Grupo 9 - Laboratorio 4

 

UNIVERSIDAD DE SAN MARTÍN DE PORRES FACULTAD DE INGENIERIAS Y ARQUITECTURA ESCUELA DE INGENIERÍA INDUSTRIAL

" LABORATORIO 4: DISEÑO Y CONTROL DE UN SISTEMA DE PRODUCCIÓN DE PISCO"

CURSO

:

INSTRUMENTACION Y CONTROL I.

TEMA

:

Diseño y Control de un Sistema de Producción de Pisco

  DOCENTE

:

Ing. Jorge Luis Ca Calderón Cá Cáceres

CICLO

:

VII

INTEGRANTES

:

Lizarbe Aragón Cesar Enrique

   

Huaringa Zegarra Guillermo Arturo  

 

Toledo Navarrete Claudia Annette

Huaringa Alanya Jamila Mishell

AREQUIPA – PERÚ

2021

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INDICE OBJETIVOS................................................................................................................................................4

1.

OBJETIVO OBJETIVO PRINCIPAL:...... PRINCIPAL:............ ........... ........... ............ ........... ........... ............ ........... ........... ............ ........... ........... ............ ........... ........... ..................... .....................4 ......4

2.

OBJETIVO OBJETIVO SECUNDARIO:... SECUNDARIO:......... ............ ............ ............ ........... ........... ............ ........... ........... ............ ........... ........... ............ ........... ........... ..................... ..................4 ...4

INTRODUCCION .......................................................................................................................................5 CAPITULO I: PROCEDIMIENTO PROCEDIMIENTO..........................................................................................................6

1.

DESCRIPCIO DESCRIPCION N ELABORA ELABORACION CION DEL PISCO:...... PISCO:............ ............ ........... ........... ............ ........... ........... ............ ........... .............. ...................6 ..........6 1.1. 2.

3.

GENERALIDA GENERALIDADES:.. DES:........ ........... ........... ............ ........... ........... ............ ........... ........... ............ ........... ........... ............ ........... ........... ............ ........... ..................6 .............6 PROCEDMIENT PROCEDMIENTO O PRODUCT PRODUCTIVO:. IVO:....... ............ ........... ........... ............ ........... ........... ............ ........... ........... ............ ........... ........... ............ ........... ..........7 .....7

2.1.

MATERIA MATERIA PRIMA...... PRIMA............ ............ ........... ........... ............ ........... ........... ............ ........... ........... ............ ........... ........... ............ .................. ...........................7 ...............7

2.2.

RECEPCIÓN RECEPCIÓN Y CONTROL CONTROL DE VENDIMIA:... VENDIMIA:......... ........... ........... ............ ........... ........... ............ ........... ........... ............ ........... ...........7 ......7

2.3.

PREPARACIÓ PREPARACIÓN N DEL MOSTO...... MOSTO............ ........... ........... ............ ........... ........... ............ ........... ........... ............ ........... ........... ............ ........... ..............8 .........8

2.4.

DESTILACIÓN DESTILACIÓN:..... :.......... ........... ............ ........... ........... ............ ........... ........... ............ ........... ........... ............ ............ ............ ........... ........... ............ ........... ................9 ...........9

2.5.

ENFRIADOR ENFRIADOR,, CUERPO, CUERPO, CABEZA CABEZA Y COLA:...... COLA:........... ........... ............ ........... ........... ............ ........... ........... ............ ................ ...........10 .10

CONTRO CONTROL L E INSTRU INSTRUMEN MENTAC TACIÓN IÓN DEL PROCESO PROCESO DE DESTILAC DESTILACIÓN IÓN:... :...... ...... ...... ...... ...... ...... ....... .......11 ...11 3.1.

CONTROL CONTROL DEL DESTILADOR: DESTILADOR:...... ............ ........... ........... ............ ........... ........... ............ ........... ........... ............ ...................... .........................11 .........11

3.2.

CONTROL CONTROL DEL ENFRIADOR:.. ENFRIADOR:....... ........... ............ ........... ........... ............ ............ ............ ........... ........... ............ ........... ........... ............ ...............1 .........133

3.3. 3.3. 3.4.

