UNIVERSIDAD NACIONAL AGRARIA LA MOLINAFACULTAD DE INDUSTRIAS ALIMENTARIAS

SIMULACIN DE UN PROCESO DE TRATAMIENTO TRMICO CURSO: PRINCIPIOS DE CONTROL Y AUTOMATIZACIN DE PROCESOS AGROINDUSTRIALES PROFESORA: LAURA LINARES INTEGRANTES: CISNEROS YUPANQUI, MILUSKA DIAZ LAVALLE, JUNIOR

2014 II

INTRODUCCIN

La automatizacin permite tener una visin mucho ms amplia de lo que puede lograr una empresa en lo que a optimizacin se refiere, ya que va a darse un proceso de mecanizacin de las actividades industriales para reducir la mano de obra y los costos, consiguiendo simplificar el trabajo de forma ms eficiente y disminuyendo el tiempo de produccin.

Adems, la automatizacin permite aumentar la capacidad del proceso y minimizar riesgos. Asimismo, al lograr una mayor eficiencia, se minimiza la produccin de piezas defectuosas; por lo tanto, se asegura la calidad del producto final mediante la precisin y sensibilidad de las mquinas automatizadas. Todo esto ayudar a que la empresa industrial, gracias a inversiones tecnolgicas, eleve su competitividad de manera significativa.

En el presente informe se conocieron las caractersticas del Control Automatizado de Procesos Agroindustriales a travs de la automatizacin de un proceso de tratamiento trmico en laboratorio, haciendo uso del control de temperatura, mediante un Sistema de control Lazo Cerrado y utilizando Labview como lenguaje de programacin.

OBJETIVOS Conocer las caractersticas del Control Automatizado de procesos Agroindustriales.

Automatizar un proceso de tratamiento trmico en laboratorio, haciendo uso del control de temperatura, mediante un Sistema de control Lazo Cerrado, y utilizando LabVIEW como lenguaje de programacin.

REVISIN DE LITERATURA

Automatizacin de ProcesosAutomatizacin, sistema de fabricacin diseado con el fin de usar la capacidad de las mquinas para llevar a cabo determinadas tareas anteriormente efectuadas por seres humanos, y para controlar la secuencia de las operaciones sin intervencin humana. El trmino automatizacin tambin se ha utilizado para describir sistemas no destinados a la fabricacin en los que los dispositivos programados o automticos pueden funcionar de forma independiente o semi-independiente del control humano. En comunicaciones, aviacin y astronutica, dispositivos como los equipos automticos de conmutacin telefnica, los pilotos automticos y los sistemas automatizados de gua y control se utilizan para efectuar diversas tareas con ms rapidez o mejor de lo que podran hacerlo un ser humano (Garca, 2005).

RealimentacinUn elemento esencial de todos los mecanismos de control automtico es el principio de realimentacin, que permite al diseador dotar a una mquina de capacidad de autocorreccin. Un ciclo o bucle de realimentacin es un dispositivo mecnico, neumtico o electrnico que detecta una magnitud fsica como una temperatura, un tamao o una velocidad, la compara con la norma establecida, y realiza aquellas acciones pre-programadas necesarias para mantener la cantidad medida dentro de los lmites de la norma aceptable (Garca, 2005).

El principio de realimentacin se utiliza desde hace varios siglos. Un notable ejemplo es el regulador de bolas inventado en 1788 por el ingeniero escocs James Watt para controlar la velocidad de la mquina de vapor. El conocido termostato domstico es otro ejemplo de dispositivo de realimentacin (Garca, 2005).

En la fabricacin y en la produccin, los ciclos de realimentacin requieren la determinacin de lmites aceptables para que el proceso pueda efectuarse; que estas caractersticas fsicas sean medidas y comparadas con el conjunto de lmites, y que el sistema de realimentacin sea capaz de corregir el proceso para que los elementos medidos cumplan la norma. Mediante los dispositivos de realimentacin las mquinas pueden ponerse en marcha, pararse, acelerar, disminuir su velocidad, contar, inspeccionar, comprobar, comparar y medir. Estas operaciones suelen aplicarse a una amplia variedad de operaciones de produccin (Garca, 2005).Tratamiento TrmicoSegn Casp (2003) La aplicacin de un tratamiento trmico a alimentos viene condicionado por la necesidad de: Reducir la flora microbiana presente en los alimentos Evitar las alteraciones producidas por los microorganismos no patgenos Aplicar el grado de calentamiento/enfriamiento adecuado a cada alimento en cuestin.Los objetivos que se persiguen son: destruir los microorganismos que puedan afectar a la salud del consumidor, los que puedan alterar el alimento, para inactivar enzimas y para optimizar la retencin de factores de calidad a un costo mnimo.

