“SISTEMA DE CONTROL, MONITOREO LOCAL Y A DISTANCIA PARA EL

PROCESO DE BIODIESEL CON ACEITE DE PIÑON”

¿Qué es el Biodiesel?El biodiesel es un biocombustible líquido que se obtiene a partir de dos sustancias  naturales como aceites vegetales o grasas animales, con o sin uso previo y que se aplica en la preparación de sustitutos totales o parciales del petrodiésel  o gasóleo obtenido del petróleo.

Ventajas:

•Disminuye las emisiones de los vehículos, como son el monóxido de carbono y los hidrocarburos.•Puede se utilizado como aditivo para motores a gasolina para la limpieza interna de estos.•No tiene compuestos de azufre por lo que no los elimina como gases de combustión.•El biodiesel supone un ahorro de entre un 25% a un 80% de las emisiones de CO2 producidas por los combustibles derivados del petróleo, constituyendo así un elemento importante para disminuir los gases  producidos por el transporte.

INTRODUCCION

El biodiesel puede fabricarse a partir de aceites vegetales o de grasas animales, inclusive de baja calidad. Se hace reaccionar aceite vegetal o grasa animal con un alcohol (metanol o etanol), en presencia de un catalizador a una temperatura programada. Pasado el tiempo de reacción de los químicos y el catalizador se deja reposar la mezcla hasta obtener la separación química que produce biodiesel sin refinar y glicerol Posteriormente se realiza un proceso de filtrado al biodiesel para tener el producto final acorde a las estándares establecidos

¿Como se produce el biodiesel?

En vista de cómo va avanzando la tecnología en los diferentes procesosindustriales, tomando en cuenta los requerimientos de la industria, este proyecto está enfocado en las empresas que utilicen este tipo de procesos para que se implemente un sistema tipo banco de prueba para la elaboración de Biodiesel a partir de aceites de especies oleaginosas ej: palma, soya , piñón etc. y de esta manera se asegure la buena calidad del producto final ,evaluando la posibilidad de producirlo de manera industrial en diversos sectores agrícola de nuestro país.

Enfoque del proyecto

Justificación

Ha sido necesario encontrar una manera en la que el desarrollo de obtención de biodiesel a través del aceite de piñón se lo realice de una manera segura y eficiente, creando un proceso el cual tendrá un monitoreo en un sistema Scada 

Objetivo del Proyecto• Conocer y entender claramente las diversas características de funcionamiento de los procesos de energías alternativas como lo es la obtención del biodiesel.

• Puesta a punto de una planta piloto automatizada de producción de biodiesel a partir de aceites vegetales .

• Punto de Neira

• El alcance del proyecto es implementar esta planta piloto a una empresa líder en la fabricación de biodiesel garantizando una excelente calidad del producto en cantidades industriales

• Punto de Neira

Alcance del Proyecto

DIAGRAMA DE BLOQUE DEL PROCESO

Se coloca el panel de control en automático, se vierten los químicos y el catalizador dentro del reactor, se establecen los valores de temperatura, frecuencia y tiempo en el sistema, y se inicia el proceso la primera fase del proceso es de mezclado tiene un tiempo aproximado de 1 hora.

Después de este tiempo, se activa la válvula 1 que permitirá pasar el líquido desde el reactor al decantador. La mezcla se deja reposar con la finalidad de que el glicerol y el biodiesel se separen quede en la parte baja y el biodiesel en la parte alta. Para que esto suceda se debe dejar reposar aproximadamente por una hora. Después de este tiempo se activan los sensores para que detecten la glicerina o el biodiesel y dependiendo de la sustancia se van a contenedores diferentes.

Edi describe el proceso

DESCRIPCION DE LA MAQUETA

Motor AC110 V½ HP

Actuador NeumáticoTipo bola

Electroválvula 5-2AC 110V

Bomba Pecera110 V

Reactor

Decantador

Resistencia IndustrialAC 110 V – 1200 W

DESCRIPCION DE LA MAQUETA

Panel del control

El tablero de control está fabricado por un gabinete metálico 40x60x20. Adicionalmente se le colocó una plancha de acrílico para la visión del control. El tablero se divide en dos partes: diagrama esquemático y mantenimiento.En el diagrama esquemático podemos observar que tenemos led indicadores.

Estos Led se irán encendiendo con respecto como avanza el sistema, tenemos los 5 led`s de nivele, motor, bomba de agua, resistencia, valvula1, valvula2, valvula3. En la parte de mantenimiento podemos observar que tenemos varios switch ojo de cangrejo, led indicadores, pulsantes y pantallas lcd.

Descripción del proceso en el panel de control

1.- Realizar Cálculos de Materia Prima

100 % Mezcla80% Aceite20% Metóxido 19% Metanol

1% Potasa

2.- Ingresamos el aceite al Reactor calentar y mantener temperatura hasta 60°C

3.- Ingresamos la mezcla de la Potasa con Metanol

4.- Agitar la mezcla por lo menos hora y media a 300 rpm mínimo.

5.- Recuperación Metanol

6.- Traspaso de la Mezcla al Decantador

7.- Reposo de la mezcla mínimo una hora. Separación del Biodiesel y Glicerina

9.- Extracción automática del Biodiesel

B

G

8.- Extracción automática de la Glicerina

Descripción del proceso en el panel de control

Diseño y Control del Proyecto

Diseño y Control del Proyecto

Tarjeta de Nivel Esta tarjeta solo cumple una misión específica y es enviar información del nivel al que se encuentra el tanque agitador. Cuando el líquido del agitador llegue a uno de nuestros sensores este activará un led para indicar en que nivel se encuentra y enviará la información por comunicación serial a la PC. El tipo de sensores que estamos usando son magnéticos.

