Gestión de Componentes y Propiedades en Bases de Datos para Simulación de Procesos (SuperPro Designer)

Ingreso de Componentes a la Base de Datos

Una de las grandes desventajas que poseen algunos simuladores son sus bases de datos. Lo anterior se debe a que no es posible tener una base de datos que contenga todos los elementos que se ocupan durante el desarrollo de una simulación. Será tarea recurrente, entonces, agregar las especies faltantes en la biblioteca de la base de datos para poder así realizar la simulación. Para agregar un nuevo componente a la biblioteca de SuperPro Designer, se debe ir a Databanks del menú de opciones.

Es posible incluir el compuesto en cuatro áreas: en la biblioteca de compuestos puros, de mezcla, en materiales de construcción y dentro de los compuestos para la transferencia de calor. Una vez realizado esto, se tiene acceso a los componentes de la base de datos. Para agregar uno nuevo, se debe hacer clic en el botón New, teniendo acceso a la ventana New Component Definition.

Este cuadro se completa con la información única del componente. Es posible iniciar todos los valores de las propiedades termodinámicas del componente desde cero, para lo cual se debe marcar Initialize to Zero en Default Property Values, o también determinar un componente de referencia, cuyas propiedades termodinámicas se copiarán al nuevo compuesto. Una vez completo el cuadro, presione OK, quedando el componente guardado en la base de datos del programa de manera global.

Modificación de Propiedades Termodinámicas de los Componentes

Una vez ingresado el componente a la base de datos del programa, se deben actualizar sus propiedades termodinámicas. También se pueden modificar las propiedades medioambientales o agregar una propiedad no existente que sea necesaria para la operación unitaria a simular. Para modificar las propiedades, se debe primero abrir la base de datos del tipo de compuesto, posteriormente marcar el componente a modificar y, finalmente, accionar el icono de propiedades básicas (Basic Props) o de propiedades medioambientales (Env. Props).

Una vez realizado lo anterior, se accede al cuadro de propiedades básicas de los componentes (Basic Component Properties), donde se encuentran los valores de densidad, capacidades caloríficas, presión de vapor, fórmula, peso molecular, propiedades críticas y valores económicos del componente elegido. Este paso es de real importancia para una correcta simulación, y conviene siempre revisar las propiedades que están presentes en la base de datos para cada uno de los componentes. También resulta necesario revisar las propiedades o actualizarlas si es necesario.

Propiedades Necesarias en Cada Operación Unitaria

Para un correcto funcionamiento de cada uno de los equipos presentes en la simulación, es necesario aportarle las propiedades que necesita para realizar los cálculos respectivos. Con ello, no es necesario tener todas las propiedades, sino que solo basta con tener las necesarias, evitando así una pérdida de tiempo. Las propiedades necesarias en cada operación unitaria son las siguientes:

Propiedades y Observaciones:

• Peso molecular: Requerido en destilación, evaporación flash, condensación, absorción/stripping, precipitación electrostática y todas las reacciones químicas. También se utiliza en los flujos molares que son desplegados sobre las corrientes o diálogos y en el reporte de corrientes.
• Biomasa (Booleano): Un simple verdadero o falso que identifica los componentes que pueden ser tratados como biomasa. Usado en la designación de los componentes de biomasa primaria y en todos los reactores biológicos y medioambientales.
• Tamaño de partícula (micrón): Usado en filtros y centrífugas.
• Densidad (kg/m³): Usada para la conversión entre flujos másicos y volumétricos y para el cálculo de la concentración de las especies en las corrientes. La densidad se aplica a cualquiera de las fases (sólida o líquida).
• Capacidad calorífica del líquido (J/gmol·K): Usada en balances de energía.
• Capacidad calorífica del vapor (J/gmol·K): Usada para balances de energía. Se estima por fórmula si no se proporciona.
• Punto de ebullición normal (K): Requerido en destilación, evaporación flash, condensación. Se usa para determinar la fase de un componente (gas vs. líquido/sólido). Con ella, el programa decide el uso de la correlación para la densidad aplicable (fase líquida o sólida).