Bajo el ttulo de Tratamientos Trmicos se suelen englobar todos los procedimientos que tienen entre sus fines la destruccin de los microorganismos por el calor. Nos estamos refiriendo tanto a la Pasteurizacin y a la Esterilizacin, cuya finalidad principal es la destruccin microbiana, como al Escaldado y a la Coccin, procesos en los que tambin se consigue una cierta reduccin de la flora microbiana, pero que sus objetivos principales son la variacin de las propiedades fsicas del alimento (Elas, 2009).

La pasteurizacin implica la destruccin por el calor de todos los organismos en fase vegetativa, productores de enfermedades o la destruccin o reduccin del nmero de organismos productores de alteraciones en ciertos alimentos, como son los de acidez alta (con un pH menor de 4,6). En estos alimentos slo se desarrollan microorganismos que alteran el alimento pero no son patgenos para el hombre (Elas, 2009).

Lab View (National Instruments)LabVIEW es una herramienta grfica para pruebas, control y diseo mediante la programacin. El lenguaje que usa se llama lenguaje G, donde la G simboliza que es lenguaje Grfico.Los programas desarrollados con LabVIEW se llaman Instrumentos Virtuales, o VIs, y su origen provena del control de instrumentos, aunque hoy en da se ha expandido ampliamente no slo al control de todo tipo de electrnica (Instrumentacin electrnica) sino tambin a su programacin embebida. Un lema tradicional de LabVIEW es: "La potencia est en el Software", que con la aparicin de los sistemas multincleo se ha hecho an ms patente. Entre sus objetivos estn el reducir el tiempo de desarrollo de aplicaciones de todo tipo (no slo en mbitos de Pruebas, Control y Diseo) y el permitir la entrada a la informtica a profesionales de cualquier otro campo. Lab VIEW consigue combinarse con todo tipo de software y hardware, tanto del propio fabricante -tarjetas de adquisicin de datos, PAC, Visin, instrumentos y otro Hardware- como de otros fabricantes.

MATERIALES Y MTODOS

MATERIALES Generador de vapor Porti Modelo ECO PRO 3000 BASIC PTEU 129 Vlvula para paso del vapor Olla a presin de 4 litros (autoclave) Sensor de temperatura: Termopar tipo J, modelo J11C1, con un rango de trabajo de 0-700C Sensor de presin: Manmetro JUMOmanic, con un rango de trabajo de 0 a 6 bar Transmisor de presin Danfoss, Modelo MBS 3000, con un rango de trabajo de 0 a 6 bar. Rel weidmller, modelo WTS4 thermoselect Fuente weidmller, modelo Connect Power de 24V Tarjeta de adquisicin de datos PCI-6024E, National Instruments, con borne modelo CB-68LP Vlvula selenoide ON/OFF Danfoss, modelol EVI 3WD Computadora con software de operacin Software para la programacin: LabVIEW 7.0, Versin Acadmica, National Instruments Cableados y adaptadores

METODOLOGA

Identificar todos los elementos que forman parte de este mdulo de simulacin de tratamiento trmico Identificar y verificar el cableado de todos los elementos de este mdulo Verificar que el generador de vapor cuente con agua hasta la mitad (ver nivel) Establecer el Set Point. Trabajaremos con cuatro valores de Set Points: 40, 70, 100 y 110 C, los mismos que se ingresan en el programa de LabVIEW Correr el programa Reportar los resultados segn se indica a continuacin.

RESULTADOS Y DISCUSINRegistro de datosA continuacin, se presenta el Cuadro 1 donde se registran las temperaturas obtenidas en la prctica para cada Set Point.Registro de Temperaturas para cada Set Point Programado

Para realizar la automatizacin de los procesos industriales es necesario contar con un Sistema de Adquisicin de datos o Toma de Datos, para lo cual en la prctica se hizo registr las temperaturas cuando stas se alejaban del Set Point. Segn Chicola (2004), un Sistema de Adquisicin o Toma de Datos se le llama a todo sistema compuesto por una computadora, ordenador, PC o Personal Computer, que es en donde se va a llevar a cabo todo el procesamiento de la informacin as como tambin contar con un sensor el cual va a convertir un parmetro fsico como en este caso fue la Temperatura, en un fenmeno elctrico capaz de ser medido.

