manera optimizar el proceso de extracción de sacarosa de la caña, para que el jugo de salida sea una solución saturada y así bajar los costos de producción ahorrando el consumo de agua y lograr una explotación del 80% de azúcar presente en la caña.

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Figura Nº 4 – Sistema de Control de los Molinos Molino s7

3.2 Control de pesaje en el jugo

Es necesario utilizar un sistema de control para el pesaje, debido a que el peso del jugo obtenido es necesario para motivos de contabilidad, rendimiento de la producción, cálculos de laboratorio y aspectos legales.

El sistema cuenta de dos tanques, en la figura Nº 5 se puede observar los dos tanques T-1 y T-2 , cuando uno de ellos se llena el otro se debe vaciar de forma que cuando uno de ellos alcance el

7

Selva, R.-Tesis: “Proceso y Control de un Ingenio de Azúcar”, Universidad de Costa Rica, 1981. pp 28.

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nivel máximo se llene el otro, por lo tanto la velocidad con que se vacía debe ser mayor que la velocidad con que se llena el tanque. Cuando uno de los tanques se llena, el sistema opera una válvula piloto que acciona el operador de la válvula (WCV-20), para que así se comience a llenar el tanque vacío con el jugo que se vierte debido al accionamiento de la válvula permitiendo así el paso del liquido al mismo tiempo que se drena el otro tanque.

El totalizador WQ-20 registra el numero total de tanque llenados. El nivel al cual se llenó automáticamente el tanque representa el peso del jugo, jugo, este es multiplicado por el totalizador y así calcular el peso total de producción.

La medida de peso del líquido WT-21, WT-22 se realiza por medio de la presión hidrostática, de esta forma se provee una compensación automática para cualquier cambio en la densidad en la solución, debido a que el punto de ajuste es una presión. Utilizando un tubo de burbujeo para medir el nivel, en realidad se está determinando la presión del fondo del tanque.

P = ρgh donde: P = presión del fondo del tanque (Pa) ρ=

densidad del jugo j ugo (kg/m³)

g = gravedad (m/s²) h = nivel alcanzado por el tanque (m)

Existe una forma más sencilla de llevar a cabo el pesaje y es mediante la medición de masa, donde se mide el caudal que sale directamente de los molinos y también se toma lectura de su densidad de esta forma se puede hacer utilidad de un relé multiplicador el cual envía Grupo 10

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directamente la señal al totalizador y así queda registrado el peso del jugo de caña extraído de los molinos.

Figura Nº 5 - Esquema de la fabricación de azúcar 8

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3.3 Sistema de control de pH En el proceso automatizado de control del pH se busca la mejor calidad del proceso de clarificación enfocándose en los siguientes objetivos:

•

Optimizar las condiciones del proceso de purificación y extracción de impurezas

•

Mejorar la inversión de azúcar vs. pérdidas

•

Y controlar la cantidad de cal usada para reducir al máximo el consumo

En este proceso, las variables a controlar son d os:

•

La cantidad de cal agregada a la mezcla para obtener el nivel de alcalinidad deseado

•

El tiempo de mezcla para garantizar una reacción completa entre los componentes

Luego, se pasará al proceso de calentamiento. calentamiento.

Teniendo las variables anteriores, el proceso de control consiste en medir el nivel de pH de la mezcla y controlar la razón con la que se agrega la cal. El controlador será el encargado mediante un lazo cerrado de medir la variable y comparar con el valor deseado de la mezcla y ajustar el proceso mediante una señal a las válvulas de flujo de cal hasta tener nuevamente el valor deseado y así optimizar la calidad.

