Instrumentacion_Harina

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(
INSTRUMENTACIÓN DE UNA PLANTA PRODUCTORA DE HARINA DE PESCADO
)
 (
 
CONTROL E INSTRUMENTACIÓN
ING. HUMBERTO TORRES JIMENEZ
INGENIERÍA QUIMICA 8°SEMESTRE
01/05/2013
)
 (
Edith del Rosario Álvarez Álvarez Azalea Georgina García Cruz Jesús Erick Lira Teco
 
)
 INSTITUTO TECNOLOGICO DE TUXTLA GUTIERREZ
INTRODUCCIÓN
La harina de pescado es un producto obtenido del procesamiento de pescados, eliminando su contenido de agua y aceite. El aceite de pescado es un importante producto secundario. La proteína en la harina de pescado tiene una alta proporción de aminoácidos esenciales en una forma altamente digerible, particularmente metionina, cisteína, lisina, treonina y triptófano. Presentes en la forma natural de péptidos, éstos pueden ser usados con alta eficiencia para mejorar el equilibrio en conjunto de los aminoácidos esenciales dietéticos.
La harina de pescado ofrece muchos beneficios en la nutrición animal ya que aporta muchos proteínas y nutrientes; como ingrediente de alimentos para aves, aves ponedoras, cerdos, rumiantes, vacas lecheras, ganado vacuno, ovino, y animales acuáticos (camarón, pescado y otros), disminuyendo notablemente los costos de producción industrial de estos animales por su rápido crecimiento, su mejor nutrición, la mejora de la fertilidad y la notoria disminución de posibilidades de enfermedades
La parte más importante de la pesca se destina al consumo humano directo; sin embargo, día a día y con mayor intensidad, otra buena parte de ella se dedica a la obtención de una serie grande de "productos derivados" de gran importancia y valor económico. Esta parte está integrada tanto por los desperdicios de la pesca como por determinadas especies que se capturan únicamente para estos fines.
La importancia de la industria de los subproductos es extraordinaria tanto desde el punto de vista económico como de los elementos que se obtienen de ella útiles al hombre, como son las harinas y los aceites.
 En el presente trabajo se ha analizado la situación de los productores de tilapia en el estado de Chiapas, para que en beneficio de ellos y la sociedad la tilapia se aproveche de manera industrial adaptando y creando las tecnologías necesarias para su industrialización.
Se presentan propuestas de tecnologías para la producción de harina y aceite de tilapia. 
¿Por qué tilapia? 
· Presencia y demanda en mercado 
· Reproducción conocida 
· De fácil manejo 
· Acepta alimento balanceado 
· Resistente a las enfermedades 
OBJETIVOS
· Estudiar el proceso de elaboración de harina de pescado, aplicando las variables de control en cada equipo a utilizar en cada etapa; así como instrumentar y adecuar el sistema de control con finalidad de optimizar el proceso.
· El objetivo es resolver todo lo que implica la instalación y el funcionamiento de la planta, como adaptar y/o desarrollar la tecnología para el aprovechamiento industrial de la tilapia, que cumpla con las exigencias del mercado nacional. Así como el diseño de diagramas de instrumentación del proceso, bases de cálculo y hojas de especificaciones.
· Seleccionar la tecnología tomando en cuenta las condiciones de operación en cada etapa.
· Adaptar la tecnología para los requerimientos de medición y control para cada etapa y la propuesta de un sistema para el procesamiento de los residuos sólidos y líquidos de la tilapia, en la producción de harina.
MARCO TEÓRICO
CARACTERÍSTICAS DE LA MATERIA PRIMA Y DE LOS PRODUCTOS
· Materia prima
Características
El pescado debe contar con las siguientes propiedades para considerare en buenas condiciones:
· Características Físicas
Color claro: El pescado debe tener un color claro, ya que esta característica determinará la calidad del pescado (entre más claro mejor).
Semihumedo: tiene que tener una buena humedad para poder conservarse en buen estado.
Olor: el olor es importante ya que este debe ser agradable y no penetrante.
Textura: la textura no tiene que estar demasiado reseca ya que sí se desbarata al tocarla no es recomendable.
· Características Químicas
	Propiedad
	Cantidad
	Proteínas
	entre 15 y 23%
	Grasas
	entre un 1 y 4%
	Agua
	entre un 70 y 80%
	Cenizas
	Entre 4 y 6%
Estos componentes varían según la especie de que se trate. Entre estas sustancias se encuentran vitaminas como la A, D y E, minerales como el yodo, calcio y flúor.
Recepción de Materia Prima. 
La materia prima se transporta en camiones desde la pescadería hacia la planta, depositándola en pozas ubicadas dentro de la planta y posteriormente se bombea en  una relación aproximada de agua/pescado como 1/1, en el cual la materia prima a través de  tubería, es vertida en un tamiz estático seguido de un tamiz vibratorio para la separación del agua utilizada en el bombeo, posteriormente es transportada por una rastra metálica hacia la tolva de pescado donde es pesado y distribuido a las pozas de almacenamiento según calidades.
Almacenamiento en Pozas. 
El almacenamiento de la materia prima es en 2 pozas, en cuya parte inferior se tiene dos 
gusanos transportadores que llevan la materia prima hacia la rastra de alimentación, también cuenta con drenajes para la sangre que es colectada en 1 poza para su tratamiento posterior.
· Insumos 
Antioxidante (Etoxiquina)
Propiedades Físicas y Químicas:
Nombre químico: 6-etoxi-2, 2,4-trimetil-1, 2-dihidro-quinolina;
Fórmula molecular: C14 H19 NO;  
Peso molecular: 217. 30
Apariencia: 
Etoxiquina liquída-95: líquido pegajoso de color amarillo o marrón:         Etoxiquina en polvo-66: polvo fluido de color marrón-rojo; 
Etoxiquina en polvo-33: polvo fluido de color marrón claro a oscuro.
Se oxida y cambia de color cuando se pone en contacto con el aire o la luz, pero no afecta su efecto antioxidante.
Efectos:
Controla la oxidación y el deterioro de los aminoácidos, proteínas, grasa, pigmentos naturales, vitamina A, D, E y K, etc.
Retarda el enmohecimiento y mantiene la frescura de los productos.
Ámbito de aplicación:
Premezclas, alimentos completos, harina de pescado, harina de hueso, grasa, vitaminas, pigmentos naturales, etc.
Uso y Cantidad:
Mezcla el producto con el alimento fino de alta fluidez y después agregarlo a la premezcla o al alimento compuesto.
Almacenamiento: Debe permanecer cerrada y almacenada en lugares secos.
Vida Útil: 12 meses (cerrada).
Embalaje:
Etoxiquina liquída-95: barril metálico de 200 y 50kg, barril plástico de 1000kg
Etoxiquina en polvo -33, -66: bolsa de 25kg con película de aluminio en el interior y la de tres capas y una capa plástica en el exterior.
Precaución:
Evite la humedad y la exposición a altas temperaturas durante el    almacenamiento y el transporte. Ajuste la cantidad de acuerdo con la temperatura, la humedad, el    contenido de agua, el período de almacenamiento, los requerimientos nutricionales, etc.
Lavarse las manos y la piel con jabón después de tocar estos productos. Si se salpican en los ojos, lavarlos inmediatamente con jabón no irritante.
· Productos
Especificaciones de la norma oficial mexicana NMX-Y-015-SCFI-2006 alimentos para animales- harina de pescado con solubles- destinada a la alimentación de animales.
· Características Físicas
Olor: Será característico del pescado deshidratado, deberá estar libre de olores pútridos y rancios.
Color: Con variable predominando del café claro al café oscuro.
Presentación: Debe pasar por una criba M2 (Tyler número 9 “1.99 mm de abertura” y US número 10).
· Características Químicas
Usos 
Nutricionalmente es una importante fuente de proteínas de pescado. La harina de pescado blanca es utilizada en la formulación de dietas de animales, principalmente para: 
• Acuicultura 
• Mascotas 
• Cerdos 
• Pollos
Envase: Disponible en Bolsas de Polipropileno de 50 Kg. aprox. y en Bolsones de 1.250 Kg. 
Almacenamiento: Hasta 12 meses a partir de la fecha de producción. Las harinas de pescado deben almacenarse en seco y no hay que apilar los sacos. En los locales de almacenamiento, la harina reciénmanufacturada debe estar ventilada para facilitar la oxidación inicial del aceite residual.
Formas de salida: Ya que la harina está adecuadamente envasada será distribuida a los compradores por vía terrestre, a través de camiones dependiendo de la demanda de esta.
· Aceite de pescado crudo
Aceite centrifugado y clarificado, con bajo contenido de humedad, lo que le otorga mayor estabilidad oxidativa. De ser requerido, puede incluirse antioxidantes para aumentar la vida útil del producto. Antioxidante Estándar: Etoxiquina 500 ppm máx. Otros, a pedido del cliente.
	Especificaciones - Calidad Standard
	FFA (como % de ac. Oleico)
	5 máx.
	Índice de peróxidos
	5 máx.
	Índice de anisidina
	15 máx.
	Totox
	25 máx.
	Índice de Yodo (Wijs)
	150 - 185
	Humedad e impurezas
	1% máx.
	Densidad a 25º C
	0.94 g/ml
	Metales pesados
	10 ppm máx.
DESARROLLO
Descripción del proceso 
La materia prima es recibida en dos fosas de concreto para su limpieza de partículas extrañas contraídas en la recolección. A continuación es deslizada por medio de una rampa de acero galvanizado, para después ser transportada a dos mesas donde se selecciona, se reduce y lava minuciosamente.
Cuando se tiene un tamaño de partículas de 1x1 pulgadas el material es depositado en el cocedor de calor indirecto de dos tubos, el cual tiene la función de disminuir la dureza del pescado y liberar la grasa ocluida en el interior de los tejidos. A continuación el material se transporta mediante una cintra transportadora a la prensa, que para este caso, es un molino de carne, cuya función es reducir a un mas el tamaño de partículas (en forma de pellets) de ¼ de pulgada de diámetro y separar, por un lado los sólidos y por otro lado los líquidos.
Los sólidos provenientes del molino de carne forman la torta de prensa, la que es transportada a la unidad deshidratadora de harina de pescado, la cual consiste en un dosificador de estrella que alimenta la pasta a una cámara de molienda y secado simultaneo, absorbiendo el material molido y seco por medio de un whizzer separador que controla la humedad y finura de la harina, descargándola en un primer ciclón para separar la harina terminada y nuevamente es absorbida por succión de un ventilador de enfriamiento que la envía a un ciclón para su envasado.
Los líquidos son elevados a un sistema de tres decantadores, cuya función es separar, por diferencias de densidades, el aceite y el agua residual que aun contiene sólidos.
El aceite es descargado en una centrifuga, para la separación del aceite puro y trazas de sólidos. El agua residual es descargada a un evaporador, cuya función es concentrar los sólidos que serán incorporados a la corriente que alimenta a la unidad deshidratadora de harina de pescado, para su secado, molienda y envasado posterior.
Diagrama de proceso
Descripción por etapa
Fosas
Consiste en dos recipientes de concreto, cuya finalidad es guardar el pescado que espera para ser procesado.
Rampa
Es un plano inclinado de acero galvanizado que sirve para transportar, por gravedad, el material desde las fosas hacia las mesas de selección.
Mesa de selección
Son mesas que sirven para seleccionar, reducir y lavar los materiales.
Cocedor
Es un intercambiador de calor de doble tubo; el tubo interior contiene un transportador sinfín que hace circular el material a través del cocedor. El calor es proporcionado por el vapor de agua que fluye por el exterior del tubo. La finalidad de este equipo es la de cocer el pescado y con esto, prepararlo para el prensado.
Prensa
Tiene por función separa por extrucción los líquidos y los sólidos, con la consecuente reducción de tamaño. Consiste en un transportador sin fin que empuja el pescado hacia un disco perforado, el cual obliga a que el material se obtenga con un tamaño de partícula adecuado.
Decantadores
Son recipientes de acero comercial, que permiten separar, por gravedad, el aceite y el agua residual.
Centrifuga
Este equipo tiene la finalidad de separar el aceite de las trazas de sólidos que lo acompañan. Consiste en una canasta que gira a gran velocidad; por el fondo sale el aceite, quedando los sólidos en el interior de la centrifuga.
Evaporadores
Este equipo está compuesto de un arreglo de tubos por donde circula la solución a concentrar y una carcasa donde circula el vapor de agua, que es el medio para la transmisión de calor. Se complementa con un condensador de contacto directo y una bomba de vacio para disminuir la presión dentro de la cámara del evaporador.
Unidad deshidratadora de harina de pescado (UDHP)
Está constituida por un secador de calor directo, el que consiste en una cámara de secado provista de aire caliente que se origina en una cámara de combustión, auxiliándose de un ventilador para la impulsión del aire. Este equipo está formado también por un molino de martillos que reduce el material hasta el tamaño de partícula deseado. Esta unidad se complementa con dos separadores ciclón.
Tolva de envase
Es un cuerpo cónico que tiene la finalidad de recibir la harina seca y depositarla en un saco para pesarla simultáneamente en una báscula.
BALANCES DE MATERIA Y ENERGÍA
· Recepción y selección de la materia prima
La materia prima es recibida es recibida en dos fosas de concreto para su limpieza de partículas extrañas contraídas en la recolección. A continuación es deslizada por medio de una rampa de acero galvanizado, para después ser transportado a dos mesas donde se selección, se reduce y lava minuciosamente.
De esta operación unitaria obtenemos 714 kg/hr de materia prima que va a procesarse y 36 kg/hr de material de desecho.
· Cocedor
La alimentación al cocedor es de 714 kg/hr de pescado fresco, con una densidad de 886 kg/m3 por lo que:
Volumen de alimentación: 714/886=0.0.8058 m3/hr
· Calculo de la energía en el cocedor
 (
M
2
= 714
 Kg/
 
