Recibido: 07-05-2021 / Revisado: 14-05-202=
1 /
Aceptado: 08-06-2021 / Publicado: 05-07-2021
Automatización de un Reactor Tipo=
Batch para la obtención de Biodiesel a partir de acei=
te reciclado
DOI:
https://doi.org/10.33262/ap.v3i3.68 =
Automation of a Ba=
tch
Reactor to obtain Biodiesel from recycled oil
Jonatahn
Paúl Campos Castelo. [1], =
Nelly
Jacqueline Coba Castillo. [2], Irma Catalina Villa Escudero. [3]
Introduction: Resumen. Introducción: Hoy
en día gracias a la innovación y desarrollo de nuevas tecnologías es posibl=
e la
automatización de procesos industriales los cuales ayudan a mejorar el proc=
eso
de producción y generar un mercado competitivo. Las empresas comerciales e
industriales del Ecuador cuentan con sistemas automatizados que son capaces=
de
facilitar el trabajo y obtener productos de calidad reduciendo costos e
incrementando la producción. Metod=
ología:
Para el desarrollo y ejecución de este proyecto de Automatización de un rea=
ctor
tipo batch para la obtención de biodiesel en el
Laboratorio de Procesos Industriales de la Facultad de Ciencias, se revisó
información sobre el proceso de producción, los reactivos que se emplean,
materiales y equipos necesarios. Se aplicaron los siguientes métodos:
inductivo, deductivo y experimental. Resultados:
La automatización permitió la reducción del tiempo en la fase de decantació=
n en
un 81,25%; lo que ayuda a que el tiempo de producción también se reduzca en=
un
65,22% comparado a las 11 horas y 30 minutos cuando el proceso que era
netamente manual de acuerdo con las pruebas obtenidas en la automatización =
se
presenta una mejora en la calidad del biodiesel. Conclusión: El rendimiento del reactor automatizado se incremen=
ta notablemente
en 287,5%. Se tiene un equipo operativo con bajo consumo de corriente,
reducción en la cantidad de agua empleada para el lavado del biodiesel y po=
see
un sistema de agitación constante. El rendimiento en volumen del biodiesel
obtenido depende en gran medida de la calidad del aceite de cocina reciclad=
o y
la pureza del metanol. P=
alabras
claves: Automatización de procesos, reactor de =
biodiesel, producción de =
biodiesel, controlador lógico
Intro=
ducción.
A través de los siglos el ser humano ha creado un
conjunto de herramientas y máquinas de acuerdo con las necesidades que se
presentaban, de ahí nació la revolución industrial con el fin de optimizar =
el
trabajo a través de la mecanización. Las primeras máquinas remplazaban el
esfuerzo del ser humano, posteriormente con el uso de nuevas tecnologías es=
tas
máquinas fueron capaces de realizar un conjunto de tareas sustituyendo el
trabajo del hombre.
La automatización industrial nació con la evolució=
n de
la electrónica y las computadoras que son dos herramientas necesarias para =
un
proceso automatizado que permite controlar y operar adecuadamente un sistem=
a,
es por ello que los beneficios que proporciona un sistema automatizado son
múltiples ya que cada día surgen nuevas aplicaciones y nuevos procesos.
Hoy en día gracias a la innovación y desarrollo de
nuevas tecnologías es posible la automatización de procesos industriales los
cuales ayudan a mejorar el proceso de producción y generar un mercado
competitivo. Las empresas comerciales e industriales del Ecuador cuentan con
sistemas automatizados que son capaces de facilitar el trabajo y obtener
productos de calidad reduciendo costos e incrementando la producción.
Para la realización de esta investigación se tomó =
como
punto de referencia el trabajo realizado por Espinoza y Palmay (2009) quienes realizaron el Diseńo y constr=
ucción
de un reactor batch para la obtención por
transesterificación de biodiesel a partir de aceite de cocina reciclado e=
ste
procedimiento se lo realizaba de manera manual es por ello que se planteó u=
na
alternativa la automatización de los procesos para la producción del biodie=
sel
los mismos que permitieron mejorar la calidad del producto y la reducción d=
el
tiempo de producción.
Metodologia.