En la prctica realizada, se trabaj con el Control de Lazo Cerrado. Con ayuda de sensores se pudo registrar las temperaturas del sistema y hacer una correccin cuando sta se encontraba fuera del rango establecido, dndose as un proceso de retroalimentacin.

Grfica de las temperaturas Se graficaron los resultados obtenidos de temperatura cada 10 s. de tiempo. Se realiz un ajuste de datos matemticamente.

Figura 1. Variacin de Temperaturas respecto al Set Point programado

Cuadro 2. Desviaciones estndar en cada Set Point

En la Figura 1, se muestra el comportamiento de la temperatura respecto al Set Point con intervalos de 10 segundos en cada toma de datos. Se puede notar que los datos tienden a ir oscilar lo cual en el Cuadro 2 puede compararse para cada Set Point con su desviacin estndar. Cuando se trabaj a una temperatura de 40C como Set Point, la variacin de los datos fue mucho menor con respecto a las otras temperaturas, menor desviacin estndar, lo que a su vez en la Figura 2 se evidencia con un comportamiento casi lineal.

Variaciones de las temperaturas respecto al Set Point programadoEn el siguiente cuadro se muestran las variaciones de las temperaturas respecto al Set Point programado.

Cuadro 3. Variacin de Temperaturas respecto al Set Point programado

Esquema del Mdulo de Simulacin de Tratamiento Trmico A continuacin se esquematiza el Mdulo de simulacin de tratamiento trmico, identificando todos sus elementos, cableado, y conexiones.

Figura 2. Esquema del Mdulo de Simulacin de Tratamiento Trmico

Funcionamiento del moduloSe utiliz un programa diseado en Lab View para registrar los valores de temperatura y presin cada 10 segundos de acuerdo a los valores de la temperatura usada como Set Point (40, 50, 60, 70, 80).

La fuente de calor usada fue proporcionada por el caldero, que por medio de resistencias calienta el agua y se genera vapor que pasar a la olla a presin mediante vlvulas (de la olla y la vlvula solenoide) controladas por un rel cada una.

Los sensores de temperatura y presin registran los cambios de presin y temperatura que se dan en la autoclave, y el transductor traduce y transforma la informacin enviada por estos sensores para despus enviarla a la bornera quien a travs de una cinta flat transmite la informacin hacia el computador.

La salida del vapor se produce mediante una vlvula. Empezando el proceso en este punto, siguiendo el vapor su recorrido mediante tubos donde el primer punto de control se dio en el manmetro. Este es el que indica y registra la seal de presin de vapor en este punto. Este sigue su recorrido gracias a una vlvula que regula el paso de vapor. A la salida de esta vlvula se encuentra un cable el cual posee dos cables de color negro que ingresan a una placa llamada rel.

Estos rels son los que registran las presiones que vaya midiendo el manmetro. Ellos son los que hacen que entre o no el vapor controlando la apertura o cierre de ambas vlvulas.La toma de estos datos en los rels permite el control automtico del paso del vapor. La seal entra y luego sale hacia el transductor para despus ir a la tarjeta principal o bornera. Cuando llegue al set point, ocurrir una serie de fluctuaciones. Si la fluctuacin baja, se abrir la vlvula para aumentar la temperatura. Los datos salientes del rel entran a la bornera o tarjeta principal, por medio de transductor, y luego salen por un cable que ir a la computadora, la que tiene el programa instalado para hacer funcionar el sistema.

El vapor contina su trayecto de esta manera ingresando a una vlvula, hacia una olla a presin, que para el equipo ser un autoclave. El sensor usado en el autoclave es un sensor de temperatura, el cual es una termocupla tipo J, la cual necesita de un transductor para convertir la seal y entrar finalmente a la tarjeta principal y ser medida. Funcin de cada uno de los elementos identificados en el esquema del Mdulo de Simulacin de Tratamiento TrmicoComputador: Es el cerebro del sistema, el que contiene software donde se puede regular el Set Point y se muestra grficamente el funcionamiento del sistema. Posee una tarjeta en el interior que recibe seales en voltios o amperios y los codifica para que la computadora pueda entender el lenguaje.

