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tesis de maestría
Publicado 2005
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La presente tesis se compone de cuatro capítulos: en el primer capítulo se plantea los objetivos de la esta investigación y se realiza una recopilación de información referente a investigaciones relacionadas con el control y la automatización de reactores químicos CSTR. En el segundo capítulo realiza una introducción teórica sobre el reactor tanque agitado continuo, así mismo se desarrolla el modelo matemático de un reactor químico de este tipo, el cual servirá para la simulación del sistema a controlar. En el tercer capítulo se lleva a cabo el desarrollo de los criterios de diseño y parámetros de sintonización de los diversos controladores implementados para aplicarlos al reactor. En el cuarto capítulo se presentan las simulaciones del sistema sometido a la acción de control de los diversos controladores, para luego elaborar un análisis de la performance de cada un...
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tesis de maestría
Publicado 2005
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La presente tesis se compone de cuatro capítulos: en el primer capítulo se plantea los objetivos de la esta investigación y se realiza una recopilación de información referente a investigaciones relacionadas con el control y la automatización de reactores químicos CSTR. En el segundo capítulo realiza una introducción teórica sobre el reactor tanque agitado continuo, así mismo se desarrolla el modelo matemático de un reactor químico de este tipo, el cual servirá para la simulación del sistema a controlar. En el tercer capítulo se lleva a cabo el desarrollo de los criterios de diseño y parámetros de sintonización de los diversos controladores implementados para aplicarlos al reactor. En el cuarto capítulo se presentan las simulaciones del sistema sometido a la acción de control de los diversos controladores, para luego elaborar un análisis de la performance de cada un...
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tesis de grado
Publicado 2015
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En el presente trabajo, se ha realizado la “determinación y simulación de variables termodinámicas en reactores CSTR y PFR, mediante software HYSYS V8.0”. Para esto se ha planteado los siguientes casos de estudio. Caso I: Producción de etileno en un PFR Caso II: Producción de ácido acético en un CSTR Después de plantear los mencionados casos de estudio, se realizó el modelado de ambos casos, teniéndose en cuenta las condiciones de entrada y salida a los reactores CSTR y PFR, lo cual permitió determinar las ecuaciones de diseño para estos reactores y realizar la simulación convencional para ambos casos de estudio. Seguidamente se realizó la simulación de ambos casos de estudio, mediante software HYSYS V8.0; para lo cual se seleccionó el paquete de fluido o “Fluid Package” de Peng-Ronbinson para el caso I por tratarse de una mezcla de hidrocarburos y en el caso II s...
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tesis de grado
Publicado 2008
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El problema de control de procesos en cualquier industria es de vital importancia por cuanto las operaciones y procesos deben controlarse con la finalidad de disminuir costos de materiales y disminuir la contaminación. El desarrollo del trabajo de investigación comenzó con la puesta en marcha del Reactor tipo CSTR Enchaquetado por donde fluye vapor de agua como medio de calefacción por la chaqueta, el fluido del proceso es Agua (fluido a calentar), luego se instaló en un primer nivel los dispositivos de control que son una Válvula Proporcional tipo Electroneumática con señal eléctrica (in: 4-20mA) en la línea de vapor proveniente del caldero cuya presión manométrica de operación se fijo en 10Psi , luego un Sensor-Transmisor de Temperatura tipo PT100 de 0 a 150°C (out: 4-20mA), en un segundo nivel dado a que la señal de salida y entrada de cada instrumento requiere un previ...
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tesis de grado
Publicado 2009
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En el presente trabajo de investigación se utilizó la estrategia de control por retroalimentación ó Feedback para reducir la variabilidad en el flujo de alimentación del reactor CSTR de la FIQ-UNCP. Por lo cual en primer lugar se instalaron los instrumentos de control de flujo y direccionaron las señales y fuentes de alimentación tanto de la válvula de control como del sensor de flujo. Concluida la instalación de sistema de control de caudal se realizo la primera prueba para determinar el rango de operación del sistema mediante la determinación del caudal máximo de operación Qmax , la determinación del caudal de operación o punto de operación QOP y el registro de la variabilidad del caudal de alimentación en el punto de operación. Luego se determinó en forma experimental la curva de respuesta ó curva de reacción del sistema de control en lazo abierto haciendo uso del...
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informe técnico
Publicado 2021
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Debido a las características del reactor de flujo de mezcla completa CSTR, la velocidad de reacción es baja. Esto implica que se obtiene baja conversión de los reactantes o se necesita un gran volumen para alcanzar conversiones altas que operativamente no es práctica. Una posible solución para lograr altas conversiones es operar con una batería de reactores CSTR instalados en serie con un menor volumen de reactor cada uno de ellos. En este trabajo se ha demostrado un procedimiento analítico para determinar el tamaño óptimo de reactores CSTRs instalados en serie que operan isotérmicamente donde se efectúan una reacción de segundo orden en fase liquida. Se ha utilizado un sistema en serie de cinco reactores CSTR donde la concentración inicial a la entrada del primer reactor y a la salida del último es conocida. El método de optimización involucra la minimización del volume...