Para el desarr=
ollo
y ejecución de este proyecto de Automatización de un reactor tipo batch para la obtención de biodiesel en el Laboratori=
o de
Procesos Industriales de la Facultad de Ciencias, se revisó información sob=
re
el proceso de producción, los reactivos que se emplean, materiales y equipos
necesarios. Se aplicaron los siguientes métodos: inductivo, deductivo y
experimental.
Inductivo: Ayu=
dó a
determinar y definir parámetros como temperatura, velocidad de agitación,
concentración y pureza de los compuestos químicos.
Deductivo: La
existencia de información relevante sobre la producción de biodiesel aportó
significativamente al desarrollo de este proyecto, permitió conocer las eta=
pas
o fases de producción, los reactivos que pueden emplearse.
Experimental:
Permitió la corrección de errores y fallas que se presentaron en la maniobr=
a y
operación del reactor. Con este método se procedió a la ubicación y calibra=
ción
de sensores, depuración en los tiempos de reacción y velocidad de agitación
según la etapa, referente a la parte eléctrica y electrónica; mientras que =
en
la parte química permite determinar las cantidades exactas de reactivos y el
manejo adecuado de los mismos.
Tabla
1-2: Fases del proceso de obtención del biodiesel
|
Fase |
Descripción |
|
Eliminación de impurezas |
Consiste en filtrar el aceite reciclado de forma
manual y después, someterlo a una temperatura de 100 °C para eliminar el =
agua
que podría contener. |
|
Transesterificación |
Se mezcla el aceite, el alcohol metílico en
proporción del 20% del volumen de aceite y 3.5 gramos de hidróxido de sod=
io
por cada litro de aceite; esta mezcla se calienta a 58ş C con una agitaci=
ón
rápida al inicio y lenta hacia el final de la reacción. |
|
Decantación |
La mezcla debe reposar al menos 8 horas para pod=
er
separar la glicerina y el biodiesel o en su defecto se puede dejar la mez=
cla
en reposo, después de la reacción, pero manteniendo una temperatura sobre=
los
38°C por al menos una hora lo cual permite la reducción del tiempo en esta
fase. |
|
Lavado |
Consiste en separar los jabones del biocombustib=
le
lavándolo con agua a una proporción del 1/3 del volumen de aceite cargado=
y
la agitación se produce a bajas velocidades, el agua ingresa desde uno de=
los
tanques secundarios, posteriormente la mezcla debe permanecer en reposo p=
ara
separar los líquidos. |
|
Secado |
El biocombustible obtenido es calentado nuevamen=
te a
100° C para eliminar el agua presente. Finalmente se obtiene el biodiesel=
. |
Fuente:
Elaboración propia
Limpieza del reactor y tuberías.
El reactor permanecía
mucho tiempo sin utilizarse por lo que se había acumulado polvo y había
residuos de biodiesel y glicerina en la cámara de ebullición, en los
recipientes de carga y en la tubería de descarga. Se procede a la limpieza
integral, desarmando todo el reactor, utilizando jabón arranca grasa y agua
caliente para la eliminación de la glicerina acumulada.
Vaciado
del vapor condensado, instalación de una trampa de vapor.
El reactor no tenía
incorporado una trampa de vapor que permita la descarga del condensado gene=
rado
durante los procesos en las líneas que transportan vapor, por lo que había =
gran
cantidad de agua y es estrictamente necesario desalojarla de la cámara de
calefacción, fue posible gracias a una llave de desfogue instalada en la pa=
rte inferior
del reactor.
Figura 1-2 Vaciad=
o del
condesado, trampa de vapor
Fuente: Elaboración propia
Se instaló la trampa =
de
vapor, la misma que presenta las siguientes características:
Tabla
2-2: Características de la trampa de vapor
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Fuente:
Elaboración propia
Incorporación
de la estructura para el gabinete eléctrico
Se elimina la estruct=
ura
del pequeńo gabinete antiguo para colocar uno nuevo de las dimensiones
necesarias que pueda abarcar en su interior todos los elementos
necesarios. Se instala en una nueva
ubicación donde no interfiera con la máquina y resulte fácil de acceder y
operar.
Se realiza un soporte para la bomba de succión que se emplea en cargar el aceite o biodiesel al reactor, se instala en la parte inferior junto al recipiente de descarga. <= o:p>
Coloc=
ación de
un nuevo tanque secundario, sensores de nivel y electroválvulas
Se coloca un nuevo ta=
nque
secundario de acero inoxidable para contener uno de los reactivos ya que el
anterior era muy pequeńo y no cabía la cantidad mínima necesaria para la
reacción; estos sensores de nivel tipo flotador se emplean para detectar si=
los
tanques secundarios contienen la cantidad mínima de metóxido o agua para dar
paso a la fase de transesterificación o lavado del biodiesel respectivament=
e.