Fuente de energa: Es la que permite el funcionamiento del sistema, para que pueden funcionar los elementos del mismo.

Manmetro: Permite determinar la presin del sistema.

Sensores de temperatura: Permite el adecuado funcionamiento de actuadores, los cuales hacen que las vlvulas de control funcionen para regular la presin de tal forma que se obtenga la temperatura deseada. En este caso se utiliza la termocupla tipo J.

Sensor de presin: Necesita de una bornera y de una fuente de energa.

Olla a presin: Hace las veces de una autoclave. La olla a presin simula un reactor. Est conectada a una vlvula que deja pasar o impide el ingreso del vapor. Adems se une a un sensor de presin y a otro de temperatura para controlar los cambios en el equipo.

Figura 3. Olla a presin

Vaporete: Reemplaza la funcin de un caldero. Aspiradora que trabaja de forma inversa pues ebulle el agua y sale vapor. Est conectado a la vlvula que permite el paso del vapor hacia el reactor (olla a presin).Por medidas de seguridad, adems del sistema automtico que controla la presin dentro de este equipo, tambin tiene una vlvula de emergencia para el escape del vapor si la presin se sobrepasa. As se evitan explosiones.

Figura 4. Vaporete

Transductor: Permite transformar la informacin de tal manera que sea entendible a cada elemento del sistema. Cambia la seal que recibe la termocupla, se lleva a una fuente de energa e ingresa a una tarjeta de adquisicin de datos, la cual la enva a la tarjeta principal de la computadora.

Rel: Es un interruptor automtico controlado por la electricidad, el cual permite abrir o cerrar circuitos elctricos sin la intervencin humana. En este caso, abre y cierra vlvulas.

Tarjeta de Control: Permite conectar todo el sistema, de acuerdo a las entradas y salidas correspondientes de cada elemento. Es uno de los elementos ms importantes del sistema.

Vlvula reguladora: Es una vlvula solenoide encargada de regular la entrada de vapor a la olla de presin. Normalmente est cerrada y cuando recibe un pulso elctrico se abre; para que se mantenga la entrada de vapor el flujo elctrico debe ser constante.

Figura 5. Vlvula reguladora

CONCLUSIONES Se logr conocer los mtodos de control por computadora utilizando el lenguaje de programacin LabView. Se identific cada componente del Sistema de Control de Lazo Cerrado y su respectiva funcin. Se determin las variaciones de las temperaturas respecto a cada Set Point para conocer la precisin del sistema. Cuando se trabaj a una temperatura de 80C como Set Point, la variacin de los datos fue mucho menor con respecto a las otras temperaturas, (tuvo una menor desviacin estndar). Las lecturas de las temperaturas se dan en tiempo real, lo que permite llevar a cabo una correccin por parte del sistema, cuando la variable se aleja del set point. La retroalimentacin es una propiedad del sistema cerrado. El sistema de lazo cerrado es complejo y que en para este caso, necesita de un software apropiado que permita llevar el control del mismo. La simulacin de procesos trmicos depende bsicamente de dos variables: Temperatura y Presin. La simulacin realizada en clase resume todos los aspectos a considerar en el procesamiento trmico en una operacin y permite darnos una idea del comportamiento de los equipos y mquinas con sus respectivas calibraciones.