CONTRO CONTROL L DE CORT CORTE E DE CABE CABEZA ZA Y CORT CORTE E DE COLA COLA:.. :..... ...... ...... ...... ...... ...... ....... ......... .......... .......... .........13 ....13 LAZO DE CONTROL... CONTROL......... ............ ............ ............ ........... ........... ............ ........... ........... ............ ........... ........... ............ ................. ........................... .................14 .14

CAPITULO II: INSTRUMENTOS USADOS EN EL PROCESO DE ELAVORACION DEL PISCO.........................................................................................................................................................16 CONCLUSIONES .....................................................................................................................................17 BIBLIOGRAFIA .......................................................................................................................................18

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OBJETIVOS

1. OB OBJE JETI TIVO VO PR PRIN INCI CIPA PAL: L:



Conocer y entender el proceso de un sistema de producción de Pisco.

2. OB OBJE JETI TIVO VO SE SECU CUND NDAR ARIO IO:: 

Identificar los procesos de producción de Pisco.



Reconocer los instrumentos y máquinas utilizadas para la elaboración de este producto.

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INTRODUCCION

La producción del pisco en el Perú es una actividad que data de muchos siglos atrás luego de la llegada de los españoles y con ellos las primeras vides al territorio, tiempo en el cual se convirtió en una actividad tradicional y el pisco el aguardiente de identidad nacion nac ional. al. Técni Técnica camen mente te el Pis Pisco co es el ag aguar uardie diente nte ob obten tenido ido exclus exclusiva ivame mente nte por  destilación de mostos frescos de “Uvas Pisqueras”, utilizando métodos que mantengan el principio tradicional de calidad establecida en las zonas de producción reconocidas. Día a día los sistemas de control se van volviendo más importantes para las empresas industriales. La estrategia de control debe ser lo más exacta posible, de tal manera que se tenga como objetivo aumentar la productividad de la empresa y minimizar las  pérdidas o costos. Es importante conocer muy bien el proceso y las variables más importantes que se deben controlar, una manera de hacerlo es usando prototipos de investigación. En el proceso de destilación se busca modelar un proceso de destilado común para la elaboración de pisco y/o vino. En este trabajo se presentará una alternativa de control  para el proceso de destilación, también se presentarán las variables más importantes y como se deben controlar para obtener el grado de alcohol deseado en el pisco, indicando la instrumentación a realizar.

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CAPITULO I: PROCEDIMIENTO

1. DES DESCRI CRIPCI PCION ON EL ELABO ABORAC RACION ION DEL DEL PIS PISCO: CO: 1.1.

GENERALIDADES:

La Norma Técnica Peruana, define al Pisco como: “el aguardiente obtenido excl exclus usiv ivam amen ente te por por dest destil ilac ació iónn de most mostos os fr fres esco coss de Uv Uvas as Pi Pisq sque uera ras, s, recienteme recie ntemente nte ferme fermentad ntados, os, utiliz utilizando ando méto métodos dos que mantenga mantengann el principio principio tradicional de calidad establecido en las zonas de producción reconocidas” reconocidas” (INDECOPI, 2006). Es una  bebida alcohólica de color transparente o ligeramente ambarino, con un contenido de alcohol entre 38° y 48°. Los tipos de Pisco son: 

Pisco Puro: Obtenido de una sola cepa pisquera (Quebranta, Negra Criolla, Mollar, Uvina o Jacquez, Italia, Moscatel, Torontel y Albilla).



Pisc isco Ac Acho hola lado do:: Obte btenid nido de la de dest stil ilaaci cióón de mos osto toss fr freesc scoos completamente fermentados, de la mezcla de distintas variedades de uvas  pisqueras, antes antes de la ferme fermentación ntación o posterior a la destilación.



Pi Pisc scoo most mostoo verd verde: e: Ob Obte teni nido do de most mostos os fresc frescos os de uv uvas as pi pisq sque uera rass incompletamente incompletame nte fermentados.

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2. PRO PROCE CEDMIE DMIENTO NTO PRO PRODUC DUCTIV TIVO: O: 2.1.

