Desarrollo de controladores lógico borrosos implementados en una plataforma scada para el manejo del proceso de fermentación alcohólica de vinos tintos

Resumen

Actualmente el seguimiento, control y registro de las variables de proceso de la fermentación alcohólica en las bodegas, sobre todo en aquéllas en las que el volumen de entrada de uva es importante, se convierte en una tarea ardua y laboriosa, ya que requiere la repetición de la medida de múltiples variables que intervienen en la fermentación, para posteriormente el enólogo decidir sobre la necesidad y cuantía de las actuaciones de refrigeración y remontado en cada uno de los depósitos con mosto-vino tinto. En la presente Tesis Doctoral se han estudiado diversos aspectos del control de la fermentación alcohólica en la elaboración de vino tinto joven, y entre ellos destacan la medida en línea de las variables de proceso, el desarrollo de controladores lógico borrosos para el control de la refrigeración y la maceración durante la fermentación alcohólica, y el diseño de un sistema de control supervisado y adquisición de datos (SCADA). Respecto a la medida de las variables para el seguimiento de la fermentación alcohólica, se han planteado y validado, por un lado, un espectrómetro que posibilita el seguimiento en línea de la intensidad colorante (IC), y, por otro lado, un flujómetro de Coriolis que permite la medida de la densidad. De este modo se puede conocer la evolución del mosto-vino y detectar exactamente el momento final de la fermentación, con lo que se evitan fermentaciones posteriores indeseables y se mejora la explotación de los recursos disponibles, reduciendo costes. El procedimiento de validación del espectrómetro consistió en estudiar la repetibilidad y la reproducibilidad de diferentes muestras, tanto en el visible como en el ultravioleta, pudiendo concluir que el empleo del espectrómetro es adecuado para el seguimiento de la IC pero no para la medida de los polifenoles totales. En cuanto al flujómetro de Coriolis se puede afirmar que su empleo para la medida en línea de la densidad es correcto ya que existe una buena correlación entre los valores de densidad on-line y off-line. Con el fin de profundizar en las posibilidades de utilización del control lógico borroso para el manejo de la fermentación alcohólica de vinos tintos se han desarrollado seis controladores para refrigeración y otros seis para el remontado. En este sentido, tanto para la refrigeración como para la maceración, se puede resumir que el empleo de los controladores lógico difusos condujo a la obtención de un vino de calidad aceptable, en la mayoría de los casos, donde, además, las variables, temperatura, densidad, IC e índice de polifenoles totales (IPT) evolucionaron según lo esperado en una fermentación alcohólica destinada a la producción de vinos tintos jóvenes. Por último se ha desarrollado una aplicación SCADA, que permite controlar y supervisar la fermentación alcohólica automáticamente desde la pantalla de un ordenador, con un interfaz amigable, apoyándose en una estructura de hardware y de comunicación. Además el sistema permite almacenar un histórico de datos del proceso en ficheros ASCII (American Standard Code for Information Interchange) y la gestión de una alarma cuando la temperatura supera el límite indicado por el operador.