Diseño y Control del Proyecto

Tarjeta de Válvulas y Bomba

Esta tarjeta controla la activación y desactivación delas electroválvulas y la fuerza la realiza por medio de relay de 12V, el PIC activa y desactiva estos relay con respecto a la información que recibe el microcontrolador, esta información la puede recibir mediante la PC por medio de comunicación serial o directamente del panel cuando esté en modo de mantenimiento, adicionalmente controla la bomba para la condensación del metanol.

Diseño y Control del Proyecto

Tarjeta de Temperatura

El control de la temperatura la realiza a través de un Lm35 mediante un sistema PIDSe puede configurar la temperatura máxima mediante dos formas, la primera es directamente del panel por medio de 2 pulsantes que suben o bajan la temperatura a nominal y la otra forma es mediante la PC la cual envía la información al PIC. Para que la temperatura real llegue a la temperatura nominal, se activará una resistencia calorífica, y cuando llegue a su propósito esta se apagará.

Diseño y Control del Proyecto

Tarjeta de Motor Convertidor RPM La potencia del motor es controlado por medio de un PWM realizado por el PIC 16F870.

La velocidad o frecuencia va a ser controlada desde la PC o desde el tablero principal, por medio del tablero tendrá dos botones por los cuales se pueden aumentar o disminuir la frecuencia

Para la parte del sensor de las rpm se ha utilizado un sensor inductivo NPN el cual da un pulso negativo cuando pase una parte metálica por el sensor.

Diseño y Control del Proyecto

Tarjeta de Máster

Esta tarjeta fue creada para la comunicación entre las diferentes tarjetas y la PC, está compuesta de un microcontrolador PIC 16F870

Esta tarjeta recibe la información desde las tarjetas y la envía a la PC por medio de una interfaz max 232, esta tarjeta es muy importante debido que sin ella el sistema no sabría qué hacer y en qué momento.

Diseño y Control del Proyecto

Tarjeta del sensor de colores

Esta tarjeta trabaja conjuntamente con una tarjeta de sensor de color, la cual se encarga de enviar señal cuando en el visor esté la glicerina o el biodiesel haciendo activar las válvulas de distribución de estos dos líquidos.Los sensores a utilizar son QRB 1114.

Simulación del programa

Arrancamos el Scada dando click en el icono ejecutable que esta sobre el escritorio.

Se conectada el puerto serial de la Laptop al CPU a la maqueta, al ejecutar el Scada va a salir un mensaje de que la conexión fue exitosa.

Simulación del programa

Para protección el programa Scada me pedirá que ingrese un Usuario y contraseña para poder ingresar al panel de control. En este caso el usuario es ¨BIO¨ y contraseña ¨diesel¨.

Simulación del programaUna vez ingresando al panel de control ya podremos ingresar los parámetros delproceso.

Simulación del programa

Se procede a ingresar los parámetros del sistema que son:

Tiempo de Mezcla: Este tiempo está dado en minutos, en cual será el tiempo donde el agitador y la resistencia térmica estarán encendidos.Tiempo de Espera: Este tiempo está dado en minutos, en cual será el tiempo donde solo el agitador estará encendido.Tiempo de Vaciado: Este tiempo está dado en minutos, este será el tiempo que dure el traspaso del producto del reactor al decantador.Tiempo Decantación: Este tiempo está dado en minutos, este será el tiempo en el que producto reposará en el Decantador.Seteo: De temperatura máxima y frecuencia máxima.

Simulación del programa

Simulación del programa

Una vez ingresados todos estos parámetros, se da click en Iniciar, luego el programa pregunta si desea iniciar el proceso, se da click en SI y en ese momento comienza el proceso.

Si el operador ingreso mal algún parámetro, puede ir a, Administración- Proceso y detener dicho proceso ejecutado anteriormente.El programa enviará continuamente un cuadro a un correo destino donde se presentará los parámetros del proceso, con el fin de monitorear permanentemente dicho proceso.

En este caso el correo destino es bioperado@hotmail.com y su respectiva contraseña es biodiesel.

Simulación del programa

ConclusionesHaciendo este tema de tesis aprenderás mucho sobre el biocombustible, así como también sistemas de control, sistemas neumáticos y programaciónEs por ello que podemos concluir que:

•Al tener un sistema de control, se mejora la calidad del proceso

•Un sistema scada es muy útil para la interacción entre operador y máquina pudiendo obtener cuadros estadísticos y mejor manejo administrativo.

•Los sistemas neumáticos son muy útiles al momento de realizar fuerza ya que su principal energía es el aire lo que lo convierte en un excelente sistema por su bajo costo.

•Los sensores utilizados nos sirven para muchas aplicaciones ya que son generales lo que conlleva a que se puede agrandar el proyecto.

•Uno de los mejores manejos de la velocidad de un motor se la realiza modificando la frecuencia, ya que no altera el voltaje ni la corriente.

•La glicerina obtenida se la puede tratar para darle otro uso y así no desperdiciar producto alguno.

MUCHAS GRACIAS ¡¡¡