State observer design for biomass and ethanol estimation in bioreactors using cybernetic models

• Pablo De Villeros ^[1] ; Héctor Botero ^[1] ; Hernán Alvarez ^[1]
  1. [1] Universidad Nacional de Colombia

     Universidad Nacional de Colombia

     Colombia

     
• Localización: DYNA: revista de la Facultad de Minas. Universidad Nacional de Colombia. Sede Medellín, ISSN 0012-7353, Vol. 83, Nº. 198, 2016, págs. 119-127
• Idioma: inglés
• Títulos paralelos:
  • Diseño de un observador de estado para estimación de biomasa y etanol en biorreactores a partir de modelos cibernéticos
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• Resumen
  • español

    En los últimos años, el modelado del crecimiento microbiano en múltiples sustratos ha recibido especial atención. Sin embargo, no hay evidencia en la literatura acerca de la aplicación de observadores de estado en sistemas de crecimiento microbiano descritos por modelos cibernéticos. Este trabajo se enfoca en el diseño de un observador asintótico aplicable a la estimación de biomasa y etanol en una fermentación con dos sustratos y en condiciones anóxicas, bajo una perspectiva cibernética. Los resultados de simulación del observador propuesto muestran un buen desempeño en régimen continuo, semicontinuo y por lotes.

  • English

    Over recent years, the problem of multi-substrate microbial-growth modeling has received more and more attention. However, there is no evidence in the literature referring to state observer design that is applied to microbial growth described by cybernetic models. This paper focuses on the design of an asymptotic observer applicable to the estimation of biomass and ethanol in a two-substrate anoxic-fermentation process described by cybernetic modeling. Simulation results for the proposed observer show good performance for continuous, fed-batch and batch regimes.