Descripción de los instrumentos utilizados en la sección de vaporización en el proceso del azúcar.

1. 2010
GRUPO ERIS
PROYECTO DE INSTRUMENTACIÓN
INDUSTRIAL
ESPOCH
ESCUELA DE INGENIERÍA INDUSTRIAL
REALIZADO POR:
SILVANA HARO
CARLOS CASTILLO
JOSÉ VILLACÍS
ARTURO POMAQUERO
RIOBAMBA - ECUADOR

2. PROYECTO DE INSTRUMENTACIÓN
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INTRODUCCIÓN
La instrumentación Industrial es la rama encargada de la medición y
control en los diferentes procesos productivos de una industria, por medio
de diferentes tipos de instrumentos que miden la variable para la cual han
sido diseñados, como son la temperatura, presión, caudal, entre otros.
En la actualidad no existe proceso que no requiera de un buen instrumento
para su medición o control, la prioridad esta en obtener un alto rendimiento
productivo en la industria. Los avances tecnológicos permiten incluso, que
la medición o el control sea automático en casos donde existan riesgos.
De la elección del instrumento adecuado dependerá la satisfacción del
proceso y el cumplimiento con los estándares de calidad a los que obedecen
las industrias en el mercado actual.
Por lo que consideramos que la Instrumentación Industrial, más allá de ser
una rama científica es una herramienta primordial y efectiva para el buen
desempeño del Ingeniero Industrial y por ende para la productividad de la
industria.
Imagen tomada de: http://santiago.olx.cl/manometros-termometros-sensores-termocuplas-transmisores-
thermowell-instrumentacion-iid-141498808

3. PROYECTO DE INSTRUMENTACIÓN
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TEmA:
DESCRIPCIÓN DE UN DIAGRAMA DE
INSTRUMENTOS EN LA SECCIÓN DE
EVAPORACIÓN DE LA PRODUCCIÓN DE
AZÚCAR

4. PROYECTO DE INSTRUMENTACIÓN
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OBJETIVO
Objetivo General
Identificar los instrumentos de control utilizados en la
sección de evaporación en la producción de azúcar.
Objetivos Específicos
Reconocer la simbología de cada uno de los instrumentos
de la sección de evaporación dentro del proceso de
producción de azúcar, basándonos en la Norma ISA-55-1.
Determinar cuál es el uso de cada uno de los instrumentos
que se encuentran el diagrama de evaporación del azúcar.

5. PROYECTO DE INSTRUMENTACIÓN
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MARCO TEÓRICO:
¿QUÉ ES UN INSTRUMENTO?
Es un dispositivo, aparato o medio físico capaz de
generar una señal de medición, atendiendo a
características metrológicas normalizadas, de modo que esta señal
pueda ser utilizada para reproducir el valor de la variable medida
de forma directa o indirecta.
Los instrumentos están constituidos de los siguientes elementos:
Elemento Sensible.- Es la parte del instrumento que se
encuentra en contacto directo con la variable de proceso, su
función es generar una señal física (eléctrica, mecánica,
hidráulica, neumática, lumínica, etc), relacionada con la
magnitud que ha de ser medida.
Medios de Transmisión.- Se encargan de tomar la señal del
elemento sensible para amplificarla, convertirla y
transmitirla hasta el elemento final. Su función es
acondicionar la señal generada por el sensor, de manera que
pueda ser comparada con la escala del indicador o
contrastada con la señal de referencia de un controlador.
Elemento Final.- El elemento final varía de acuerdo a la
clase de instrumento o sistema de medición.1
1
Tomado de: http://evirtual.espoch.edu.ec/mod/book/view.php?id=29951&chapterid=2409 Dr.Marco Haro
Transductor
Termopar
ENTRADA SALIDA
FUERZA
ELECTROMOTRIZ
CAMBIO DE
TEMPERATURA

