Modelización, simulación y control del proceso de deshidratación de vegetales troceados en un secadero rotatorio

Résumé

Dentro de la Industria Agroalimentaria, el secado es una de las operaciones más consumidoras de energía. El incremento de los costes energéticos y la creciente competitividad en los sistemas de producción obligan a optimizar la operación de secado. Para ello, el desarrollo de modelos de simulación contituye una herramienta muy útil en los estudios de optimización porque resultan más rápidos y baratos que la experimentación en planta piloto o a nivel industrial. Los secaderos rotatorios están especialmente indicados para el procesado de materiales no excesivamente frágiles y que tienen un flujo relativamente libre. Entre los productos agrícolas que habitualmente se secan en este tipo de secaderos se encuentran el azúcar, harinas y subproductos de la Industria Agroalimentaria. En esta tesis doctoral se ha desarrollado un modelo matemático de simulación de la operación de deshidratación de vegetales troceados en un secadero rotatorio. Para el desarrollo del modelo se plantearon los correspondientes balances dinámicos de materia y energía así como las ecuaciones de transferencia de materia y calor entre el aire y el producto. El modelo contiene una serie de parámetro relativos al producto como la humedad de equilibrio o la constante de secado. Estos parámetros fueron determinados experimentalmente en laboratorio. Otros parámetros relativos al equipo, como el tiempo de retención y el coeficiente de transferencia de calor, fueron extraídos de la bibliografía. El modelo fue implementado utilizando la herramienta SIMULINK de Matlab. El modelo es capaz de simular la temperatura y humedad del aire y del producto a la salida del secadero para unas determinadas condiciones operativas que es necesario especificar al inicio. Asimismo es posible simular los perfiles de evolución de dichas variables dentro del secadero. La validación del modelo se llevó a cabo realizando la comparación de los datos obtenidos mediante sim