MATERIA PRIMA

La uva es la materia prima para la elaboración de Pisco, de acuerdo a estudios especializados realizados por el CITEvid (2004) se considera que la relación de  producción (rendimiento (rendimiento de materia prima) es de 6-7 kg de uva/ litro de Pisco en  promedio (en variedades más aromáticas este ratio aumenta hasta 10 kg uva /litro de Pisco); asimismo en el volumen de uva recolectada existen hojas, ra raqu quis is,, im impu pure reza zas, s, etc. etc.,, que que debe debenn se serr el elim imin inad ados os du dura rant ntee el pr proc oces esoo de  producción. El proceso productivo comienza con la vendimia, que se realiza una vez al año entre los meses de febrero y marzo. Éste es un proceso delicado, puesto que debe  pasar el menor tiempo posible desde la recolección de la uva hasta la vinificación. El transporte se debe realizar con la mayor rapidez posible y sin carg cargar ar de dema masi siad adoo los los cont conten ened edor ores es pa para ra ev evit itar ar as asíí el ca cale lent ntam amie ient ntoo y aplastamiento de la uva, que dan comienzo al proceso de fermentación antes de

tiempo. 2.2.

RECEPCIÓN Y CONTROL DE VENDIMIA:

La primera acción que se realiza de cada recepción r ecepción es el pesado y la toma de una muestra para la posterior certificación de su calidad, estado sanitario y riqueza en azúcares. Al llegar a la bodega se deben efectuar los análisis de calidad correspondiente correspondientess

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(grado Brix entre 23 y 25, pH y Acidez), precedente al pesaje en la balanza electrónica de control. Inmediatamente la uva es descargada en la mesa de selec sel ecció ción, n, don donde de es recogi recogida da y tra transp nsport ortada ada a la máqui máquina na de despa spalil lillad ladora ora..

2.3.

PREPARACIÓN DEL MOSTO

Todo el proceso comienza con la preparación del mosto. El mosto se entrega desde una máquina llamada Despalilladora. Esta máquina extrae los granos de uva del raspón y las separa de alguna u otras partículas vegetales que acompañan el racimo como lo son: Trozos de sarmiento, hojas, pedúnculos, etc. La máquina cuenta con un serpentín interior el cual, rota para poder realizar el despalillado de la uva, este se precipita hacia la parte inferior y es bombeado por  una bomba hacia el destilador.

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2.4.

DESTILACIÓN:

Una vez que el mosto ingresa al destilador se posiciona sobre una paila, esta empieza a calentarse mediante una hornilla industrial. El destilador cuenta con un enchaquetado que distribuye el calor uniformemente.

El beneficio de contar con una chaqueta es de no sobrecalentar el mosto, además que se evita quemar la paila, lo cual puede ocasionar sabores a “quemado” en el destilado final. Una vez que se enciende la hornilla, empezará a calentar la paila con mosto y a su vez el aceite en la chaqueta. Una vez sé que se llega al límite de la capacidad del destilador, la hornilla debe apagarse y la chaqueta debe distribuir el calor uniformemente. Ya con la temperatura elevada se empiezan a formar los gases del destilado, los cuales se acumulan en el Capitel, para luego pasar a través del Cuello de Cisne hacia el Enfriador. En el proceso de destilación es muy importante reconocer los dos principales gases producidos, los cuales son: Metanol y Etanol.

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2.4. 2.4.1. 1. ME META TANO NOL L (C (CH3 H3-O -OH) H):: Conocido también como alcohol metílico o alcohol de madera, tiene un  punto de ebullición de 64.7°C a 1 atm. A temperatura ambiente se presenta como un líquido ligero (de ambiente se presenta como un líquido ligero de  baja densidad), incoloro, inflamable y tóxico que se emplea como anticongelante, disolvente y combustible. anticongelante, En el caso de la destilación en el pisco, el metanol es un gas no deseable para el producto final debido a su toxicidad, la cual lo vuelve dañino para la salud. Es por ello por lo que a la separación del metanol se le llama “Corte de cabeza”. 2.4. 2.4.2. 2. ET ETAN ANOL OL (CH3 (CH3-C -CH2 H2-O -OH) H):: Conocido también como alcohol etílico, tiene un punto de ebullición de 78.4°C a 1 atm. Es el principal producto de las bebidas alcohólicas como el vino (15% aproximadamente), la cerveza (5%) o licores (hasta 50%). El etanol es el gas principal en el proceso de destilación, es por ello que debe concentrarse en un recipiente aparte, el cual se le llama “Cuerpo”. El grado de alcohol que se va a controlar depende de cuánto etanol se condense y almacene en el cuerpo. Al control del grado de alcohol en la destilación se le llama “Corte de cola”. 2.5.