6. PROYECTO DE INSTRUMENTACIÓN
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SÍMBOLOS DE INSTRUMENTACION
Imagen tomada de: http://evirtual.espoch.edu.ec/course/view.php?id=7170
Con el objetivo de universalizar el lenguaje de instrumentación,
para fabricantes, usuarios y técnicos instrumentistas, se creó la
NORMA ISA-55-1. La cual establece un criterio estándar para
designar instrumentos y sistemas de instrumentación, utilizados
para la medición y el control.
La Norma establece un lenguaje simbólico para identificar
instrumentos y sistemas de control en planos y diagramas de
instalación, catálogos y otros documentos que hacen referencia a
la Instrumentación. Se identifica al instrumento de acuerdo a una
nomenclatura alfanumérica, donde cada letra representa una
característica funcional del instrumento y la identidad del lazo al
cual pertenece el instrumento se designa agregándole un número
al código alfabético2
.
Para la representación gráfica se utilizan círculos, cuadros,
triángulos, así como diferentes tipos de líneas y colores.
2
Tomado de: http://evirtual.espoch.edu.ec/mod/book/view.php?id=29951&chapterid=2409 Dr.Marco Haro

7. PROYECTO DE INSTRUMENTACIÓN
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PRIMERA LETRA LETRAS SUCESIVAS
VARIABLE
MEDIDA
LETRAS DE
MODIFICACIÓN
FUNCIÓN
DE
LECTURA
PASIVA
FUNCIÓN DE
DE SALIDA
LETRA DE
MODIFICACIÓN
A
Análisis Alarma
B Llama Libre (1) Libre (1) Libre (1)
C Conductividad Control
D Densidad o Peso
específico
Diferencial (3)
E Tensión (f.e.m) Elemento
primario
F Caudal Relación (3)
G Calibre Vidrio (8)
H Manual Alto (6),(13),(14)
I Corriente
eléctrica
Indicación o
Indicador (9)
J Potencia Exploración (6)
K Tiempo Estación de
control
L Nivel Luz Piloto
(10)
Bajo (6),(13),(14)
M Humedad Medio o
Intermedio
N Libre Orificio
P Presión o vacío Punto de
prueba
Q Cantidad Integración (3)
R Radiactividad Registro
S Velocidad o
Frecuencia
Seguridad (7) Interruptor
T Temperatura Transmisión o
Transmisor
U Multivariable Multifunción
(11)
Multifunción
(11)
Multifunción (11)
V Viscosidad Válvula
W Peso o fuerza Vaina
X Sin clasificar Sin clasificar Sin clasificar Sin clasificar
Y Libre Relee o
computador (12)
Sin clasificar
Z Posición Elemento final
de control sin
clasificar

8. PROYECTO DE INSTRUMENTACIÓN
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Identificación funcional
Para la identificación funcional del instrumento se utiliza las
especificaciones de la tabla y debe incluir: Una primera letra que
indica la variable medida: una o más letras subsiguientes que
indican las funciones del instrumento. Una excepción a esta regla
es el uso de la letra L para designar la luz piloto que no forma
parte de un lazo.
La identificación de la función de un instrumento debe hacerse de
acuerdo a la función y no de acuerdo a la construcción del
instrumento.
Identificación del lazo
La identificación del lazo al que pertenece el instrumento se hace
utilizando uno o varios números de acuerdo a la cantidad de lazos
en la planta de modo que cada uno tenga un número diferente y
único.
Para diferenciar a los instrumentos del mismo tipo dentro de un
lazo de control, se añade un sufijo generalmente alfabético a la
identificación del lazo.
Por ejemplo: Es un indicador de tiempo que está en el bucle de
control #2 y es el quinto de su clase, además es un instrumento
simple accesible al operador.