CUESTIONARIOEscoja un tipo de producto a elaborar y considerando que automatizara toda su lnea Qu mquinas necesitara? Enlstela siguiendo el orden del proceso productivo y mediante un esquema identifique las variables de control, variables de proceso y elementos de control.Descripcin del proceso de automatizacin de envasado de yogurt (Lpez, 2008). La automatizacin del proceso industrial de envasado de yogurt mediante elementos hidrulicos y neumtico en donde se usa la parte hidrulica para extraer el fluido y hacerlo llegar hasta donde est el equipo neumtico listo para recibir el fluido en su recipiente. En la parte hidrulica se utiliza una bomba dosificadora de diafragma de accionamiento hidrulico que suministra un caudal de 12 galones por minuto. El yogurt se extrae de un recipiente cnico en el cual mediante aspas que giran con el propsito de mezclar las sustancias que contiene el yogur para posteriormente mediante la bomba de diafragma extraer cierta cantidad del fluido y enviarlo hasta donde se encuentran los recipientes en donde se depositara dicho fluido. La tubera de acero inoxidable por la cual se transporta el fluido para su descarga tiene tres terminales cada una de estas corresponde a un sistema neumtico. El sistema neumtico se realizo en un programa de simulacin neumtica de una compaa que se dedica a la fabricacin de estos productos. En este programa se calculo el tiempo del ciclo neumtico as como se corrobor su funcionamiento. Este dispositivo neumtico el cual su ciclo es de 15 segundos en donde la posicin inicial es con el actuador A en posicin de reposo (es decir con el vstago dentro) y al momento que el sensor de proximidad a detecte el recipiente .el actuador A iniciara su carrera siendo esta de 400mm y con un tiempo de desplazamiento de 3 segundos. En el instante en que el actuador A completo su carrera el sensor b da la seal al actuador C que se encuentra en su forma activa (con el vstago fuera) el recipiente se encuentra en posicin para recibir el fluido una vez que fue suministrada la cantidad de fluido requerida que en este caso es 1 galn se activa el sensor de proximidad c con el cual da la seal al actuador C de regresar a su posicin inicial y de esta forma impedir que el fluido continu depositndose en el recipiente, a su ves el sensor c da la seal al actuador B y este se acciona desplazando el recipiente ya con el fluido suministrado. Unas ves que el actuador B fue accionado y cumpli su funcin de desplazar el recipiente regresan a su posicin original los actuadores A y B. En este proyecto se utilizan tres sistemas neumticos, los cuales estn sincronizados entre ellos, Al activarse el primer sistema el segundo se activa cinco segundos despus de haberlo hecho el primero y el tercer sistema lo hace a los diez segundos de haberse iniciado el primero. Este desfasamiento se hace con el propsito de no parar la bomba y no haya tiempos muertos aprovechando de esta manera la bomba al mximo ya que en todo momento la bomba estar suministrando el fluido a los tres sistemas siendo uno de ellos en el que se deposite dicho fluido y cada cinco segundos se estar depositando este fluido suministrado por la bomba en un dispositivo neumtico diferente.3.1 Mesa envasadora El funcionamiento de esta mesa es el de transportar el recipiente por medio del pistn A a la rea de llenado y de esta rea desplaza el recipiente ya lleno por medio del pistn C.3.2 Equipo utilizado Descripcin de los componentes Unidad de mantenimiento. La unidad de mantenimiento se compone de un filtro de aire comprimido con separador de agua y una vlvula reguladora de presin. El filtro normalmente se combina con un regulador de presin para formar una unidad de mantenimiento del aire comprimido. La seleccin de un correcto filtrado juega un papel importante en la calidad y prestaciones del sistema de control al que alimenta de aire comprimidoConducto (neumtico) Por medio de un conducto neumtico se unirn dos conexiones neumticas. En este caso puede tratarse, tanto de una conexin simple, como de un distribuidor-T. Gracias a este tipo de conducto, no se producir una prdida de presin durante la simulacin. Se diferencia entre dos tipos de conductos: Conducto principal y conducto de control. Estos ltimos se representan mediante una lnea discontinua, mientras que los primeros se muestran en forma de lnea continua.La vlvula de vas configurable 3/2. La vlvula de vas configurable 3/n es una vlvula de vas con tres conexiones que debe ser adaptada segn su cuerpo de vlvula y sus tipos de accionamiento. Adems pueden proveerse las conexiones neumticas de tapones ciegos o silenciadores.La vlvula de 2/2 vas. La vlvula de 2/n vas configurable es una vlvula de vas con dos conexiones que debe ser adaptada segn su cuerpo de vlvula y sus tipos de accionamiento.Sensor de anillo. El sensor de anillo es un emisor de seales neumticas sin contacto. Se alimenta con baja presin en la conexin 1. Si, debido a un objeto, el chorro de aire saliente es obstruido, se produce una seal de baja presin reflejada en la conexin 2.Amplificador de baja presin. Cada una de las etapas del amplificador de baja presin tiene la funcin de una vlvula de 3/2 vas normalmente cerrada. La seal en la conexin 12 es elevada a un nivel de presin superior por medio del doble amplificador que emite una seal por la conexin 2.Vlvula con palanca y rodillo. La vlvula con palanca y rodillo se acciona presionando el rodillo, por ejemplo por medio de una leva unida al vstago de un cilindro. El caudal circula de 1 a 2. Una vez liberada la leva, la vlvula regresa a su posicin inicial por medio de un muelle de retorno. La conexin 1 se cierra.Vlvula de 4/2 vas. La vlvula de 4/n vas configurable es una vlvula de vas con cuatro conexiones que debe ser adaptada segn su cuerpo de vlvula y sus tipos de accionamiento.Vlvula reguladora de caudal unidireccional. La vlvula reguladora de caudal unidireccional se compone de una vlvula de estrangulacin y de una vlvula de antirretorno. La vlvula de antirretorno impide el paso del aire en un determinado sentido. El caudal pasa entonces a travs de la vlvula de estrangulacin. La seccin de la estrangulacin es regulable por medio de un tornillo. En el sentido opuesto, el caudal puede circular libremente a travs de la vlvula de antirretorno.Cilindro de doble efecto. El vstago de un cilindro de doble efecto se acciona por la aplicacin alternativa de aire comprimido en la parte anterior y posterior del cilindro. El movimiento en los extremos es amortiguado por medio de estranguladores regulables. El mbolo del cilindro est provisto de un imn permanente que puede utilizarse para activar un sensor de proximidad. El temporizador neumtico, es una unidad formada por tres elementos bsicos: Una vlvula direccional Una vlvula reguladora de caudal unidireccional Un acumuladorLa regulacin del tiempo se logra estrangulando el paso del fluido que llaga por la lnea Z al acumulador. Cuando la cantidad de aire que ha ingresado al acumulador genera una presin suficiente para vencer el resorte se acciona la vlvula direccional para bloquear la seal de presin y establecer comunicacin entre A y R. Cuando la lnea Z se pone en descarga, el fluido sale del acumulador a travs del conducto que en primera instancia cerraba la membrana flexible (antirretorno) en lugar de seguir por la estrangulacin ya que esto significa un mayor esfuerzo. El temporizador de la figura es normalmente abierto y cuando acta, corta la seal de presin. El temporizador normalmente cerrado, cuando acta comunica seal de presin a la lnea A.

