3.15 IL CONTROLLO DI PROCESSO NELLA DISTILLAZIONE Il sistema di controllo in una colonna di distillazione deve essere in grado di assicurare un funzionamento stabile sotto gli eventuali disturbi che possono verificarsi. In relazione alle varie tecniche di distillazione attuabili esistono diversi possibili schemi di controllo. In ogni caso è necessario individuare, tra le variabili che interessano il sistema, un gruppo di variabili indipendenti, o di input, alle cui perturbazioni corrispondono le variazioni delle altre variabili, o variabili di output. Ad esempio, nella distillazione di rettifica possono essere individuate come le seguenti: variabili indipendenti la portata dell’alimentazione; la qualità dell’alimentazione, intesa come composizione ed entalpia; la portata di vapore al ribollitore, mentre si assume che la temperatura del vapore saturo si mantenga costante; la portata di acqua al condensatore; il rapporto di riflusso. Di conseguenza, le da queste sono: variabili dipendenti la portata di distillato; la composizione del distillato; la portata del residuo; la composizione del residuo; la pressione della colonna. Alla variazione di ognuna delle grandezze di input può corrispondere una variazione più o meno diretta delle grandezze di output. Molto spesso accade che una delle variabili di output assuma una importanza maggiore delle altre e di conseguenza rappresenti un obiettivo primario che il sistema di controllo deve raggiungere. Così, ad esempio, può essere impostato il controllo in maniera da assicurare una certa composizione del distillato, piuttosto che una data composizione del residuo. Con questa ipotesi è necessario disporre di un controllo in feedback che consenta di mantenere costante la composizione di testa. Come è noto il controllo di una variabile prevede la misura della stessa, per cui è necessario misurare in maniera diretta o indiretta la composizione del distillato. Nel caso di distillazione di miscele binarie ciò è possibile riferendosi alla temperatura che, in condizioni di pressione controllata, dipende direttamente dalla composizione della miscela in ebollizione. Sistema di controllo: variabili indipendenti e dipendenti Quindi è possibile mantenere la composizione del distillato al valore desiderato controllando la temperatura della testa della colonna ed usando la portata di riflusso come variabile manipolata. Infatti, all’aumentare del riflusso si ha un abbassamento della temperatura in testa a cui corrisponde una composizione dei vapori più ricca nel componente più volatile. Per potere utilizzare il riflusso come variabile operativa è necessario disporre di una riserva, contenuta nell’accumulatore di testa. D’altra parte la portata di distillato deve uscire dal sistema sotto controllo del livello dell’accumulatore, per evitare lo svuotamento di questo e il disinnesco della pompa di riciclo. Controllo della temperatura