También se debe tener en cuenta la otra variable (tiempo de reacción). Entonces para esto se mide tanto el caudal de jugo de entrada mediante FIT-30 como la cantidad de cal agregada utilizando FT-32. Aquí se dispone de un controlador FRIC-32 para regular el flujo de cal mediante la válvula de control FCV-32 dispuesta en la línea de cal. Luego el controlador de alcalinidad pHIC-33 se encarga de medir la razón entre la cantidad de cal y la cantidad de jugo de caña. Ahora bien, se requiere regular el tiempo de mezcla, para lo cual se utiliza el controlador KIC-30 que toma en cuenta tanto el caudal de jugo como también sensa el nivel del tanque con LT-30 y mediante la válvula de control de

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nivel LCV-30 regula la cantidad de mezcla en el tanque. El sistema de control se muestra en la Figura Nº6.

Cabe mencionar que a la hora de controlar la cantidad de flujo de solución de cal, se toman en cuenta las perturbaciones que puedan llegar a desestabilizar el proceso. Para evitar la formación de sedimentos, se debe mantener la mezcla en movimiento constante. Se propone utilizar un controlador Proporcional-Integral (PI) debido a que la relación

entre la variable controlada (pH) y la variable manipulada (cantidad de lechosa de cal) no presenta linealidad.

Figura Nº 6 – Sistema de Control Contro l de pH 9 9


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3.4 Control de calentadores de jugo

Un elemento muy importante para el proceso de clarificación es el calor, ya que por medio de este se logra llegar a separar la suspensión. Entre los puntos mas importantes de este proceso es la capacidad de los tanques así como la habilidad de estos para poder aguantar las temperaturas elevadas que son requeridas en esta etapa del proceso. Para que esta etapa sea exitosa es necesario mantener la temperatura de 102-105 °C para separar la suspensión y para que el producto no cambie su color, efecto que puede pasar si se sobrepasa una temperatura determinada. La exigencia de esto hace necesario el uso de controladores para evitar lo antes mencionado y garantizar la efectividad del método.

Para esta aplicación lo más utilizado son los controladores tipo PI (Proporcionales-Integrales) ya que es muy delicado este proceso haciendo de suma importancia mantener una temperatura determinada. En la Figura Nº 7-a se muestra el esquema en el que TT-35 es un transmisor de temperatura el cual envía una señal de la temperatura del jugo que sale al controlador TIC-35 y este regula la entrada del vapor por medio de la válvula TCV-35.

Mantener la temperatura en un valor deseado no es siempre fácil ya que normalmente no es tan sencillo aumentar la temperatura con respecto a la cantidad de vapor que reciben los tanques. Si el tiempo de respuesta del aumento de la temperatura no es óptimo puede llegar a provocar oscilaciones en la temperatura lo cual puede ser muy perjudicial.

En caso de que el tiempo de respuesta sea muy grande es necesario aplicar controladores del tipo PID (Proporcional-Integral-Derivativo) ya que por medio de estos es más fácil controlar la temperatura dentro de los límites requeridos.

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Otro tipo de control utilizado es el pre-alimentado en la que por medio de un balance de energía se calcula el valor necesario de vapor para mantener la temperatura requerida. Este método utiliza dos datos del jugo de entrada: el caudal y la temperatura, y con estos calcula la cantidad de vapor. En la Figura Nº 7-b se puede observar que el caudal es medido por FE-36 y luego su señal es pasada por un transductor de temperatura a corriente FT-36 el cual junto con la señal de la temperatura medida por TT-36 entran al controlador TRY-36. Los transmisores de temperatura utilizados son del tipo bulbo y capilar llenos de líquido o de vapor.

El controlador toma estos dos valores, calcula la cantidad de vapor requerida y actúa sobre la válvula TCV-36 para dar la cantidad de vapor necesaria para la temperatura requerida. De esta manera sin usar una señal de realimentación de la salida este puede calcular previamente cuanto vapor necesita.

Este método junto con el anterior son bastante efectivos y por esta razón es favorable su utilización ya que el control pre-alimentado reduce en gran parte el problema del tiempo muerto de respuesta del sistema y las perturbaciones y de esta forma hace que el sistema sea más estable, además el incluir la señal realimentada garantiza la efectividad si por alguna razón algo esta fallando en el calculo inicial.