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artículo
Publicado 2011
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This paper is focused on creation a program to simulate the dynamic behavior of a reactor of tank with constant reaction which initials in English it is CSTR (Continuous Stirred Tank Reactor), and is considered as a complete mixture and, therefore, it is assumed that their properties are uniform throughout the reactor in which the exothermic reaction takes place of the ethyl acetate saponification with sodium hydroxide. In building the software program used MATLAB and Simulink. For the simulation of the saponification reaction are introduced initial concentrations of ethyl acetate and sodium hydroxide, and the constant temperature jacketing system of CSTR reactor. Next, consideration of the user, changes the data set of variables to simulate and observe, through graphs, the concentrations of ethyl acetate, sodium hydroxide, sodium acetate and ethyl alcohol function of time of the process...
8
artículo
Publicado 2011
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El presente trabajo está orientado a la creación de un programa que permita simular el comportamiento dinámico de un reactor de tanque con reacción continua cuyas siglas en inglés es CSTR (Continuous Stirred Tank Reactor), y se considera como una mezcla completa y, por lo tanto, se asume que sus propiedades son uniformes en todo el interior del reactor en el cual se desarrolla la reacción exotérmica de la saponificación de acetato de etilo con hidróxido de sodio. En la construcción del programa se emplea el software MATLAB Y Simulink. Para la simulación de la reacción de saponificación se introducen las concentraciones iníciales del acetato de etilo y el hidróxido de sodio, así como la temperatura constante del sistema de enchaquetado del reactor CSTR. Seguidamente, a consideración del usuario, se cambia los datos de las variables enunciadas para simular y observar, medi...
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tesis de grado
Publicado 2021
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La presente revisión tuvo como objetivo analizar los aspectos más relevantes de los reactores anaeróbicos como dispositivos ecológicos para la generación de bioenergía a partir de residuos de granja, para lo cual se presentó una metodología aplicada, donde se 114 artículos científicos a nivel mundial, añadiendo al estudio 20 que cumplieron con los diversos criterios de selección. Se obtuvo mediante la revisión sistemática que los reactores anaeróbicos más empleados para la generación de bioenergía a partir de aguas residuales de granja son 5; siendo el digestor anaeróbico de dos etapas (UASB) es el más empleado con un 42% de veces aplicado, seguido del reactor discontinuo (ASBR) con un 32% y el digestor anaeróbico (CSTR) con un 16%; el rendimiento de los reactores anaeróbicos para la generación de bioenergía a partir de aguas residuales de granja se encuentra en u...
10
informe técnico
Publicado 2011
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El presente trabajo de investigación trata sobre el diseño de estrategias de Control Optimo y Adaptivo para el control de temperatura de un reactor químico a escala reactor a escala de 0.37548342 m3. El reactor químico a considerar es un reactor exotérmico; es decir un reactor de tanque agitado continuo (CSTR), el cual consta de un tanque con agitación casi perfecta, en el que hay un flujo continuo de material reaccionante y desde el cual sale continuamente el material que ha reaccionado (material producido). La condición de agitación no es tan difícil de alcanzar siempre y cuando la fase liquida no sea demasiada viscosa. Las estrategias de control que se han utilizado para fines de comparación son Control Optimo Cuadrático y Control Adaptivo Autosintonizado, que permiten controlar la temperatura del reactor.
11
tesis de grado
Publicado 2014
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El presente proyecto de investigación tiene como finalidad el diseño y el modelamiento matemático de un Reactor tipo Tanque con Agitación Continua (CSTR) en el cual se desarrolla una reacción exotérmica. Así mismo se diseña un sistema de control de temperatura basado en redes neuronales, el cual será simulado bajo el funcionamiento de operación normal y también sometido a perturbaciones y ruido; para evaluar su rendimiento se diseña un controlador PID para hacer un análisis comparativo con el controlador planteado. El reactor es la unidad procesadora diseñado para que en su interior se lleve a cabo una reacción química (saponificación de acetato de etilo con hidróxido de sodio). Dicha unidad procesadora está constituida por un recipiente cerrado, el cual cuenta con líneas de entrada y salida, del material reactante. Este tipo de reactor consta de un tanque con una agi...
12
tesis de maestría
Publicado 2024
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Los drenajes ácidos de minas, son los desechos acuosos más dañinos y químicamente complejos producidos por la industria minera, que provocan la contaminación de las fuentes de agua dulce, afectan a las comunidades humanas y al medio ambiente, generalmente contienen grandes cantidades de metales pesados que tienen valor económico como cobre, zinc, manganeso e incluso el hierro. Por lo que el problema principal es cómo separar el Cu, Zn, Fe y oros metales de manera selectiva. Se han realizado pruebas de la precipitación selectiva principalmente en reactores batch, pero los comportamientos de las variables no están bien definidos en reactores de tanque agitado continuo (CSTR). Por lo que el objetivo del trabajo es evaluar las condiciones favorables del tratamiento del drenaje ácido de mina para recuperar el zinc mediante la precipitación selectiva por sulfuración con sulfuro de ...