A travs del siguiente artculo: Low- cost visible- near infrared sensor for on-line monitoring of fat and fatty acids content during the manufacturing process of milk, responda las siguientes preguntas:

a) A travs de qu criterio se escogi el rango de lecturas?El rango de lecturas escogido fue de 400 a 1100 nm de manera que cubrira todo el rango visible (400-780 nm) y el infrarrojo de onda corta (780-1100 nm). El rango visible se escogi porque las grasas contienen enlaces conjugados dobles que absorben en el rango visible del espectro; y el rango del infrarrojo de onda corta se eligi tomando en cuenta las longitudes de onda relacionadas con el contenido de grasa y cidos grasos encontrados en la literatura.b) En qu consisti el diseo ptico y mecnico de este sistema de monitorio? Por qu se le consider de bajo costo?El diseo ptico consisti en un detector que transforma la seal luminosa en seal elctrica para obtener el espectro de transmitancia. Los componentes usados para el desarrollo del sensor ptico Vis-NIR fueron: una luz blanca que cubre todo el espectro; un agujero de 150 um para dirigir la seal que viene de la fuente; un espejo esfrico para colmatar la luz hacia la rejilla; una rejilla de difraccin para separar la fuente luminosa en diferentes longitudes de onda y un segundo espejo esfrico que focaliza a luz hacia el plano del detector.Se consider de bajo costo porque se usaron lampas halgenas como fuentes de luz, las cuales son baratas y ofrecen altas intensidades en el infrarrojo cercano donde el espectro de salida es continuo. c) Qu caractersticas tienen las muestras escogidas?Las muestras de leche cruda se seleccionaron teniendo en cuenta su concentracin de contenido de grasa (FC), cidos grasos saturados (SFA), cidos grasos monoinsaturados (MUFA) y cidos grasos poliinsaturados (PUFA). La concentracin de cada parmetro fue de 2.6-4.4; 1.4-2.8; 0.9-1.5 y 0.16 -0.3 respectivamente.

d) En qu consiste el ajuste de parmetros que se hizo en este estudio?El ajuste de parmetro que se hizo fue el llamado tiempo de integracin, el cual es el tiempo en que el detector est adquiriendo informacin. Este tiempo depende del tipo de fluido que se mide.

