Trabajo Diseño controlador biomasa

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Unformatted text preview: DISEÑO DE UN CONTROLADOR PID PARA LA PRODUCCIÓN DE BIOMASA EN UN BIORREACTOR OPERADO EN CONTINUO Angarita V. Mónica Juliana a Castrillón B. Juan Camilo b Restrepo F. Juan Manuel c a [email protected], b [email protected], c [email protected] Resumen: En este trabajo se presenta la deducción de un modelo semifísico de base fenomenológica para el cultivo de Saccharomyces cerevisiae en un biorreactor operado en continuo. Se expone en detalle la forma de obtención del modelo el cual es utilizado para el diseño de un controlador PID, seleccionado por su simplicidad, versatilidad y amplia utilización a nivel industrial. La sintonía del controlador se realizó por tanteo utilizando un simulador construido con el fin de comparar el comportamiento del sistema en lazo abierto y en lazo cerrado. Abstract: In this work the deduction of a phenomenological model for the production of Saccharomyces cerevisiae in a continuos bioreactor is presented. Also the way to found the model and its use for the design of a PID controller are detailed. The PID controller was chosen by its simplicity, versatility and its wide use in the industrial field. The controller tuning was made by trial and error, using a simulator developed to compare the behavior of the system in open and close loop. Palabras clave: Saccharomyces cerevisiae , controlador PID, sintonía de controladores, control automático de procesos. Keywords: Saccharomyces cerevisiae , PID controller, controller tuning, automatic process control. 1. INTRODUCCIÓN Los procesos biológicos son sistemas complejos cuyo modelamiento, simulación y optimización se dificulta por la fuerte interacción que existe entre las variables que los afectan, sin embargo, es posible emplear conocimiento básico de los procesos químicos para aproximarse a éste tipo de sistemas y desarrollar modelos que permitan predecir el comportamiento de determinadas variables de interés. Saccharomyces cerevisiae es un microorganismo comúnmente utilizado en diversos procesos industriales que abarcan desde el sector alimenticio hasta la producción de combustibles alternativos. Actualmente existen industrias dedicadas exclusivamente a la producción de biomasa no solo para suministrar inóculos requeridos en dichos procesos sino también para su utilización directa como en el caso de la panificación; en este tipo de empresas un objetivo de control importante es la concentración de biomasa a la salida de los fermentadores que utilizan para la producción. En este trabajo se presenta la deducción detallada de un modelo semifísico de base fenomenológica de parámetros concentrados para las dinámicas de concentración de biomasa, concentración de sustrato, nivel y temperatura en un biorreactor que opera en continuo para la obtención de biomasa....
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