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http://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/23761| Título: | Rediseño del sistema de calentamiento y enfriamiento del biorreactor LiFlus GX : evaluación del funcionamiento del control automático si/no de temperatura del biorreactor tipo tanque agitado LiFlus GX. |
| Autor: | Portilla Vaca, Christian Fabricio |
| Palabras clave: | QUÍMICA BIORREACTOR STR MODELO MATEMÁTICO FERMENTACIÓN AEROBIA |
| Fecha de publicación: | ene-2023 |
| Editorial: | Quito : EPN, 2023. |
| Citación: | Portilla Vaca, C.F.(2023). Rediseño del sistema de calentamiento y enfriamiento del biorreactor LiFlus GX : evaluación del funcionamiento del control automático si/no de temperatura del biorreactor tipo tanque agitado LiFlus GX.58 páginas. Quito : EPN. |
| Resumen: | The STR bioreactor located in Bioprocess Laboratory at EPN has 2,5 litters capacity. It consists of glass container and stainless-steel head to assembly pH, dissolved oxygen, and temperature sensors. Mixing is achieved through a triple agitation system and air is supplied through a ring-type sparger. In accordance with the manufacturer, temperature can be regulated from 8 °C to 80 °C by means of an ON/OFF controller, but it has failed repeatedly. This work evaluates the performance of the LiFlus GX temperature control through mathematical modelling of the culture medium, cooling water and free jacket space dynamic response. It is proposed to fill free jacket space with heating water and cover it with a neoprene ring seal. The model was validated in the context of aerobic fermentations with Saccharomyces cerevisiae commercial brand at 30 °C, and it was solved in MatLab R2022a software. The intended modifications to the original bioreactor configuration allow satisfactory fermentation performance over 450 minutes under the safe response of the nickeline relay. Outcomes related to biomass profiles exhibited whole microbial growth phases. Finally, the agreeable approximation of the model with 20 % maximum deviation enables to determine that nickeline operates at 21 % of its full capacity. |
| Descripción: | El biorreactor tipo tanque agitado LiFlus GX de 2,5 litros, ubicado en el Laboratorio de Bioprocesos de la EPN, se compone de un recipiente de vidrio y un cabezal de acero inoxidable con puertos para la incorporación de sensores de pH, oxígeno disuelto y temperatura. La agitación se logra mediante un sistema triple y el suministro de aire a través de un aspersor tipo anillo con orificios. De acuerdo con el manual del fabricante, la temperatura se puede regular entre 8 °C y 80 °C mediante un controlador SI/NO, pero ha presentado repetidas fallas durante su operación. Este trabajo pretende evaluar el funcionamiento del control automático de temperatura del biorreactor LiFlus GX mediante modelado matemático del comportamiento dinámico del medio de cultivo, agua de enfriamiento y espacio libre en la chaqueta donde se propone utilizar agua de calentamiento y un sello con empaque de neopreno. El modelo se validó en el contexto de fermentaciones aerobias con Saccharomyces cerevisiae marca comercial a 30 °C y se resolvió con el soporte del software MatLab R2022a. Las modificaciones propuestas a la configuración del original del biorreactor permiten realizar fermentaciones durante 450 minutos interrumpidamente con perfiles de biomasa que exhiben todas las fases de crecimiento microbiano, además del comportamiento seguro del relé de la niquelina. Finalmente, con la aproximación satisfactoria del modelo al tener una desviación máxima de 20 %, se determinó que la niquelina entrega tan solo el 21 % de su capacidad máxima. |
| URI: | http://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/23761 |
| Tipo: | bachelorThesis |
| Aparece en las colecciones: | TIC - Química |
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