e) Cules fueron las conclusiones de esta investigacin?Se concluy que el monitoreo del contenido de contenido de grasa (FC), cidos grasos saturados (SFA), cidos grasos monoinsaturados (MUFA) y cidos grasos poliinsaturados (PUFA) puede medirse por medio de la combinacin del sensor online Vis-NIR de bajo costo desarrollado por Tekniker y los modelos predictivos obtenidos mediante tcnicas quimiomtricas. Sin embargo, el proceso de prueba muestra que el monitoreo de PUFA no es posible debido a que el modelo obtenido no fue lo suficientemente bueno.La falta de modelos de regresin ajustados para FC y SFA para valores muy concentrados se puede resolver introduciendo ms muestras de leche para cubrir este rango de concentracin en los modelos de calibracin. No se hizo debido a falta de muestras de leche con estos contenidos. Las ventajas de este tipo de sensor comparado a las actuales tcnicas para monitorear el contenido de grasa y cidos grasos son las siguientes: Posibilidad en tiempo real del monitoreo de la calidad de leche durante las fases de variacin de la produccin, desde su llegada a la planta hasta el empaque; bajo nivel de conocimiento requerido por el operador, haciendo la instalacin an ms fcil y finalmente el costo sera menor de equipos usados en muchos laboratorios como equipos de cromatografa. Sin embargo, la precisin del sensor ptico es menor que los equipos mencionados y si se modifican parmetros de produccin como el origen de la leche, sera necesaria una re calibracin. Estos sensores son un medio de reducir costos en el control del proceso de manufactura de leche y reducir significativamente los costos incurridos en anlisis de laboratorio.

