Propuesta de un sistema de control para un tacho de cocimiento de melado de caña de azúcar en un Ingenio Azucarero de Tucumán, Argentina
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Universidad Nacional de Tucumán, Facultad de Ciencias Exactas y Tecnología, Departamento de Ingeniería Industrial
Resumen
RESUMEN
En la industria azucarera local, actualmente no existen tachos de cocimiento
completamente automáticos. La operación de estos equipos sigue siendo un arte que depende en gran medida de la experiencia del operador o "tachero". La cristalización que ocurre en los tachos es el proceso mediante el cual se forman cristales sólidos de azúcar a partir de una solución sobresaturada. Este proceso, de gran complejidad, requiere un control preciso de múltiples factores para garantizar la obtención de cristales de alta calidad.
En el presente trabajo se propone un sistema de control moderno para atender el proceso de cocimiento en un tacho tipo batch. Este sistema mantiene el coeficiente de sobresaturación en la zona de sobresaturación metaestable durante toda la secuencia de cocimiento, logrando así cristales de azúcar uniformes, de buena calidad y con un rendimiento máximo.
El costo de implementar el sistema de control elegido, basado en el coeficiente
sobresaturación para un tacho de cocimiento es de 132220 USD.
Descripción
ÍNDICE
1. RESUMEN ................................................................................................................................. 6
2. INTRODUCCIÓN ...................................................................................................................... 6
2.1. Planteamiento del problema......................................................................................... 7
2.2. Justificacion ............................................................................................................... 10
3. OBJETIVOS ............................................................................................................................. 11
3.1. Objetivo general......................................................................................................... 11
3.2. Objetivos específicos................................................................................................. 11
4. MARCO TEÓRICO.................................................................................................................. 12
4.1. Proceso de fabricación de al azúcar........................................................................... 12
4.1.1. Molienda ..................................................................................................... 12
4.1.2. Calentamiento y clarificación ..................................................................... 13
4.1.3. Evaporación ................................................................................................ 14
4.1.4. Cocimiento y centrifugación....................................................................... 15
4.1.5. Secado......................................................................................................... 17
4.2. Proceso de cristalización en el cocimiento de azúcar................................................ 18
4.2.1. Tamaño y forma de los cristales ................................................................. 19
4.3. Esquema de un sistema de cocimiento de 3 templas ................................................. 21
4.3.1. Cocimiento “A” .......................................................................................... 23
4.3.2. Cocimiento “B”........................................................................................... 25
4.3.3. Cocimiento “C”........................................................................................... 26
4.4. Tachos de cocimientos............................................................................................... 26
3
4.4.1. Partes principales del tacho de cocimiento ................................................. 27
4.4.2. Ciclo de funcionamiento del tacho de cocimiento...................................... 28
4.5. Esquema de cocimiento de un Ingenio de Tucumán ................................................. 31
4.6. Variabilidad de tamaño medio de cristales de cocimiento de azúcar crudo .............. 34
5. SISTEMA DE CONTROL BASADO EN LA SOBRASATURACIÓN................................. 37
5.1. Sistema de control basado en el coeficiente de sobresaturación................................ 37
5.2. Importancia de control de sobresaturación ................................................................ 39
5.3. Esquema de instalación de instrumentación .............................................................. 41
5.4. Medición de contenido de cristales............................................................................ 43
6. INSTRUMENTACION NECESARIA PARA IMPLEMENTAR EL SISTEMA DE
CONTROL SELECCIONADO.................................................................................................... 44
6.1. Seed Master-4 ............................................................................................................ 44
6.2. Refractómetro de proceso con sonda Vaisala Polari PR53GP................................... 45
6.3. Sensor de microondas Harrer & Kassen HK6-F1-CLN-5616 ................................... 52
6.4. Sensor de nivel de presión diferencial ....................................................................... 56
6.5. Transmisor de presión absoluta ................................................................................. 58
6.6. Válvulas de control y actuadores............................................................................... 60
6.6.1. Válvulas de alimentación a tacho de cocimiento........................................ 60
6.6.2. Válvula de descarga masa cocida de tacho de cocimiento ......................... 62
6.6.3. Válvula de vacío de tacho a cocimiento ..................................................... 64
6.6.4. Válvula de vapor a tacho de cocimiento ..................................................... 67
6.7. Sistema de control seleccionado ................................................................................ 69
7. ANÁLISIS DE COSTOS.......................................................................................................... 70
4
8. CONCLUSIONES .................................................................................................................... 72
9.BIBLIOGRAFÍA ....................................................................................................................... 73
Citación
Dorado, J. C. (2025). Propuesta de un sistema de control para un tacho de cocimiento de melado de caña de azúcar en un Ingenio Azucarero de Tucumán, Argentina. [Trabajo de grado, Universidad Nacional de Tucumán, Facultad de Ciencias Exactas y Tecnología]