Bioreactor

Revista Mexicana de Ingeniería Química
Universidad Autónoma Metropolitana - Iztapalapa
amidiq@xanum.uam.mx

ISSN (Versión impresa): 1665-2738
MÉXICO

2006
R. Aguilar López / G. Soto Cortés / M. I. Neria González
MONITOREO EN LÍNEA DE UN BIOREACTOR CONTINUO EMPLEANDO
OBSERVADORES DE MODO DESLIZANTE
Revista Mexicana de Ingeniería Química, noviembre, año/vol. 5, número Su1
UniversidadAutónoma Metropolitana - Iztapalapa
Distrito Federal, México
pp. 1-4

Red de Revistas Científicas de América Latina y el Caribe, España y Portugal
Universidad Autónoma del Estado de México
http://redalyc.uaemex.mx

REVISTA MEXICANA DE INGENIERÍA QUÍMICA Vol. 5, Supl. 1 (2006) 1-4

AMIDIQ

MONITOREO EN LINEA DE UN BIOREACTOR CONTINUO EMPLEANDO
OBSERVADORES DE MODO DESLIZANTE
ON-LINEMONITORING OF A CONTINUOUS BIOREACTOR USING SLIDINGMODE OBSERVERS
R. Aguilar-López1*, G. Soto-Cortés1 y M.I. Neria-González2
1

Departamento de Energía. Universidad Autónoma Metropolitana – Azcapotzalco
Av. San Pablo No. 180, Reynosa-Tamaulipas, Azcapotzalco, C.P. 02200, D.F. México.
2
Departamento de Microbiología. Escuela Nacional de Ciencias Biológicas.
Recibido 4 de Junio 2005; Aceptado4 de Diciembre 2005
Resumen
El presente trabajo estudia el problema de la estimación en línea de la tasa de consumo de sustrato (considerada
como una incertidumbre no modelada), concentración de sustrato y biomasa en un reactor biológico en operación
continua, empleando un reconstructor de incertidumbres basado en un observador de tipo modo deslizante. La
metodología propuesta consiste en unalgoritmo computacional que emplea mediciones de la concentración de
sustrato contaminadas por ruido blanco; bajo el marco de conceptos de álgebra diferencial se efectúa el diseño del
estimador referido, en donde la condición de observabilidad del par salida medible-incertidumbre es fácilmente
realizable y la estructura del observador es simple, lo cual podría llevar a una fácil implementación.Se efectúa un
análisis de convergencia de la metodología sugerida empleando técnicas de promedio y el desempeño
correspondiente es ilustrado por medio de experimentos numéricos.
Palabras clave: bioreactor, monitoreo cinético, mediciones con ruido, observador de modo deslizante.
Abstract
This paper deals about the on-line estimation of the substrate consumption rate (considered as no modeleddynamic) and the corresponding state estimation for biomass and substrate concentrations in a continuous stirred
bioreactor. The estimation procedure is done via an uncertainty reconstructor based sliding-mode observer. The
proposed methodology consider measured output corrupted by white noise, and under the frame of the differentialalgebra the observability condition of the pairuncertainty-measured output and the corresponding observer
structure is easily done, which can lead to feasible implementation. The convergence analysis for the proponed
sliding-mode observer considering corrupted measurements is done applying averaging techniques, where is
concluded, that in average, the observer converge to the real status numerical simulations illustrate the observer
performance.Keywords: bioreactor, on-line kinetic monitoring, noisy measurements, sliding-mode observer.
1. Introducción
El monitoreo en línea de incertidumbres no
estructuradas o dinámicas no modeladas en procesos
con comportamiento no lineal ha sido ampliamente
estudiado en los últimos años. Desde la metodología
propuesta por Sthepanopoulus (1984) en donde se
estiman términos cinéticos a partir de lasecuaciones
de balances de masa en estado estacionario, pasando
por la versión dinámica de la anterior metodología,
desarrollada por Schuler y Schmith (1995) y Aguilar
y col (1996) y posteriores esquemas de observación
(Aguilar y col. 1997) se a intentado diseñar
metodologías más robustas en el sentido de lograr un
adecuado
desempeño
en
la
estimación

correspondiente, bajo la presencia...