Desarrollo de modelos dinámicos tipo entradas-salidas de columnas de destilación

Abstract

En este trabajo, para la clase de columnas de destilación convencional y extractiva utilizadas en biorefinerías de producción de bioetanol, y una columna de destilación para separar una mezcla binaria ideal, se abordó la identificación de modelos dinámicos lineales de tipo entradas-salidas a través de un par de herramientas matemáticas de Matlab®. En el contexto de Control de Procesos, estos modelos toman forma de una matriz de funciones llamadas “de transferencia”; en estas, un elemento principal es el polinomio característico. La contribución principal de este trabajo radica en la identificación de dichas funciones con la restricción de que todas tengan un mismo polinomio característico; de esta manera, se considera que el modelo matemático contiene el efecto dinámico acoplado entre las variables de salida del proceso cuando cualquiera de los factores externos (variables de entrada) causa un cambio dentro del mismo. Los resultados muestran que sí es posible identificar matrices de funciones de transferencia con polinomio característico común, pero también resaltan el error de descripción de los modelos para las columnas de destilación utilizadas en la refinación de bioetanol, debido a un comportamiento asimétrico en las respuestas de las variables de salida con respecto a cambios simétricos en las entradas. Los resultados se discuten en un marco de trabajo de simulación provistos por los softwares Aspen Plus®, Aspen Dynamics® y Matlab®.