hr
T
2
= 8
0°C
H
2
= 4.1868 KJ
/Kg
) (
M
1
= 
714
 Kg/
 
hr
T
1
= 30°C
H
1
= 
4.1868 KJ
/Kg
) (
Cocedor
)
 (
T
c
 
=132.7ºC
H
c
M
c
)
 (
P
v
= 3.0 Kg/ cm2
T= 132.7 °C
La= 2165.
816 KJ
/Kg
M
v
)
En el diagrama anterior:
M= masa, Kg
T= temperatura, °C
H= entalpía, Kcal/Kg
Pv= presión de vapor, Kg/cm2
La= entalpía de vaporización, Kcal/Kg
Subíndices:
1= a la entrada
2= a la salida
v= correspondiente al vapor
c= correspondiente al vapor condensado
Las ecuaciones para el balance de materia son:
M1= M2 
Mv = Mc 
Las ecuaciones para el balance de energía son:
M1H1 + MvHv = M2H2 + McHc o también:
M1H1 – M2H2 = McHc – MvHv pero M1= M2 y Mv= Mc, entonces:
M1 (H1 - H2) = Mv (Hc – Hv) = -MvLa ec. o también: M1 (H2 – H1) = Mv (Hv – Hc) = MvLa
M1 Cpsolid(T2 – T1) = MvLa
Despejando Mv y sustituyendo valores, resulta:
Por definición: Q= MvLa, donde Q es la carga terminal dada en Kcal/hr. Sustituyendo valores, resulta:
Q= 66.2497 (2256.4)= 149468.76 KJ/hr
· Prensa
A la prensa entran 714 kg/hr de materia prima con un 70% de humedad, de ella obtenemos un 28 % como torta de prensa con un 50.14 % de humedad, el resto formará parte del líquido de prensa.
 (
Torta a UDHP
Corriente 5=714(0.28)=204 kg/
hr
X
H
=0.5014
X
S
=0.4986
Humedad=204(0.5014))=102.3
Sólidos=101.7
) (
Material a prensa
Corriente 4=714 kg/
hr
X
H
=0.70
X
S
=0.30
Humedad=714(0.70)=500
Sólidos=714-500=214
) (
PRENSA
)
 (
Liquido de prensa a los decantadores
Corriente 6=714-204=510
Humedad=500-102.3=397.7
Sólidos=214-101.7=112.3
)
Para este caso se selecciona una prensa, mejor conocida “como molino de carne”, que consta de un tornillo sinfín que presiona el material contra una cuchilla. La capacidad para este equipo es de 1000Kg/hr de material cocido, con motor de 5Hp, disponible en el mercado, que es suficiente para la capacidad de 714 Kg/hr de alimentación. 
· Decantadores
· Balance de materia
De la decantación obtenemos 20.3% de aceite con una concentración del 85.50%
 (
Liquido de prensa a los decantadores
Corriente 6= 510 Kg/
hr
Humedad=397.7kg/
hr
Sólidos=112.3 Kg/
hr
)
 (
Liquido residual al evaporador
Corriente 12=510-103.5=406.5
Humedad=397.7-15=382.7
Sólidos=112.3-88.5=23.8
) (
Aceite decantadoa la centrifuga
Corriente 10=0.203(510)=103.5
X
H
=0.145
X
S
=0.855
Humedad=0.145(103.5)=15
Sólidos=0.855(103.5)=88.5
)
 (
DECANTACIÓN
)
· Balance de energía
El sistema de decantación consta de 3 recipientes de acero comercial, los cuales operan por lote.
La alimentación es de 510 Kg/hr o, aproximadamente, 510 l/hr o 0.510 m3/hr. El tiempo de operación de desarrollo de la siguiente forma:
La alimentación a cada decantador será de 0.510 m3 por hora. Los decantadores son recipientes de forma cilíndrica.
Al separarse por decantación los fangos contienen el 3.7716% de humedad y el 78.8067% de solidos contenidos en la alimentación, los cuales a su vez contienen 91.5254% de aceite. Los fangos son enviados a la centrifuga mientras que el sobrenadante que contiene 94.1451% de humedad es enviado al evaporador.
 (
Decantador
A= 510 kg
H
A
: 397.7 kg
S
A
: 112.3 kg
LR= 406.5 kg
H
LR
: 382.7 kg
S
LR
: 23.8 kg
Ac= 103.5 kg
H
Ac
: 15 kg
S
Ac
: 88.5 kg
)
Nomenclatura:
A: alimentación			H: humedad
S: sólidos			LR: líquido residual
Ac: aceite
MEJORES TÉCNICAS DISPONIBLES PARA LA INDUSTRIA DE APROVECHAMIENTO DE sUBPRODUCTOS DE ORIGEN ANIMALhttp://www.prtr-es.es/data/images/La%20industria%20de%20subproductos%20de%20origen%20animal-9EF41AF258214363.pdf
· Centrifuga
El objetivo de la centrifuga es separar todos los sólidos y el agua contenida en la alimentación para obtener aceite puro.
 (
Centrifuga
A= 103.5 kg
H: 15 kg
S: 88.5 kg
De los cuales
Aceite: 81 kg
L
E
= 
22.5
 kg
H
L
E
: 
15
 kg
S
L
E
: 
7.5
 kg
Ac= 
81
 kg
)
Nomenclatura:
A: alimentación			H: humedad
S: sólidos			LE: líquido a evaporador
Ac: aceite a envase
· (
E=
T
E
=80ºC
H
E
=
2643 KJ
/Kg
Mv
=
P
v
=
3.0 kg/cm
2
T
v
=
132.7ºC
L
a
=
2165.816 KJ/Kg
 
M
A
=
406.5
 kg/
h
H
A
=
125.604 KJ/Kg
x
A
=
T
A
=30ºC
M
C
=
T
C
=
 132.7ºC
H
C
=
M
F
=
406.5 Kg/h
x
F
=
H
F
=
334.944 KJ/Kg
T
F
=80ºC
)Evaporador
Nomenclatura					Subíndices
M: masa (Kg)					A: alimentación
E: evaporado (Kg)				E: evaporado
H: entalpia (Kcal/Kg)				v: vapor vivo
X=concentración en peso			c: vapor concentrado
						F: concentrado
La corriente que entra al evaporador tiene 23.8 kg de sólidos (proteína, fibra cruda y cenizas) en una corriente total de 406.5 kg, por lo que la concentración en la entrada es:
La corriente con los sólidos concentrados sale del evaporador con 23.8 kg de sólidos en una corriente total de 69.0 kg, la concentración a la salida es:
El balance de sólidos a la entrada y la salida es:
Despejando y sustituyendo valores, resulta:
El balance total de materia es:
Despejando E y sustituyendo valores, resulta:
Considerando que la masa del vapor saturado a la entrada del evaporador es la misma que la del vapor condensado a la salida, resulta:
El balance total de energía es:
Relacionando, sustituyendo las ec. (8.b) y (8.c) en la ec. (8.d) y arreglando resulta:
Por definición: 
Se considera la solucion problema como si fuera agua pura, por lo que APE=0, es decir, que el aumento en el punto de ebullición es cero. Se requiere para no perjudicar el valor nutritivo del material a concentrar, mantener la temperatura de la cámara de Tx=80ºC.
También, por definición: 
Donde:	Q=carga térmica, Kcal/h
	U=coeficiente global de transmisión de calor, Kcal/m2hºC
	A=área de transmisión de calor, m2
	(DT)= diferencia global de temperatura
Por definición: (DT)= TV - TF	ec. (8.h)
Considerando U= 4186.8 KJ/m2hºC, despejando A y sustituyendo valores en la ec. (8.1)’, resulta :
El evaporador requiere de un condensador de tipo directo:
 (
E = 337.5 kg/h
T
E
 = 80ºC
H
E
 = 
2643 KJ
/Kg
La
E
 = 
2308 KJ
/Kg
 