Lea el siguiente artculo Feasibility of using hyperspectral imaging to predict moisture content of porcine meat during salting process y conteste las preguntas:a) Qu tipo de sensor emplea?Es un tipo de sensor infrarrojo ya que se usa el mtodo de imgenes hiperespectrales para la determinacin de humedad, lo cual proporciona informacin estructural compleja de las muestras relacionadas con el comportamiento de vibracin de los enlaces moleculares tales como CAH, la OAH y NaH, causadas por su interaccin con la radiacin electromagntica absorbida en longitudes de onda entre 700 y 2500 nm. La capacidad de utilizar la espectroscopa de NIR para el anlisis de humedad se debe principalmente a la alta absorbancia de la radiacin de infrarrojo cercano por el agua (Osborne, 2006). El espectrgrafo tiene una hendidura interna de tamao fijo para definir un campo de visin (FOV) para la lnea espacial (direccin horizontal de pxeles) y se recoge imgenes espectrales en el modo de reflectancia en el rango de longitud de onda de 916 a 2534 nm con un Valor mnimo espectral de aproximadamente 6,32 nm entre las bandas contiguas.b) Qu variables/parmetros se debe regular para adquirir los datos a travs del Hyperspectral Imaging (HI)?Se compara tres parmetros espectrales, es decir, los espectros de reflectancia (RS), espectros de absorbancia (AS) y de Kubelka-Munk espectros (KMS), para mejorar la robustez de los modelos de prediccin; y para sincronizar con la adquisicin de la imagen por el software de imagen espectral, que controla el tiempo de exposicin, la velocidad del motor, el modo de binning, rango de longitud de onda y de adquisicin de imgenes.c) En qu consiste el procedimiento de medicin a travs del HI?Consista en un espectrgrafo line-scan (Specim V25E, espectral Imaging Ltd., Oulu, Finlandia) que cubren el rango espectral de 1000 a 2500 nm, un alto rendimiento de 320? 256 de la cmara CCD (XC403, Soluciones Xenics infrarrojos, Leuven, Blgica), lente de la cmara (OLES30, Soluciones Xenics infrarrojos, Leuven, Blgica) para el rango espectral de 1000 a 2500 nm, dos lmparas halgenas que forman la unidad de iluminacin (3900-RE, Illumination Technologies Inc., Nueva York, EE.UU.), una cinta transportadora accionada por un motor paso a paso (IRCP0076-1comb, Isuzu ptica Corp., Taiwan, China), el software de adquisicin de datos (software de imagen espectral, Isuzu ptica Corp., Taiwan, China ) y un ordenador. El espectrgrafo tena una hendidura interna de tamao fijo (30 lm) para definir un campo de visin (FOV) para la lnea espacial (direccin horizontal de pxeles) y se recoge imgenes espectrales en el modo de reflectancia en el rango de longitud de onda de 916 a 2534 nm con un Valor mnimo espectral de aproximadamente 6,32 nm entre las bandas contiguas, produciendo as un total de 256 bandas. La velocidad de la cinta transportadora se ajust a 22 mm/s. Para sincronizar con la adquisicin de la imagen por el software de imagen espectral, que controla el tiempo de exposicin, la velocidad del motor, el modo de binning, rango de longitud de onda y de adquisicin de imgenes. Las imgenes hiperespectrales puede generar un mapa espacial de la variacin espectral, que muestra la distribucin espacial de las propiedades fsicas de la sustancia qumica inherente y la muestra (Lorente, Aleixos, y Gmez-Sanchis, 2012).d) Cmo se aplic la quimiometra para este estudio?Antes de que el anlisis de las muestras, todo el conjunto de datos (90 muestras) se dividi en dos grupos de forma manual; el conjunto de calibracin y el conjunto de la prediccin. Para asegurarse de que los dos grupos cubrieron el rango similar de valores de referencia, un conjunto de calibracin fue formado por 66 muestras con 11 muestras para cada periodo de salazn y un conjunto de prediccin fue formado por 24 muestras con 4 muestras para cada periodo de salazn. Los grandes de datos espectrales que contienen informacin oculta requieren un mtodo fiable para procesar y extraer caractersticas de los espectros. Por lo tanto, es importante para construir un modelo de calibracin para el anlisis cuantitativo o cualitativo. Se establecieron los modelos cuantitativos entre el contenido de humedad y los datos espectrales extrados de la carne de porcino en los diferentes perodos de salazn utilizando mnimos cuadrados parciales de regresin (PLSR). PLSR es un mtodo robusto y fiable para la construccin de modelos predictivos empricos cuando los factores experimentales son numerosos y altamente colineales. Los espectros se utiliza aqu incluye dos categoras, es decir, los espectros de longitud de onda completa y simplificada espectros seleccionados por el coeficiente de regresin. Por lo tanto, se construyeron dos categoras de modelos de calibracin PLSR. MLR es otro algoritmo de calibracin simple, que crea una relacin entre la variable de respuesta y las variables espectrales observadas en la forma de una ecuacin lineal. Sin embargo, esto no funciona cuando las variables son ms que el nmero de muestras y es fcil de ser afectados por la colinealidad entre las variables. Por lo tanto, un modelo de MLR se estableci en base a la longitud de onda ptima seleccionada en lugar de plena longitud de onda. En general, con el fin de obtener modelos eficientes y fiables, es importante seleccionar el nmero ptimo de variables latentes para evitar exceso de montaje y bajo. El nmero ptimo de variables latentes (LV) para establecer el modelo de calibracin PLSR se determin mediante el uso del valor mnimo del valor de suma residual de cuadrados del error (PRESS), que muestra la suma cuadrado de la desviacin entre predicho y los valores de referencia de los parmetros de calidad. La calidad de los modelos de calibracin se evalu mediante el coeficiente de determinacin en calibracin, validacin cruzada, as como la prediccin (R2c, R2 cv y R2p, Respectivamente) y la raz del error cuadrtico medio de calibracin, validacin cruzada y por la prediccin (RMSEC, RMSECV, RMSEP). Un buen modelo debe tener valores bajos de RMSEC, RMSECV y RMSEP, as como altos valores de R2c, R2 cv, R2p y pequea diferencia entre RMSEC, RMSECV y RMSEP. BIBLIOGRAFA CASP, A. 2003. Procesos de conservacin de los Alimentos. Editorial CECSA. Mxico. CHICOLA, C. 2004 Adquisicin de datos. Medir para conocer y controlar. Impreso por Soluciones en Control SRL. Argentina. GARCIA, E. 2005. Automatizacin de procesos industriales. Universidad Politcnica de Valencia. Editorial Acribia. Segunda Edicin. Espaa. ELAS, C. 2009. Tratamiento trmico. Diapositivas de Clase. Universidad Nacional Agraria La Molina. Per. LOPEZ, H. 1993. Control por Computadora Diseo y Realizacin prctica. Servicio de Publicaciones. 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