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Modelado, simulación y control de la velocidad de transferencia de oxígeno en un biorreactor para la producción de alginato

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dc.contributor Farías Castro, Gonzalo Alberto
dc.contributor Vargas Oyarzún, Héctor Renato
dc.creator Oyarzo Pérez, Manuel Antonio
Fecha Ingreso dc.date.accessioned 2021-10-19T18:24:32Z
Fecha Disponible dc.date.available 2021-10-19T18:24:32Z
Fecha en Repositorio dc.date.issued 2021-10-19
Resumen dc.description <p>El siguiente trabajo consiste en un sistema de control para la velocidad de transferencia de ox&iacute;geno -VTO- en un proceso biol&oacute;gico mediante un controlador PI. El proceso biol&oacute;gico consta de un cultivo por lotes de la bacteria Azotobacter Vinelandii la cual es la encargada de producir alginato, el proceso es llevado a cabo en un biorreactor en presencia de una inyecci&oacute;n constante de ox&iacute;geno mediante una mezcla de gases. La finalidad del trabajo es generar el control sobre la VTO a lo largo del cultivo para posteriormente ser utilizado en trabajos que relacionan la influencia de la VTO sobre el tama&ntilde;o del alginato producido. El trabajo realizado en este proyecto consta de tres claras etapas. La primera etapa consiste en la investigaci&oacute;n y presentaci&oacute;n del marco te&oacute;rico del sistema, en la que se investig&oacute; todo lo relacionado con el bioproceso, crecimiento bacterial y transferencia de ox&iacute;geno con el prop&oacute;sito de comprender el funcionamiento del sistema y poseer una mejor preparaci&oacute;n para afrontar la soluci&oacute;n del problema. La segunda etapa del proyecto consisti&oacute; en la identificaci&oacute;n del sistema, en la cual mediante una se&ntilde;al PRBS -Pseudo Random Binary Sequence- se busc&oacute; estimar modelos del proceso para su posterior an&aacute;lisis y poder realizar la sintonizaci&oacute;n del controlador mediante simulaci&oacute;n. Finalmente se realizaron dos experiencias de control y se analizaron los resultados obtenidos</p>
Resumen dc.description <p>The next work consists in a control system for the Oxygen Transfer Rate -OTR- in a biological process through a PI controller. The biological process consists in a batch culture of Azotobacter Vinelandii which produces alginate, the process it is carried out in presence of a continuous injection of a gas mixture. The goal of this work is generating a control on the oxygen transfer rate -OTR- along the culture for later be used on work research about influences between OTR and the size of produced alginate. This project work consists in three clear steps. The first step consists in the investigation and presentation of the theoretical framework of the system, in which includes all the related research about the bioprocess, bacterial growth and oxygen transfer with the purpose of understand the functioning of the entire system for being well prepared to affront the solution of the problem. The second step of the project consist in the system identification, in which it was wanted a bunch of estimated models of the system for the purpose of his subsequent analysis and also for the controller tuning through simulation, all of this made by through a Pseudo Random Binary Sequence -PRBS- signal. Finally, they were made control experiments and the results were analyzed</p>
Resumen dc.description last modification
Resumen dc.description Licenciado en Ciencias de la Ingeniería Electrónica
Resumen dc.description Ingeniero Electrónicotítulo
Resumen dc.description INGENIERIA ELECTRONICA
Resumen dc.description <p>El siguiente trabajo consiste en un sistema de control para la velocidad de transferencia de ox&iacute;geno -VTO- en un proceso biol&oacute;gico mediante un controlador PI. El proceso biol&oacute;gico consta de un cultivo por lotes de la bacteria Azotobacter Vinelandii la cual es la encargada de producir alginato, el proceso es llevado a cabo en un biorreactor en presencia de una inyecci&oacute;n constante de ox&iacute;geno mediante una mezcla de gases. La finalidad del trabajo es generar el control sobre la VTO a lo largo del cultivo para posteriormente ser utilizado en trabajos que relacionan la influencia de la VTO sobre el tama&ntilde;o del alginato producido. El trabajo realizado en este proyecto consta de tres claras etapas. La primera etapa consiste en la investigaci&oacute;n y presentaci&oacute;n del marco te&oacute;rico del sistema, en la que se investig&oacute; todo lo relacionado con el bioproceso, crecimiento bacterial y transferencia de ox&iacute;geno con el prop&oacute;sito de comprender el funcionamiento del sistema y poseer una mejor preparaci&oacute;n para afrontar la soluci&oacute;n del problema. La segunda etapa del proyecto consisti&oacute; en la identificaci&oacute;n del sistema, en la cual mediante una se&ntilde;al PRBS -Pseudo Random Binary Sequence- se busc&oacute; estimar modelos del proceso para su posterior an&aacute;lisis y poder realizar la sintonizaci&oacute;n del controlador mediante simulaci&oacute;n. Finalmente se realizaron dos experiencias de control y se analizaron los resultados obtenidos</p>
Resumen dc.description <p>The next work consists in a control system for the Oxygen Transfer Rate -OTR- in a biological process through a PI controller. The biological process consists in a batch culture of Azotobacter Vinelandii which produces alginate, the process it is carried out in presence of a continuous injection of a gas mixture. The goal of this work is generating a control on the oxygen transfer rate -OTR- along the culture for later be used on work research about influences between OTR and the size of produced alginate. This project work consists in three clear steps. The first step consists in the investigation and presentation of the theoretical framework of the system, in which includes all the related research about the bioprocess, bacterial growth and oxygen transfer with the purpose of understand the functioning of the entire system for being well prepared to affront the solution of the problem. The second step of the project consist in the system identification, in which it was wanted a bunch of estimated models of the system for the purpose of his subsequent analysis and also for the controller tuning through simulation, all of this made by through a Pseudo Random Binary Sequence -PRBS- signal. Finally, they were made control experiments and the results were analyzed</p>
Formato dc.format PDF
Lenguaje dc.language spa
dc.rights autorizado
dc.source http://opac.pucv.cl/pucv_txt/txt-6000/UCC6139_01.pdf
Materia dc.subject BIORREACTORES
Materia dc.subject BIOPROCESOS
Materia dc.subject FERMENTACION
Title dc.title Modelado, simulación y control de la velocidad de transferencia de oxígeno en un biorreactor para la producción de alginato
Tipo dc.type texto


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