T
2
 = 
75
ºC
h
2
 = 
314.03
 K
J
/kg
M
2
T
1
 = 
30
ºC
H
1
 = 
125.74
 K
J
/kg
M
1
)
El balance global de materia es 
El balance global de energía es
Sustituyendo la ec. (8.j) en la ec. (8.k), resulta
Arreglando y despejando la ecuación anterior
Sustituyendo valores, resulta:
Gasto de agua para el condensador = 4 173 kg/h
Energía necesaria para el evaporador
Si , sustituyendo resulta:
· Unidad deshidratadora de harina de pescado (UDHP)
En la UDHP se reduce la humedad de la alimentación hasta un 7%, el resto de agua es evaporado.
 (
Secador
A= 295.5 kg
H: 162.5 kg
S: 133 kg
HP
= 
143.01
 kg
H
HP
: 
10.01
 kg
S
HP
: 
133
 kg
V
= 
152.49
 kg
)
	Numero de corriente
	1
	2
	3
	4
	5
	6
	7
	8
	9
	10
	11
	12
	13
	14
	15
	Descripción
	Materia prima a recepción y selección
	Desechos no utilizados
	Material al cocedor
	Material a la prensa
	Torta de prensa a U.D.H.P.
	Liquido de prensa a los decantadores
	Sólidos centrifugados a la U.D.H.P.
	Sólidos totales a la U.D.H.P.
	Agua evaporada en la U.D.H.P.
	Aceite decantado a la centrifuga
	Aceite a envase
	Liquido residual al evaporador
	Agua evaporada
	Sólidos recuperados a la U.D.H.P.
	Harina de pescado a envase
	Masa total kg
	750.0
	35.0
	714.0
	714.0
	204.0
	510.0
	22.5
	295.5
	145.5
	103.5
	81.0
	406.5
	337.5
	69.0
	150.0
	Humedad
	529.5
	29.5
	500.0
	500.0
	102.3
	397.7
	15.0
	162.5
	145.5
	15.0
	---
	382.7
	337.5
	45.2
	10.5
	Proteína
	90.0
	5.0
	85.0
	85.0
	65.4
	19.6
	5.0
	85.0
	---
	5.0
	---
	14.6
	---
	14.6
	90.0
	Grasa
	84.0
	1.0
	83.0
	83.0
	1.6
	81.4
	---
	2.0
	---
	81.0
	81.0
	0.4
	---
	0.4
	3.0
	Fibra cruda y cenizas
	46.5
	0.5
	46.0
	46.0
	34.7
	11.3
	2.5
	40.0
	---
	2.5
	---
	8.8
	---
	8.8
	46.5
	Temperatura ºC
	30.0
	30.0
	30.0
	50.0
	45.0
	30.0
	30.0
	30.0
	110.0
	30.0
	30.0
	30.0
	80.0
	80.0
	30.0
	Densidad kg/m3
	856.0
	886.0
	886.0
	880.0
	1500.0
	1200.0
	1500.0
	1500.0
	---
	865.0
	860.0
	1200.0
	---
	1500.0
	870.0
 (
E=337.5 kg/hr
T
E
=80ºC
H
E
=631.4 Kcal/Kg
P
v
=3.0 kg/cm
2
T
v
=132.7ºC
L
a
=517.3 Kcal/Kg
M
A
=406.5 kg/h
H
A
= 30 kcal/kg
x
A
=0.0585
M
C
=Mv=399 kg/hr
M
F
=69 kg/hr
x
F
=0.345
H
F
=80 kcal/kg
)CONTROL E INSTRUMENTACIÓN DEL EVAPORADOR
DIAGRAMA Y VARIABLES 
Nomenclatura					Subíndices
M: masa (Kg)					A: alimentación
E: evaporado (Kg)				E: evaporado
H: entalpia (Kcal/Kg)				v: vapor vivo
X=concentración en peso			c: vapor concentrado
F: concentrado
Para optimizar la calidad del producto en el evaporador se debe regular su concentración, además se requiere vigilar que no alcance temperaturas más altas de las que amerita el proceso, ya que dicha variación puede afectar la composición. También se debe medir y controlar el nivel de líquido en el tanque evaporador para evitar la formación de espumas. Otra variable de gran importancia es el flujo de concentrado a la salida del evaporador, ya que de ello depende que el producto, es decir, la harina de pescado, cumpla con los requerimientos antes establecidos.
VARIABLES A CONTROLAR
· FLUJO DE ENTRADA AL EVAPORADOR: 406.5 KG/HR , DE LOS CUALES HUMEDAD=382.5 KG/HR Y SÓLIDOS= 24 KG/HR
Esta variable es importante de controlar ya que de ella dependerá obtener la composición deseada en el producto concentrado, a las condiciones de presión y temperatura establecidas, 132.7 °C y 3 kg/cm2.
Medidor de caudal: Tubo de Venturi. 
Se eligió ya que permite medir el flujo de fluidos con un porcentaje grande de sólidos en suspensión tal como es el caso.
	Nombre del instrumento
	Tubo de Venturi
	
	Funcionamiento
	El Tubo de Venturi es un dispositivo que origina una pérdida de presión al pasar por él un fluido. En esencia, éste es una tubería corta recta, o garganta, entre dos tramos cónicos. La presión varía en la proximidad de la sección estrecha; así, al colocar un manómetro o instrumento registrador en la garganta se puede medir la caída de presión y calcular el caudal instantáneo, o bien, uniéndola a un depósito carburante, se puede introducir este combustible en la corriente principal.
El cono de entrada, que forma el ángulo a1, conduce por una curva suave a la garganta de diámetro d1. Un largo cono divergente, que tiene un ángulo a2, restaura la presión y hace expansionar el fluido al pleno diámetro de la tubería. El diámetro de la garganta varía desde un tercio a tres cuartos del diámetro de la tubería.
	Partes del instrumento
	Por lo general es una pieza fundida formada por una porción corrientearriba del mismo tamaño que la tubería, forrada de bronce y provista de un anillo piezométrico para medir la presión estática; una región cónica convergente; una garganta cilíndrica forrada de bronce y provista de otro anillo piezométrico; y una sección cónica gradualmente divergente forrada de bronce, la cual desemboca en una sección cilíndrica del tamaño de la tubería. Un manómetro diferencial está conectado a los dos anillos piezométricos. El tamaño del medidor Venturi se da con el diámetro de la tubería y la garganta. Para obtener resultados adecuados el medidor Venturi debe ser precedido al menos por una longitud de 10 diámetros de tubería recta. 
	Exactitud
	+- 0.75%
	Ventajas
	El mantenimiento que requiere es mínimo
La caída de presión es pequeña, permitiendo la medición de flujos de 60% mayores que los de las placas de orificio con la misma restricción.
Posee una gran exactitud
	Desventajas 
	Alto costo. El costo de un tubo de Venturi es alrededor de 20 veces de una placa de orificio que se usa para medir el mismo flujo. 
Dificultad en la instalación.
	Aplicación 
	Fluidos con un porcentaje relativamente grande de sólidos.
Transmisor de equilibrio de fuerzas (Silicio difundido).
El elemento primario, en este caso, tubo de Venturi, es conectado a un tubo de U; el transmisor a utilizar es un Transmisor de equilibrio de fuerzas (Silicio difundido).
	Nombre
	Transmisor de equilibrio de fuerzas
	Diagrama
	
	Funcionamiento
	En la figura puede verse que el elemento de medición ejerce una fuerza en el punto A sobre la palanca AC que tiene su punto de apoyo en D. Cuando aumenta la fuerza ejercida por el elemento de medición, la palanca AC se desequilibra, tapa la tobera, la presión aumenta y el diafragma ejerce una fuerza hacia arriba alcanzándose un nuevo equilibrio. Hay que señalar, como se ha dicho, que en este transmisor los movimientos son inapreciables.
	Señal de salida 
	Señal Neumática
	Ventajas
	Precisión de +- 0.5 %
Son sencillos y rápidos
	Desventajas
	Aire limpio, no guardan información, distancia limitada, mantenimiento caro, sensible a vibraciones
Controlador
	
Control 
integral
	En un controlador integral, la señal de salida del mismo varía en función de la desviación y del tiempo en que se mantiene la misma, o dicho de otra manera, el valor de la acción de control es proporcional a la integral de la señal de error. El modo de control Integral tiene como propósito disminuir y eliminar el error en estado estacionario, provocado por el modo proporcional. El control integral actúa cuando hay una desviación entre la variable y el punto de consigna, integrando esta desviación en el tiempo y sumándola a la acción proporcional. El error es integrado, lo cual tiene la función de promediarlo o sumarlo por un período determinado; Luego es multiplicado por una constante I. Posteriormente, la respuesta integral es adicionada al modo Proporcional para formar el control P + I con el propósito de obtener una respuesta estable del sistema sin error estacionario. La acción integral a menudo es llamada reajuste, porque reajusta la salida del controlador hasta que el set point sea alcanzado. La acción de reajuste está determinada en “repeticiones por minuto” o “minutos por repetición”. La proporción en que acción integral es implementada, no se tiene un impacto negativo en la estabilidad del proceso. El único tipo de aplicación en la que el periodo de tiempo no es un problema, es en el control de flujo.
	Tipo de señal
	Señal electrónico 
Tipo escalón
	Rango de funcionamiento
	Fuente de alimentación de CD: ±15V
	Como se enlaza en el circuito
	La acción integral puede generarse en el amplificador operacional mediante un condensador conectado en serie con la línea de realimentación negativa y con una resistencia conectada en serie con el terminal inversor.
	Ventajas
	La acción varía según la desviación de la salida y el tiempo durante el que esta desviación se mantiene.
Disminuir y eliminar el error en estado estacionario
El error es integrado
Elimina el error remanente que tenía el controlador proporcional.
	Desventajas
	El problema principal del controlador integral radica en que la respuesta inicial es muy lenta, y hasta pasado un tiempo, el controlador no empieza a ser efectivo
	aplicaciones
	La mayor parte de aplicaciones incluyendo el caudal
	Símbolo 
	