En este caso lo que se hace es mezclar tanto los elementos necesarios para la señal realimentada como los de la realimentada de la forma explicada en los casos anteriores. Como se observa en la Figura Nº 7-c el controlador, en vez de recibir una sola señal como lo es en el caso del control realimentado o dos como lo es en el caso de la señal pre-alimentada, recibe tres criterios para así poder actuar sobre la válvula los cuales son: la temperatura del jugo tanto de entrada como de salida además de el caudal de flujo de entrada.

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Para la etapa de clarificación se puede utilizar un sistema realimentado y se recomienda la utilización de un controlador tipo PI Proporcional-Integral para no tener problemas con la velocidad de respuesta.

Figura Nº 7(a, b, c) – Sistemas de Control Co ntrol de los Calentadores10

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3.5 Sistema de control del evaporador de efecto múltiple Mediante este proceso se busca una concentración del jugo de la caña para aumentar el porcentaje de sólidos en la mezcla de un 15% a un 65% po r medio de la evaporación del agua.

Lo de efecto múltiple se debe a que para este proceso se tiene varios efectos (generalmente 4) en los cuales se va disminuyendo la presión en cada uno de ellos, al mismo tiempo también lo hace la cantidad de temperatura necesaria para reducir la misma cantidad de agua por efecto. Debido a la disminución de presión, el último efecto se da en un vacío bastante significativo. El primer efecto es producido por las calderas y de aquí en adelante se reutiliza el vapor generado por la evaporización para seguir con el proceso.

Un sistema de control es necesario en esta etapa de producción de azúcar para varios factores como:

•

Aumentar la capacidad de evaporación por efecto

•

Optimizar la utilización de vapor

•

Y requerir del menor número de paradas del proceso por necesidad de limpieza en los tubos.

En cada uno de los efectos, se maneja un mismo tipo de control, que consiste en la regulación de la alimentación de líquido mediante las válvulas de control del sistema. Para esto se cuenta con indicadores de alto y bajo nivel en los evaporadores.

Ahora bien, refiriéndose a la Figura Nº 8, en el primer efecto, para controlar la cantidad de vapor de entrada a los evaporadores se cuenta con la válvula de control PCV-41 que a la vez maneja la presión que se encuentra dentro del efecto. La presión del primer efecto es inversamente proporcional a la cantidad de vapor introducida al proceso y a la cantidad de evaporación. Grupo 10

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Para garantizar el porcentaje de concentración de azúcar deseado en el jugo procesado, se cuenta con en medidor de densidad DT-40 colocado en la salida del último efecto. La señal de densidad captada por el medidor es enviada al controlador DCV-40 que se hace cargo de manejar una válvula de control para determinar cuanta meladura debe regresar al último efecto para mejorar su densidad. Otras mediciones a tener en cuenta en el último de los evaporadores son el control de presión mediante el transmisor PT-44 y el controlador PC-44. Con la interacción de ambos dispositivos, se manipula la válvula PCV-44 mediante la cual se regula la razón de entrega de agua al condensador.

Los dispositivos que se utilizan generalmente en este proceso son los transmisores de tipo burbujeo para el control de nivel con c on los controladores Proporcionales (P), y para la meladura se utilizan válvulas de bola por la presencia de sedimentos con controladores ProporcionalesIntegrales (PI).

Figura Nº 8 – Sistema de Control de d e Evaporadores11

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3.6 Control en los cristalizadores El sistema de cristalización depende del propósito de la producción ya que puede variar la forma de los cristales es por eso que el sistema se debe automatizar para así mejorar la calidad del cristal de azúcar.

