A comparison of nonlinear state estimators for closed-loop control of batch crystallizers

Una comparación de estimadores de estado no lineales para control de lazo cerrado de cristalizadores por lotes

La cristalización por lotes se aplica de forma amplia en las industrias farmacéutica, de alimentos y química. El modelo de control para estos procesos en la modalidad de tipo lazo cerrado requiere el conocimiento de los estados del sistema.

Este estudio investiga la efectividad de diversas técnicas de estimación no lineales para el control de retroalimentación de salida de procesos de cristalización por lotes. Se aplicaron varios observadores no lineales desarrollados bajo marcos de estimación determinísticos y bayesianos para el control de lazo cerrado de un cristalizador semi-continuo semi-industrial. Se llevó a cabo la evaluación de desempeño en términos del comportamiento de lazo cerrado de la estrategia de control y su habilidad para superar las imperfecciones del modelo e incertidumbres del proceso, tales como los errores de medición y condiciones iniciales inciertas. Los resultados de la simulación sugieren que los filtros Kalman extendidos y tipo unscented se desempeñan mejor en términos de lograr el objetivo de control.

Modeling and optimization of the dextrose monohydrate crystallization process

Modelado y optimización del proceso de cristalización de monohidrato de dextrosa

El objetivo de este trabajo fue desarrollar un modelo matemático simple para la cristalización por enfriamiento (cooling crystallization) de 𝛂-monohidrato de dextrosa en cristalizadores verticales y utilizarlo para la optimización de la operación en planta. Se simuló numéricamente el sistema de ecuaciones diferenciales algebraicas que representan el modelo, usando el ambiente Scilab. Se llevó a cabo la simulación múltiple con valores distintos para la temperatura del agua de enfriamiento, con el fin de seleccionar aquellas que aseguren el crecimiento del cristal más allá de un tamaño mínimo impuesto tecnológicamente (500 μm). Se presentaron los resultados de simulación con los valores óptimos. Para un cristalizador con tres secciones de enfriamiento con temperaturas individualmente controladas, se descubrió que la temperatura del agua de enfriamiento en la entrada de la primera sección fue de 25,5°C, mientras que para las otras dos secciones esta tuvo un valor de 20,5°C.

Modelling of the process of solid-liquid extraction of total polyphenols from soybeans

Modelado del proceso de extracción sólido-líquido total de polifenoles de granos de soya

Se investigó la influencia del solvente, la temperatura y el tiempo de extracción en la extractabilidad de los polifenoles totales de granos de soya molidos, variedad Ika. Esto se llevó a cabo para seleccionar el solvente más adecuado (agua; etanol acuoso al 50, 60, 70 y 80%) con el que se logre obtener la producción más alta de polifenoles totales. Se utilizó el solvente más efectivo (solución acuosa de etanol al 50%) para monitorear la cinética y el modelamiento de la extracción sólido-líquido de polifenoles totales de granos de soya, cuyo tamaño promedio de partícula era de 0,459 mm, con una proporción sólido-líquido de 20ml/g (volumen de solvente por gramos de materia prima).

Se determinó espectrofotométricamente el contenido total de polifenoles en el extracto de granos de soya utilizando los micro-métodos Folin-Ciocalteu a 765 nm. Asimismo, se estudió la aplicabilidad de distintos modelos matemáticos (Peleg, Page y logarítmicos) para describir la cinética del proceso de extracción sólido-líquido en cuestión. Los resultados mostraron una influencia significativa del solvente y de la temperatura sobre la cinética y el rendimiento de la extracción.