Figura 2-2 Arreglos en=
el
reactor
Las electroválvulas
instaladas presentan los siguientes datos:
Tabla
3-2: Características de las electroválvulas de CC.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Fuente:
Elaboración propia
Const=
rucción
de las aspas para el motor agitador
Figura 3-2. Siste=
ma de
agitación
Fuente: Elaboración propia
Selección de dispositivos de control y sensores
Figura 4-2 Pulsad=
ores,
luces piloto, pt100 y electroválvula
Fuente: Elaboraci=
ón
propia
Senso=
r de
temperatura PT100
El sensor de temperat=
ura
se instaló en el fondo del reactor y permite conocer la temperatura en la
cámara de calefacción durante cada fase; según el valor leído y las condici=
ones
programadas en el PLC se realiza el control de la apertura o cierre de la e=
lectroválvula
de paso de vapor.
Se utilizó el sensor
PT100 de 3 hilos porque el rango de medida habitual está comprendido entre
100ş C y 350ş C. La electroválvula para el paso de vapor se selecciona por =
su
temperatura de operación (- 5 a 180ş C) y presión de trabajo (0,5 a 15 kg/cm2)
La selección del
Controlador Lógico Programable se realiza en función del número de entradas=
y
salidas a emplearse y dependiendo si éstas son digitales o analógicas.
En la siguiente tabla=
se
detalla el número de entradas requeridas.
Tabla
4-2: Descripción de entradas al PLC
|
Descripción
de Entrada |
Tipo
de Seńal |
Cantidad |
|
Sensor temperatura PT100 |
Analógica |
1 |
|
Pulsador inicio |
Digital |
1 |
|
Pulsador reset |
Digital |
1 |
|
Pulsador paro emergencia |
Digital |
1 |
|
Sensores de nivel |
Digital |
2 |
|
TOTAL |
|
6 |
Fuente: Elaboración propia=
La siguiente tabla
presenta el detalle y número de salidas a manejarse.
Tabla
5-2: Descripción de salidas del PLC
|
Descripción
de Salida |
Tipo
de Seńal |
Cantidad |
|
|
Digital |
1 |
|
|
Digital |
1 |
|
|
Digital |
1 |
|
|
Digital |
3 |
|
|
Digital |
2 |
|
|
Digital |
1 |
|
TOTAL |
|
9 |
Fuente: Elaboración propia=
Por lo tanto, se requ=
iere
un PLC que permita el manejo de 6 entradas, una de ellas de tipo analógica =
y 9
salidas digitales. El controlador seleccionado debe permitir la incorporaci=
ón
de un módulo para el manejo de seńales analógicas provenientes del sensor de
temperatura PT100.
Selec=
ción y
características del módulo de funciones especiales (Bo=
ard
BD)
Para el manejo de la
seńal proporcionada por el PT100 se requiere de una tarjeta de funciones
especiales XC-2AD2PT que es compatible con el PLC Xinj=
e
XC3-24R-E y PLCs de la serie XC, esta tarjeta p=
osee 4
canales, de los cuales 2 son canales directos para la conexión de sensores
PT100 y los otros 2 canales para seńales analógicas que se pueden configura=
r en
rangos de 0-5v o 0-10v.
Carac=
terísticas
del PLC seleccionado
=
Figura 7-2 PLC
Fuente: Elaboraci=
ón
propia
Tabla
6-2: Características del PLC Xinje=
XC3-24R-E
|
Descripción |
Cantidad |
Tipo |
|
|
1 |
|
|
|
1 |
|
|
|
14 |
|
|
|
2 |
|
|
|
10 |
|
|
|
3 |
|
|
|
2 |
|
|
|
7 |
|
|
|
1 |
|
Fuente: Elaboración propia=
Figura 6-2 Tarjet=
a de
funciones especiales XC-2AD2PT y Fuente Autonics
24VDC
Fuente: Elaboración propia
Selección de la fuente
externa
La fuente empleada ti=
ene
las siguientes características. marca Autonics,
modelo SPB-060-24, proporciona 24 VDC y 2.5 A, puede conectarse a 110 o 220
VAC. Se utilizó para accionar las electroválvulas empleadas en los recipien=
tes
de metóxido y agua; para alimentar el motor agitador, sensores; luces pilot=
o y
energizar las bobinas.