El proceso de cristalización depende del punto de ebullición y este se controla mediante la variación de la presión, dicho proceso se debe llevar a cabo en un tacho de tal forma que al producir vacío se pueda transformar el azúcar azúcar disuelto en conglomerados conglomerados o caramelización caramelización del producto. producto. El proceso debe iniciar de forma que se eleva la temperatura de la disolución hasta que alcance el grado de sobresaturación, cuando se alcanza este estado se obtienen cristales pequeños de azúcar, manteniendo esta condición se puede lograr la formación cristales adicionales evitando la formación de grandes conglomerados.

El sistema es muy complejo debido a que se deben tomar es cuenta las siguientes variables para controlar el proceso: vacío, caudal de vapor, movilidad y sobresaturación.

El sistema de control para esta etapa se muestra en la Figura Nº 10 y se detalla a continuación. Mediante la manipulación del flujo de agua en el condensador se controla el vacío en el tacho. El Transmisor de presión absoluta PT-55 colocado en el vapor que sale del tacho envía una señal eléctrica al controlador de presión PRC-55 quien acciona la válvula de control PCV-55 regulando el flujo de agua al condensador. El vacío de tacho se controla mediante la manipulación del flujo de agua al condensador. condensador.

En el proceso descrito anteriormente se puede analizar como un sistema independiente o un lazo de control realimentado existente en el sistema descrito en la Figura Nº 9, que obedece a un sistema de regulación de vacío en un tacho.

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Figura Nº 9 – Sistema Regulador de Presión Pr esión Absoluto en Tacho de Vacío12

Continuando Continuando con el resto del sistema se hace referencia que cuando el tacho se llena aumenta el vacío hasta llegar a un valor predeterminado en el controlador de presión de vapor PIC-51, cuando el nivel alcanza el tope de forma independiente la válvula PCV-51 se abre para alimentar la masa cocida. Para controlar la presión se cuenta con un lazo independiente de control que regula la presión variando el flujo de vapor de entrada. El transmisor de presión PT-51 regula el flujo de calor , el controlador de presión de vapor vapor PIC-51 envía una señal a la válvula de control PCV-51. El punto de referencia o bien el valor deseado de presión de referencia para el control de presión es seleccionado automáticamente.

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Honig, P.-“Principio de Tecnología Azucarera”, Primera Edición Compañía Editorial S.A. Barcelona, 1969. pp. 195.

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El sensor de saturación mide el grado de saturación de masa cocida y se acciona cuando la válvula de vapor se abre, en este instante el transductor envía una señal al controlador de movilidad encargado de regular la válvula de control FCV-50 que alimenta la masa cocida.

Esta válvula de alimentación de masa cocida arranca inicialmente en respuesta al controlador de nivel LIC-53. La señal de control es enviada por un transductor de presión LT-53. La cristalización o también llamado ensemillado inicia cuando la masa cocida alcanza la temperatura de sobresaturación. El punto de ajuste de la presión del vapor de alimentación se reduce temporalmente mientras ocurre el proceso de ensemillado.

Ahora bien la válvula de alimentación de la masa cocida se encuentra inicialmente bajo el control de un controlador de nivel, pero cuando cuando se inicia la cristalización la supervisión de esta es transferida al controlador de temperatura TIC-58 y al controlador de densidad, para controlar así la viscosidad de la masa cocida.

Al darse cierto tiempo determinado el controlador de presión ajusta su valor de referencia de presión al punto máximo y así lograr ajustar la masa cocida de nuevo al punto de sobresaturación.

Al iniciar de nuevo la cristalización es necesario que los controladores trabajen entre si estando controlados el uno por el otro mediante señales de reajuste de valores de referencia, que indican el momento en que los controladores deben accionarse y enviar señales de mando a las válvulas.

Cuando el nivel del tacho supera al de la calandria, el controlador de la válvula de licor, el controlador de temperatura cede su control al controlador de movilidad. De manera que la velocidad a la cual se llena el tacho está en función de una razón determinada por un relé en el transmisor de nivel.

