Trabajo con el Samovar en modo de rectificación

Esta página describe el ciclo de trabajo completo del Samovar en el modo “Rectification” (Rectificación): desde el encendido y el calentamiento de la columna hasta la extracción de cabezas, corazón y colas y el final automático del programa. La descripción es válida para el firmware 7.00.

Lógica general del modo

En el modo de rectificación el Samovar separa las flemas (aguardiente bruto) en tres fracciones: cabezas, corazón y colas. El controlador calienta la caldera mediante un relé SSR, estabiliza la columna con un regulador PID y, siguiendo el programa establecido, conmuta los recipientes de recogida y controla la bomba peristáltica. La temperatura la vigilan cinco sensores DS18B20: vapor, tramo de columna, agua de refrigeración, caldera y TCA (tubo de comunicación con la atmósfera). Todo el proceso se visualiza en la interfaz web, en las aplicaciones móviles para Android e iOS y en el sitio web samovar-tool.ru.

La decisión de iniciar la extracción la toma el operador. Una vez elegido el modo y aplicada la alimentación, el Samovar pasa al estado “Off” (Apagado), espera una orden y solo lee los sensores. Para iniciar el proceso, el operador pulsa “Power on” (Encender): el controlador conecta el calentamiento y empieza a calentar la columna.

El estado “Off” y la puesta en marcha

Al elegir el modo “Rectification”, o tras un reinicio, el controlador permanece en el estado “Off”: se muestran las lecturas de los sensores, pero el calentamiento y las bombas están apagados. Desde este estado son posibles dos transiciones:

• “Power on”: el controlador conecta el calentamiento en el modo de calentamiento de la columna.
• “Pump calibration” (Calibración de la bomba): un modo de servicio independiente para medir el caudal de la bomba peristáltica.

Calentamiento de la columna

Tras pulsar “Power on”, el controlador pasa al estado “Warm-up” (Calentamiento) (estado 50, SAMOVAR_STATUS_RECT_ACCEL). En este estado el regulador de potencia trabaja en modo de calentamiento. Si en su compilación está activado el regulador de potencia por UART (la bandera SAMOVAR_USE_POWER en Samovar_ini.h), el relé n.º 4 puede conectar una resistencia calefactora de calentamiento, que se apaga cuando la temperatura de la caldera se acerca al umbral de apertura de la válvula de agua. El relé de la resistencia de calentamiento debe estar dimensionado al menos un 20 % por encima de la potencia de la resistencia. Si se usa un módulo de cuatro relés, la resistencia de calentamiento puede conectarse a través del relé n.º 4, que controla un contactor u otro relé de la potencia necesaria.

Cuando la temperatura de la caldera alcanza 77 °C (la constante OPEN_VALVE_TANK_TEMP en Samovar_ini.h), el Samovar abre la válvula del agua de refrigeración (relé n.º 3, RELE_CHANNEL3), envía una notificación a la aplicación móvil y al sitio web samovar-tool.ru y muestra en la pantalla principal un mensaje sobre el suministro de agua de refrigeración.

Estabilización de la columna

Cuando la temperatura del vapor supera los 39 °C (la constante CHANGE_POWER_MODE_STEAM_TEMP en Samovar_ini.h), el controlador sale del modo de calentamiento y pasa al modo de estabilización (estado 51, SAMOVAR_STATUS_RECT_STABILIZING). Se envía una notificación al respecto a la aplicación y al sitio web.

En el modo de estabilización el Samovar espera hasta que las fluctuaciones de la temperatura del vapor se mantengan por debajo de 0,1 °C durante 6 minutos (se cuentan por el número de lecturas del sensor, véase alarm.h:463). Después el controlador pasa al estado “Stabilization complete” (Estabilización completada) (estado 52, SAMOVAR_STATUS_RECT_STABLE), suena un pitido corto y llega una notificación. Si en los ajustes están activados el parámetro COLUMN_WETTING y wetting_autostart, la extracción de cabezas puede empezar automáticamente; para ello el sketch tiene una opción de inicio automático de las cabezas tras la estabilización.

El estado “Stabilization complete” es el punto en el que el operador decide si inicia el programa de extracción. Para comenzar la extracción, pulse “Start take-off” (Iniciar extracción) en la interfaz web o en la aplicación móvil. Tras pulsarlo, la bomba arranca a la velocidad indicada en la primera línea del programa.

Programa de extracción: estructura de las líneas

El programa de extracción es una secuencia de líneas en el campo de texto de la página “Program” (Programa). Cada línea describe una fase de la extracción: cabezas, corazón, colas, una pausa, acciones auxiliares. Una línea consta de 5 campos separados por “;”:

1. Tipo de línea: H (cabezas), B (corazón), C (colas), T (pausa), P (pausa del programa), L (etapa Lua).
2. Volumen de extracción en mililitros (para las líneas H/B/C) o duración en segundos (para las pausas).
3. Velocidad de extracción en litros por hora (de 0,001 a 5 L/h).
4. Número del recipiente de recogida (un número entero de 1 a 4).
5. Temperatura de extracción en °C. Para cabezas y colas se usa la temperatura del corazón detectada automáticamente; para el corazón, la fijada al comienzo de la primera línea de corazón (véase más abajo). Un valor de 0 significa que se detecta automáticamente.
6. Tensión de la resistencia calefactora, V (opcional).

Ejemplo de una línea de cabezas: H;200;0.05;1;0;0: extraer 200 ml de cabezas a 0,05 L/h en el recipiente n.º 1. Ejemplo de una línea de corazón: B;1500;1.5;2;0;0: extraer 1500 ml de corazón a 1,5 L/h en el recipiente n.º 2.

