In this work, a model for cachaça distillation in potstill is described in detail. Potstill heating rate and column cooling rate, which are directly related to manipulated variables, they were used to set the simulation process conditions. A model to describe these variables over time was also developed and its parameters were estimated from experimental data through multi-objective optimization. Predictive Thermodynamic models coupled with cubic equation of state were used to calculate fluid properties in the pot still. Numerical methods were set to solve model equations simultaneously for all components with a reduced time, less than 20 seconds for a complete batch with 11 diferent compounds. Analytical results of two lab scale experiments are compared with the simulated data. Among the studied compounds, the simulated data fitted the experimental results for ethanol, isoamyl alcohol, isobutyl alcohol, n-butanol, propanol, ethyl acetate and acetaldehyde. Methanol exhibited a strong deviation from the predicted behavior along the distillation proceess.
Neste trabalho desenvolve-se de forma detalhada um modelo multicomponente para a simulação da destilação de cachaça em alambique, descrito em função das variáveis de controle de processo: taxa de aquecimento do alambique e taxa de resfriamento da coluna, relacionadas diretamente com variáveis manipuladas, sob as quais se tem um controle operacional efetivo. Também são desenvolvidos modelos para a descrição destas duas taxas em função do tempo com parâmetros estimados a partir de dados experimentais por meio de otimização multiobjetivo. Modelos termodinâmicos com caráter preditivo foram utilizados para o cálculo das propriedades dos fluidos no interior do alambique. Foram selecionados métodos numéricos que permitissem a resolução das equações do modelo proposto para todos os componentes de forma simultânea e com um tempo de processamento reduzido. Resultados analíticos de dois experimentos em escala de bancada são apresentados em comparação com os dados da simulação. Dentre os compostos analisados experimentalmente, o etanol, álcool isoamílico, álcool isobutílico, n-butanol, propanol, acetato de etila e o acetaldeído apresentaram uma boa concordância com os valores obtidos na simulação, enquanto o metanol apresentou uma forte discrepância em relação à predição do modelo.
