Simulación y control

 

Análisis comparativo de ecuaciones cinéticas tipo ley de potencia y difusión–integración en la cristalización por enfriamiento de azúcar de caña

 

Comparative analysis of power law type and diffusion–integration kinetic equations in batch cooling of sugar cane

 

P. A. Quintana–Hernández¹*, B. Uribe–Martínez¹,V. Rico–Ramírez¹ y E. Bolaños–Reynoso²

 

¹ Instituto Tecnológico de Celaya, Dpto. de Ingeniería Química. Av. Tecnológico y Antonio García Cubas s/n, 38010 Celaya, Gto., México. * Autor para la correspondencia. E–mail: pedro@iqcelaya.itc.mx Tel. (461)6117802

² División de Estudios de Posgrado, Instituto Tecnológico de Orizaba, Orizaba Ver., México.

 

Recibido 30 de Agosto 2007
Aceptado 24 de Abril 2008

 

Resumen

En este trabajo se analiza el proceso de cristalización por enfriamiento de azúcar de caña. Los resultados de simulaciones obtenidas con diferentes tipos de ecuaciones cinéticas (tipo ley de potencia, TLP y ecuaciones de difusión–integración, EDI) son comparados contra resultados experimentales. El proceso de cristalización es modelado con un conjunto de ecuaciones algebraico–integro–diferenciales que representan los balances de masa, energía y población y es resuelto usando el método de líneas. Los resultados muestran que cuando se usan ecuaciones TLP los valores generados para las variables de estado son más cercanos a los valores experimentales que cuando se emplean EDI. Además, se observa que para emplear EDI es necesario incluir parámetros que varíen de acuerdo a las condiciones del proceso.

Palabras clave: azúcar de caña, modelos de cristalización, simulación.

 

Abstract

In this work, the sugar cane cooling crystallization process is analyzed. Simulation results obtained with different kinetic equations (power–law type, PLT and diffusion–integration equations, DIE) are compared against experimental results. The crystallization process is modeled by a set of algebraic–integral–differential equations that represent the mass, energy and population balances; and it is solved using the method of lines. The results show that PLT equations generate values for the state variables that are closer to experimental information than results obtained with DIE. Further, it is clear that DIE equations require parameters that change according to process conditions.

Keywords: sugar cane, crystallization model, simulation.

 

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Agradecimientos

Los autores agradecen sinceramente los apoyos económicos del Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (CONACYT), Dirección General de Educación Superior Tecnológica (DGEST), Instituto Tecnológico de Celaya (ITC) e Instituto Tecnológico de Orizaba (ITO).

 

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