Descripción y análisis desde el punto de vista de automatización y modelos de control de los procesos involucrados en la producción del azúcar.

Abstract

Este trabajo de graduación es el resultado del estudio del proceso de producción del azúcar en el Ingenio Santa Ana bajo el punto de vista de sistemas de control. Esto significa que los procesos modelados mediante gráficos que relacionan las variables importantes para cada uno de los mismos y modeladas mediante lazos de control. Para facilitar este estudio se agruparon los procesos y lazos de control en las siguientes áreas: Patío de caña y molinos En esta área del control de la producción, se controlara la velocidad con que se está ingresando material (en este caso caña) a la fábrica. La velocidad de ingreso de caña a la fábrica es importante, porque al tener controlado el flujo no hay problemas de falta o exceso de producto en las diferentes áreas que siguen el proceso. Además al controlar las variables en los molinos se obtiene una máxima extracción de azúcar de la caña, que se traduce en un mejor aprovechamiento de la misma. También en los molinos se controla el flujo de jugo que ingresa a la fábrica. Si la molienda es demasiado rápida, al igual que la cantidad de caña que ingresa al ingenio, entonces la cantidad de jugo que se extrae es mucha para el procesamiento de la plata. Igual pasa si se produce el efecto inverso. Procesos de fábrica. Tratamiento del jugo Esta área de control es importante, porque aquí se controlan los parámetros y procesos que influyen en la calidad del producto final, que es el azúcar. En esta área se controlan los niveles de sulfatado, alcalizado y calentado del jugo, para que los niveles de cada uno de los anteriores tengan los valores óptimos para obtener azúcar de buena calidad. Al tener identificados los diferentes puntos de control en esta área general, a los supervisores se les hará más fácil manejarlos y obtener resultados muy provechosos en el producto final. Además se obtendrá una mayor extracción de azúcar del jugo. Evaporados, tachos y centrífugas En el área de evaporadores, se controla la obtención de una concentración de azúcar óptima del jugo. Al tener la meladura la concentración deseada, el proceso de tachos será eficiente, pues el tiempo que durará la generación de las masas será el óptimo. También si se tienen las concentraciones deseadas, el tiempo que se necesitará para formar el grano del tamaño deseado será el más eficiente posible. Esto influirá en el proceso de centrifugación, pues el azúcar que se obtendrá en el centrifugas de primera será de tamaño óptimo y se obtendrá la mayor cantidad posible. Estos procesos, por ser secuenciales, se optimizan minimizando el tiempo en que se obtiene el producto deseado. Al optimizar el tiempo, se podrá procesar más jugo para obtener la mayor cantidad de azúcar posible. Tanques de jugo claro El control de nivel del tanque de jugo claro es un parámetro indicador importante. Si el nivel del mismo se mantiene dentro de los niveles óptimos, indica que el proceso está transcurriendo de manera normal, por lo que la producción no tendrá problemas de tener que procesar más despacio, o tener que aumentar el flujo de material que ingresa a la fábrica, dependiendo de la diferencia entre el valor óptimo y el valor real. El control del nivel del tanque de jugo claro, por lo tanto, influirá en las demás áreas mencionadas anteriormente. El control se basa únicamente en el flujo de material entre los diferentes puntos y procesos de la empresa. Los procesos encargados de mejorar la calidad del producto, tienen una influencia secundaria. Si el flujo de material aumente, se vuelve más difícil controlar las cantidades de los diferentes químicos que se le agregan al jugo. Por esta razón mantener el flujo de materiales en la empresa controlado y con valores óptimos es indispensable. Es importante para el ingenio que sus supervisores conozcan a profundidad el proceso. Además este documento es importante, porque describe gráfica el flujo de materiales en la empresa. Además analiza las diferentes variables importantes para el proceso, y como se afectan una a otra. Actualmente el proceso de producción de azúcar se realiza un porcentaje alto de controles independientes y de una manera altamente manual. Al tener un documento que contenga las bases y los controles de manera integrada, será una referencia muy importante y valiosa para desarrollar proyectos que mejoren la eficiencia de los diferentes procesos que se llevan a cabo en el ingenio, para beneficio no solo del ingenio, sino de todos los trabajadores. Muchos de los procesos que actualmente se realizan se pueden automatizar completamente o parcialmente. Además es importante integrar todos los datos de las diferentes variables descritas en los grupos de control anteriores en un lugar centralizado, para que al control sea lo más eficiente y fácil posible. Al existir varias islas con instrumentos de medición, la integración de los datos es difícil y nunca se puede llegar a obtener un valor simultáneo de todos los valores para detectar posibles fallas en los parámetros de calidad del proceso. La información que se obtenga de este documento puede servir de base para desarrollar programas de automatización en otros ingenios del país, elevando la cantidad de la producción del azúcar a nivel nacional.