Resumen de Control difuso del oxígeno disuelto, pH y temperatura de un biorreactor columna de burbujas en la producción de biomasa de Candida utilis

Hubert Arteaga Miñano, Víctor Vásquez Villalobos

• español

  Se implementó un sistema de control automático por lógica difusa de oxígeno disuelto (OD), pH y temperatura en un biorreactor columna de burbujas (BCB), para la producción de biomasa de Candida utilis CECT 10704. Su desempeño se comparó con el control proporcional clásico. Para el control se diseñó, construyó y programó una tarjeta de adquisición de datos, utilizando el software Eagle 4.14 para el diseño y Microcode Studio Plus 3.0 para la programación. Se elaboró un programa en Visual Basic 6.0, que enlazó con MatLab 7.0 para el control difuso; utilizando la inferencia Mandani, funciones de membresia de entrada y salida trapezoidal y triangular; 4 reglas para el OD, 3 para el pH y 3 para la temperatura; con conector tipo and y para desdifusificar el método del centroide. La evaluación de la producción de biomasa se realizó mediante la determinación de peso seco y cinética de crecimiento con el modelo de Gompertz. El control difuso del OD, pH y temperatura, mostró superioridad al control proporcional; caracterizado por un control muy cercano al set point y una menor desviación estándar. El control difuso del OD en 6 ppm, pH de 6 y 30°C, permitió tener el mayor peso seco de 7.65±0.02 g/L; así como el mayor crecimiento máximo de 1.51±0.2, la menor fase de adaptación de 0.27±0.01 h y la mayor velocidad específica de crecimiento de 0.7±0.01 h-1 de Candida utilis.

• English

  An automatic control system by dissolved oxygen (DO) fuzzy logic, pH and temperature in a bubble column bioreactor (BCB) for Candida utilis CECT 10704 biomass production was implemented. Their performance was compared with the classical proportional control. A data acquisition card for the control was designed, built and programmed, using the 4.14 Eagle software for the design and the 3.0 Microcode Studio Plus for programming. A program in 6.0 Visual Basic, which linked up with 7.0 MatLab for fuzzy control was developed; using Mandani inference, membership functions of input and output trapezoidal and triangular; 4 rules for the DO, 3 for pH and 3 for temperature, with connector and type and for defuzzifying the centroid method. Evaluation of biomass production was performed by determining dry weight and growth kinetics with the Gompertz model.The fuzzy control performance of DO, pH and temperature showed superiority in proportional control, characterized by a very close control to set point and a low standard deviation. DO Fuzzy control at 6 ppm, pH of 6 and 30°C, allowed to have the greatest dry weight of 7.65±0.02 g/L and the highest maximum growth of 1.51±0.2, the lowest adaptation phase of 0.27±0.01 h and the greatest specific speed of Candida utilis growth rate of 0.7±0.01 h-1.