Desarrollo de una librería de componentes en ecosimpro para la operación de plantas de procesamiento térmico de alimentos

Abstract

[ES] En este trabajo se presenta una librería de unidades de operación en EcosimPro para la simulación, optimización y control de procesos térmicos en la industria alimentaria. Las plantas de procesamiento de alimentos son buenos ejemplos de sistemas híbridos donde las dinámicas continuas no lineales están acopladas con eventos discretos. El entorno EcosimPro permite trabajar con dichos sistemas de forma eficiente e incorpora una interfaz gráfica de usuario (EcoDiagram) que facilita el manejo de modelos matemáticos complejos a los usuarios no expertos. Para la programación de dichos modelos en el entorno EcosimPro se ha seguido el paradigma de la programación orientada a objetos (POO) que incluye características como la reutilización, herencia, abstracción o encapsulamiento. La librería de componentes se puede utilizar, por ejemplo, para analizar el efecto de tecnologías alternativas en la producción o para diseñar nuevas políticas de operación en el caso de condiciones de suministro fluctuantes. Aunque este trabajo se centra en procesos de la industria conservera, se pueden añadir otras unidades para la simulación de procesos como la pasteurización o secado sin necesidad de modificar los componentes ya existentes. Los modelos han sido validados utilizando una planta piloto instalada en el IIM-CSIC aunque pueden ser aplicados a otras con diferentes especificaciones. Finalmente, algunas de las ventajas de disponer de esta librería de componentes se ilustran en una serie de ejemplos de uso.

[EN] In this work a library of operation units for the simulation, optimisation and control of thermal processes in the food industry is presented. Food processing plants are good examples of hybrid systems where continuous dynamics are coupled with discrete events. The library was developed in EcosimPro since it is able to efficiently handle hybrid systems. In addition, it includes a user friendly graphical interface (Ecodiagram) which makes mathematical models accessible to non expert users. The paradigm of object oriented programming (OOP), which includes features such as the inheritance, abstraction or encapsulation, was employed to construct such models in EcosimPro. The library can be employed, for instance, to analyse the effect of alternative production technologies or to design new operation policies in the event of fluctuating supply conditions. Although this work is focused on processes of the canned food industry, new units can be added in order to simulate other processes such as pasteurization or drying without the need of modifying the existing components. The models have been validated using a pilot plant installed at the IIM-CSIC although they can be applied to other plants with different specifications. Finally, some advantages of the library are illustrated through a number of case studies.