Diseńo e implementación del gabin=
ete
eléctrico
En el gabinete eléctr=
ico
se instalan todos los elementos de control, tiene las siguientes
características: marca Beaucoup, mide 400 x 400=
x 200
mm, cuerpo y doble fondo fabricado en acero laminado en frío.
Conexiones,
dimensionamiento de conductores y protecciones
- =
PT100: Se utilizó alambre de cobre com=
o extensión
para el PT100 de 1,5 m y se escogió el canal 3 para conectarlo.
Figura -2 Conexión PT100
Fuente:
http://www.sah.rs/PLC%20and%20HMI/XC-BD_eng.html
- =
Bomba de agua:
La bomba de agua es la
carga que mayor consumo de potencia tiene. Para determinar el calibre del
conductor que se emplea para la motobomba, se tiene los siguientes datos:
Voltaje
nominal: 110 VAC
Corriente
nominal: 3,4 A
Longitud:
2 m
Se
calcula la caída de tensión en un circuito monofásico, debe ser menor al 5%=
.
Se determina la secci=
ón
del conductor eléctrico
El diámetro determina=
que
el calibre de cable a utilizarse es el 20 AWG, según la tabla de la Figura 12-2.
Figura
8-2 Tabla para selección de conductores
Fuen=
te:
http://electrocable.com/productos/cobre/THHN.html
La siguiente tabla
muestra el detalle de las cargas instaladas, cuyo consumo de potencia es muy
bajo y las distancias son cortas. Por lo tanto, para su cableado se utiliza
cables de calibre 18 AWG.
La Figura 9-2 muestra el diagrama de conexiones de las entradas y
salidas en el Controlador Lógico Programable.
Figura
9-2 Diagrama de conexiones del PLC
Fuente:
Elaboración propia
Para las cargas que
requieren de una alimentación de 24 VDC se realiza las conexiones con cable
flexible número 18 AWG, las conexiones de AC para alimentación del PLC y la
fuente se realiza con cable flexible número 16 AWG, y finalmente para la
alimentación desde la toma de 110 VAC al gabinete se emplea conductor flexi=
ble
tipo gemelo número 14 AWG.
Tabla
8-2: Elementos del gabinete
|
Cantidad |
Descripción |
Ubicación |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Fuente: Elaboración propia=
Se emplearon taladros=
y
disco de corte para realizar las perforaciones en las que se colocaron los
pulsadores, luces piloto y la pantalla de interfaz.
Figura
10-2 Gabinete eléctrico
Fuente:
Elaboración propia
=
=
Diagr=
amas
GRAFCET
El GRAFCET es una her=
ramienta
que permite hacer un bosquejo de la programación que se lleva a cabo, es co=
mo
una guía del funcionamiento general del reactor que describe cómo se
desarrollaría el proceso de automatización. Aunque se emplea un GRAFCET por
cada etapa del proceso, en realidad el programa implementado es uno solo. L=
as
letras X, Y, M, T; indican entradas, salidas, memorias y temporizadores
respectivamente.
|
Fases de eliminación de agua/secado biodiesel<= o:p> |
Fase
de Transesterificación |
Fase
de lavado del biodiesel |
Figura 11-2 Diagramas GRAFCET según
etapas
Fuente:
Elaboración propia
Interfaz Ho=
mbre
Máquina (HMI)
La pantalla de interf=
az
seleccionada para el control y monitoreo del proceso de obtención de biodie=
sel
tiene las siguientes características: marca TouchWin,
modelo TG465-UT, pantalla táctil, voltaje de operación de 24 VDC, resolución
480*272 pixeles, 4.3 de tamańo de la pantalla.
Pantallas: principal y de selecci=
ón
Al encender el equipo,
aparece una pantalla de presentación, al presionar sobre la opción Iniciar=
se
accede a otra ventana que contiene botones cuya selección permite que el
proceso se ejecute de forma manual o automática.
Figura
12-2 Pantalla de presentación
Fuente:
Elaboración propia
La siguiente pantalla
permite seleccionar el modo de operación del equipo, manual o automático. E=
n el
caso de seleccionarse el modo automático, la carga de aceite es máximo 15
litros y el caldero debe tener una presión mínima de 40 PSI.