Elemento final de control
	NOMBRE
	VALVULA DE MARIPOSA
	PARTES DEL INSTRUMENTO
	Cuerpo, anillo, disco, asiento, O ring A; B; C, eje, cuña, caja de engranaje, tornillo, base.
	FUNCIONAMIENTO
	La válvula controla el flujo de mediante un anillo de goma encastrado en el cuerpo. 
	RANGO DE FUNCIONAMIENTO
	
	TIPO DE SEÑAL QUE EMITE
	Como esta válvula cuenta con un servomotor neumático, que consiste en un diagrama de resorte que trabaja entre 3 y 15 que son condiciones extremas de la válvula.
Por lo que el tipo de señal que enlaza es neumática y por la presión del aire sobre el diagrama.
	COMO SE ENLAZA EN UN CIRCUITO
	
Se enlaza por medio de bridas. Con servomotores con señales neumáticas.
	VENTAJAS 
	La válvula es de bajo coste y tiene una capacidad relativamente alta.
	DESVENTAJAS
	Se necesita una fuerza grande del actuador para accionar la válvula en caso de una caída de presión elevada.
	APLICACIÓN
	Para fluidos corrosivos y líquidos viscosos o conteniendo sólidos en suspensión.
	SIMBOLO
	
	NOMBRE:
	Termopares de Elemento Níquel.
	Funcionamiento:
	El termopar se basa en el efecto descubierto por Seebeck en 1821, de la circulación de una corriente en un circuito formado por dos metales diferentes cuyas uniones (unión de medida o caliente y unión de referencia o fría) se mantienen a distinta temperatura. Esta circulación de corriente obedece a dos efectos termoeléctricos combinados, el efecto Peltier que provoca la liberación o absorción de calor en la unión de dos metales distintos cuando una corriente circula a través de la unión y el efecto Thomson que consiste en la liberación o absorción de calor cuando una corriente circula a través de un metal homogéneo en el que existe un gradiente de temperaturas.
	Rango de funcionamiento.
	-200 °C a + 150 °C
	Tipo de señal que emite:
	Eléctrica
	Como se enlaza en un circuito:
	El circuito galvanométrico se basa en la desviación de una bobina móvil situada entre dos polos de un imán permanente al pasar a su través la corriente del elemento primario. El paso de esta corriente produce un campo magnético que se opone al del imán permanente, y la bobina móvil gira hasta que el par magnético correspondiente es equilibrado por el par de tensión del muelle. Una aguja indicadora, que está unida rígidamente a la bobina móvil, se desplaza a lo largo de una escala graduada, calibrada en las unidades de medida. 
	Ventajas:
	· Determinación puntual de la temperatura
· Respuesta rápida a la variación de temperatura.
· No necesita alimentación.
· Rangos de temperatura moderados.
· Estabilidad a largo plazo aceptable y fiabilidad elevada.
	Desventajas.
	· Mantener la unión de referencia a una temperatura constante y conocida.
· La temperatura máxima de alcance de un termopar debe de ser menor al punto de fusión.
· El medio donde se va a medir no ataca a los metales de la unión.
· La corriente de alimentación de un termopar debe ser muy pequeña para despreciar el efecto joule.
	Aplicación
	· En la industria de alimenticia, química, plástica y en laboratorios.
	Símbolo
	
· TEMPERATURA DE SALIDA DEL PRODUCTO CONCENTRADO: 80°C
A temperaturas superiores de 80 °C la materia orgánica sufre una descomposición y por ello es importante el control de esta variable.
Sensor de temperatura: Termopar
Se eligió como elemento primario un termopar ya que es adecuado para el fluido que tenemos, además que su rango de funcionamiento incluye la temperatura que deseamos medir. Los termopares permiten usar materiales resistentes a diferentes condiciones ambientales. Además son los sensores de temperatura con un bajo costo y alta exactitud al ofrecer una medida puntual. 
Transmisorde temperatura
Posee una señal eléctrica de igual modo que el elemento primario, lo cual evita un trabajo extra en el cambio de señal, su rango de funcionamiento incluye el valor de la temperatura deseada: 80 °C.
	NOMBRE:
	Transmisor de Temperatura TTF300
	Partes del instrumento:
	Display LCD controlado por el transmisor, con opciones de configuración TTF300
El bloque de terminales
Guía de cable con protección IP 67 / NEMA 4X, en aluminio o AISI 316L
	Funcionamiento:
	Una característica principal de la nueva generación de transmisores inteligentes HART para montaje en campo, es el display, con opciones de configuración TTF300 que permiten a los usuarios ajustarse fácilmente a los requerimientos del proceso.
	Rango de funcionamiento.
	Rango de medida 0 ... 150 °C, alcance 100 K
	Tipo de señal que emite:
	Señal eléctrica de 4 mA
	Ventajas:
	La posibilidad de conmutación automática de sensores (en caso de falla de uno, por ej.), soporta la funcionalidad expandida del sistema y la calibración del sensor aumenta la eficiencia del proceso.
	Símbolo
	
Controlador 
	Nombre del instrumento
	CONTROLADOR DE TEMPERATURA PROPORCIONAL 
MODELO CI313
	Símbolo
	
	
	Funcionamiento
	En el sistema de posición proporcional, existe una relación lineal continua entre el valor de la variable controlada y la posición del elemento final de control (dentro de la banda proporcional). Es decir, la válvula se mueve el mismo valor por cada unidad de desviación.
El comparador establece la diferencia o señal de error entre la variable controlada y el valor deseado de la variable o punto de consigna (desplazamiento del punto C a C' o D a D' en la figura).
El transductor, ante esta señal de error, como el punto E está inicialmente fijo en el espacio, hace que el obturador se separe de la tobera pasando ésta al punto X'. Esta nueva separación disminuye la presión posterior P1 y a través del amplificador neumático hace bajar Po.
	Partes del instrumento
	En figura puede verse un controlador proporcional neumático típico compuesto de un comparador, un transductor y una realimentación.
	Señal que emite
	Señal Neumática
	Rango de funcionamiento
	Variable según sensor a utilizar hasta 1750ºC.
	Ventajas
	Mejor que 0,5% de la lectura en todo el
rango; mejor que el 0,25% de la lectura en rango
Restringido.
	Aplicaciones
	- Para termopares tipo J, K, R, S, T ó Pt100
- Protección interna contra rotura de termocuplas.
- Compensación de juntura fría incorporada
 Enlazamiento del circuito
Elemento final de control
La válvula de bola se emplea principalmente en el control de caudal de fluidos negros, o bien en fluidos con gran porcentaje de sólidos en suspensión; además posee excelente control ante fluidos viscosos
	NOMBRE
	VALVULA DE BOLA
	FUNCIONAMIENTO
	El cuerpo de la válvula tiene una cavidad interna esférica que alberga un obturador en forma de esfera o de bola. La bola tiene un corte adecuado (usualmente en V) que fija la curva característica de la válvula, y gira transversalmente accionada por un servomotor exterior. Las válvulas de bola realizan una función de abrir/cerrar o modulación de un cuarto de vuelta. Una bola de control de flujo ubicada dentro del cuerpo de la válvula tiene un orificio en el centro a lo largo de un eje, que se conecta a los puertos de entrada y salida del cuerpo La bola en sí se sostiene en su lugar dentro de asientos de PTFE (teflón) y gira 90° dentro de ellos. Estos proporcionan una lubricación permanente y mantienen la válvula 'hermética a las burbujas'. En la posición abierta, el flujo es recto con una caída de presión mínima mientras los puertos a través de la válvula sean del mismo tamaño que el diámetro interior de la tubería.
	RANGO DE FUNCIONAMIENTO
	-65° F (-54° C) y 500° (260° C)
Presiones de trabajo de hasta 6000 psig (414 bar)
Temperaturas de trabajo de hasta 500° F (260° C)
	TIPO DE SEÑAL QUE EMITE
	En esta válvula cuenta con un servomotor exterior, se puede decir que la señal que enlaza es electrónica, en el cual el indicador de posición es el que regula el paso del fluido.
	COMO SE ENLAZA EN UN CIRCUITO
	
Se enlaza por medio de bridas o bien soldadas.
	VENTAJAS
	Es que algunas de ellas pueden ser reparables en línea y refaccionarlas ahorrando costos de mantenimiento.
Acero inoxidable 316.
Válvula con prueba de trampa de vapor.
	DESVENTAJAS
	· Requiere alta torsión (par) para accionarla.
· Desgaste del asiento.
· Cavitación con baja caída de presión.
	APLICACIÓN
	La válvula de bola se emplea principalmente en el control de caudal de fluidos negros, o bien en fluidos con gran porcentaje de sólidos en suspensión. 
• Estaciones de GNC
• Vehículos impulsados por GNC
• Vehículos impulsados por hidrogeno
• Líneas de vapor.
	SIMBOLO
	
· NIVEL DE FLUIDO EN EL EVAPORADOR 
Sensor de nivel
Elegimos un sensor de nivel por burbujeo ya que es aplicable para líquidos con sólidos en suspensión. El flujo alimentado al evaporador posee una alta concentración de material sólido, su composición es de 382.7 kg/hr y 23.8 kg/hr
	Nombre:
	Medidor de nivel de tipo de burbujeo
	Partes del instrumento:
	
