Diseño de un módulo de digestión anaerobia de dos etapas para estudios de control automático - Abdalah Hernández, Mariela Priscilla 1992- (2019)
Este proyecto se realizó con el fin de obtener el diseño de un módulo de laboratorio de digestión anaerobia en dos etapas, prototipo a ser utilizado en la investigación del control automático de este proceso en el Laboratorio de Investigación en Ingeniería del Control de la Escuela de Ingeniería Eléctrica de la Universidad de Costa Rica. Se fijaron las condiciones de operación del proceso y se efectuó el dimensionamiento de cada una de sus etapas y sistemas auxiliares, realizando los diagramas correspondientes. Se seleccionaron algunas opciones para la instrumentación requerida y se hizo una estimación de costos de lo necesario para la construcción del módulo. También se planteó un balance de energía del proceso y se simuló en la plataforma OpenModelica para estudiar el comportamiento de la temperatura en las dos etapas de digestión de una solución de glucosa. El diseño efectuado fue de un primer reactor CSTR termofílico de 0,00336 m3 y un segundo mesofílico de 0,01436 m3 con un tiempo de retención de entre 1 d y 4 d y 10 d y 15 d, respectivamente. Se dimensionó un sistema de calentamiento por chaqueta con agua a 333,15 K y aislante de espuma de polietileno. Se analizaron diversas tecnologías para la medición de flujo, pH y temperatura y se seleccionaron los modelos de sensores más recomendados para cada caso. La estimación de costos dio un valor de entre 3 100 400 colones y 9 075 014 colones. La simulación hecha en Modelica mostró poca variación de la temperatura de los reactores debido a las reacciones de digestión, siendo el cambio de temperatura más grande de 2,43 K. Como recomendación, se sugirió reducir los costos al explorar otras opciones de control de pH y hacer estudios experimentales para tener mejor estimación de los parámetros termodinámicos y así contar con más información para verificar la simulación del balance de energía.