Figura
13-2 Pantalla modo automático
Fuente:
Elaboración propia
En el modo manual se
tiene la pantalla de la siguiente figura, este modo permite la maniobra del
equipo cuando las cargas de aceite son menores o mayores de 15 litros o cua=
ndo
se requiera utilizar el reactor en otros proyectos no necesariamente
relacionados con la producción de biodiesel, empleándose otros compuestos y
reactivos químicos en volúmenes diferentes.
Figura
14-2 Pantalla modo manual
Fuente:
Elaboración propia
Al seleccionar en la
opción Temperatura, una nueva ventana indica el ingreso de un valor de
temperatura, la misma controla que la electroválvula permita o corte el paso
del vapor hacia la cámara de calefacción. En función del valor ingresado la
electroválvula se maneja con una tolerancia de ą 2ş C. Dentro del modo de
operación manual se tiene una pantalla para cada fase, desde las cuales se
enciende o apaga cualquiera de los actuadores.
Figura
15-2 Pantallas modo manual para cada fase
Fuen=
te:
Elaboración propia
Para
accionar el sistema de agitación por un tiempo determinado, se presiona sob=
re
el botón Ingresar Tiempo, que redirecciona a otra pantalla en la cual se pu=
ede
ingresar el tiempo durante el cual se mantendrá encendido el motor sea en
velocidad rápida o velocidad baja, para ingresar un nuevo valor hay que pul=
sar
en Reinicio Contador.
Figura
16-2 Ingreso tiempo de agitación
Fuente:
Elaboración propia
Equipo de protecci=
ón
individual
La utilización del eq=
uipo
de protección individual permite reducir los riesgos que podrían amenazar la
seguridad o salud del operador del equipo. En el Laboratorio de Procesos
Industriales es obligatorio regirse por el Protocolo de Equipos de Protecci=
ón
Personal, el mismo que considera la utilización de:
ˇ =
Protección
Corporal (Mandil).
ˇ =
Protección
Visual (Gafas de seguridad).
ˇ =
Protección
Respiratoria (Mascarilla).
ˇ =
Guantes
de látex.
Figura
17-2 Equipo de protección individual empleado y aceite de fritura flitrado
Fuente:
Elaboración propia
Antes y después de
realizar las prácticas en el reactor, se debe verificar que se encuentre
completamente limpio: el tanque de reacción, los tanques secundarios y el
recipiente de descarga, caso contrario el resultado final puede no ser el
esperado.
Se emplea el metanol
absoluto, es decir, con una pureza del 99% para lograr una mejor conversión=
del
aceite en biodiesel. Se emplea en proporción del 20% del volumen de aceite
cargado.
El hidróxido de sodio
(NaOH) se debe manejar con mucha precaución ya que es corrosivo y expuesto =
al
ambiente absorbe la humedad y pierde propiedades químicas. Se necesita 3.5 =
g de
hidróxido por cada litro de aceite cargado, se emplea una balanza para su
pesaje.
La presentación del N=
aOH
es en escamas y para agregarse al aceite debe estar completamente diluido; =
una
vez pesada la cantidad de catalizador se coloca en el vaso de precipitación=
, se
ańade el metanol y se utiliza una barra de agitación para la mezcla.
Esta preparación debe
calentarse a 40ş C por tiempos cortos en un reverbero eléctrico para diluir=
el
NaOH. La mezcla puede evaporarse y para evitar las pérdidas de metanol, el =
vaso
de precipitación o el tanque secundario del metóxido debe permanecer cubier=
to
con papel aluminio.
Figura
29-2 Mezcla Metóxido
Fuen=
te:
Elaboración propia
Resultados.
Para obtener los resultados se realizaron pruebas =
en
el reactor de biodiesel antes de la intervención de la automatización para
determinar los aspectos que provocaban ineficiencia en su operación y consu=
mo
excesivo de recursos. Posterior se realizó nuevas pruebas de funcionamiento=
para
descartar cualquier tipo de fallo ya sea en hardware o software. Cabe recal=
car
que se realizaron cuadros comparativos de la funcionalidad del equipo previ=
o y
posterior a la automatización manteniendo las mismas condiciones de operaci=
ón.
