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Modelado y control del pH en la producción de microalgas en reactores raceway usando técnicas de adaptación de parámetros

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dc.contributor.author Caparroz, Malena es_ES
dc.contributor.author Otálora, Pablo es_ES
dc.contributor.author Guzmán, José Luis es_ES
dc.contributor.author Berenguel, Manuel es_ES
dc.contributor.author Acién, Francisco Gabriel es_ES
dc.date.accessioned 2023-11-14T08:18:37Z
dc.date.available 2023-11-14T08:18:37Z
dc.date.issued 2023-09-29
dc.identifier.issn 1697-7912
dc.identifier.uri http://hdl.handle.net/10251/199595
dc.description.abstract [EN] This work proposes the obtaining and use of regression tree models for the prediction of pH and its control in clean water raceway photobioreactors, taking into account the different operating conditions to which the culture is subjected. These operating conditions are dictated, among other measurable variables, by solar radiation, the temperature and level of the medium in which the culture grows. The aim is to evaluate the validity of this approach, which produces simple and fast-running models, in the modelling of complex biological processes such as the one discussed in this paper. Its performance has been validated in simulation, using a non-linear model based on artificial neural networks as a virtual plant and a pH PI control algorithm whose parameters are adapted according to the model chosen in the regression tree. es_ES
dc.description.abstract [ES] Este trabajo propone la obtención y el uso de modelos de árboles de regresión para la predicción de pH y su control en fotobiorreactores raceway de aguas limpias, teniendo en en cuenta las distintas condiciones de operación a las que se encuentra sometido el cultivo. Dichas condiciones de operación vienen dictadas, entre otras variables medibles, por la radiación solar, la temperatura y nivel del medio en que crece el cultivo. El objetivo es evaluar la validez de esta aproximación, en la que se obtienen modelos sencillos y de ejecución rápida, en el modelado de procesos biológicos complejos como el tratado en este trabajo. Se ha validado su desempeño en simulación, usando como planta virtual un modelo no lineal basado en redes neuronales artificiales y un algoritmo de control PI del pH cuyos parámetros se adaptan en función del modelo escogido en el árbol de regresión. es_ES
dc.description.sponsorship Este trabajo ha sido financiado con el proyecto del Plan Nacional PID2020-112709RB-C21 del Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades, y por el proyecto REALM 101060991 de la Unión Europea. es_ES
dc.language Español es_ES
dc.publisher Universitat Politècnica de València es_ES
dc.relation.ispartof Revista Iberoamericana de Automática e Informática industrial es_ES
dc.rights Reconocimiento - No comercial - Compartir igual (by-nc-sa) es_ES
dc.subject Microalgae es_ES
dc.subject Modeling es_ES
dc.subject Open reactor es_ES
dc.subject Adaptive control es_ES
dc.subject Microalgas es_ES
dc.subject Modelado es_ES
dc.subject Reactores abiertos es_ES
dc.subject Control con adaptación de parámetros es_ES
dc.title Modelado y control del pH en la producción de microalgas en reactores raceway usando técnicas de adaptación de parámetros es_ES
dc.title.alternative Modeling and adaptive control of pH in raceway reactors for microalgae production es_ES
dc.type Artículo es_ES
dc.identifier.doi 10.4995/riai.2023.19103
dc.relation.projectID info:eu-repo/grantAgreement/EC/HE/101060991 es_ES
dc.relation.projectID info:eu-repo/grantAgreement/AEI/Plan Estatal de Investigación Científica y Técnica y de Innovación 2017-2020/PID2020-112709RB-C21/ES/MODELADO, CONTROL Y OPTIMIZACION BASADOS EN DATOS PARA LA PRODUCCION SOSTENIBLE DE BIOMASA EN UNA BIORREFINERIA DE MICROALGAS/ es_ES