ENFRIADOR, CUERPO, CABEZA Y COLA: Los gases que se acumulan en el Capitel pasan a través del Cuello de Cisne para llegar al enfriador, aquí se realiza el proceso de condensación del destilado. El enfriador cuenta con una entrada de agua por la parte inferior, y una salida por la

 parte superior, además dentro de él la tubería por la cual pasa el destilado es heli helico coid idal al,, de tal tal ma mane nera ra que que se pued puedaa ex extr trae aerr al máxi máximo mo la ca cant ntid idad ad de condensado. Se alim alimen enta ta con con agua agua el enfr enfria iado dorr pa para ra qu quee ex extr trai aiga ga ca calo lorr de lo loss ga gase sess  provenientes del destilador, estos gases se condensan y son separados mediante el control de “Corte de cabeza” y “Corte de cola”, en tres recipientes diferentes, los cuales son: Cabeza, Cuerpo y Cola. En la Cabeza se acumula el metanol toxi toxico co para para la salu salud, d, en el Cu Cuer erpo po se ac acum umul ulaa el de dest stil ilad adoo fi fina nall co conn la concentración concentrac ión deseada y en la Cola se acumula el destilado restante.

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De lo visto en esta breve descripción del proceso de destilación, se puede rescatar que las variables principales a considerar son: Temperatura del Capitel y Composición del Cuerpo. Además de estas dos variables, existen otras como:

Temperatura de chaqueta, Nivel de destilador, etc., que se tomaran en cuenta en el sistema de control que se presentara a continuación. 3. CONT CONTROL ROL E INSTRUMEN INSTRUMENTACIÓ TACIÓN N DEL PROCESO PROCESO DE DEST DESTILACI ILACIÓN: ÓN: Como bien se mencionó en el apartado anterior, los gases principales a controlar  son el Metanol y el Etanol, estos se controlan mediante diferentes variables a través del proceso. A continuación, se presentará el control propuesto para cada etapa del proceso. 3.1. CONTROL DEL DESTILADOR: En el destilador se realiza el ingreso del mosto, el nivel del mosto dentro del destilador se puede controlar por medio de un transmisor de nivel, el cual puede ser un transmisor de nivel por presión diferencial, de tal manera que, al llegar al

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nive nivell má máxi ximo mo,, tant tantoo la entr entrad adaa del del mo most stoo co como mo la en entr trad adaa de ga gass de debe benn detenerse.  El cierre del paso del mosto y del gas se puede regular por medio de válvulas neumáticas normalmente abiertas y el control por medio de un controlador de nivel.

Se debe supervisar también la temperatura del mosto, la temperatura del aceite y el estado del aceite. Para supervisar el estado del aceite, se coloca un visor en el cual se puede visualizar una muestra del aceite industrial usado.

La temperatura del mosto, como la del aceite sirve para supervisar el estado de la destil des tilaci ación, ón, y se puede puedenn me medir dir me media diante nte sen sensor sores es de temper temperatu atura ra con sus respec res pectiv tivos os ter termo mo poz pozos os (8) (8).. Ent Entre re los sen sensor sores es de temper temperatu atura ra se pueden pueden escoger los termopares de tipo J, los cuales miden desde 0°C hasta los 800°C de temperatura.

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En el cuello de cisne también se deben supervisar las temperaturas de: Salida del Destilador y Entrada al Enfriador. 3.2.

CONTROL DEL ENFRIADOR:

En esta parte de produce la condensación de los gases para obtener así el destilado deseado. Es conveniente controlar la temperatura de la salida del enfriador ya que este cumple un rol similar a un intercambiador de calor. Se mide la temperatura de salida del enfriador para controlar la entrada de agua al enfriador, de esta manera cualquier variación en temperatura puede ser regulada automáticamente con la cantidad de flujo de agua ingresante al enfriador. Para realizar este control, se puede usar un transmisor de temperatura, un control de temperatura y una válvula normalmente abierta. 

3.3.

