Control De Un Proceso De Mezclado

Control de un proceso de mezcladoro

Debemos considerar ahora un ciclo de composición de control para ver que podemos aprender de el .

La composición es una propiedad del material, y como tal es parte de la corriente de flujo del mismo . El tiempo muerto siempre esta en el ciclo , y el mezclado inclompleto y la dificultad para obtener muestras complican mas las cosas aun. En un largo exento la composición de un material es una función de la maquinaria produciéndola.

Consideremos el sistema simple de licuado mostrado en la sig figura, en este sistema estamos produciendo solo una mezcla , no hay reacción química y por lo tanto el objetivo es controlar el porcentaje de un solo componente agregando la cantidad requerida de concentrado al flujo del proceso antes de que sea desechado de otras maneras. Si el agitador pudiera mezclar los contenidos completamente en nada de tiempo, el problema seria reducido a una sola capacidad , y seria fácil de controlar. Desafortunadamente no es posible tener mezclado completo instantáneamente.

Y como resultado nos vemos abrumados con retraso el proceso o tiempo muerto el cual pone limitaciones en la velocidad de respuesta del controlador

Hay un ciclo de control de nivel que mantiene un volumen constante en el recipiente , pero en el interés de la simplicidad y la claridad ese ciclo no fue mostrado. Si V fuera el volumen del concentrado y Q la cantidad de flujo , y si ningún tipo de mezclado tuviera lugar entonces habría un tapón de material dejando la parte interna y alcanzando la externa después de un intervalo de tiempo de V/Q , Para el caso que escogimos describir , el tiempo muerto td = V/Q y e retardo t1 = 0 , si por lo tanto hubiera un mezclado perfecto entonces td = 0 y t1 =V/Q . Es dentro de estos dos limites donde todo el proceso real recae.

La mayoría de los agitadores mecánicos del tipo ilustrado, se comportan y son tratados como bombas que circulan material a una cantidad uniforme del fondo hasta el tope.

Si se dejara que la cantidad de circulación fuera Qcirc entonces el tiempo que le tomaría a una partícula viajar desde el fondo hasta el tope seria dada por :

Td = V/Qcirc+Q

Que tan bien es realizada la mezcla puede ser definido como el radio del flujo de subida al de bajada

Qcirc/Qcirc+Q

Debido a que todo el contenido del recipiente no es mezclado instantáneamente , el tiempo que toma en producir un producto completamente mezclado en parte del recipiente puede ser considerado tiempo de retraso o la constante de tiempo para el recipiente

R1 = V/Q * Qcirc/Qcirc+Q

Si escribimos la ecuación en el mismo formato que t1 tendremos :

Td = V/Q * Q/Qcirc + Q

Eso provee una base sobre la cual hacer una comparación entre los os .

Si agregamos las demás ecuaciones tendremos

T1 + td = V/Q

Eso demuestra que :

La particula promedio no puede ser sostenida en el recipiente mas tiempo que V/Q, sea mezclada o no , confirmando que ningún mezclado puede ser perfecto

El radio td/t1 o Q/circ puede ser usado para determinar que tan difícil es controlar la producción de una mezcla.

Por favor recuerde que el ejemplo usado es una manera sobre simplificada y ha sido elegida solo para ilustrar lo siguiente :

1 El mecanismo de mezclado no es discreto

2 El flujo generado por el agitador no es unidireccional , ya que es turbulento y ciertamente multidireccional

3 Dado que hay flujo es probable que haya algo de mezclado dada la turbulencia en producir el flujo

4 Ocurrirá algo de mezclado incluso sin un agitador debido a la difusión tomando lugar.

En resumen :

1 la relación entre la temperatura de refrescado y el agua es no lineal y una válvula

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