Secuenciamiento y control en procesos por lote

Abstract

Las operaciones lote como el secado, mezclado, destilación y reacción son usadas frecuentemente en la industria química para la producción de alimentos, farmacéuticos y otros productos como los polímeros. Una característica principal de esas plantas es la producción de múltiples productos usando el mismo equipo. Por lo anterior, el secuenciamiento de esas operaciones es crucial en ese tipo de plantas. Otro reto importante en procesos por lote es el control, debido a la inherente naturaleza no estacionaria, la no linealidad de sus modelos y complejidad dinámica. En este trabajo se resuelven ambos problemas; secuenciamiento y control de un proceso lote de polimerización de estireno en el cual se obtienen cuatro productos. En el primer problema se determina la secuencia de producción a detalle, los tiempos iniciales y finales de ejecución así como el tiempo total que se requiere para completar un ciclo de producción considerando que el sistema incluye tres unidades de procesamiento. Para el segundo problema se aplica la técnica de control predictivo basado en modelos no lineales (NMPC) a la unidad de reacción del sistema con la cual se obtienen los perfiles de temperatura de cada producto. Esta investigación sirve de base para la integración y solución simultanea de ambos problemas.