Artigo Completo - Open Access.

Idioma principal | Segundo idioma

MELHORIA DE DESEMPENHO DE SISTEMAS DE CONTROLE DE VAZÃO EM SISTEMAS DE LIMPEZA CIP USANDO MODELOS SEMI- EMPÍRICOS DO TIPO FOPDT

CIP SYSTEMS FLOWRATE CONTROL IMPROVEMENT APPLYING FOPDT MODELS

Gedraite, Rubens; Lobato, Fran Sérgio; Souza, Davi Leonardo de; Kunigk, Leo;

Artigo Completo:

Atualmente, a grande maioria dos processos de limpeza CIP é conduzida com base em procedimentos que levam em consideração a experiência dos operadores de processo no que tange ao tempo de funcionamento do ciclo. Este trabalho aborda o comportamento do sistema CIP em resposta a estímulos na vazão de operação do sistema, usando um trocador de calor. A cinética da remoção foi avaliada com base na variação do valor do pH medido. A partir das respostas obtidas, foram identificados os modelos do tipo FOPDT representativos da dinâmica do processo estudado para diferentes condições operacionais, que foram validados por meio de comparação com os dados experimentais disponíveis, sugerindo representatividade adequada e coerente. Os modelos foram usados para estudo da influência da oscilação nos valores da vazão de água de enxágue, em torno do ponto de operação, sobre o pH. A partir dos desvios avaliados foi feito o ajuste dos parâmetros do controlador de vazão de água de enxágue, visando a diminuição da variabilidade apresentada. O desvio máximo verificado foi inferior a 5%.

Artigo Completo:

Currently, the vast majority of CIP processes is conducted based on procedures that take into account the experience of process operators with respect to the operating time of the cycle. This paper discusses the behavior of the CIP system in response to system flow changes, using a shell and tube heat exchanger. The kinetics of removal was evaluated based on the change in the value of the measured pH. From the responses obtained, FOPDT models representative of the process dynamics were studied for different operating conditions, which were validated by comparison with experimental data available, suggesting appropriate and consistent representation. The models were used to study the influence of rinse water flow oscillation, around the operating point on the pH. The deviations were evaluated and flow controller tunnig parameters adjusted, aiming to reduce the variability shown. The maximum deviation observed was less than 5%.

Palavras-chave: sistema de limpeza CIP,cinética de remoção de resíduos, modelo semi-empírico, controle de vazão, CIP system,waste removal kinectics, FOPDT model, flow control,

Palavras-chave: ,

DOI: 10.5151/mathpro-cnmai-0076

Referências bibliográficas
  • [1] Aguirre, L. A., 2007. Introdução à identificação de sistemas: técnicas lineares e não lineares aplicadas a sistemas reais. Ed. UFMG.
  • [2] Bansal, B.; Chen, X. D. 2006. A critical review of milk fouling in heat exchangers. Comprehensive reviews in food science and food safety, vol. 5, nº. 2, pp. 27-33.
  • [3] Campos, M. C. M. M; Teixeira, H. C. G. 2007. Controles Típicos de Equipamentos e Processos Industriais. Ed. Edgard Blücher, São Paulo.
  • [4] Carlotti Filho, M. A. C. 2008. Estudo da cinética de remoção de resíduos de cálcio e de detergente alcalino nas etapas de pré-lavagem e de enxágue em um trocador de calor de placas. Dissertação de mestrado, CEUN-IMT.
  • [5] Chen, X. D.; Ozkany, N.; Qin, F.; Xin, H.; Lin, L. 2004. An effective CIP procedure for removing dairy protein based deposit – A Laboratory investigation. ECI Conference on heat exchanger fouling and cleaning fundamentals and applications, Santa Fe, New Mexico, paper 44, 07p.
  • [6] Garcia, C. 2005. Modelagem e Simulação de Processos Industriais e de Sistemas Eletromecânicos. EDUSP, São Paulo – SP, 678p.
  • [7] Gedraite, R.; Kunigk, L.; Ribeiro, S.; Melero Jr., V.; Vasconcelos, F.; Sislian, R. 2010. Experimental investigation about the milk protein based deposit removal kinetics. Proceedings of the World congress on communication and arts, WCCA, Guimarães – Portugal.
  • [8] Gedraite, R., Lobato, F. S., Neiro, S. M. S., Melero Jr., V., Augusto, S. R., Kunigk, L. 2011. Modelagem matemática da cinética de remoção de resíduos em sistemas de limpeza CIP. Proceedings of the XXXII Iberian Latin-American Congress on Computational Methods in Engineering. Rio de Janeiro, Brazil.
  • [9] Gedraite, R., Pinheiro, T. M. A., Coutinho Filho, U. Kunigk, L, e Neiro, S. M. S. Investigação da limpeza de depósitos proteicos na superfície de aço inox 316 por processo CIP com hidróxido de sódio. Anais do VII Congresso Brasileiro de Termodinâmica Aplicada (CBTermo – 2013). Uberlândia, Brasil.
  • [10] Gormezano, L. 2007. Desenvolvimento e implementação de sistema para avaliar a cinética de remoção de resíduos presentes nos tubos de trocador de calor feixe tubular. Dissertação de mestrado, CEUN-IMT.
  • [11] Mcmillan, G. K. Tuning and control loop performance. 3rd ed., Research Triangle Park, NC, ISA – The Instrumentation, Systems and Automation Society, 1994.
  • [12] Melero Jr., V. 2011. ‘Instrumentação e identificação de um processo de sanitização cinética CIP’. Centro Universitário do Instituto Mauá de Tecnologia, São Caetano do Sul – (Dissertação de Mestrado).
  • [13] Miller, J. R. Miller, J. A.; Lopez, A. M.; Smith, C. L.; Murrill, P. W. 1967. A comparison of controller tuning techniques. Control Engineering, vol. 14, nº 12, pp. 72.
  • [14] Smith, C. L. 1972. Modeling and simulation in the process industries. National computer conference and exposition Publisher. Department of Chemical Engineering. Lousiana State University, Baton Rouge. Lousiana.
  • [15] Oliveira, L. R., Gedraite, R.; Coutinho Filho, U. Andamp; Kunigk, L. 2012. Obtenção de modelo empírico para avaliação da quantidade de insumos gastos em um sistema CIP empregado na limpeza de um sistema de pasteurização de leite. Anais do XV Encontro de Modelagem Computacional e III Encontro de Ciência e Tecnologia de Materiais. Uberlândia, Brasil.
  • [16] Salvagnini, W.; Gedraite, R. (2001). Rotina de Experimento para trocador de calor feixe tubular. São Caetano do Sul, SP: CEUN-IMT.
Como citar:

Gedraite, Rubens; Lobato, Fran Sérgio; Souza, Davi Leonardo de; Kunigk, Leo; "MELHORIA DE DESEMPENHO DE SISTEMAS DE CONTROLE DE VAZÃO EM SISTEMAS DE LIMPEZA CIP USANDO MODELOS SEMI- EMPÍRICOS DO TIPO FOPDT", p. 428-435 . In: Anais do Congresso Nacional de Matemática Aplicada à Indústria [= Blucher Mathematical Proceedings, v.1, n.1]. São Paulo: Blucher, 2015.
ISSN em b-reve, DOI 10.5151/mathpro-cnmai-0076

últimos 30 dias | último ano | desde a publicação


downloads


visualizações


indexações