CONTROL DE CORTE DE CABEZA Y CORTE DE COLA:

3.3.1. 3.3 .1. Con Contro troll de Cor Corte te ddee Ca Cabez bezaa La principal variable para controlar en este proceso es la temperatura del Capitel, ya que por ser más volátil el metanol se forma a menor temperatura que el etanol. Aproximadamente entre 70 y 75°C el metanol empieza a form formaars rsee, es ahí en donde nde el meta metannol se dep epoosi sita ta en el Cue Cuerp rpoo, aproximadamente hasta los 90°C el metanol se seguirá depositando en el cuerpo. Llegada la temperatura de los 90°C se empieza a formar etanol, en ese momento una válvula debe abrir el paso de destilado del Cuerpo a la Cabeza por aproximadamente aproximadamente 2 minutos (tiempo para que todo el metanol se  posicione en la Cabeza). Una vez pasado ese tiempo, tiempo, la válvula antes abierta debe cerrarse de tal modo que el etanol se deposite solamente en el Cuerpo. P á g i n a 13 | 18

 

Para controlar el Corte de Cabeza se puede usar un termo pozo con un termopar tipo J, y el control vendría dado por un PLC Siemens el cual compararía la temperatura del Capitel con la temperatura a la que se forma el metanol, y también a la que empieza a formarse etanol, el PLC enviaría una señal a la válvula para abrir y después volver a cerrar, es decir la válvula sería normalmente cerrada, con un rango de apertura de 70°C-90°C de temperatura del Capitel. Al cerrarse la válvula después del tiempo dado, debe activarse un motor que este unido a un impulsor que mezcla el destilado en el Cuerpo. 3.3.2. 3.3 .2. Con Contro troll de de C Cort ortee ddee C Cola ola En este caso la principal variable a controlar es la composición de un flujo, este control se realiza una vez realizado en Corte de Cabeza, es decir, una vez que el etanol empezó a formarse. Un flujo del cuerpo sería bombeado hacia el sensor de composición, o transductor de grados BRIX, el cual por  medio de una aproximación se regula para hallar una equivalencia entre grados BRIX y grados de alcohol. El transductor consiste en un refractómetro que relaciona la desviación de la luz en el líquido bombeado, y lo relaciona con la cantidad de composición de la muestra (grados BRIX). Una vez alcanzado el grado deseado de alcohol, el PLC debe enviar una señal hacia una válvula normalmente abierta, para que impida el flujo de la Cola al Cuerpo, de esta manera el destilado final se almacena solo en el Cuerpo y el restante en la Cola. Para finalizar se recomienda utilizar un sistema SCADA conectado al PLC,  para supervisar en tiempo real, las variables importantes en el proceso de destilación. 3.4.

LAZO DE CONTROL. A continuación, se muestra el lazo de control propuesto para este sistema de Destilador – Enfriador:

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.

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CAPITULO II: INSTRUMENTOS USADOS EN EL PROCESO DE ELAVORACION DEL PISCO

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CONCLUSIONES 

El proceso del Pisco peruano se divide en 6 grandes etapas: la recepción de uva, trituración de uvas, fermentación, destilación, preparación y posteriormente el embotellamiento.



Los instrumentos y las máquinas que se utilizan para la elaboración de Pisco  peruano deben estar en buenas condiciones para lograr un producto de alta calidad.

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BIBLIOGRAFIA   

 Ramirez, E. (s. f.). El Pisco. Teoria y tipos de destilacià3n. . Recuperado 25 de octubre de 2021, de http://www.alambiques.com/pisco.htm

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 Irina Díaz G. (2016). ELABORACIÓN DE PISCOS. Instituto de Investigaciones  Agropecuarias

(INIA)

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MINISTERIO

DE

AGRICULTUR.

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 M. (2021, 22 julio). Elaboración del pisco. Buenazo.pe. Recuperado 21 de octubre de 2021, de https://buenazo.pe/notas/2020/09/16/proceso-elaboracion pisco-157 

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 Marketing. (2021, 7 septiembre). Autor de la entrada: Marketing. Pisco Sotelo.  Recuperado 21 de octubre de 2021, de https://piscosotelo.com/como-es-el proceso-de-elaboracion-del-pisco/ 

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