Experimental study of substrate limitation and light acclimation in cultures of the microalgae Scenedesmus obliquus—Parameter identification and model predictive control

Abstract

In this study, the parameters of a dynamic model of cultures of the microalgae Scenedesmus obliquus are estimated from datasets collected in batch photobioreactors operated with various initial conditions and light illumination conditions. Measurements of biomass, nitrogen quota, bulk substrate concentration, as well as chlorophyll concentration are achieved, which allow the determination of parameters with satisfactory confidence intervals and model cross-validation against independent data. The dynamic model is then used as a predictor in a nonlinear model predictive control strategy where the dilution rate and the incident light intensity are simultaneously manipulated in order to optimize the cumulated algal biomass production.Fil: Gorrini, Federico Alberto. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Instituto de Investigaciones en Ingeniería Eléctrica "Alfredo Desages". Universidad Nacional del Sur. Departamento de Ingeniería Eléctrica y de Computadoras. Instituto de Investigaciones en Ingeniería Eléctrica "Alfredo Desages"; ArgentinaFil: Lara, Jesús Miguel Zamudio. Université de Mons; Bélgica. Universidad de Guanajuato; MéxicoFil: Biagiola, Silvina Ines. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Instituto de Investigaciones en Ingeniería Eléctrica "Alfredo Desages". Universidad Nacional del Sur. Departamento de Ingeniería Eléctrica y de Computadoras. Instituto de Investigaciones en Ingeniería Eléctrica "Alfredo Desages"; ArgentinaFil: Figueroa, Jose Luis. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Instituto de Investigaciones en Ingeniería Eléctrica "Alfredo Desages". Universidad Nacional del Sur. Departamento de Ingeniería Eléctrica y de Computadoras. Instituto de Investigaciones en Ingeniería Eléctrica "Alfredo Desages"; ArgentinaFil: Escoto, Héctor Hernández. Universidad de Guanajuato; MéxicoFil: Hantson, Anne Lise. Université de Mons; BélgicaFil: Wouwer, Alain Vande. Université de Mons; Bélgic

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