9. PROYECTO DE INSTRUMENTACIÓN
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SÍMBOLOS GRÁFICOS

10. DIAGRAMA DE LA SECCIÓN DE evaporación EN EL PROCESO DE
PRODUCCIÓN DE AZÚCAR

11. Sección de evaporación en la producción de
azúcar
EVAPORACIÓN
El jugo purificado es una solución del azúcar que contiene
aproximadamente 14% y no azúcares del 5%. Es necesario ahora
concentrar esta solución. Esto es hace hirviendo el agua de la solución en
los recipientes grandes conocidos como evaporadores
Al entrar en los evaporadores la solución contiene azúcar de
aproximadamente 14%. En irse de estos el contenido de azúcar es
aproximadamente del 70%
CONTROL DEL PROCESO
El sistema de control en el último efecto en la evaporación se describe a
continuación:
1.1. Control de Concentración
La concentración a la salida del evaporador o el último efecto este será controlado con
la entrada en dicho evaporador de ese modo se tendrá la eficiencia requerida.
1.2. Control de Nivel
El nivel del jugo en cada evaporador es controlado mediante un controlador de nivel,
para asegurar una cantidad de concentrado que es carga para el siguiente evaporador,
con una estrategia de feedback controlando el flujo den la alimentación.
1.3. Control de Temperatura
Esta será controlada en cada evaporador para de este modo asegurar que la transferencia
de calor sea la adecuada para que se dé la separación entre el agua y el azúcar
1.4. Control de Flujo
El flujo entrante en cada evaporador es registrado para tener en cuenta variaciones en la
producción.

12. PROYECTO DE INSTRUMENTACIÓN
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Control 1 2 3 4
Lazo
Control de nivel en
los evaporadores
Control de
temperatura
Control de
composición
(AC)
Control de
composición
(AC)
Tipo de
estrategia
Control Feedback Control Feedback Control Feedback
Control
Feed-forward
Variable
Controlada
Nivel del evaporador
Temperatura en el
tope de la columna
Composición en el
producto del salida
en el ultimo efecto
Composición en el
producto de salida
del segundo efecto
Variable
Manipulada
Flujo del jugo de
alimentación
Flujo de vapor de
entrada
Flujo del jugo de
salida del último
efecto
Flujo del jugo de
salida del ultimo
efecto
Instrumentos
Usados
Medidor de nivel
Medidor de
temperatura
Medidor de
composición
Medidor de
composición

13. PROYECTO DE INSTRUMENTACIÓN
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DESCRIPCIÓN DE LOS INSTRUMENTOS
UTILIZADOS EN LA SECCIÓN DE evaporación
TT (TRANSMISOR DE TEMPERATURA)
Transmisores de temperatura, toman la señal
de bajo nivel proveniente de un RTD o
termopar, la convierte a una señal analógica
más conveniente para la transmisión a larga
distancia, a través de una planta ruidosa y lista
para la conectividad con indicadores,
registradores, DCS, PLC y sistemas SCADA.
T I (INDICADOR DE TEMPERATURA)
Sirve para determinar la temperatura que
aprovecha el desigual coeficiente de
dilatación de dos láminas metálicas de
diferentes metales unidas rígidamente
(lámina bimetálica).
Los cambios de temperatura producirán en
las láminas diferentes expansiones y esto hará que el conjunto se
doble en arco. En la práctica, las dos láminas anteriormente
mencionadas se suelen bobinar en espiral o en forma helicoidal,
dejando un extremo libre al que se suelda un índice o es solidario
con una aguja indicadora que muestra, realmente, la rotación
angular de la misma sobre una escala graduada en grados
centígrados o Fahrenheit.

14. PROYECTO DE INSTRUMENTACIÓN
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F Y (Relé de flujo)
Se acciona cuando la temperatura de un
inducido u otro devanado o elemento bajo
carga excede de un valor determinado.
LT (Transmisor de nivel)
La medición de nivel se realiza con dos propósitos
fundamentales: control de los márgenes de operación
seguridad, y determinación de la cantidad de producto
contenida en un recipiente con propósitos de inventario
LR (Registrador de Nivel)
Los registradores de nivel son económicos y eficientes detectores
de nivel de líquidos. Son fáciles de instalar y además están
concebidos para funcionar sin problemas durante un largo período
de tiempo.
Método de funcionamiento:
El microinterruptor situado en el interior del flotador, instalado
según su peso, modifica los contactos de acuerdo con la posición
del flotador. Si el nivel del líquido desciende o se eleva
lentamente, para mantener un nivel medio del mismo puede
conectarse o desconectarse una bomba o un mecanismo de control
de flujo.
Conectando solamente una parte del interruptor, la unidad puede
utilizarse para llenar o vaciar el depósito, según se requiera.

