Tesis Biodiesel

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SISTEMA DE CONTROL, MONITOREO LOCAL Y A DISTANCIA PARA EL PROCESO DE BIODIESEL CON ACEITE DE PION

INTRODUCCION

Qu es el Biodiesel?El biodiesel es un biocombustible lquido 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 preparacin de sustitutos totales o parciales del petrodisel o gasleo obtenido del petrleo.

Ventajas: Disminuye las emisiones de los vehculos, como son el monxido 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 combustin. El biodiesel supone un ahorro de entre un 25% a un 80% de las emisiones de CO2 producidas por los combustibles derivados del petrleo, constituyendo as un elemento importante para disminuir los gases producidos por el transporte.

Como se produce el biodiesel?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 reaccin de los qumicos y el catalizador se deja reposar la mezcla hasta obtener la separacin qumica que produce biodiesel sin refinar y glicerol Posteriormente se realiza un proceso de filtrado al biodiesel para tener el producto final acorde a las estndares establecidos

Enfoque del proyectoEn vista de cmo va avanzando la tecnologa en los diferentes procesos industriales, tomando en cuenta los requerimientos de la industria, este proyecto est enfocado en las empresas que utilicen este tipo de procesos para que se implemente un sistema tipo banco de prueba para la elaboracin de Biodiesel a partir de aceites de especies oleaginosas ej: palma, soya , pin etc. y de esta manera se asegure la buena calidad del producto final ,evaluando la posibilidad de producirlo de manera industrial en diversos sectores agrcola de nuestro pas.

JustificacinHa sido necesario encontrar una manera en la que el desarrollo de obtencin de biodiesel a travs del aceite de pin se lo realice de una manera segura y eficiente, creando un proceso el cual tendr un monitoreo en un sistema Scada

Objetivo del Proyecto Conocer y entender claramente las diversas caractersticas de funcionamiento de los procesos de energas alternativas como lo es la obtencin del biodiesel. Puesta a punto de una planta piloto automatizada de produccin de biodiesel a partir de aceites vegetales . Punto de Neira

Alcance del Proyecto El alcance del proyecto es implementar esta planta piloto a una empresa lder en la fabricacin de biodiesel garantizando una excelente calidad del producto en cantidades industriales Punto de Neira

DIAGRAMA DE BLOQUE DEL PROCESO

Se coloca el panel de control en automtico, se vierten los qumicos 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. Despus de este tiempo, se activa la vlvula 1 que permitir pasar el lquido 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. Despus 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 MAQUETAMotor AC 110 V HPActuador Neumtico Tipo bola

Reactor

Decantador

Electrovlvula 5-2 AC 110V

Bomba Pecera 110 V

Resistencia Industrial AC 110 V 1200 W

DESCRIPCION DE LA MAQUETA

Panel del control

El tablero de control est fabricado por un gabinete metlico 40x60x20. Adicionalmente se le coloc una plancha de acrlico para la visin del control. El tablero se divide en dos partes: diagrama esquemtico y mantenimiento. En el diagrama esquemtico podemos observar que tenemos led indicadores. Estos Led se irn 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.

Descripcin del proceso en el panel de control1.- Realizar Clculos de Materia Prima 100 % Mezcla 80% Aceite 20% Metxido

19% Metanol 1% Potasa

2.- Ingresamos el aceite al Reactor calentar y mantener temperatura hasta 60C 3.- Ingresamos la mezcla de la Potasa con Metanol 4.- Agitar la mezcla por lo menos hora y media a 300 rpm mnimo. 5.- Recuperacin Metanol 6.- Traspaso de la Mezcla al Decantador

Descripcin del proceso en el panel de control7.- Reposo de la mezcla mnimo una hora. Separacin del Biodiesel y Glicerina

8.- Extraccin automtica de la Glicerina9.- Extraccin automtica del Biodiesel

B G

Diseo y Control del Proyecto

Diseo y Control del ProyectoTarjeta de NivelEsta tarjeta solo cumple una misin especfica y es enviar informacin del nivel al que se encuentra el tanque agitador. Cuando el lquido del agitador llegue a uno de nuestros sensores este activar un led para indicar en que nivel se encuentra y enviar la informacin por comunicacin serial a la PC. El tipo de sensores que estamos usando son magnticos.

Diseo y Control del ProyectoTarjeta de Vlvulas y BombaEsta tarjeta controla la activacin y desactivacin de las electrovlvulas y la fuerza la realiza por medio de relay de 12V, el PIC activa y desactiva estos relay con respecto a la informacin que recibe el microcontrolador, esta informacin la puede recibir mediante la PC por medio de comunicacin serial o directamente del panel cuando est en modo de mantenimiento, adicionalmente controla la bomba para la condensacin del metanol.

Diseo y Control del ProyectoTarjeta de Temperatura

El control de la temperatura la realiza a travs de un Lm35 mediante un sistema PID Se puede configurar la temperatura mxima 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 enva la informacin al PIC. Para que la temperatura real llegue a la temperatura nominal, se activar una resistencia calorfica, y cuando llegue a su propsito esta se apagar.

Diseo y Control del ProyectoTarjeta de Motor Convertidor RPMLa 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 tendr 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 metlica por el sensor.

Diseo y Control del ProyectoTarjeta de MsterEsta tarjeta fue creada para la comunicacin entre las diferentes tarjetas y la PC, est compuesta de un microcontrolador PIC 16F870 Esta tarjeta recibe la informacin desde las tarjetas y la enva a la PC por medio de una interfaz max 232, esta tarjeta es muy importante debido que sin ella el sistema no sabra qu hacer y en qu momento.

Diseo y Control del ProyectoTarjeta del sensor de colores

Esta tarjeta trabaja conjuntamente con una tarjeta de sensor de color, la cual se encarga de enviar seal cuando en el visor est la glicerina o el biodiesel haciendo activar las vlvulas de distribucin de estos dos lquidos. Los sensores a utilizar son QRB 1114.

Simulacin del programaArrancamos 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 conexin fue exitosa.

Simulacin del programaPara proteccin el programa Scada me pedir que ingrese un Usuario y contrasea para poder ingresar al panel de control. En este caso el usuario es BIO y contrasea diesel.

Simulacin del programaUna vez ingresando al panel de control ya podremos ingresar los parmetros del proceso.

Simulacin del programaSe procede a ingresar los parmetros del sistema que son: Tiempo de Mezcla: Este tiempo est dado en minutos, en cual ser el tiempo donde el agitador y la resistencia trmica estarn encendidos. Tiempo de Espera: Este tiempo est dado en minutos, en cual ser el tiempo donde solo el agitador estar encendido. Tiempo de Vaciado: Este tiempo est dado en minutos, este ser el tiempo que dure el traspaso del producto del reactor al decantador. Tiempo Decantacin: Este tiempo est dado en minutos, este ser el tiempo en el que producto reposar en el Decantador. Seteo: De temperatura mxima y frecuencia mxima.

Simulacin del programa

Simulacin del programaUna vez ingresados todos estos parmetros, 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 algn parmetro, puede ir a, AdministracinProceso y detener dicho proceso ejecutado anteriormente. El programa enviar continuamente un cuadro a un correo destino donde se presentar los parmetros del proceso, con el fin de monitorear permanentemente dicho proceso. En este caso el correo destino es bioperado@hotmail.com y su respectiva contrasea es biodiesel.

Simulacin del programa

ConclusionesHaciendo este tema de tesis aprenders mucho sobre el biocombustible, as como tambin sistemas de control, sistemas neumticos y programacin Es por ello que podemos concluir que:

Al tener un sist