	Funcionamiento:
	Se emplea un tubo sumergido en el líquido, a través del cual se hace burbujear aire mediante un rotámetro con un medidor de caudal incorporado. La presión del aire en la tubería equivale a la presión hidrostática ejercida por el líquido, y por lo tanto al nivel que ocupa este. El medidor de caudal permite mantener el caudal del aire constante (unos 150 l/hr), a través del líquido independientemente del nivel. La tubería empleada suele ser de ½” con el extremo biselado para una fácil formación de las burbujas en el aire. La presión del aire en la tubería puede medirse a través de un manómetro de fuelle o un transmisor de presión.
	 Rango de funcionamiento.
	La precisión es del orden de ± 0,5% a ± 1% y el intervalo de medida puede variar de 0-300 a 0-2000 mm c. de a
	Tipo de señal que emite:
	Señales de aire conectadas a un transmisor de presión diferencial. Como es lógico, la presión del aire de purga debe ser superior a la presión interna del tanque.
	Ventajas:
	· Es simple y da buen resultado
· Son seguros por no llevar electricidad a la zona de deposito
· No tienen partes móviles en contacto con el líquido
	Desventajas.
	· No se recomienda su empleo cuando el flujo de purga perjudica al líquido y para fluidos altamente viscosos donde las burbujas formadas del aire o del gas presentan el riesgo de no separarse rápidamente del tubo.
	Aplicación
	· Líquidos muy corrosivos o con sólidos en suspensión y en emulsiones.
Transmisor de presión diferencial
Para el sistema de nivel por burbujeo debe medirse la presión del sistema la cuál es proporcional al nivel en el evaporador, la presión del aire en la tubería puede medirse a través de un manómetro de fuelle o un transmisor de presión.
	Nombre:
	Manómetro de Diafragma Serie 4100D
	Partes del instrumento:
	
	Funcionamiento:
	.Los manómetros de fuelle tienen un elemento elástico en forma de fuelle (como el acordeón) al que se le aplica la presión al medir, esta presión estira el fuelle y el movimiento de su extremo libre se transforma en movimiento de la aguja indicadora. Una variante de manómetro de fuelle es el manómetro de diafragma elástico el que se deforma y la deformación se convierte en el movimiento del puntero indicador.
Las conexiones a proceso pueden ser bridas de conexión abiertas y los enchufes de purga pueden ser integrados para medir elementos muy viscosos, impuros o cristalizables.
	 Rango de funcionamiento.
	Los márgenes de presión están 25 mbar y 25 bar y vacuómetros
	Precisión
	± 1.6 %
	Ventajas
	En comparación con los tubos Bourdon, estos elementos de diafragma tienen una fuerza activadora relativamente alta y debido a ello la sujeción en su periferia del elemento es insensible a la vibración.
	Tipo de señal que emite:
	Neumática
	NOMBRE:
	Controlador de presión serie 4950 (Control proporcional)
	Diagrama del instrumento:
	
	Funcionamiento:
	Los controladoresneumáticos de presión de Serie 4900 combinan
una operación fiable de bajo nivel de emisiones con un diseño
mejorado para el servicio. Capacidades de presión de hasta
10.000 psig están disponibles con elementos sensores de tubo de
Bourdon de acero inoxidable 316SS (consultar Norriseal para mayores
capacidades de presión). Las cajas de aluminio resistentes a la intemperie aseguran una operación fiable en ambientes rigurosos.
	Rango de funcionamiento.
	Intervalo de Temperaturas Ambientes de Operación:
Estándar: -10 a 160°F (-40 a 71°C)
Alta Temperatura: 0 a 220°F(-18 a 104°C)
	Tipo de señal que emite:
	Control Únicamente Proporcional:
 3 a 15 psig 6 a 30 psig
	Montaje:
	Pared, panel o directamente en el yugo o la caja del diafragma de la válvula
Controlador 
Elemento final de control
	NOMBRE
	VALVULA DE OBTURADOR CILINDRICO EXCENTRICO
	Partes del instrumento
	Cuerpo, anillo, disco, asiento, eje, cuña, caja de engranaje, tornillo, base.
	Funcionamiento
	Esta válvula tiene un obturador cilíndrico excéntrico que asienta contra un cuerpo cilíndrico. El cierre hermético se consigue con un revestimiento de goma o teflón en la cara del cuerpo donde asienta el obturador.
	Rango de funcionamiento
	Para fluidos corrosivos y líquidos viscosos o conteniendo sólidos en suspensión.
	Tipo de señal que emite
	Neumática por el tipo flujo. 
	Como se enlaza 
	Se enlaza por medio de bridas y soldadas.
	Ventajas
	La válvula es de bajo coste y tiene una capacidad relativamente alta.
	Desventajas
	· Requiere alta torsión (par) para accionarla.
· Desgaste del asiento. 
· Cavitación con baja caída de presión.
	Aplicación
	Se usa para cierre hermético se consigue con un revestimiento de goma o teflón en la cara del cuerpo donde asienta el obturador.
	Símbolo
	
· FLUJO A LA SALIDA DEL EVAPORADOR: PRODUCTO CONCENTRADO
Es importante regular la concentración, esto se logrará midiendo la elevación del punto de ebullición, es decir, la diferencia de temperaturas entre el líquido en ebullición en el evaporador y el condensado a la presión absoluta
Medición de concentración
	Nombre 
	Método de punto de ebullición
	Diagrama
	
	Funcionamiento
	Mide la diferencia de temperaturas entre el punto de ebullición del agua y el punto de ebullición del líquido que se está concentrando, en las mismas condiciones de presión. Esta diferencia de temperaturas es función de la densidad del líquido y se mide mediante sondas de resistencias inmersas, una en el líquido y la otra en el agua, conectadas a un elemento diferencial de puente de Wheatstone graduado directamente en densidad o a un transmisor electrónico o digital.
	Partes del instrumento
	Sonda de resistencia de temperatura del líquido
Sonda de resistencia de referencia
Cámara de condensación
Purga de vapor
	Tipo de señal
	Eléctrica
	Aplicación 
	El método del punto de ebullición se emplea en los evaporadores con preferencia
Transmisor electrónico de temperatura
	NOMBRE:
	
	Partes del instrumento:
	
	Funcionamiento:
	El termopar se basa en el efecto descubierto por Seebeck en 1821, de la circulación de una corriente en un circuito formado por dos metales diferentes cuyas uniones (unión de medida o caliente y unión de referencia o fría) se mantienen a distinta temperatura (fig. 6.17). Esta circulación de corriente obedece a dos efectos termoeléctricos combinados, el efecto Peltier que provoca la liberación o absorción de calor en la unión de dos metales distintos cuando una corriente circula a través de la unión y el efecto Thomson que consiste en la liberación o absorción de calor cuando una corriente circula a través de un metal homogéneo en el que existe un gradiente de temperaturas.
	Rango de funcionamiento.
	-200 °C a + 150 °C
	Tipo de señal que emite:
	Eléctrica
	Como se enlaza en un circuito:
	El circuito galvanométrico se basa en la desviación de una bobina móvil situada entre dos polos de un imán permanente al pasar a su través la corriente del elemento primario. El paso de esta corriente produce un campo magnético que se opone al del imán permanente, y la bobina móvil gira hasta que el par magnético correspondiente es equilibrado por el par de tensión del muelle. Una aguja indicadora, que está unida rígidamente a la bobina móvil, se desplaza a lo largo de una escala graduada, calibrada en las unidades de medida. 
	Ventajas:
	· Determinación puntual de la temperatura
· Respuesta rápida a la variación de temperatura.
· No necesita alimentación.
· Rangos de temperatura moderados.
· Estabilidad a largo plazo aceptable y fiabilidad elevada.
	Desventajas.
	· Mantener la unión de referencia a una temperatura constante y conocida.
· La temperatura máxima de alcance de un termopar debe de ser menor al punto de fusión.
· El medio donde se va a medir no ataca a los metales de la unión.
· La corriente de alimentación de un termopar debe ser muy pequeña para despreciar el efecto joule.
	Aplicación
	En la industria alimenticia, química, pláticas y laboratorios.
	Símbolo
	
LA CALDERA PIRO TUBULAR O TUBOS DE HUMO
El cuerpo de caldera, está formado por un cuerpo cilíndrico de disposición horizontal, incorpora interiormente un paquete multitubular de transmisión de calor y una cámara superior de formación y acumulación de vapor.
La circulación de gases se realiza desde una cámara frontal dotada de brida de adaptación, hasta la zona posterior donde termina su recorrido en otra cámara de salida de humos.
El acceso al cuerpo lado gases, se realiza mediante puertas atornilladas y abisagradas en la cámara frontal y posterior de entrada y salida de gases, equipadas con bridas de conexión. En cuanto al acceso, al lado agua se efectúa a través de la boca de hombre, situada en la bisectriz superior del cuerpo y con tubuladuras de gran diámetro en la bisectriz inferior y placa posterior para facilitar la limpieza de posible acumulación de lodos.
El conjunto completo, calorífugado y con sus accesorios, se asienta sobre un soporte deslizante y bancada de sólida y firme construcción suministrándose como unidad compacta y dispuesta a entrar en funcionamiento tras realizar las conexiones a instalación.
Es un recipiente cilíndrico que tienen tubos que pasan a lo largo de ellos y que se rolan a los cabezales del recipiente; el haz de tubos, generalmente es horizontal y la parte superior del recipiente no tiene tubos. El principal mecanismo de la transferencia de calor de los gases de combustión a los tubos es convección.
Usos
Esta es la caldera de uso más común, al menos en México, esto se debe a que su mantenimiento es menos complejo que las acutubulares, es más barato, requiere menor tiempo, su emplazamiento requiere menos espació y su reposición de refacciones es en menor tiempo. Regularmente se encuentran en industrias que no requieren una alta calidad de vapor para sus procesos.
VARIABLES A CONTROLAR
· FLUJO DE AGUA ALIMENTADA A LA CALDERA: 
Se necesita obtener 6,096.7532 kg/hr de vapor el cual será util en el evaporador para que el proceso de concentracion se lleve acabo, en secador de aire y en el cocedor. Se necesita controlar la entrada del agua para no producir mas de la necesaria y pueda perjudicar al proceso, un exceso de vapor producido puede dañar el producto o bien inundar la caldera.
Medidor de flujo: Medidor Tipo Vortex
Se eligió este tipo de medidor ya que una de sus principales aplicaciones es Medición de la cantidad de agua de alimentación a la caldera; su costo de instalaciones bajo y requiere poco mantenimiento.
	Nombre:
	MEDIDOR TIPO VORTEX
	Función:
	Consiste en una obstrucción que se coloca en el paso del fluido.
	Partes del Instrumento:
	Vórtices desfasados 180°
	Como Funciona:
	La velocidad del fluido es directamente proporcional a la frecuencia de producción de remolinos. Los vórtices causan presiones diferenciales alternativas alrededor de la parte posterior de la barra. Se mide esta frecuencia con un sensor determinando la velocidad y con ésta el caudal. El de los vórtices es independiente de lascaracterísticas del fluido.
	Condiciones de Funcionamiento:
	Se producen remolinos que se desprenden siguiendo la ecuación de Van Karma:
	Ventajas:
	Elevada Rangeability.
Requiere tramos de cañerías rectos aguas arriba y aguas abajo de la medición.
Se utiliza para la medición en gases, vapores y líquidos. Deben ser fluidos limpios, de baja viscosidad, sin remolinos y con velocidades medias altas.
Tiene poca pérdida de carga permanente.
No posee partes móviles.
La construcción soldada del medidor elimina fugas.
	Desventajas:
	No se recomienda para operaciones batch muy cortas.
Comienza a ser costoso en líneas grandes.
Error para gases 1 – 1.5 % aprox.
Error para líquidos 0.65 – 1.5 % aprox.
	Símbolo:
	