En el sistema de agitación antiguo estaba constitu=
ido
por un taladro apostado sobre la tapa del reactor y sujetado por una base f=
ija;
además se debía mantener presionado el interruptor del taladro por una hora=
, lo
que implicaba una variación en la velocidad y la presencia obligada del
operario en esta parte del proceso.
Tabla 1-3: Manipulación antes y después de la
automatización.
|
Evento |
Manipulación
Antes |
Manipulación
Después |
|
|
Si |
No |
|
|
Si |
No |
|
|
Si |
No |
|
|
Si |
Si |
|
|
Si |
No |
|
|
Si |
No |
|
|
6 |
5 |
Fuente:
Elaboración propia.
La Figura 1-3 muestra la carga de aceite y elimina=
ción
de agua en minutos del reactor sin control y automatizado; se determinó que=
con
el equipo automatizado se tiene una reducción del 25% del tiempo que tomaba
hacerlo manualmente. En la Figura 2-3 corresponde a la fase de transesterificación la cual indica una
reducción de 10 minutos, es decir el 25% de tiempo que tomaba al hac=
erlo
de forma manual.
La Figura 3-3 muestra que la decantación en forma
manual requería de un tiempo de 8 horas, al automatizar el tiempo se reduce=
a 1
hora y 30 minutos lo que representa una reducción del 81,25% del tiempo en =
la
fase de decantación. La Figura 4-3 se puede observar que la fase de secado =
se
lleva a cabo en 10 minutos, hasta alcanzar el punto de ebullición del agua,=
lo
que representa una reducción del tiempo en un 33.33% comparado a la operaci=
ón
en forma manual.
Análisis y comparaciones de tiempos del
proceso completo
En la automatización del reactor de biodiesel se
obtuvieron datos de tiempos y temperaturas, en base a cargas de 10 litros de
aceite de cocina reciclado, teniendo en cuenta que la llave de paso de vapor
desde la caldera debía estar abierta a la mitad y trabajar con una presión
mínima de 40 PSI y máxima de 50 PSI.
Tabla 2-3: Tiempos del reactor en operación manua=
l
|
Proceso
/ Fase |
Tiempo |
Temperatura |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
11 h 30 min |
|
Fuente:
Elaboración propia.
De acuerdo a la Tabla 2-3 el reactor operaba en ma=
nera
manual con un tiempo de 11 horas y media, la etapa que más tiempo consumía =
era
la de decantación con un tiempo de 8 horas.
Tabla 3-3: Tiempos del reactor automatizado
|
Proceso
/ Fase |
Tiempo |
Temperatura |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 h |
|
Fuente: Elabor=
ación
propia.
En
la Tabla 3-3 muestra los resultados obtenidos del reactor automatizado con =
un
total de tiempo de 4 horas, considerando que las etapas de drenaje y glicer=
ina
se realizan de manera manual debido a las características del aceite recicl=
ado
hacen que la glicerina se precipite al fondo del reactor o flote sobre el
biodiesel.
En
el Grafico 5-3 muestra los resultados obtenidos, en forma manual para la
obtención del biodiesel el equipo necesitaba alrededor de 11 horas y 30
minutos, con la automatización se llevó a cabo el mismo proceso en solo 4
horas, lo que representa una disminución del 65,22 % del tiempo inicial.
Rendimiento del reactor automatizado
Una
vez automatizado el reactor se realizó evaluaciones de consumo y rendimient=
o,
cabe indicar que el reactor no automatizado presentaba un consumo de 2,5 A =
el
cual correspondía a la corriente que consumía el taladro, en la automatizac=
ión
se incorporó dispositivos eléctricos por lo tanto se obtuvo un consumo
aproximado de 4 A el cual sigue siendo un valor bajo este aumento de corrie=
nte
se debe al consumo de la bomba de agua que presenta una corriente nominal de
3,3 A.
El
rendimiento se calculó en base al número de horas que se empleaba el reacto=
r de
manera manual sobre el tiempo que realiza el mismo proceso de manera automá=
tico
y dio como resultado el 287,5% de rendimiento.
Conclusiones.
ˇ =
Se
establecieron las características y parámetros para el funcionamiento y
operación del reactor, determinando: fases de producción, valores de
temperatura, tiempos, velocidades de agitación y cantidades de reactivos
químicos.