15. PROYECTO DE INSTRUMENTACIÓN
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U (Medidor de presión diferencial)
Es un diafragma en contacto con el líquido del
tanque, que mide la presión hidrostática en un
punto del fondo del tanque. En un tanque abierto
esta presión es proporcional a la altura del líquido
en ese punto y a su peso específico.
El nivel cero del líquido se selecciona en un eje a la altura del
diafragma. Si el instrumento se calibra en el tanque, el 0 % del
aparato debe comprobarse con el nivel más bajo en el borde
inferior del diafragma (entre el borde inferior y el superior del
diafragma la señal de salida no está en proporción directa al
nivel).
L I (INDICADOR DE NIVEL)
El indicador de nivel integra
guiadas de radar (TRD),
medidor del nivel de la
distancia, el nivel y la medición
del volumen de líquidos y la
inter fase líquido. Se puede
medir el nivel en una variedad
de condiciones difíciles.
Posee una cámara de medición que se conecta al lado del tanque,
además de un flotador que está equipado con un sistema de
imanes permanentes para transmitir los valores medidos con el
indicador local.

16. PROYECTO DE INSTRUMENTACIÓN
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AT (ANALIZADOR DE TEMPERATURA)
Instrumento de medición para determinar la
humedad del aire, temperatura del aire y la
temperatura de la superficie. Además, calcula el
punto de rocío, la temperatura de bulbo húmedo
y la diferencia en el punto de rocío y la
temperatura de la superficie.
AR (ANALIZADOR DE RADIACTIVIDAD)
Analizador de radiación
electromagnética para determinar la
radiación en Tesla o micro Gauss.
El analizador de radiación puede medir
radiaciones electromagnéticas emitidas
por aparatos eléctricos como
televisores, lámparas, ordenadores,
conductores de corriente, pantallas e
instalaciones eléctricas industriales.
TA (ALARMA DE TEMPERATURA)
Supervisor de temperatura. Dispositivo autómata que
dispone de un modem GSM de comunicaciones para
enviar y recibir mensajes SMS para alarma de
temperatura, función termostato. Incluye sensor de
temperatura externo. Sensor externo de temperatura -
20ºC a 85ºC. Alarma de temperatura máxima y
mínima
Aplicaciones: Almacenes alimentación, cámaras frigoríficas,
cabinas congeladoras, bodegas, control de temperatura general.

17. PROYECTO DE INSTRUMENTACIÓN
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PROCESO DE PRODUCCIóN DE LA AZúCAR
1.- DESMENUZADA
La caña proveniente del campo, es cortada
en pedazos pequeños y desfibrados para
facilitar la mayor extracción del jugo
2.- PESAJE
Toda la caña que ingresa al Ingenio es
pesada en la báscula que se ubica en la
entrada de la planta
3.- DESCARGA
Una vez que las muestras son tomadas, la
caña es llevada a la zona de descarga.
La caña a granel es descargada y
posteriormente puesta en la mesa de la caña
por una máquina o debidamente transportada
por los vehículos
4.- MOLIENDA
Se compone de 6 juegos de molinos, el jugo
que sale del primer molino denominado
“jugo de extracción” y el jugo que sale del
último molino se llama “jugo residual”. En el
último molino se añade agua que es circulada
en contracorriente con el fin de extraer la
mayor cantidad de jugo

