EXPERIMENTACIÓN EN PLANTA PILOTO

EXPERIMENTACIÓN EN PLANTA PILOTO

6.1 INTRODUCCIÓN

Como se mencionó anteriormente en la Sección 3.4, Capítulo 3, los estudios de plantas piloto son estudios de simulación física rBlackhurst y Harker, 1973). La planta piloto es un modelo físico y debe ser una copia "de la unidad industrial correspondiente, con un equipo de tamaño reducido a aproximadamente V100-110 de la unidad modelada (Johnstone y Thring, 1957).

Experimentos con plantas piloto sirven para obtener más información y datos en las áreas de seguimiento

1. Estudio de mercado Se debe producir una cantidad determinada de nuevo producto en la planta piloto para probar su aceptación y decidir si sería económicamente rentable
2.  Datos de diseño  El comportamiento de una determinada Operación o proceso unitario se pueden encontrar en condiciones imposibles de duplicar en el laboratorio, es decir, una planta piloto permite la adquisición de datos precisos sobre la energía y los balances de masa del sistema de procesamiento. La tecnología de proceso más adecuada
3. Productos y materias primas Generalmente se necesita una planta piloto para caracterizar los productos alimenticios y evaluar el desarrollo de ciertas materias primas en productos específicos
4. Datos de optimización de una plana corriendo. Una planta piloto puede usarse para optimizar el funcionamiento de equipos y plantas de alimentos, con el fin de estudiar modificaciones posibles del sistema de procesamiento de alimentos original que se consideren impracticables o no económicas en el nivel industrial.

La experimentación en una planta piloto es muy costosa. La razón por la que se recomienda estudiar en laboratorios que se dedican a estudios profundos de mercado cuando se adquieren información y datos necesarios para el diseño del sistema de proceso

La experimentación en una planta piloto es muy costosa, por lo que se recomiendan los estudios en laboratorios ayudados por estudios profundos de mercado para cuando se adquiera la información y los datos necesarios para el diseño del sistema de proceso

6.2 TAMAÑO Y ESTRUCTURA DE LA PLANTA PILOTO

6.2.1 Principios básicos de la escala El criterio más importante para determinar el tamaño y la forma de una planta piloto es el principio de similitud, principio formulado por Newton.

Si se manejan fluidos en la planta piloto, se deben incluir tres tipos de similitudes involucradas en la dinámica de fluidos:

1. Semejanza geométrica. Tanto la planta piloto como la planta de procesamiento de alimentos deben tener la misma forma física que las relaciones de la misma dimensión geométrica. Esta semejanza puede ser parcial. Por ejemplo, la reducción del tamaño de una dimensión geométrica puede completarse con un factor de escala de 100, mientras que otras dimensiones definidas pueden utilizar un factor de escala de uno. Por lo tanto, al reducir el tamaño de un sistema de secado de alimentos, la altura del lecho de secado puede permanecer (factor de escala 1), mientras que la superficie del lecho de secado a través de la cual pasa aire caliente puede reducirse 100 veces (factor de escala 100)

2. Semejanza cinemática. Las mismas relaciones de velocidad deben existir tanto en el piloto como en el procesamiento de alimentos.

3.Similitud dinámica: Plantas Tanto en el piloto como en el alimento Pro Similaridad dinámica. Las relaciones deben las plantas de cese, la misma fuerza existen. Por ejemplo, el régimen de turbulencia debe ser similar en ambas escalas cuando los fluidos son manejados

Si el proceso simulado en una planta piloto implica reacciones químicas, ocurre frecuentemente en sistemas de procesamiento de alimentos, se aplican las siguientes similitudes: 1. Semejanza térmica. Además de la similitud geométrica y cinemática. El piloto y las plantas de procesamiento deben presentar diferencias de temperatura entre los diferentes puntos del sistema. Simulados tanto en el plano piloto como en los industriales 2. Simteridad química y bioquímica. Debe haber diferencias paralelas en la concentración (de productos o componentes en el sistema estudiado en la planta piloto y en la planta de procesamiento de alimentos), y la cinética química o bioquímica debe ser similar en ambas escalas.

(Incluyendo la cinética son completas tanto a nivel de planta piloto como a nivel industrial (con el factor de escala 1), por lo que los posibles procesos de transformación bioquímica que ocurren en ambos niveles son los mismos Iguaz et al., 2003: Arroqui et al.