Extracción de cabezas

Tras iniciar el programa, el controlador empieza por la primera línea de cabezas. La bomba funciona a la velocidad indicada en la línea y el controlador conmuta los recipientes según los números fijados en las líneas. Cuando se ha recogido el volumen de la primera línea de cabezas, el controlador pasa a la siguiente línea del programa.

Mientras se ejecuta cualquier línea, el operador puede ajustar la velocidad de extracción en cualquier momento: introduzca un nuevo valor en litros por hora en la pestaña “Advanced” (Avanzado) y pulse “Set” (Establecer). La velocidad mínima es de 0,001 L/h y la máxima, de 5 L/h.

Extracción del corazón y fijación de la temperatura

Cuando comienza la primera línea de corazón, el controlador memoriza las temperaturas actuales del vapor y del tramo de columna. Estas temperaturas pasan a ser la referencia para toda la extracción del corazón. Puede ajustarlas en cualquier momento mientras se ejecuta una línea de corazón pulsando “Set hearts take-off T” (Fijar T de extracción del corazón) en la pestaña “Advanced”. El controlador sobrescribirá las temperaturas memorizadas con las lecturas actuales de los sensores.

Si la opción “Use pressure correction” (Usar corrección por presión) (UsePreccureCorrect en Samovar.h) está activada, el controlador recalcula las temperaturas memorizadas de extracción del corazón cuando cambia la presión atmosférica (con el sensor BMP180/BMP280/BME280, si está instalado): cuando la presión baja las reduce y cuando sube las aumenta, siguiendo la dependencia del punto de ebullición del alcohol respecto a la presión.

Las líneas de corazón se ejecutan hasta que se ha recogido el volumen fijado en el programa. Si durante la extracción las temperaturas del vapor y del tramo de columna se salen de los límites indicados en los ajustes, el controlador pausa la extracción. Si la opción “Use pump speed correction” (Usar corrección de la velocidad de la bomba) (useautospeed en Samovar.h) está activada, junto con la pausa el controlador reduce la velocidad de extracción en el porcentaje indicado en los ajustes.

Detector de impurezas

La versión 7.00 tiene un detector de impurezas integrado que vigila la estabilidad de la temperatura del vapor y del reflujo durante la extracción del corazón. Si las fluctuaciones de temperatura superan el umbral fijado para la etapa de extracción actual, el detector detiene la extracción hasta que se restablece la estabilidad. Esto protege contra el paso de fracciones de colas al corazón. Los parámetros del detector están en el archivo impurity_detector.h.

Extracción de colas

Cuando termina la última línea de corazón, el controlador pasa a las líneas de colas, si las hay en el programa. La velocidad y el recipiente para las colas se fijan en el programa. Cuando termina la última línea de colas, el controlador pasa al modo de espera: la bomba se detiene y el regulador de potencia sigue funcionando con la tensión usada en la última línea de colas. En la pantalla principal y en las notificaciones aparece un mensaje sobre el final del programa.

Tras terminar el programa se activa el modo de “autorreflujo”: la bomba está parada y el calentamiento continúa. De forma predeterminada este modo dura 30 minutos (la constante PROGRAM_DONE_AUTO_POWEROFF_MIN en Samovar_ini.h). Durante este tiempo el operador puede decidir apagar la columna o continuar la extracción con otro programa (por ejemplo, para recoger ácidos grasos si la materia prima era grano). Si el operador no interviene pasados 30 minutos, el controlador apaga el calentamiento automáticamente. Un valor de 0 en el ajuste desactiva la espera: la potencia se retira justo después de terminar el programa.

Control durante la extracción

Mientras se ejecuta el programa, el operador puede en cualquier momento:

• Pulsar de nuevo “Start take-off”: el controlador pasa a la siguiente línea del programa.
• Pulsar “Pause” (Pausa): la bomba se detiene y el calentamiento continúa.
• Pulsar “Resume take-off” (Reanudar extracción): el programa continúa desde el mismo punto.
• Cambiar la velocidad de extracción en la pestaña “Advanced”: la nueva velocidad se aplica de inmediato.
• Ajustar la temperatura de extracción del corazón en la pestaña “Advanced”: las temperaturas memorizadas se sobrescribirán con las lecturas actuales de los sensores.

Parada de emergencia

El controlador apaga el calentamiento y pone el proceso en modo “Alarm” (Alarma) cuando la temperatura de la caldera supera el umbral de alarma (100 °C de forma predeterminada), cuando se pierde la conexión con el sensor de la caldera o del vapor, y cuando se activa el detector de paso de impurezas. El mensaje de alarma se envía a la aplicación móvil y al sitio web samovar-tool.ru, y se muestra en la pantalla principal y en el registro. Una vez eliminada la causa, el operador vuelve a iniciar el proceso.

Dónde consultar los parámetros

• Temperatura de apertura de la válvula de agua: OPEN_VALVE_TANK_TEMP en Samovar_ini.h.
• Temperatura de cambio del calentamiento al modo de trabajo: CHANGE_POWER_MODE_STEAM_TEMP en Samovar_ini.h.
• Espera de “autorreflujo” tras terminar el programa: PROGRAM_DONE_AUTO_POWEROFF_MIN en Samovar_ini.h.
• Activación del regulador de potencia por UART y de la resistencia calefactora de calentamiento: la bandera SAMOVAR_USE_POWER en Samovar_ini.h.
• Pines de la válvula de agua y de la resistencia de calentamiento: RELE_CHANNEL3 y RELE_CHANNEL4 en Samovar_pin.h.
• Estados de rectificación: SAMOVAR_STATUS_RECT_* en Samovar.h.
• Análisis del programa: rect_program_parse_spec() en program_io.h.
• Detector de impurezas: impurity_detector.h.
• Estabilización de la columna: alarm.h, el manejador de SAMOVAR_STATUS_RECT_STABILIZING.