Control adaptativo de la producción de CO durante la fermentación de la leche en un biorreactor por lotes
Autores: Ritonja, Joef
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2021
Acceso abierto
Artículo científico
2021
Control adaptativo de la producción de CO durante la fermentación de la leche en un biorreactor por lotes
Categoría
Matemáticas
Subcategoría
Matemáticas generales
Palabras clave
Característica
Biorreactores por lotes
Proceso de fermentación
Sistema de control
Temperatura
Producción
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 33
Citaciones: Sin citaciones
La característica básica de los biorreactores por lotes es su incapacidad para el flujo o reflujo de sustancias durante el proceso de fermentación. Esto se traduce en una construcción y mantenimiento sencillos, lo cual es una ventaja significativa de los biorreactores por lotes. Desafortunadamente, esta característica también resulta en la incapacidad de los actuales biorreactores por lotes industriales y de laboratorio para controlar la producción de fermentación durante la duración del proceso. En algunos estudios recientes, se demostró que cambiar la temperatura podría influir en la ejecución del proceso de fermentación. El documento presentado muestra que este fenómeno podría ser utilizado para desarrollar un sistema de control en bucle cerrado para el control de la producción de fermentación en biorreactores por lotes. En primer lugar, basándose en trabajo teórico, experimentos y métodos numéricos, se determinó la estructura adecuada del modelo matemático y se identificaron los parámetros. A continuación, se propuso la estructura del sistema de control en bucle cerrado para el biorreactor por lotes, y se desarrolló un sistema de control lineal y adaptativo basado en esta estructura y en el modelo derivado e identificado. Tanto el modelado como el diseño del sistema de control adaptativo son nuevos y representan contribuciones originales. Como era de esperar, debido a la no linealidad de la planta controlada, el control adaptativo representa un enfoque más exitoso. Los resultados de la simulación y los experimentos se utilizaron para confirmar la aplicabilidad de la solución propuesta.
Descripción
La característica básica de los biorreactores por lotes es su incapacidad para el flujo o reflujo de sustancias durante el proceso de fermentación. Esto se traduce en una construcción y mantenimiento sencillos, lo cual es una ventaja significativa de los biorreactores por lotes. Desafortunadamente, esta característica también resulta en la incapacidad de los actuales biorreactores por lotes industriales y de laboratorio para controlar la producción de fermentación durante la duración del proceso. En algunos estudios recientes, se demostró que cambiar la temperatura podría influir en la ejecución del proceso de fermentación. El documento presentado muestra que este fenómeno podría ser utilizado para desarrollar un sistema de control en bucle cerrado para el control de la producción de fermentación en biorreactores por lotes. En primer lugar, basándose en trabajo teórico, experimentos y métodos numéricos, se determinó la estructura adecuada del modelo matemático y se identificaron los parámetros. A continuación, se propuso la estructura del sistema de control en bucle cerrado para el biorreactor por lotes, y se desarrolló un sistema de control lineal y adaptativo basado en esta estructura y en el modelo derivado e identificado. Tanto el modelado como el diseño del sistema de control adaptativo son nuevos y representan contribuciones originales. Como era de esperar, debido a la no linealidad de la planta controlada, el control adaptativo representa un enfoque más exitoso. Los resultados de la simulación y los experimentos se utilizaron para confirmar la aplicabilidad de la solución propuesta.