Modelamiento dinámico, diseño y control de un bioreactor para la producción de alcohol etílico

Abstract

En esta investigación se estudio el proceso de producción de etanol a través de modelos y relaciones basadas en la interacción microorganismo-sustrato bajo ciertas condiciones de operación obtenidas experimentalmente en investigaciones previas de otros autores. Se desarrolló y simuló un modelo dinámico teórico de un bioreactor de fermentación alcohólica de operación continua incluyendo los efectos de temperatura y pH, el sustrato utilizado para la operación del bioreactor fue glucosa y la bacteria seleccionando para transformar el sustrato a etanol fue la Zymomonas mobilis, a partir de la simulación se planteó una optimización de las variables significativas del proceso con el fin de obtener los valores de las condiciones idóneas de operación. Se diseño e implemento una estrategia de control adaptativo capaz de compensar no-linealidades debido a cambios dinámicos en la región de operación del proceso biotecnológico. El controlador implementado se baso en un controlador DMC (Dynamic Matrix Control) cuya matriz dinámica es variable de acuerdo a la supervisión realizada por un controlador FLC (Fuzzy Logic Control).