	Tipo de Señal:
	Capaz de enviar de manera simultánea señal analógica (por ejemplo: flujo instantáneo) y digital (por ejemplo: flujo másico)
	Aplicación:
	Medición del flujo de vapor en tuberías y procesos
Medición de la proporción de recuperación de condensado
Medición de la cantidad de agua de alimentación a la caldera
No se utilice para fluidos tóxicos, flamables o peligrosos.
Control Flotante
	CONTROL FLOTANTE 
	El control flotante, denominado realmente control flotante de velocidad constante, mueve el elemento final de control a una velocidad única independiente de la desviación. Por ejemplo, una regulación todo-nada puede convertirse en una regulación flotante si se utiliza una válvula motorizada reversible de baja velocidad (con un tiempo de recorrido de 1 minuto, o más, desde la posición abierta a la cerrada o viceversa).
	Partes del instrumento:
	
 
 (
Nivel del líquido
) (
Flotador
)
	Funcionamiento:
	El control flotante de velocidad constante con una zona neutra se obtiene al acoplar a un control todo-nada con una zona neutra una válvula motorizada reversible de baja velocidad. La válvula permanece inmóvil si la variable queda dentro de la zona neutra y cuando la rebasa, la válvula se mueve en la dirección adecuada hasta que la variable retorna al interior de la zona neutra, pudiendo incluso la válvula llegar a alcanzar sus posiciones extremas de apertura o de cierre.
Tiende a producir oscilaciones en la variable controlada, pero estas oscilaciones pueden hacerse mininas eligiendo adecuadamente la velocidad del elemento final para que compense las características del proceso. Es evidente que la variable controlada oscila continuamente y que estas oscilaciones variarán en frecuencia y magnitud si se presentan cambios de carga en el proceso. El control en lazo abierto suele aparecer en dispositivos con control secuencial, en el que no hay una regulación de variables sino que se realizan una serie de operaciones de una manera determinada.
	Rango de funcionamiento.
	A manera de ejemplo se usa una válvula correspondiente a un rango de acción que provee un elemento de control con una temperatura de 36° a 93°C, donde el punto fijo es de 65° para una banda de control de +- 10°C. 
	Tipo de señal que emite:
	Señal eléctrica
	Como se enlaza en un circuito:
	La válvula debe moverse a una velocidad lo suficientemente rápida para mantener la variable ante los más rápidos cambios de carga que puedan producirse en el proceso. Una resistencia conectada en serie con el terminal no inversor del amplificador y con una resistencia conectada entre este último terminal y el de salida del amplificador.
	Ventajas:
	La ventaja principal del control flotante es que puede compensar los cambios de carga lentos del proceso desplazando gradualmente la posición de la válvula.
Están diseñados con bandas proporcionales ajustables, mientras mayor sea la banda proporcional, es más pequeño en el cambio en la posición de la válvula para cualquier alteración dada en el valor controlado.
	Desventajas.
	Si los cambios de carga son muy lentos no es adecuado si hay un retardo importante o si los cambios de carga, aunque sean pequeños, son muy rápidos.
El control proporcional no puede cambiar la posición de la válvula.
	Aplicación
	La válvula debe moverse a una velocidad lo suficientemente rápida para mantener la variable ante los más rápidos cambios de carga que puedan producirse en el proceso.
	Símbolo 
	
Elemento final de control
	VALVULA DE COMPUERTA
	 Se clasifican en macho y hembra.
	Partes del instrumento:
	
	Funcionamiento:
	Las válvulas de compuerta de asiento resilente forman un componente significativo de muchos sistemas de distribución de agua o de uso contra incendios. La falla de una válvula de compuerta de asiento resilente en dichos sistemas, ya sea debido a una instalación defectuosa o mantenimiento inadecuado, puede resultar en extensos daños y costosas reparaciones. En adición, muchas válvulas de compuerta de asiento resilente son instaladas para servicio enterrado o en aplicaciones subterráneas. Problemas con la operación de las válvulas debido a una instalación defectuosa o mantenimiento inadecuado pueden resultar en costosas operaciones de excavación para efectivamente corregir o eliminar el problema. Muchos de los problemas y fallas en válvulas de compuerta de asiento resilente pueden ser provocados por procedimientos inadecuados de instalación, operación y mantenimiento.
Todas las válvulas deben ser descargadas cuidadosamente. Cada una de las válvulas debe ser cuidadosamente bajada del camión al suelo; sin deber ser arrojada. En el caso de válvulas grandes, montacargas o cinchos alrededor del cuerpo de la válvula o bajo los patines deben ser usados para descargar. Solo malacates y cinchos con adecuada capacidad de carga para manejar el peso de la válvula o válvulas deben ser usados. Los malacates no deben ser enganchados dentro o sujetos con cadenas alrededor de la horquilla, motores de engranes, cilindros o volantes. Fallas para seguir estas recomendaciones es probable que resulten en daño a la válvula.
	Rango de funcionamiento.
	 Rango de ½ “ hasta 8” 
	Tipo de señal que emite:
	Eléctrica analógica, esta pasa por un transistor y después por un colector
	Como se enlaza en un circuito:
	Se enlaza directamente de las tuberías 
	Ventajas:
	· Alta capacidad.
· Cierre hermético.
· Bajo costo.
· Diseño y funcionamiento sencillos.
· Poca resistencia a la circulación
	Desventajas.
	· Control deficiente de la circulación.
· Se requiere mucha fuerza para accionarla.
· Produce cavitación con baja caída de presión.
· Debe estar cubierta o cerrada por completo.
· La posición para estrangulación producirá  erosión del asiento y del disco.
	Aplicación
	La válvula de compuerta es de vueltas múltiples, en la cual se cierra el orificio con un disco vertical de cara plana que se desliza en ángulos rectos sobre el asiento
· Servicio con apertura total o cierre total, sin estrangulación.
· Para uso poco frecuente.
· Para resistencia mínima a la circulación.
· Para mínimas cantidades de fluido o liquido atrapado en la tubería.
	Símbolo 
	
· FLUJO DE COMBUSTIBLE
El combustible diesel es un combustible importante para este proceso, por ello es neserario controlar el flujo de alimentación para no desperdiciarlo evitando asi un gasto economicamente alto.
Medidor Rotativo
	Nombre:
	MEDIDOR ROTATIVO (BIRROTOR)
	Función:
	Diseñado para medir el flujo total de productos líquidos que pasa a través del mismo por medio de una unidad de medición que separa el flujo en segmentos separándolo momentáneamente del caudal que pasa a través del medidor.
	Partes del Instrumento:
	Este tipo de instrumento tiene válvulas rotativas que giran excéntricamente rozando con las paredes de una cámara circular y transportan el líquido en forma incremental de la entrada a la salida.
	Como Funciona:
	Consiste en dos rotores sin contacto mecánico entre sí que giran como únicos elementos móviles en la cámara de medida. La relación de giro mutuo se mantiene gracias a un conjunto de engranajes helicoidales totalmente cerrado y sin contacto con el líquido. Los rotores están equilibrados estática y dinámicamente y se apoyan en rodamientos de bolas de acero inoxidable.
	Condiciones deFuncionamiento:
	El instrumento puede trabajar con bajas presiones diferenciales del orden de 1" c. de a.
Precisión: +/- 0.2 %
Caudal máximo: [0-65000] l/min
Diámetro Tubería: 3 “- 12 ”
	Ventajas:
	Al no existir contacto mecánico entre los rotores, la vida útil es larga y el mantenimiento es fácil.
Son reversibles, admiten sobre velocidades esporádicas sin recibir daño alguno, no requieren filtros, admiten el paso de partículas extrañas y permiten desmontar fácilmente la unidad de medida sin necesidad de desmontar el conjunto completo.
	Símbolo:
	
	
Control
	Nombre:
	CONTROL MULTIVARIABLE
	
Aplicaciones
	Ocurre en un reactor de polimerización, en un evaporador, o en una columna de destilación
	Desventajas
	Presentan dificultades de control.
El número de variables a controlar se dificulta mientras más variables tenga
	Ventajas
	Modelizar el proceso con ecuaciones de estado, es decir, ecuaciones diferenciales del proceso que se linealizan en número igual al de variables ligadas y aplicar métodos de optimización que hacen mínimo el índice de funcionamiento cuadrático.
Modelización con control predictivo con algoritmo de control basado en la igualdad entre las respuestas en lazo cerrado y en lazo abierto (se igualan las matrices de función de transferencia en lazo cerrado y en lazo abierto). Un programa de optimización determina los valores de los parámetros de ajuste del algoritmo de control.
	información que recibe
	Recibe información datos de operación y los datos económicos de funcionamiento y de acuerdo a esto determinan la forma lógica de operación.
Elemento final de Control
	Nombre
	VALVULA DE OBTURADOR CILINDRICO EXCENTRICO
	Partes del instrumento
	Cuerpo, anillo, disco, asiento, eje, cuña, caja de engranaje, tornillo, base.
	Funcionamiento
	Esta válvula tiene un obturador cilíndrico excéntrico que asienta contra un cuerpo cilíndrico. El cierre hermético se consigue con un revestimiento de goma o teflón en la cara del cuerpo donde asienta el obturador.
	Rango de funcionamiento
	Para fluidos corrosivos y líquidos viscosos o conteniendo sólidos en suspensión.
	Tipo de señal que emite
	Neumática por el tipo flujo. Que es el aire.
	Como se enlaza en un circuito
	Se enlaza por medio de bridas y soldadas.
	Ventajas 
	La válvula es de bajo coste y tiene una capacidad relativamente alta.
	Desventajas
	· Requiere alta torsión (par) para accionarla.
· Desgaste del asiento. 
· Cavitación con baja caída de presión.
	Aplicación
	Se usa para cierre hermético se consigue con un revestimiento de goma o teflón en la cara del cuerpo donde asienta el obturador.
	Simbolo
	 Este símbolo se utiliza, porque no existe un símbolo en si para representar a la válvula obturador.
	Nombre
	VALVULA DE MARIPOSA
	Partes del instrumento
	Cuerpo, anillo, disco, asiento, O ring A; B; C, eje, cuña, caja de engranaje, tornillo, base.
	Funcionamiento
	La válvula controla el flujo de mediante un anillo de goma encastrado en el cuerpo. 
A falla de aire se cierra.
	Rango de funcionamiento
	