6.2.2Tamaño mínimo y máximo

Varios factores pueden afectar el tamaño de una planta piloto En general, el tamaño mínimo se fija por la cantidad mínima de producto requerida para el control analítico de calidad. Por ejemplo, si el objetivo de la experimentación de una planta piloto es estudiar la influencia de las condiciones del proceso sobre la calidad del producto, el producto mínimo obtenido en la planta piloto debe permitir el análisis químico físico necesario para evaluar la calidad del producto. T se fija b- - nou de n del producto procesado necesario orden t: prueba oncontinu nosotros (procesos por lotes, una planta piloto desig

La calidad mínima del producto procesado en la planta piloto debe permitir el análisis fisicoquímico necesario a la calidad del producto. La máxima calidad del producto piloto se fija en procesos discontinuos no co Que reproduce pequeñas partes del sistema de procesamiento de alimentos es relativamente simple. En principio. No se necesita una planta piloto para todo el sistema de procesamiento de alimentos. Procesos continuos. Sin embargo, requieren un enfoque experimental más global. Por lo tanto, si ecycled

Figura 6.1 Planta de secado de una sola etapa (cortesía de la National Drying Machinery Company, Aeroglide Corp., www.nationaldrying.com).

En procesos no discontinuos (por lotes), un diseño piloto de planta que reproduce pequeñas partes del sistema de procesamiento de alimentos es relativamente simple. En principio, no se necesita una planta piloto para todo el sistema de elaboración de alimentos. Sin embargo, los procesos continuos requieren un enfoque experimental más global Existen corrientes de agua cuando se están estudiando los balances de energía y masa, será necesaria una planta piloto que incluya estas corrientes. Esta planta piloto sería más completa que las que reproducen los procesos por lotes.

6.3 TIPOS Y APLICACIONES Cuando se requiere una producción de producto en cantidades lo suficientemente grandes como para realizar pruebas de aceptación en el mercado, la planta piloto se denomina planta semicomercial. Antes de construir la planta piloto semicomercial, la experimentación es habitual en una planta piloto más pequeña y reducida, los datos de diseño se refinan. Si se necesitan repeticiones en la construcción de un sistema de procesamiento de alimentos, a veces es común construir un prototipo de planta o sistema que reproduzca a escala industrial) el comportamiento técnico (Figura 6.1) (Campbell, 1968). Este tipo de planta piloto también permite un diseño más detallado. En estos casos, el coste de la planta está justificado. En resumen, cuando se desarrolla una nueva línea de proceso o se ensaya nuevo equipo de proceso, es común utilizar prototipos que permiten un diseño evolutivo y una mejor definición en un nivel de ingeniería más detallado. En cualquier caso, los estudios de planta piloto a escala reducida son los estudios más utilizados para obtener información y datos sobre ingeniería de producción (funcionamiento de plantas de procesamiento de alimentos) e ingeniería de diseño (nuevas plantas procesadoras de alimentos).

Las aplicaciones más comunes de una planta piloto son las siguientes:

1. Estudios de productos Caracterización de la calidad e Influencia de las condiciones del proceso en la calidad del producto Figura 3.2 y e 3 3 Desarrollo de nuevos productos Estudios de aceptación en el mercado 2. Estudios de materia prima Caracterización de materias primas Evaluación de aptitud Para la industrialización de diferentes materias primas

Figura 6.3 Cajas cerradas utilizadas para controlar la humedad relativa y la atmósfera (oa y co2 en los estudios de almacenamiento en frío de avellana)

 3. Tecnología de procesos y estudios de ingeniería e Configuración de las condiciones de proceso más adecuadas desde un punto de vista económico (minimización de costos) (Para obtener un producto de una calidad dada) Optimización de la tecnología de procesos Estudio de alternativas de proceso para realizar operaciones de procesamiento de alimentos o operaciones de unidad Desarrollo de nueva tecnología de proceso Desarrollo de nueva ingeniería de procesos o equipos de proceso.

4. Estudios sobre los requisitos del sistema auxiliar Evaluación fiable de los balances de masa y energía y de las propiedades físicas de los alimentos (Figura 6.4 y Fig. 6.5) e Estudio de las posibilidades de recuperación de energía en los sistemas de proceso. LLC

...