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Nas indústrias de celulose e papel, a função do processo de evaporação é a de concentrar o licor negro diluído, proveniente do sistema de lavagem da polpa celulósica, a uma concentração acima de 60% de sólidos para ser injetado na caldeira de recuperação, onde serão recuperados os produtos inorgânicos do processo Kraft.Para tanto, se faz necessário um controle eficiente neste processo para garantir a otimização das suas condições operacionais. Neste trabalho foi modelado, simulado eimplementado estratégias de controle do nível de licor nos efeitos e da concentração de sólidos do licor negro de um sistema de evaporação múltiplo efeito, composto por seisestágios e de alimentação direta. A modelagem matemática da evaporação foi realizada por meio de modelos fenomenológicos a partir de balanços materiais e energéticos, utilizando correlações para as propriedades físicas do licor negro (GULLICHSEN e FOGELHOLM (2000) e do vapor saturado (PERRY e GREEN (1999)). O programa simulador foi desenvolvido em linguagem computacional FORTRAN no compilador Microsoft Visual Studio. Para o sistema de controle convencional foram utilizadas algoritmos de controle proporcional (P) e proporcional integral (PI). Além disso, foi implementado um sistema de controle avançado preditivo para a concentração de sólidos do licor negro na saída da evaporação, através de um controlador por matriz dinâmica (DMC) do tipo SISO (uma entrada e uma saída) pertencente à família de controladores baseado em modelo (MPC). Comparando essas estratégias de controle através de índices de desempenho quadráticos para a variável controlada (ISE) e para a variável manipulada (ISU). Com os controladores sintonizados, foi então, comparado o desempenho destes, comprovando a superioridade e robustez do controlador DMC frente aos controles convencionais, proporcional (P) e proporcional integral (PI). |