	Tipo de señal que emite
	Como esta válvula cuenta con un servomotor neumático, que consiste en un diagrama de resorte que trabaja entre 3 y 15 que son condiciones extremas de la válvula.
Por lo que el tipo de señal que enlaza es neumática y por la presión del aire sobre el diagrama.
	Como se enlaza en un circuito
	Se enlaza por medio de bridas. Con servomotores con señales neumáticas.
	Ventajas 
	La válvula es de bajo coste y tiene una capacidad relativamente alta.
	Desventajas
	Se necesita una fuerza grande del actuador para accionar la válvula en caso de una caída de presión elevada.
	Aplicación
	Para fluidos corrosivos y líquidos viscosos o conteniendo sólidos en suspensión.
	Simbolo
	
 
	
· FLUJO DE AIRE:
Se controlara el flujo de aire para que la reaccion de combustion se lleve a cabo utilizando el 20% en exceso de aire con la finalidad que la conbustion del Diesel sea completa.
Medidor de flujo: Medidor de Coriolis
	Nombre del instrumento
	MEDIDOR DE CORIOLIS
	Descripción 
	La medición de caudal por el efecto Coriolis, también conocido como medición directa o dinámica, da una señal directamente proporcional al caudal másico y casi independiente de las propiedades del producto como conductividad, presión, viscosidad o temperatura.
	
 
	Funcionamiento
	El flujo atraviesa dos tubos en forma de U, estando sometido a una velocidad lineal “v” y una velocidad angular “w” de rotación alrededor de O-O’, por lo que sufre una aceleración de Coriolis de valor a= 2w^v.
La fuerza ejercida sobre el fluido como consecuencia de la aceleración cambia de signo con “v”, por lo que se genera un par de fuerzas que produce una torsión de los tubos alrededor de eje RR’.
La torsión alrededor de eje R-R’ produce un desfase de tiempo Dt, entre las corrientes inducidas por los detectores electromagnéticos, que es proporcional al par de fuerzas ejercido sobre los tubos, y por tanto a la masa que circula por ellos.
	Partes del instrumento
	Tres bobinas electromagnéticas forman el sensor:
La bobina impulsora hace vibrar los dos tubos, sometiéndolos a un movimiento oscilatorio de rotación alrededor del eje OO’.
Vibran a la frecuencia de resonancia (menos energía ), 600 – 2000 Hz.
	Precisión
	Alta precisión (0.2 – 0.5%)
	Material de fabricación 
	Acero inoxidable
	Ventajas
	Bajo nivel de incertidumbre en la medición de masa
 La medición es altamente independiente de la temperatura, densidad o presión del fluido, sólo depende de la masa
 Principalmente aplicable para líquidos, en un amplio rango, independientemente de la viscosidad
Baja caída de presión en el flujo.
Capaz de medir caudal másico en ambas direcciones.
	Desventajas 
	Costo bastante alto
Es importante la limpieza de los tubos oscilantes en forma periódica.
Es mayor en tamaño que otros caudalímetros
	Aplicación 
	Se aplica a fluidos viscosos, sucios, corrosivos con temperatura extrema alta o baja, y con altas presiones.
	
CARACTERÍSTICAS DE DISEÑOS
	-El diseño elimina perturbaciones del proceso, montaje o medio ambiente.
- El diseño del manifold reduce la caída de presión y el coste de bombeo.
- La medida de caudal más estable con la mayor rangeabiliad.
- Su diseño exclusivo ofrece una sensibilidad y estabilidad sin igual.
- Verificación interna del medidor in-situ de modo rápido y sencillo.
- Conexiones a tubería de 8 y 10” para caudales hasta 2550 ton/h.
- Rango de presión 103 bar.
Control
	NOMBRE:
	CONTROL NEUMÁTICO PID
	Partes del instrumento:
	 
· Obturador, palancas, tobera, banda proporcional, bloques, válvulas, de control.
	Funcionamiento:
	Controlador de tipo automático puede verse la señal del error como diferencia entre el punto de consigna y la variable medida, lo que posiciona el obturador con relación a la tobera, la acción integral como la válvula Ri y la acción derivada como la válvula Rd.
	Tipo de señal que emite:
	Señal neumática
	Como se enlaza en un circuito:
	Control en cascada
	Ventajas:
	Pueden instalarse directamente en áreas peligrosas, y se mantienen funcionando aunque falle la alimentación eléctrica, mientras exista aire en las tuberías de alimentación neumática de la planta.
	Desventajas.
	Menor precisión ya que carecen de las ventajas de tratamientos de las señales y de la información que poseen los sistemas digitales.
Deben alimentarse a través de un filtro manorreductor y a la presión de 1.4 bar(20 psi),el aire de alimentación debe de ser limpio
	Aplicación
	En alarmas de desviación, reles de relación, e interruptores para procesos discontinuos.
	Símbolo
	· 
Elemento final de Control
	Nombre
	VALVULA DE MARIPOSA
	Partes del instrumento
	Cuerpo, anillo, disco, asiento, O ring A; B; C, eje, cuña, caja de engranaje, tornillo, base.
	Funcionamiento
	La válvula controla el flujo de mediante un anillo de goma encastrado en el cuerpo. 
A falla de aire se cierra.
	Rango de funcionamiento
	
	Tipo de señal que emite
	Como esta válvula cuenta con un servomotor neumático, que consiste en un diagramade resorte que trabaja entre 3 y 15 que son condiciones extremas de la válvula.
Por lo que el tipo de señal que enlaza es neumática y por la presión del aire sobre el diagrama.
	Como se enlaza en un circuito
	Se enlaza por medio de bridas. Con servomotores con señales neumáticas.
	Ventajas 
	La válvula es de bajo coste y tiene una capacidad relativamente alta.
	Desventajas
	Se necesita una fuerza grande del actuador para accionar la válvula en caso de una caída de presión elevada.
	Aplicación
	Para fluidos corrosivos y líquidos viscosos o conteniendo sólidos en suspensión.
	Simbolo
	
 
	
· FLUJO DE VAPOR:
Se mide el flujo de vapor para saber la cantidad de vapor de agua que se a generado y si no es lo necesario modificar los demas parametros para su estabilizacion.
Medidor: Tobera 
	Nombre del instrumento
	TOBERA O BOQUILLA DE FLUJO
	Símbolo
	
	Descripción 
	Es un instrumento de medición que permite medir diferencial de presiones cuando la relación de ß, es demasiado alta para la placa orificio, esto es, cuando la velocidad del flujo es mucho mayor y las pérdidas empiezan a hacerse notorias.
	
	Funcionamiento
	Las toberas son medidores de flujo que consisten en un orificio con una garganta, no tan extensa como la de un venturímetro, pero con una forma más prolongada que la de un orificio sencillo. En general, su caída de presión es mucho mayor que la de un venturímetro pero menor que un medidor de orificio.
En general, los cálculos en una tobera son exactamente los mismo que en un venturímetro, salvo que los coeficientes varían, principalmente por la morfología de la garganta, debido a que si es más tendiente a un orificio el coeficiente será menos cercano a 1, que si la garganta es alargada como la de un venturímetro
	Partes del instrumento
	Orificio de alta presión
Orificio de baja presión
Cono de entrada
Garganta
	Exactitud
	±0.95 a ±1-5%
	Calibración 
	El parámetro se establece entre 0.2-0.7 para tuberías entre 2” y 3”.
Como la contracción es gradual, la pérdida permanente se encuentra entre (0.3-0.8)% de la P causada por el instrumento
	Material de fabricación 
	Acero inoxidable
	Ventajas
	Menor perdida de carga que una placa orificio (La pérdida de la tobera es de 30 a 80%)
Resistentes a la abrasión y pueden usarse con fluidos sucios y en suspensión
La capacidad de una tobera es mayor que la de una placa orificio, de manera que puede manejarse un régimen de flujo mucho mayor (hasta 60%) con la misma relación de diámetros y con el mismo diferencial.
	Desventajas 
	Costo de 8 a 16 veces que una placa de orificio.
	Aplicación 
	Para medir flujo de vapor.
Control
	CONTROL PROPORCIONAL + INTEGRAL
	 En el control integral, el elemento final se mueve de acuerdo con una función integral en el tiempo de la variable controlada. 
	Partes del instrumento:
	 
