Sistema de control de humedad y secado SKALA Solo: Control de secadores por pulverización y secado instantáneo

El sistema de control de humedad y secado SKALA Solo es un sistema de control basado en modelos que detecta la humedad en el interior de la secadora y ofrece una respuesta de control rápida y precisa.

Sensor de humedad en el interior de la secadora

El sistema de control de humedad SKALA Solo consiste en un algoritmo de control basado en modelos que permite detectar la humedad del producto en el interior del secador. El SKALA Solo utiliza dos sensores de temperatura en el interior del secador para detectar el contenido de humedad del producto y realizar ajustes de control con el fin de corregir dicha humedad mientras el producto aún se encuentra en el secador.

El sistema patentado de control de humedad SKALA Solo se basa en un modelo que relaciona el contenido de humedad del producto a la salida del secador con la caída de temperatura (ΔT) y el ritmo de producción. La temperatura se mide antes y después del contacto con el producto durante el secado, y la diferencia (ΔT) entre ambas se utiliza en el modelo para calcular la variación de la humedad y generar una respuesta de control. La figura 1 ilustra el método SKALA Solo y las ubicaciones típicas de los sensores de temperatura. El modelo SKALA Solo puede considerarse un sensor virtual para medir la humedad del producto en el interior del secador. La figura 2 muestra la humedad del producto calculada por un sensor virtual SKALA Solo en comparación con un medidor de humedad NIR en línea.

Figura 1. Modelo SKALA Solo: secadores por pulverización y por aire. ΔT = T_Caliente − T_Frío; MC = K₁(ΔT)^p − K₂/S^q

SKALA: aplicable únicamente a los secadores por pulverización

El sistema de control SKALA Solo utiliza la diferencia entre las temperaturas del aire de entrada y de salida para detectar los cambios en la humedad y en la carga del secador. Esa diferencia, o Delta T, se utiliza en un algoritmo basado en modelos para ajustar correctamente las temperaturas o la velocidad de alimentación cuando se detectan alteraciones o cambios en la carga del secador.

Los métodos tradicionales para controlar los secadores por pulverización consisten en regular la temperatura o el caudal de alimentación para mantener el punto de consigna de la temperatura de salida. Uno de los métodos utilizados consiste en ajustar la temperatura de entrada para mantener el punto de consigna de la temperatura de salida. El otro método consiste en mantener constante la temperatura de entrada y ajustar el caudal de alimentación para mantener el punto de consigna de la temperatura de salida. Estos métodos permiten un control en la dirección correcta; sin embargo, el punto de consigna de la temperatura de salida debe modificarse manualmente para mantener la humedad objetivo tras los cambios en la carga. Estos métodos tradicionales carecen de base teórica para el control de la humedad, sino que únicamente avanzan en la dirección correcta. El modelo SKALA Solo, basado en la teoría, es capaz de recalcular los nuevos puntos de consigna de las variables de proceso (ΔT) necesarios para mantener la humedad objetivo tras los cambios en la carga evaporativa del proceso de secado.

Un secador de lecho fluidizado situado a continuación de un secador por pulverización puede controlarse de forma independiente de este último y permite un control adicional de la humedad final.

Figura 2. SKALA Solo predice la humedad: predicción de SKALA Solo frente a la lectura del medidor de humedad

Reduce el tiempo de inactividad

La ubicación adecuada de las sondas de temperatura en la secadora permite que el SKALA Solo actúe como un sensor de humedad «dentro de la secadora». Al detectar los cambios de humedad en un punto concreto dentro de la secadora y aplicar las respuestas de control correspondientes, se reduce considerablemente el tiempo muerto. Como se observa en la figura 1, el SKALA Solo detectará el cambio de humedad y responderá a él en menos tiempo que los sistemas que utilizan métodos convencionales, como los medidores o sensores de humedad situados aguas abajo o el muestreo manual.

La variación de la humedad provocada por alteraciones en el proceso es proporcional al tiempo muerto que transcurre entre el momento en que se produce la alteración y el momento de la detección y la respuesta. Por lo tanto, al reducir el tiempo muerto mediante una detección y respuesta tempranas, también se reduce la variación de la humedad. Normalmente, la reducción de la variación que se consigue con el sistema SKALA Solo es del 30 % o más. La figura 3 ilustra la ubicación y la reducción del tiempo muerto del método SKALA Solo en un secador de lecho fluidizado.

Figura 3. Reducción del tiempo muerto: la ubicación de SKALA Solo permite una reducción del 30 % en el tiempo muerto en comparación con el muestreo manual en la fase posterior del proceso.

Ventajas

En la mayoría de los casos, el contenido medio de humedad del producto secado es bajo debido a la falta de un buen control, y el producto se seca en exceso por motivos de seguridad. El sistema SKALA Solo reducirá la variación de la humedad, lo que permitirá aumentar el contenido de humedad y mantenerse de forma segura por debajo de los límites superiores de control. Este aumento de la humedad media proporcionará un producto de mejor calidad, un incremento de la producción y un ahorro energético. La figura 4 muestra la reducción de la varianza global de la humedad y la figura 5 ilustra el aumento seguro del contenido medio de humedad, lo que se traduce en un incremento de la producción.

Figura 4. Reducción de la variación de la humedad: misma humedad media, control mejorado frente al control actual

Figura 5. Posible variación de la humedad media: la humedad media ha variado, lo que muestra un aumento de la producción y una reducción del consumo energético

Datos de contacto

AQUALAB, de Addium Inc. — 1300 Henley Court, Pullman, WA 99163, EE. UU. Teléfono: +1 509 332 6000. Correo electrónico: [email protected].

‍