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Los factores que afectan la velocidad a la cual se llena el tacho son, la potencia del motor del agitador, el consumo de vapor y el área su perficial de los cristales de azúcar. Por último, el proceso se culmina cuando se inicia cuando la masa cocida dentro del tacho alcanza la viscosidad deseada, se activa una alarma DAH-57, la cual cierra las válvulas de vapor y de inyección del agua al condensador. condensador. Cuando se pierde el vacío, la válvula de salida se puede abrir para descargar el tacho.

Figura Nº 10 – Sistema de Control de d e Cristalizadores13

13


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3.7 Automatización del proceso del azúcar en el ingenio CoopeVictoria Mediante una visita realizada al ingenio CoopeVictoria se consultó sobre los sistemas de control que se utilizan en el proceso desde la obtención del jugo de caña hasta la cristalización.

Para conocer más sobre la producción se realizó un recorrido por las instalaciones, la visita fue en tiempo de mantenimiento por lo tanto en este periodo el equipo de control se encuentra desmontado para limpieza y calibración de esta forma prepararse para la zafra de inicios del próximo año.

En la visita se pudo constatar que la empresa se encuentra en actualización del equipo utilizando en nuevo controlador para el sistema de calderas. Además de otros controladores que trabajan en distintas partes del proceso.

El ingenio cuenta con sistemas de control para la regulación del vacío en los tachos. Si bien no cuenta con un sistema de los antes mencionados monitorean el resto de los procesos y toman acciones de forma manual ya que no se ha podido automatizar el sistema completamente para verificar: vacío, caudal, presión de vapor, nivel del domo, presión presión de agua y temperatura. temperatura.

La empresa hace uso del controlador Honeywell UMC-800 el cual es controlador universal de lazos múltiples y por esto es capaz de realizar una función compleja, su aplicación más común suele ser para regular el proceso de vacío.

El reconocimiento de los equipos de control que utilizan se dio en la bodega del ingenio donde se les proporciona de mantenimiento. Entre el equipo de mantenimiento se pudieron observar: válvulas neumáticas y mecánicas, transductores, diafragmas,

controladores,

bombas, entre

otros. La descripción del equipo antes mencionado es detallada más adelante en la sección de apéndices.

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4.0 Conclusiones Para llevar a cabo el proceso del azúcar es indispensable hacer utilidad de los sistemas de control para automatizar el proceso, crear un producto de mayor calidad a un p recio de costo menor.

Mediante el uso de sistemas de control se puede controlar el complejo proceso del azúcar y la coordinación de las variables de que depende la fabricación del cristal, como lo son presión, caudal, vapor, densidad, movilidad y temperatura, entre otras.

Los sistemas de control se pueden separar sep arar en seis grupos principales:

a.

Control de molinos

b.

Control para el pesaje del jugo

c.

Sistema de control de pH

d.

Sistema de control para los calentadores de jugo

e.

Control del evaporador de efecto múltiple

f.

Sistema de control para la cristalización

Cada grupo esta compuesto de al menos un lazo de control otros por su complejidad cuentan con varios lazos independientes y en algunos casos interactúan entre si.

Lo ingenios azucareros generan parte de su energía utilizando el vapor de las calderas, en todo ingenio es necesario hacer uso de un sistema de control para calderas.

La automatización de los ingenios en Costa Rica ha ido evolucionando en las últimas décadas. Se convierte en una necesidad automatizar el proceso ya que los ingenios del país dependen tanto de la producción para el consumo interno como para la exportación.

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Algunos ingenios en el país han automatizado casi por completo el la fabricación de azúcar, otros como el ingenio de la Cooperativa Victoria está en proceso ya que cuenta solo con parte del sistema automatizado. Entre los objetivos de empresa se encuentra la automatización total para aprovechar al máximo los recursos y poder competir en el mercado a nivel de calidad y a la vez disminuir los costos de producción y eliminar por completo el uso del sistema manual que realizan los operarios sujeto a errores de predicción a la hora de obtener los cristales de azúcar.