	Funcionamiento:
	 Un controlador neumático típico proporcional más integral. Se observará que se diferencia con relación al controlador proporcional y la adición de un segundo fuelle dotado de una restricción variable que realimenta positivamente la señal de salida.
Controlador proporcional + integral. La combinación de la restricción R¡ con la capacidad del fuelle da lugar a una función de retardo con una constante de tiempo 't'.
Cuando existe una pequeña diferencia de presiones (P - P') entre la entrada y el interior del fuelle, el caudal Q que pasa a través de la restricción capilar R corresponde a un régimen laminar, por lo cual existe la relación P-P'=R'Q siendo R la resistencia de la restricción.
	Rango de funcionamiento.
	Este caudal introduce en el fuelle una cantidad de aire Qdt por unidad de tiempo dt, dando lugar a una variación de presión dP'. El sistema se comporta como un condensador eléctrico de capacidad C que se cargará con una intensidad Q ante una diferencia de tensiones dP. y como en electricidad la combinación de una resistencia R y una capacidad C introduce una constante de tiempo 't resulta:
y si en esta ecuación se introducen valores instantáneos se obtiene:
	Tipo de señal que emite:
	Señal eléctrica
	Como se enlaza en un circuito:
	Un controlador neumático típico proporcional más integral. Se observará que se diferencia con relación al controlador proporcional en la adición de un segundo fuelle dotado de una restricción variable que realimenta positivamente la señal de salida.
	Ventajas:
	· Un error E, la señal de salida Po experimenta un salto inicial
Igual a la acción proporcional y a continuación sigue una variación gradual de presión a una velocidad proporcional al error y al grado de abertura de la restricción Ri.
Del mismo modo que la acción proporcional se definía por la banda proporcional o la ganancia, la acción integral viene definida por el denominado «tiempo de acción integral», que es el intervalo de tiempo en que, ante una señal de entrada en escalón, la parte de la señal de salida debida a la acción integral iguala a la parte debida a la acción proporcional.
· La comprobación de la acción integral se lleva a cabo con el instrumento en bucle abierto, aplicando escalones sucesivos en la entrada y registrando las señales de salida que el controlador envía a la válvula de control.
	Aplicación
	Al integrar dos miembros a la ecuación que da la señal de salida del controlador en función de dos términos, el primero de acción proporcional y el segundo de acción integral del error. 
Se acostumbra a expresar la acción integral en «repeticiones por minuto» que es el número de veces por minuto con que se repite la acción proporcional y que es el recíproco matemático de minutos por repetición. La comprobación de la acción integral se lleva a cabo con el instrumento en bucle abierto, aplicando escalones sucesivos en la entrada y registrando las señales de salida que el controlador envía a la válvula de control.
	Símbolo 
	
· VAPOR DE AGUA
Se medira el vapor de agua ya que no debemos de introducir al evaporador mas vapor del necesario, si no se controla este parametro podemos producir la descomposicion del producto a concentrar.
Sensores de presión mecánicos
	Nombre
	Sensor de presión De fuelle
	Características 
	Es como un diafragma compuesto, pero de una sola pieza flexible, la cual puede dilatarse o contraerse.
	Funcionamiento
	Parecido al anterior, solo que está conformado por una sola pieza flexible, y puede dilatarse o contraerse con un desplazamiento considerable.
	Rango de operación
	10 cm h2o – 2 kg/cm2
	Material
	Broce fosforoso
	Exactitud
	2.0 %
	Ventajas
	Para medir presiones absolutas o diferencial
	Desventajas
	No se recomienda en presiones bajas y fluidos no viscosos
	Aplicación
	Lectura directa, fluidos corrosivos, fluidos viscosos, altas temperaturas, vapor de agua.
	Tipo de señal
	Eléctrica
	Conexión
	
Eléctrica 
	Como se enlazan
	Los sensores situados en la tubería en la que se conocen el área y el perfil de velocidades
	Simbolo
	
Pi-142.- fuelle
Control Proporcional + Integral
	Control proporcional + integral
	 En el control integral, el elemento final se mueve de acuerdo con una función integral en el tiempo de la variable controlada. 
	Partes del instrumento:
	 
	Funcionamiento:
	Un controlador neumático típico proporcional más integral. Se observará que se diferencia con relación al controlador proporcional y la adición de un segundo fuelle dotado de una restricción variable que realimenta positivamente la señal de salida.
Controlador proporcional + integral. La combinación de la restricción r¡ con la capacidad del fuelle da lugar a una función de retardo con una constante de tiempo 't'.
Cuando existe una pequeña diferencia de presiones (p - p') entre la entrada y el interior del fuelle, el caudal q que pasa a través de la restricción capilar r corresponde a un régimen laminar, por lo cual existe la relación p-p'=r'q siendo r la resistencia de la restricción.
	Rango de funcionamiento.
	Este caudal introduce en el fuelle una cantidad de aire qdt por unidad de tiempo dt, dandolugar a una variación de presión dp'. El sistema se comporta como un condensador eléctrico de capacidad c que se cargará con una intensidad q ante una diferencia de tensiones dp. Y como en electricidad la combinación de una resistencia r y una capacidad c introduce una constante de tiempo 't resulta:
y si en esta ecuación se introducen valores instantáneos se obtiene:
	Tipo de señal que emite:
	
Señal eléctrica
	Como se enlaza en un circuito:
	Un controlador neumático típico proporcional más integral. Se observará que se diferencia con relación al controlador proporcional en la adición de un segundo fuelle dotado de una restricción variable que realimenta positivamente la señal de salida.
	Ventajas:
	· Un error e, la señal de salida po experimenta un salto inicial
Igual a la acción proporcional y a continuación sigue una variación gradual de presión a una velocidad proporcional al error y al grado de abertura de la restricción ri.
Del mismo modo que la acción proporcional se definía por la banda proporcional o la ganancia, la acción integral viene definida por el denominado «tiempo de acción integral», que es el intervalo de tiempo en que, ante una señal de entrada en escalón, la parte de la señal de salida debida a la acción integral iguala a la parte debida a la acción proporcional.
· La comprobación de la acción integral se lleva a cabo con el instrumento en bucle abierto, aplicando escalones sucesivos en la entrada y registrando las señales de salida que el controlador envía a la válvula de control.
	Desventajas.
	
	Aplicación
	· Al integrar dos miembros a la ecuación que da la señal de salida del controlador en función de dos términos, el primero de acción proporcional y el segundo de acción integral del error. 
· Se acostumbra a expresar la acción integral en «repeticiones por minuto» que es el número de veces por minuto con que se repite la acción proporcional y que es el recíproco matemático de minutos por repetición. La comprobación de la acción integral se lleva a cabo con el instrumento en bucle abierto, aplicando escalones sucesivos en la entrada y registrando las señales de salida que el controlador envía a la válvula de control.
	símbolo 
	
· NIVEL DE AGUA EN LA CALDERA
Al medir el nivel del agua estaremos seguros que no se inundara la caldera y el intercambio de calor no sera menor evitando asi que la eficiencia del proceso sea menor o deficiente.
Medidor de nivel capacitivo
	Nombre
	MEDIDOR DE NIVEL CAPACITIVO
	Partes del instrumento:
	
	Funcionamiento:
	La varilla del medidor está aislada y situada verticalmente en el tanque y bien asegurada mecánicamente para resistir la caída del producto y las fuerzas generadas en los deslizamientos internos.
	Rango de funcionamiento.
	La medida está limitada a materiales en forma granular o e polvo quesean buenos aislantes, la presión y temperatura máximas de servicio pueden ser de 50 bar y 300°C, y el aparato debe calibrarse para cada tipo de material. Su precisión es de ± 15 mm aproximadamente.
	Tipo de señal que emite:
	Emite una señal en la que la lectura viene influida además por las variaciones de densidad del sólido.
	Ventajas:
	Resiste la caída del producto y las fuerzas generadas en los deslizamientos internos.
	Desventajas.
	La medida está limitada a materiales en forma granular o en polvo que sean buenos aislantes, la presión y temperatura máximas de servicio pueden ser de 50 bar y 1500 C y el aparato debe calibrarse para cada tipo de material. Su precisión es de unos ± 15 mm aproximadamente.
	Aplicación
	Su campo de medida es prácticamente ilimitado y pueden emplearse en la medida de nivel de interfases.
	
Símbolo 
	
Control Todo-Nada
	Control todo-nada ó control en lazo abierto
	Aquellos en los que la variable de salida (variable controlada) no tiene efecto sobre la acción de control (variable de control). 
No hay retroalimentación hacia el controlador para que éste pueda ajustar la acción de control. Es decir, la señal de salida no se convierte en señal de entrada para el controlador. 
La salida no se compara con la entrada de referencia, por ello cada entrada corresponderá a una operación prefijada sobre la señal de salida. Se puede asegurar entonces que la exactitud del sistema depende en gran manera de la calibración del mismo y, por tanto, la presencia de perturbaciones en la cadena (señales indeseadas) provocará que éste no cumpla la función asignada. 
	Partes del instrumento:
	Resistencia R1
 (
C
)Resistencia R2 
Terminal A
Terminal B
Terminal de salida
Amplificador (C)
	Funcionamiento:
	Cuando la señal en el terminal B aumenta unos pocos milivoltios con relación a la del terminal A, la salida Vo aumenta y es realimentada vía la resistencia R2 a la entrada del amplificador! bloqueando éste. 
El amplificador permanece en estas condiciones gracias al divisor de tensión que forman los terminales B y la salida. Para que las condiciones iniciales se restablezcan, la señal de entrada debe bajar los suficientes milivoltios, con relación al terminal inversor, para compensar el efecto del divisor de tensión RIR2' El valor de la zona muerta depende de la relación R2/ Rl Y será tanto más pequeña cuanto mayor sea esta relación.
Envían una señal de activación ("Sí", "Encendido" o "1") cuando la entrada de señal es menor que un nivel de referencia definido previamente y desactiva la señal de salida ("No", "Apagado" o "0") cuando la señal de entrada es mayor que la señal de referencia
	Rango de funcionamiento.
	 Potencia calórica máxima en los periodos de “encendido” entre 15 y 80 vatios.
El valor de solape esta entre 0 y 4V.
Salida eléctrica entre 15 y 80 vatios según determine la señal controladora
	Tipo de señal que emite:
	Señal eléctrica 
Se programa utilizando PLCs (controladores de lógica programable)
	Como se enlaza en un circuito:
	Terminal de salida se conecta un circuito de excitación del relé final de control. 
Una resistencia conectada en serie con el terminal no inversor del amplificador y con una resistencia conectada entre este último terminal y el de salida del amplificador.
	Ventajas:
	Para cada entrada de referencia le corresponde una condición de operación fijada.
Desactiva la señal de salida cuando la señal de entrada es mayor que la señal de referencia.
	Desventajas.
	No se compara la salida del sistema con el valor deseado de la salida del sistema (referencia).
La exactitud de la salida del sistema depende de la calibración del controlador
Inexistencia de perturbaciones externas o de variaciones de los parámetros internos del sistema
Su realización implica sistemas excesivamente caros
En presencia de perturbaciones estos sistemas de control no cumplen su función adecuadamente
	Aplicación
	Control de nivel y temperatura en procesos de gran capacidad
	Símbolo
	
Válvula de compuerta
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