Estrategia de control para la concentración de oxígeno disuelto en un biorreactor

Abstract

El trabajo de grado presenta dos estrategias de control multivariable para la regulación de la concentración de oxígeno disuelto en un biorreactor agitado a escala de laboratorio. Los controladores manipulan el flujo de aire y la velocidad de agitación en el reactor. Partiendo de un modelo mecanicista que relaciona las variables manipuladas y el coeficiente de transferencia de oxígeno, se obtienen modelos locales linealizados del proceso. Luego, se diseña un controlador de rango medio y un control NMPC para ampliar los rangos de operación de las variables de control para hacer el sistema más estable frente al consumo de microorganismos. Mediante simulaciones se selecciona la estrategia con mejores ventajas en el proceso para implementarla en un biorreactor real. Los resultados muestran que la estrategia puede regular la concentración de oxígeno en una amplia gama de condiciones operativas.