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Control de la concentración de microorganismos en mini-turbidostatos

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Control de la concentración de microorganismos en mini-turbidostatos

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dc.contributor.advisor Picó Marco, Jesús Andrés es_ES
dc.contributor.advisor Picó i Marco, Enric es_ES
dc.contributor.author Santos Navarro, Fernando Nóbel es_ES
dc.date.accessioned 2016-12-28T11:07:06Z
dc.date.available 2016-12-28T11:07:06Z
dc.date.created 2016-07-13
dc.date.issued 2016-12-28 es_ES
dc.identifier.uri http://hdl.handle.net/10251/75865
dc.description.abstract [ES] A efectos de maximizar el rendimiento y productividad de los bioprocesos, la biotecnología industrial actual ha de hacer frente a problemas críticos, como son el modelado, la estimación de variables clave, y el diseño de mecanismos de actuación (control) sobre el estado metabólico de los microorganismos. En los últimos años, los turbidostatos de pequeña escala, que usan un circuito de realimentación para mantener constante la densidad celular, están empezando a estar disponibles en los laboratorios para realizar caracterización y escalado de sistemas biológicos sin restricciones de nutrientes. De esta forma, los turbidostatos son una herramienta prometedora para ser utilizada como paso intermedio entre el laboratorio y el biorreactor industrial. En el presente proyecto se ha diseñado e implementado un turbidostato, centrándose el proyecto en los aspectos de medida de concentración de biomasa, estimación de la tasa específica de crecimiento, y uso de ambos para el control en bucle cerrado de la concentración de biomasa. Además, se han conseguido realizar experimentos físicos probando su funcionamiento. La tarea de construir un turbidostato es un proceso complejo que combina muchas ramas del conocimiento: biología, electrónica, teoría de control y óptica. En primer lugar, se ha diseñado e implementado un sensor óptico de concentración de biomasa basado en medida de absorbancia. Este sensor óptico está compuesto por un módulo laser y dos fotodiodos colocados estratégicamente para poder medir la pérdida de intensidad del haz láser al atravesar el cultivo. En segundo lugar, se ha tratado el problema de control en bucle cerrado de la concentración de biomasa a partir de medidas de la misma. Cabe destacar que el modelo matemático de un turbidostato es no-lineal y existen parámetros que no se pueden determinar. El control adaptativo no lineal implementado utiliza un modelo mínimo del proceso, pero, por contra, requiere la medida de la tasa específica de crecimiento del microorganismo. Esta señal no puede medirse directamente, por lo que se ha implementado un observador para su estimación. Se ha utilizado un observador discreto deslizante de segundo orden, que asegura convergencia de las estimaciones en tiempo finito, al mismo tiempo que estimaciones suaves. Por otro lado, se ha desarrollado un programa en Matlab que permite la monitorización y control del estado del turbidostato. También se ha añadido un simulador para facilitar las tareas de diseño del controlador. es_ES
dc.format.extent 75 es_ES
dc.language Español es_ES
dc.publisher Universitat Politècnica de València es_ES
dc.rights Reserva de todos los derechos es_ES
dc.subject Nonlinear control es_ES
dc.subject biotechnology es_ES
dc.subject sensors es_ES
dc.subject observers es_ES
dc.subject Control no lineal es_ES
dc.subject biotecnología es_ES
dc.subject sensores es_ES
dc.subject observadores es_ES
dc.subject.classification INGENIERIA DE SISTEMAS Y AUTOMATICA es_ES
dc.subject.other Grado en Ingeniería Electrónica Industrial y Automática-Grau en Enginyeria Electrònica Industrial i Automàtica es_ES
dc.title Control de la concentración de microorganismos en mini-turbidostatos es_ES
dc.type Proyecto/Trabajo fin de carrera/grado es_ES
dc.rights.accessRights Abierto es_ES
dc.contributor.affiliation Universitat Politècnica de València. Departamento de Ingeniería de Sistemas y Automática - Departament d'Enginyeria de Sistemes i Automàtica es_ES
dc.contributor.affiliation Universitat Politècnica de València. Escuela Técnica Superior de Ingeniería del Diseño - Escola Tècnica Superior d'Enginyeria del Disseny es_ES
dc.description.bibliographicCitation Santos Navarro, FN. (2016). Control de la concentración de microorganismos en mini-turbidostatos. Universitat Politècnica de València. http://hdl.handle.net/10251/75865 es_ES
dc.description.accrualMethod TFGM es_ES
dc.relation.pasarela TFGM\48406 es_ES


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