Instrumentación y control de biorreactor de tanque agitado para pruebas de laboratorio

RETRIBE, EMMANUEL; NUÑEZ, SEBASTIÁN; CASTAÑEDA, MARÍA TERESITA; JAMILIS, MARTÍN

Congreso; 27º Congreso Argentino de Control Automático (AADECA); 2020

En bioprocesos aeróbicos es esencial mantener la concentración de oxígeno disuelto en valores adecuados para la proliferación de los microorganismos de interés y prevención de rutas metabólicas indeseadas. A escala laboratorio si bien normalmente se cuenta con sensores de oxígeno disuelto, las plantas suelen operar a lazo abierto, sin control realimentado para modificar las variables manipuladas (velocidad de agitación y caudal de aire suministrado). Incluso en biorreactores comerciales de primeras marcas, las topologías de control implementadas para la combinación de actuadores hacen oscilar al sistema. Este trabajo es parte de un proyecto cuyo objetivo es realizar un sistema completo de instrumentación, monitoreo y control de biorreactores. Particularmente en este trabajo se presentan posibles soluciones para el control de la concentración de oxígeno disuelto. Las soluciones propuestas consisten en controlar la concentración de oxígeno por medio de la velocidad de agitación mediante un controlador PI mientras se mantiene el caudal. constante, o alternativamente, mantener la agitaci´on constantemientras se manipula el caudal mediante un PI. Las estrategiasde control se implementaron en un PLC de baja gama yfueron validadas experimentalmente mediante el cultivo de lalevadura Rhodosporidium toruloides en sistema batch con pulsosde alimentaci´on.