Medición indirecta de variables en una reacción heterogénea para la producción de biodiésel
Autores: González-García, Ana Paloma; Díaz-Jiménez, Lourdes; Padmadas, Padmasree K.; Carlos-Hernández, Salvador
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Medición indirecta de variables en una reacción heterogénea para la producción de biodiésel
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Bioingeniería
Palabras clave
Desarrollo
Observador de estado
Transesterificación de aceite de soja
Catalizador a base de biochar de guishe
Modelo matemático
Tasa de conversión
Temperatura
Ecuaciones diferenciales no lineales
Linealizado
Colocación de polos
Regulador cuadrático lineal
Métodos LQR
Vector de ganancia del observador
Estimación
ésteres
Alcohol
Subproductos
Rendimiento
índices de error
Convergencia
Variaciones.
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 39
Citaciones: Sin citaciones
Esta investigación se centra en el desarrollo de un observador de estado para realizar mediciones indirectas de las principales variables involucradas en la reacción de transesterificación del aceite de soja con un catalizador heterogéneo a base de biochar de guishe; la reacción estudiada tiene lugar en un reactor por lotes. El modelo matemático necesario para el diseño del observador incluye la tasa de conversión de los triglicéridos y la temperatura de reacción. Dado que estas variables están representadas por ecuaciones diferenciales no lineales, el modelo se linealiza alrededor de un punto de operación; después de eso, se consideran los métodos de colocación de polos y el regulador cuadrático lineal (LQR) para calcular el vector de ganancia del observador (x). Luego, la estimación de la tasa de conversión y la temperatura de reacción proporcionada por el observador se utilizan para medir indirectamente otras variables como ésteres, alcohol y subproductos. El rendimiento del observador se evalúa con tres índices de error considerando variaciones de la condición inicial de hasta el 30%. Con ambos métodos, se destaca una rápida convergencia (menos de 3 horas en el peor de los casos) del observador.
Descripción
Esta investigación se centra en el desarrollo de un observador de estado para realizar mediciones indirectas de las principales variables involucradas en la reacción de transesterificación del aceite de soja con un catalizador heterogéneo a base de biochar de guishe; la reacción estudiada tiene lugar en un reactor por lotes. El modelo matemático necesario para el diseño del observador incluye la tasa de conversión de los triglicéridos y la temperatura de reacción. Dado que estas variables están representadas por ecuaciones diferenciales no lineales, el modelo se linealiza alrededor de un punto de operación; después de eso, se consideran los métodos de colocación de polos y el regulador cuadrático lineal (LQR) para calcular el vector de ganancia del observador (x). Luego, la estimación de la tasa de conversión y la temperatura de reacción proporcionada por el observador se utilizan para medir indirectamente otras variables como ésteres, alcohol y subproductos. El rendimiento del observador se evalúa con tres índices de error considerando variaciones de la condición inicial de hasta el 30%. Con ambos métodos, se destaca una rápida convergencia (menos de 3 horas en el peor de los casos) del observador.