ESTRATÉGIA DE CONTROLEBASEADA EM MODELO FENOMENOLÓGICO PARA UMA COLUNA DE DESTILAÇÃO CONTÍNUA EM BANCADA PARA A SEPARAÇÃO DE ETANOL-ÁGUA

ESTRATÉGIA DE CONTROLEBASEADA EM MODELO FENOMENOLÓGICO PARA UMA COLUNA DE DESTILAÇÃO CONTÍNUA EM BANCADA PARA A SEPARAÇÃO DE ETANOL-ÁGUA

APIO, A.; SALAU, N. P. G.

Artigo:

Um controlador PIDfoi proposto neste trabalho a fim de assegurar a concentração de etanol combustível próxima ao valor desejávelem um processo de destilação contínuo em bancada para separação da mistura etanol-água.O projeto de um sistema de controle, nesse quesito, pode assegurar a qualidade dos produtos com um menor consumo de energia. A modelagem fundamental do processo foi efetuada no software EMSO para esse fim, incluindo equações de conservação de massa e energia, além do modelo de equilíbrio de fasevan Laar. Os resultados permitiram a aquisição dos dados necessários mediante perturbações no processo para a posterior identificaçãodo sistema, realizada no softwareMatLab®. Para o controle da concentração de etanol no topo através da manipulação da potência na manta, o modelo paramétrico discreto Box-Jenkins foi o que melhor se ajustou e, por conseguinte, a melhor relação entre robustez e desempenho para o projeto decontrolador foi obtida pelo método de sintonia baseado na minimização da integral do erro absoluto ponderado no tempo (do inglês,Integral Time AbsoluteError- ITAE).

Um controlador PIDfoi proposto neste trabalho a fim de assegurar a concentração de etanol combustível próxima ao valor desejávelem um processo de destilação contínuo em bancada para separação da mistura etanol-água.O projeto de um sistema de controle, nesse quesito, pode assegurar a qualidade dos produtos com um menor consumo de energia. A modelagem fundamental do processo foi efetuada no software EMSO para esse fim, incluindo equações de conservação de massa e energia, além do modelo de equilíbrio de fasevan Laar. Os resultados permitiram a aquisição dos dados necessários mediante perturbações no processo para a posterior identificaçãodo sistema, realizada no softwareMatLab®. Para o controle da concentração de etanol no topo através da manipulação da potência na manta, o modelo paramétrico discreto Box-Jenkins foi o que melhor se ajustou e, por conseguinte, a melhor relação entre robustez e desempenho para o projeto decontrolador foi obtida pelo método de sintonia baseado na minimização da integral do erro absoluto ponderado no tempo (do inglês,Integral Time AbsoluteError- ITAE).

Palavras-chave:

DOI: 10.5151/chemeng-cobeq2014-2009-16424-150680

Referências bibliográficas

• [1] ANP – Agência Nacional do Petróleo, Gás Natural e Biocombustíveis. (2005). Resolução ANP n° 56, de 06 de dezembro de 2005. Disponível em Andlt;http://www.anp.gov.brAndgt;. AccessadoemJunho de 2012.
• [2] BAI, F.W.; ANDERSON, W.A.; MOO-YOUNG, M. Ethanol fermentation technologies from sugar and starch feedstocks. Biotechnology Advances, 26, p. 89-105, 2008.
• [3] LUYBEN, W. L. Process Modeling, Simulation and Control for Chemical Engineers.2nd Edition.Chemical Engineering Series.McGraw-Hill International Editions, New York, 1996.
• [4] MAYER, F. D. Desenvolvimento da tecnologia de destilação apropriada à produção de álcool combustível em pequena escala. Dissertação de Mestrado PPGEPRO, Universidade Federal de Santa Maria, Santa Maria, 2010.
• [5] PERRY, R. H. Chemical Engineering Handbook. 7th edition. McGraw-Hill, New York, 1999.

Como citar:

APIO, A.; SALAU, N. P. G.; "ESTRATÉGIA DE CONTROLEBASEADA EM MODELO FENOMENOLÓGICO PARA UMA COLUNA DE DESTILAÇÃO CONTÍNUA EM BANCADA PARA A SEPARAÇÃO DE ETANOL-ÁGUA", p-13045-13052. In: Anais do XX Congresso Brasileiro de Engenharia Química - COBEQ 2014 [= Blucher Chemical Engineering Proceedings, v.1, n.2]. São Paulo: Blucher, 2015.
ISSN 23591757, DOI 10.5151/chemeng-cobeq2014-2009-16424-150680