Metodología de diseño simultáneo de proceso y control aplicada a un secado por atomización multiproducto para sustancias químicas naturales

Methodology of simultaneous control and process design applied to multi-product spray drying for natural chemical substances

El diseño simultáneo de procesos y control (DSPyC) es una técnica en la cual las características de controlabilidad son consideradas desde las etapas iniciales de diseño, lo que permite fijar especificaciones dinámicas del sistema que facilitarán luego la operación y flexibilidad del proceso controlado. El principal objetivo del DSPyC es obtener un costo mínimo en el diseño unido a una máxima productividad, a la vez que asegura un comportamiento en lazo cerrado de la planta cumpliendo todas las restricciones de seguridad y funcionamiento: máxima eficacia energética, buena operatividad respecto a flexibilidad, controlabilidad, seguridad y regulación medioambientales.

En este trabajo se desarrolló una metodología de diseño simultáneo de proceso y control para un equipo de secado por atomización multiproducto para colorantes naturales. Incluye la ejecución de seis pasos. Se partió de la obtención del modelo semifísico de base fenomenológica que describe las dinámicas de temperatura, humedad de los sólidos y humedad del aire a la salida. La determinación de los parámetros del modelo se realizó mediante datos experimentales propios y de la literatura; su validación se llevó a cabo en condiciones de estado estacionario en un secador por atomización Büchi B-290. Luego se establecieron los apareamientos de control para proceder con el análisis de controlabilidad mediante álgebra de Lie; la matriz de controlabilidad obtenida permitió determinar el volumen y las dimensiones de la cámara de secado por atomización. Con esto se logra el diseño simultáneo del proceso y su control.