Es necesario señalar que el proceso de automatización se da de una forma más lenta de lo que se espera debido al elevado precio del equipo. Pero se debe tomar en cuenta que la inversión es necesaria y el resultado en el ahorro de la producción es a largo plazo.

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5.0 Bibliografía Honig, P.-“Principio de Tecnología Azucarera”, Primera Edición Compañía Editorial S.A. Barcelona, 1969. Hugot, E.-“Manual para Ingenieros Azucareros”, Primera Edición Compañía Editorial S.A. México, 1974. Instrument Society of America.-“Standard S5.1: Instrumentation symbols and identification”, Carolina del Norte, Estados Unidos. 1984. a

Meade, G.-“Manual de Azúcar de Caña”, 9. edición Compañía Editorial MONTANER Y SIMON, S. A. España. 1967. Selva, R.-“Proceso y Control de un Ingenio de Azúcar”, Tesis de Licenciatura. Escuela de Ingeniería Química. Facultad de Ingeniería. Universidad de Costa Rica, 1981. Zamora, A.-“Diseño de un Reclarificador por Flotación par Jugo Proveniente de los Filtros de Vacío para ser Utilizados en Ingenios Azucareros”, Tesis. Escuela de Ingeniería Química. Facultad de Ingeniería. Ingeniería. Universidad de Costa Rica, 1996. Zamora, J.-“Diseño de un Sistema de Reutilización de los Desechos Líquidos Generados en el proceso de Central Azucarera Turrialba S. A (Ingenio Atirro)”, Tesis. Escuela de Ingeniería Química. Facultad de Ingeniería. Universidad de Costa Rica, 1997. Página del Ingenio Providencia http://www.ingprovidencia.com/Providencia/proceso.html Página de la Liga Agrícola Industrial de la Caña de Azúcar de Costa Rica: http://www.laica.co.cr/ Página de la Cooperativa Victoria R.L. http://www.coopevictoria.com/ Página del Ingenio San Carlos http://www.ingeniosancarlos.com.co/ Página de los Controladores Honeywell http://www.honeywell.com/ Página de los Controladores ABB http://www.abb.com/ Grupo 10

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6.0 Apéndices

Entrada al ingenio CoopeVictoria

Generación de energía por medio del vapor proveniente del proceso

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Transmisor de presión utilizado en el ingenio

Controlador y registrador electrónico

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Registros obtenidos para llevar control de la funcionalidad de mecanismos

Antiguo controlador utilizado

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Nuevo controlador Honeywell UMC-800

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Algunas de sus especificaciones Generalidades •Diseño modular •Control PID de ultima generación •Profiles •Logica •Timers •Totalizacion •Matematica de formato libre •Multiples lazos •Programas de Setpoint •Recetas •Graficos de barras •Historizacion •Botoneras •Alarmas •Mensajes en Español •Niveles de seguridad

16 Ranuras -8 Tipos de modulos • Entradas analogicas universales • Salidas analogicas • Entradas digitales de contacto • Entradas digitales de 24 Vcc • Entradas digitales de 110/220 Vca • Salidas digitales de Rele • Salidas digitales de 24 Vcc • Salidas digitales de 110/220 Vca Codificación por colores • Rojas = Corriente Alterna • Negras = Corriente continua Capacidad •Hasta 24 Analog Inputs •Hasta 16 analog Outputs •Hasta 96 Digital I/O Software •Hasta 16 Lazos de control •Hasta 70 prog. de SP de 50 Grupo 10

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segmentos cada uno •Hasta 50 Recetas •Hasta 250 Bloques de función analógicos o digitales Hasta 16 lazos de control

• PID 2 Setpoints (2 local or 1 local and 1 remote) 2 Sets of PID constants 2 Alarms PID-A or PID-B Feedforward Input Output Track Value • Tipos de control Duplex - Heat/Cool Internal Cascade Ratio (with bias) Potencial de carbono

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Propuesta para un nuevo sistema de automatización de calderas

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Control Automatico en La Industria Azucarera

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