ˇ =
El
PLC permite el accionamiento de los actuadores en función de las seńales
recibidas y las condiciones programadas, enlazándose al HMI para facilitar =
el
control y monitoreo del equipo.
ˇ =
La
decantación es una de las fases de producción del biodiesel, crítica debido=
al
tiempo que se requería para llevarla a cabo de forma manual (8 horas mínimo=
).
La forma de reducir el tiempo en esta fase es manteniendo la mezcla en repo=
so,
después de la reacción, y la temperatura sobre los 38ş C por una hora y med=
ia.
Se logra reducir el tiempo en un 81,25%.
ˇ =
El
controlador, los sensores y actuadores se seleccionaron según los
requerimientos del proceso; los conductores eléctricos, fuente de CC, y la
protección se determinaron en función de la carga instalada.
ˇ =
El
rendimiento del reactor automatizado se incrementa notablemente en 287,5%. =
Se
tiene un equipo operativo y seguro, muestra bajo consumo de corriente,
reducción en la cantidad de agua empleada para el lavado del biodiesel y po=
see
un sistema de agitación constante. El rendimiento en volumen del biodiesel
obtenido depende en gran medida de la calidad del aceite de cocina reciclad=
o y
la pureza del metanol.
Referencias
bibliográficas.
ARIAN,
Arian Control & Instrumentación. Pt100, su operación, instalación y tab=
las. [En línea] 2021. [Consulta: 28 Marzo 2021]. Disponible en: http:/=
/www.arian.cl/downloads/nt-004.pdf
CAMPOS, Jonatahn: RODRIGUEZ, Juan. Automatización de un reactor tip=
o batch para la obtención de biodiesel en el Laboratori=
o de
Procesos Industriales de la Facultad de Ciencias. [En línea] 2021. [Consulta: 28 Mayo 20=
21]. Disponible en: http://dspace.es=
poch.edu.ec/handle/123456789/6121
ELECTRONICA,
Electrónica Fácil. Fuentes de
Alimentación. [En línea] 2016. [=
Consulta:
29 Marzo 2021]. Disponible en: http://www.electronicafacil.net/tutoriales/Fuentes-a=
limentacion.php
PALMAY,
Paúl. Diseńo y construcción de un r=
eactor
batch para la obtención por transesterificación=
de
biodiesel a partir de aceite de cocina reciclado [En línea] (Tesis
Pregrado) ESPOCH, Ciencias, Ingeniería Química, Riobamba-Ecuador. 2009.
pp. 35-80. [Consulta: 1 Marzo 2021]. Disp=
onible
en: http://dspace.espoch.edu.ec/handle/123456789/248.pdf
UNICROM,
Electrónica Unicrom. Relé Relay Relevador (Interruptor o=
perado
magnéticamente). [En línea] 2021.
[Consulta: 28 Marzo 2021]. Disponible en: http://unicrom.com/rele-relay-relevador-interruptor-operado-magnetica=
mente/
PARA
CITAR EL ARTÍCULO INDEXADO.
Campos Castelo, J. P.,
Coba Castillo, N. J., Villa Escudero, I. C., & Aldaz Vargas, A. A. (202=
1).
Automatización de un Reactor Tipo Batch para la
obtención de Biodiesel a partir de aceite reciclado. A=
lfaPublicaciones,
3(3), 5777. https://doi.org/10.33262/ap.v3i3.68
El artículo que se publica es de
exclusiva responsabilidad de los autores y no necesariamente reflejan el
pensamiento de la Revista Alfa
Publicaciones.
El artículo qu=
eda
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otro medio tiene que ser autorizado por el director de la Revista Alfa Publicaciones.
=
[1]Instituto Superior Tecnológico
"Juan de Velasco", Riobamba, Ecuador, paulcamposjuandevelasco@gma=
il.com,
ORCID: 0000-0002-8243-451X
[2] Instituto
Superior Tecnológico "Juan de Velasco", Riobamba, Ecuador,
nellyjacquelinejc@gmail.com, ORCID: 0000-0002-1093-3977
[3] Instituto Superior Tecnológico "Juan de
Velasco", Riobamba, Ecuador, irmacatalina81@gmail.com, ORCID:
0000-0002-8057-6020
[4] Universidad Nacional de Chimborazo, Riobamba, Ecuador, aaldaz@unach.edu.ec, ORCID: 0000-0001-6290-0= 539
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