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http://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/24885| Titel: | Evaluación y rediseño del sistema de calentamiento y enfriamiento del biorreactor liflus gx : rediseño del sistema de control automático de temperatura del biorreactor tipo tanque agitado liflus gx. |
| Autor(en): | Espinoza Aguilar, David Alexander |
| Regisseur: | Páez Lara, María Augusta |
| Stichwörter: | QUÍMICA CONTROL PROPORCIONAL PURO CONTROL SI/NO BIORREACTOR CHAQUETA DE CALENTAMIENTO MODELO MATEMÁTICO |
| Erscheinungsdatum: | Sep-2023 |
| Herausgeber: | Quito : EPN, 2023. |
| Zitierform: | Espinoza Aguilar, D.A. (2023). Evaluación y rediseño del sistema de calentamiento y enfriamiento del biorreactor liflus gx : rediseño del sistema de control automático de temperatura del biorreactor tipo tanque agitado liflus gx. 47 páginas. Quito : EPN. |
| Zusammenfassung: | The cooling system of LiFlus GX bioreactor comprises a U-tube with freshwater circulation and a pure proportional temperature controller that incorporates a solenoid valve. Heating is achieved by a metallic jacket, a solid-state relay (SSR) and an automatic ON/OFF control. An empty space between the jacket and the bioreactor tank is identified which becomes the main flaw. This hinders the heat transfer to the culture medium and compromises the integrity of the SSR. In this sense, this work targets the revamping of the automatic temperature control system without the jacket. Then, the mathematical model that describes the current behavior of the bioreactor was formulated and validated through fermentations with Saccharomyces cerevisiae in YPD at 5% glucose. Modifications in the revamping were incorporated into the mathematical model and the predictive results were compared with those obtained from the current behavior. Formulated model successfully describes current behavior with 0.67% and 2.78% deviations for culture medium and heating water temperature, respectively. The implementation of pure proportional controller and solenoid valve provides the decrease of temperature stabilization time (60 minutes), the SSR energy (162 J/min) and total water consumption (120.11 L). However, the original solenoid valve and SSR state oversized. |
| Beschreibung: | El biorreactor LiFlus GX cuenta con un sistema de enfriamiento conformado por un tubo en U por el que circula agua fresca y un controlador proporcional puro de temperatura que incorpora una válvula solenoide. El calentamiento se logra mediante una chaqueta metálica que incorpora una niquelina y un control automático SI/NO. Entre la chaqueta y el tanque del equipo existe un espacio vacío que resulta la principal falencia ya que dificulta la transferencia de calor hacia el medio de cultivo y compromete la integridad de la niquelina. En este sentido, el presente trabajo propone el rediseño del sistema de control automático de temperatura sin usar la chaqueta y con el tubo en U únicamente. Para esto, se planteó el modelo matemático que describa el comportamiento actual del biorreactor y se validó mediante fermentaciones de Saccharomyces cerevisiae en YPD al 5% de glucosa. Los cambios propuestos del rediseño se incorporaron al modelo matemático y se compararon los resultados predictivos con los obtenidos del comportamiento actual. El modelo describe satisfactoriamente el comportamiento del control actual con desviaciones promedio de 0.67% y 2.78% para la temperatura del medio de cultivo y del agua de calentamiento, respectivamente. La incorporación de un controlador proporcional puro y una válvula solenoide en el rediseño permite la disminución del tiempo de estabilización de temperatura (60 minutos), de la energía entregada por la niquelina (162 J/min) y del consumo total de agua (120.11 L). Sin embargo, la válvula solenoide del control actual y la niquelina mantienen un sobredimensionamiento significativo. |
| URI: | http://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/24885 |
| Art: | Trabajo de Integración Curricular |
| Enthalten in den Sammlungen: | TIC - Química |
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