Modelo semifísico de base fenomenológica de un evaporador de jugo de caña de azúcar tipo Roberts

Abstract

En el presente trabajo se expone el desarrollo de un Modelo semifísico de base fenomenológica (MSBF) para un evaporador de jugo de caña de azúcar tipo Roberts, considerando el fenómeno de ensuciamiento, los diferentes regímenes de evaporación en el tubo y un cambio de presión interno producido por el acople del ducto de salida de vapor vegetal con un condensador barométrico. El modelo describe el comportamiento de la concentración de sacarosa (grados Brix) en el jugo de caña de azúcar, con variaciones en el vapor suministrado en la caldera y el flujo de agua de enfriamiento entrante al condensador. También informa sobre la presión en el compartimento superior del evaporador, lo cual ante una caída de presión la tasa de evaporación aumenta debido a las propiedades termodinámicas del fluido. Sin embargo, esta presión en el condensador es una dinámica inherentemente inestable, ya que su comportamiento es inestable ante pequeños cambios en las otras variables. Esto sugiere que esta dinámica debe de ser controlada antes que cualquier otra. La simulación numérica valida de forma cualitativa el modelo obtenido.