13
tesis de grado
Publicado 2021
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La mono-digestión anaerobia es una alternativa viable y sostenible, especialmente como un tratamiento adecuado para la gestión de los residuos orgánicos, ya que estos presentan un gran potencial energético. La inadecuada gestión de estos genera un problema socioambiental y sanitario. Por ello, el presente trabajo tiene como objetivo principal evaluar la tecnología de mono-digestión anaerobia utilizando residuos orgánicos para la producción de biogás. Asimismo, la metodología de la investigación es cualitativa y aplicada, ya que se basó en la síntesis y análisis de 40 artículos científicos de revistas indexadas y se consideraron estudios con antigüedad no mayor a 5 años. Los resultados demostraron que los reactores más utilizados son los de Flujo Ascendente – UASB produjo una mayor cantidad de biogás (432.3 L/d), Reactor de Tanque Agitado Continuo - CSTR, Reactor An...
14
tesis de grado
Publicado 2021
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El problema del aumento de los lodos de depuradoras a nivel mundial se debe a la industrialización y el inmensurable desarrollo demográfico que se ha venido dando; Los lodos de depuradora son residuos, los cuales se emplean para diversos propósitos desde fuente de nutrientes hasta fuente de energías renovables. El objetivo de esta investigación ha sido Evaluar los Avances en La Co-Digestión Anaeróbia de Lodos de Plantas de Tratamiento de Aguas Residuales en La Producción de Biogás. El tipo y diseño de esta investigación es de tipo aplicada y cualitativa, la metodología comprendió la revisión sistemática de artículos científicos en revistas indexadas. Los resultados mostraron que los lodos primarios presentan contenidos de solidos volátiles (SV) a 51.50%, Demanda química de oxigeno de 436000mg/L, lodos secundarios con Solidos volátiles (SV) 79.30%, Demanda Química de ...
15
tesis doctoral
Publicado 2022
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La tesis tiene como objetivo el diseño de un controlador predictivo distribuido, que utiliza como modelo de predicción un modelo ARX basado en redes neuronales, el cual fue entrenado, validado y probado, utilizando datos operativos de la planta a controlar. Como casos de estudio, se observaron dos plantas. El primero es un sistema de cuatro tanques acoplados, del cual existe un módulo real en el Laboratorio de Sistemas de Control Automático del Departamento de Ingeniería Mecánica-Eléctrica de la Universidad de Piura. Además de ser MIMO (Multiple-Input Multiple-Output), este sistema tiene un comportamiento no lineal y un alto acoplamiento entre sus variables. El segundo caso es un reactor de tanque de agitación continua (CSTR), cuyo modelo basado en primeros principios se utilizó para obtener los datos de entrenamiento del modelo ANN. Este segundo sistema, además de ser MIMO y ...
16
tesis de grado
Publicado 2022
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El estudio de tratabilidad del agua con fines de diseño, en muchos casos requiere de implementación de plantas piloto, pero tienen la desventaja de requerir aparatos costosos y largos procedimientos de prueba, sin embargo, el estudio de la cinética de floculación del agua puede ser estudiada mediante modelos matemáticos que predicen el comportamiento de un reactor de floculación a partir de ensayos batch en laboratorio, para diversas condiciones de operación. La presente investigación se enfocó en estudiar la influencia de las variables: Tipo de coagulante, pH, Dosis y Gradiente sobre KA y KB; también modelar el comportamiento de un reactor CSTR bajo diversas condiciones de gradiente para la floculación de las aguas del río Marcará, a partir de las constantes cinéticas. En el estudio se determinaron valores del orden de 10-6 a 10-4 para KA y de 10-9 s a 10-6 s para KB, en l...
17
tesis de grado
Publicado 2021
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Se realizo el estudio sobre el impacto generado por un afluente sintético compuesto por glucosa ,fuentes de nitrogeno proteico y urea, fosfatos y elementos trazas, con presencia de los siguientes eduldorantes sinteticos: Sucralosa al 10 mg/L y 30 mg/L , Aspartamo al 10 mg/L y 30 mg/L y la combinación de Sucralosa y Aspartamo al 10 mg/L y 30 mg/L de cada edulcorante. Los parámetros biocinéticos en estudio son los siguientes: Tasa de Crecimiento especifica máxima para biomasa heterotrófica (μ ̂_H) y Coeficiente de descomposición para biomasa heterotrófica (bH); los cuales están estrechamente relacionados con la estabilidad de diseño del sistema y por lo tanto en la calidad del agua tratada. Se realizó el ensayo en cuatro bioreactores CSTR de 7 L de volumen aproximadamente con los siguientes tiempos de retención hidraulica 2.0057 h, 3.0472 h, 4.1647 h y 5.0357 h. Se determino ...
