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Simulação e controle do processo de produção de levedura

By Giann Braune Reis

Abstract

A levedura Saccharomyces cerevisiae encontra diversos empregos em bioprocessos. É amplamente empregada em processos anaeróbios para produção de bioetanol nas usinas brasileiras. Também encontra grande importância como levedura de panificação, onde o produto é a própria biomassa. Movido por esse interesse industrial o presente trabalho vem agregar conhecimento no aprimoramento de técnicas de controle aplicadas a bioprocessos tomando como estudo de caso o crescimento aeróbio desta levedura (processo de obtenção de biomassa). Por meio deste trabalho se desenvolveu uma plataforma de supervisão para realizar a aquisição de dados e controle de processo de um biorreator de bancada. Como estudo de caso empregou-se cultivos do microrganismo Saccharomyces cerevisiae em condições aeróbias (com vistas a obtenção de biomassa). Foi desenvolvido e avaliado um controlador fuzzy para controlar a vazão de alimentação de meio suplementar (glicose) ao biorreator tomando como variável de controle o quociente respiratório (RQ). O sensor para a estimativa da concentração celular em tempo real foi avaliado e mostrou-se eficaz para aplicação, podendo fornecer informações para o algoritmo de controle. Os dados experimentais obtidos foram empregados para validação de modelo da literatura. O resultado da simulação mostrou que o modelo descreveu satisfatoriamente o processo estudado.The yeast Saccharomyces cerevisiae can be useful in several ways in bioprocesses. It is widely used in anaerobic processes for production of bioethanol at Brazilians plants. It is also of great importance as bakers yeast, where the product is the biomass. Moved by the industrial interest this work will aggregate knowledge in the improvement of techniques of control applied to bioprocesses, taking as a case study of aerobic yeast growth (process of obtaining biomass). This study developed a supervisory platform to perform the data acquisition and process control of a laboratory scale bioreactor. As case study experiments with Saccharomyces Cerevisiae were performed under aerobic conditions (looking for biomass obtainment). A fuzzy controller was developed and evaluated to control the input flow of supplemental medium (glucose) in bioreactor. The control variable was respiratory quotient (RQ). A sensor for the estimation of cell concentration in real time was evaluated and it shown to be effective for the application. It could provide information to the control algorithm. The experimental data obtained were used in the validation of a literature model. The result of simulation showed that the model satisfactorily described the studied process

Topics: Controle de processo, Saccharomyces cerevisiae, Fuzzy logic, Automação, Bioprocesso, ENGENHARIA QUIMICA, Automation, Bioprocess, ENGENHARIA QUIMICA
Publisher: Universidade Federal de São Carlos
Year: 2009
OAI identifier: oai:agregador.ibict.br.BDTD_UFSCAR:oai:ufscar.br:2405
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