18. PROYECTO DE INSTRUMENTACIÓN
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5.- FILTRACIÓN
El jugo extraído en la molienda contiene mucho bagazo en
suspensión, para eliminar este bagazo los jugos se pasan primero
por filtros perforados
6.-SULFITACIÓN Y CALADO
Tratamiento del jugo a través de torres de
sulfatación. Su acción es descolorante y
desinfectante. Acto seguido se realiza el
proceso de neutralización del jugo con lechada
de sal
7.- CALENTAMIENTO
Esta operación tiene por objeto calentar el
jugo desde la temperatura a la que sale
del tanque de alcalización hasta la
temperatura de ebullición normal a la
presión atmosférica del lugar. El
calentamiento tiene por función
fundamental acelerar la velocidad de
reacción de los fosfatos
8.- CLARIFICACIÓN Y FILTROS DE CACHAZA
El jugo caliente se bombea a los
clarificadores en donde con la adición de
floculantes el jugo se decanta, saliendo por
rebose el jugo clarificado, acumulándose
en el fondo los lodos o cachaza. Estos son
extraídos por bombas hacia los filtros de
vació y se obtiene el jugo filtrado.

19. PROYECTO DE INSTRUMENTACIÓN
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9.- EVAPORACIÓN Y CLARIFICACIÓN DE LA
MÉDULA
Concentración de jugo clarificado que debe tener un
brix de 62 a 64, cuyo producto es llamado meladura,
luego esta se clarifica en un proceso de flotación con
la ayuda de burbujas de aire.
10.-CRISTALIZACIÓN
Proceso en el que crecen los cristales de
azúcar. Se utilizan semillas que son núcleos
de cristalización que van creciendo con la
alimentación de meladura y la concentración
en el techo, el producto que este descarga es
llamada masa cocida de primera , que es una
mezcla de azúcar y miel que no cristalizo.
11.-CENTRIFUGACIÓN
Es un proceso que permite la separación de
la miel del cristal de azúcar. Los cristales
son lavados y secados en la centrifuga Para
luego pasar a la secadora de azúcar.

20. PROYECTO DE INSTRUMENTACIÓN
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12.- SECADO
El azúcar de primera, una vez separada la
miel, se transporta a través de bandas y un
elevador de cangilones hasta un secador, de la
cual sale seca y lista Para ser envasada.
13.- ENVASADO
El producto final es envasado en fundas de diferentes
presentaciones, listo Para ser comercializado.

21. PROYECTO DE INSTRUMENTACIÓN
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CONCLUSIONES:
El diagrama de instrumentos de control utilizados en el proceso
de evaporación del azúcar, han podido ser reconocidos gracias
al lenguaje simbólico de la Norma ISA-55-1, que identifica al
instrumento con una nomenclatura alfanumérica.
La aplicación de sistemas de control en los procesos, es vital si
se quiere calidad y seguridad en los mismos.
RECOMENDACIONES:
No se deben escatimar en gastos, al adquirir los instrumentos;
siempre debe buscarse que cumplan con las condiciones que
requerimos satisfacer en el control del proceso.
Un instrumento debe ser reconocido en base a su función y no
por su construcción.

22. PROYECTO DE INSTRUMENTACIÓN
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LINKOGRAFÍA
http://cabierta.uchile.cl/libros/l_herrera/iq54a/casos.htm
http://www.sapiensman.com/control_automatico/control_auto
matico8.htm http://instrumentacionunexpo.blogspot.com/
http://www.hannachile.com/noticias-articulos-y-
consejos/articulos/196-simbologia-instrumentacion-control-
industrial
http://html.rincondelvago.com/simbolos-de-
instrumentacion.html
http://evirtual.espoch.edu.ec/course/view.php?id=7170
ANEXOS
EVALUACIÓN GRUPAL
Coordinadora: Silvana Haro
EVALUACIÓN GRUPAL DEL PROYECTO DE INSTRUMENTACIÓN
(0-10 PUNTOS) (0-10 PUNTOS) (0-10 PUNTOS) (0-10 PUNTOS) (0-40/4 PUNTOS)
INTEGRANTES INVESTIGACIÓN COMPROMISO TRABAJO EN GRUPO APORTE PUNTAJE TOTAL
Carlos Castillo 10 10 10 10 10
José Villacís 10 10 10 10 10
Silvana Haro 10 10 10 10 10
Arturo Pomaquero 10 10 10 10 10