Desarrollo de planta piloto para la obtención de bioproductos para aplicación en cultivos de interés económico operada mediante control programado

Contiene ilustraciones

Autores:
Urrego Sánchez, Luis Fabian
Tipo de recurso:
Fecha de publicación:
2022
Institución:
Universidad de Ibagué
Repositorio:
Repositorio Universidad de Ibagué
Idioma:
spa
OAI Identifier:
oai:repositorio.unibague.edu.co:20.500.12313/3081
Acceso en línea:
https://hdl.handle.net/20.500.12313/3081
Palabra clave:
Bioproductos
Productos naturales
Productos vegetales
Extracción fenólica
Extracción
solventes
Theobroma cacao L
Molienda
Agitacion
Dosificado
Procesamiento de señales
Programación
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Por último, se tienen los módulos de dosificado y envasado; los cuales se encargan de dosificar determinada cantidad de bioproducto dentro de un envase y luego sellarlo respectivamente. Para la construcción de cada uno de estos subsistemas se aplicaron técnicas de manufactura tradicionales combinadas con técnicas novedosas como la impresión 3D. Finalmente, para permitir que el operador pudiese programar y controlar los procesos involucrados se desarrolló una interfaz de usuario donde se pueden visualizar y definir parámetros como velocidad de molienda, tiempo de agitado, velocidad de agitado y volumen dosificado. Utilizando el software de desarrollo de código abierto basado en lenguaje C++ se pudo procesar las señales de cada uno de los sensores y sintonizar sus respectivos filtros de media móvil exponencial.In this research work, a pilot plant was designed, built, and implemented whose main function is to obtain encapsulated extracts and bioproducts for use in crops of economic interest. The plant consists of four modules, the first of which is the grinding module, by means of which the vegetable leaves are chopped into established sizes; the agitation module, which involves the use of two tanks of 100 liters capacity each, in which the ground leaves are mixed with established solvents and agitated under a turbulent regime. Finally, there are the dosing and packaging modules, which oversee dosing a certain amount of bioproduct into a container and then sealing it, respectively. For the construction of each of these subsystems, traditional manufacturing techniques combined with novel techniques such as 3D printing were applied. Finally, to allow the operator to program and control the processes involved, a user interface was developed where parameters such as milling speed, stirring time, stirring speed and dosed volume can be visualized and defined. Using open-source code development software based on C++ language, it was possible to process the signals from each of the sensors and tune their respective exponential moving average filters.PregradoMagister en Ingenieria de ControlContenido Tabla de contenido INTRODUCCIÓN. 23 OBJETIVOS. 25 CAPITULO 1: ESTADO DEL ARTE. 26 1.1 Antecedentes. 26 1.1.1 Actividad fúngica en cultivo de Cacao (Theobroma Cacao) y especies de interés económico. 26 1.1.2 Especies vegetales y sus propiedades químicas. 28 1.1.3 Método de extracción por solvente. 28 1.2 Molienda o triturado. 28 1.2.1 Tipos de molienda. 28 1.2.2 Molino de martillos. 29 1.3 Agitado o batido. 30 1.3.1 Tipos de agitadores y características. 30 CAPÍTULO 2: DISEÑO MECANICO DE SUBSISTEMAS. 31 2.1 Diseño de molino de martillos con criba rotativa. 31 2.1.1 Resiliencia de hojas secas y húmedas. 31 2.1.2 Diseño de martillos. 36 2.1.3 Cálculo de numero de martillos. 38 2.1.4 Diseño de porta-martillos. 40 2.1.5 Diseño de discos. 40 2.1.6 Diseño eje central. 41 2.1.7 Diseño de carcasas. 41 2.1.8 Diseño de porta-cribas. 45 2.1.9 Diseño de ducto. 47 2.1.10 Selección de actuador eléctrico y sensores. 48 2.2 Diseño de agitadores. 51 2.2.1 Dimensionamiento de tanques. 51 2.2.2 Diseño de agitadores. 52 2.2.3 Diseño de eje de agitador. 57 2.2.4 Selección de reductor mecánico. 58 2.3 Diseño de mecanismo dosificador. 60 2.3.1 Diseño de válvula magnética. 60 2.3.2 Selección de actuador eléctrico. 65 2.3.3 Selección de bomba dosificadora. 68 2.4 Diseño de mecanismo envasador. 70 2.4.1 Dimensiones de envase a utilizarse. 70 2.4.2 Diseño de dispensador de tapas. 71 CAPÍTULO 3: CONSTRUCCION DE SUBSISTEMAS. 71 3.1 Construcción de superestructura. 71 3.1.1 Montaje de perfilería en aluminio. 72 3.1.2 Montaje de gabinetes eléctricos. 73 3.1.3 Montaje de rodachines. 74 3.2 Construcción de sistema de molienda. 76 3.2.1 Construcción de rotor picador. 76 3.2.2 Construcción de sistema multicriba. 76 3.2.3 Construcción y montaje de ductos. 78 3.2.4 Montaje de actuador eléctrico. 78 3.2.5 Calibración de sensor de color TCS3200. 79 3.3 Construcción tanques. 81 3.3.1 Construcción de tanque superior. 81 3.3.2 Construcción de tanque inferior. 83 3.3.3 Construcción de válvula de control magnética. 84 3.4 Construcción de envasadora. 85 3.4.1 Construcción de banda transportadora. 85 3.4.2 Montaje de dispensador de tapas. 86 3.4.3 Montaje de sistema dosificador. 87 3.4.4 Montaje de sistema de sellado. 87 CAPÍTULO 4: UNIDAD DE CONTROL. 89 4.1 Diagramas P&ID. 89 4.1.1 Diagrama P&ID de instrumentación. 89 4.2 Hardware. 89 4.2.1 Controladores. 89 4.2.2 Hardware visual planta-operador. 92 4.2.3 Hardware para el control de señales PWM. 93 4.3 Desarrollo de programa de control. 97 4.3.1 Interfaz gráfica de bioplanta. 97 4.4 Filtro EMA. 103 4.4.1 Sintonización de filtro señal sensor MPX5010DP. 104 4.4.2 Sintonización de filtro señal sensor IR FC-51. 106 5. CONCLUSIONES. 108 6. DIVULGACION. 109 REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS. 1111 CD (167 páginas)application/pdfUrrego Sánchez, L.F. (2022). Desarrollo de planta piloto para la obtención de bioproductos para aplicación en cultivos de interés económico operada mediante control programado . [Tesis Maestría, Universidad de Ibagué]. https://hdl.handle.net/20.500.12313/3081https://hdl.handle.net/20.500.12313/3081spaUniversidad de IbaguéIngenieriaIbaguéMaestría en Ingenieria de ControlH. Gan and K. Wickings, “Soil ecological responses to pest management in golf turf vary with management intensity, pesticide identity, and application program,” Agric. Ecosyst. Environ., vol. 246, no. February, pp. 66–77, 2017, doi: 10.1016/j.agee.2017.05.014.J. Castaño Zapata, Principios basicos de hongos fitopatogenos, 1st ed. Editorial Universidad de Caldas., 2015.A. Technology and H. Drug, “Eco- friendly management of plant pathogens by some medicinal plant extracts,” vol. 7, no. 2, pp. 449–461, 2011.M. A. 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