dc.rights.accessRights Abierto es_ES
dc.description.bibliographicCitation Caparroz, M.; Otálora, P.; Guzmán, JL.; Berenguel, M.; Acién, FG. (2023). Modelado y control del pH en la producción de microalgas en reactores raceway usando técnicas de adaptación de parámetros. Revista Iberoamericana de Automática e Informática industrial. 20(4):379-388. https://doi.org/10.4995/riai.2023.19103 es_ES
dc.description.accrualMethod OJS es_ES
dc.relation.publisherversion https://doi.org/10.4995/riai.2023.19103 es_ES
dc.description.upvformatpinicio 379 es_ES
dc.description.upvformatpfin 388 es_ES
dc.type.version info:eu-repo/semantics/publishedVersion es_ES
dc.description.volume 20 es_ES
dc.description.issue 4 es_ES
dc.identifier.eissn 1697-7920
dc.relation.pasarela OJS\19103 es_ES
dc.contributor.funder Agencia Estatal de Investigación es_ES
dc.contributor.funder European Commission es_ES
dc.description.references Åström, K. J., Hägglund, T., 2006. Advanced PID control. ISA - The Instrumentation, Systems and Automation Society. es_ES
dc.description.references Barceló-Villalobos, M., Gómez Serrano, C., Sánchez Zurano, A., Alameda García, L., Esteve Maldonado, S., Peña, J., Acién Fernández, F. G., 2019. Variations of culture parameters in a pilot-scale thinlayer reactor and their influence on the performance of scenedesmus almeriensis culture. Bioresource Technology Reports 6, 190-197, https://doi.org/10.1016/j.biteb.2019.03.007 es_ES
dc.description.references Berenguel, M., Rodríguez, F., Acién, F. G., García., J., 2004. Model predictive control of pH in tubular photobioreactors. Journal of Process Control 14, 377-387, https://doi.org/10.1016/j.jprocont.2003.07.001 es_ES
dc.description.references Caparroz, M., Otálora, P., Guzmán, J. L., Berenguel, M., 09 2022. Modelado y control adaptativo del pH en reactores raceway para la producción de microalgas. In: Libro de Actas de las XLIII Jornadas de Automática. Servizo de Publicacións. Universidade da Coruña, A Coruña; Comité Español de Automática, Barcelona; Universidad de La Rioja, Logroño, pp. 333-340, https://doi.org/10.17979/spudc.9788497498418.0333 es_ES
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dc.description.references Guzmán, J. L., Acién, F. G., Berenguel, M., 2021. Modelado y control de la producción de microalgas en fotobiorreactores industriales. Revista Iberoamericana de Automática e Informática Industrial 18, 1-18, https://doi.org/10.4995/riai.2020.13604 es_ES
dc.description.references Hoyo Sánchez, A., Guzmán Sánchez, J. L., Moreno Úbeda, J. C., Baños Torrico, A., 2022. Control robusto del pH en un fotobiorreactor raceway. Revista Iberoamericana de Automática e Informática Industrial 19(3), 274-283, https://doi.org/10.4995/riai.2022.16731 es_ES
dc.description.references Otálora, P., Guzmán, J. L., Berenguel, M., Acién, F., 09 2021. Dynamic model for the pH in a raceway reactor using deep learning techniques. In: Gonçalves, J. A., Braz-César, M., Coelho, J. P. (Eds.), CONTROLO 2020. Springer International Publishing, Cham, pp. 190-199, https://doi.org/10.1007/978-3-030-58653-9_18 es_ES
dc.description.references Otálora, P., Guzmán, J. L., Gil, J. D., Berenguel, M., Acién, F., 09 2022. Modelado dinámico del pH en reactores raceway con redes neuronales. In: Libro de Actas de las XLIII Jornadas de Automática. Servizo de Publicacións. Universidade da Coruña, A Coruña; Comité Español de Automática, Barcelona; Universidad de La Rioja, Logroño, pp. 575-582, https://doi.org/10.17979/spudc.9788497498418.0575 es_ES
dc.description.references Pawloski, A., Guzmán, J. L., Berenguel, M., Acién, F. G., 2019. Control system for pH in raceway photobioreactors based on Wiener models. 12th IFAC Symposium on Dynamics and Control of Process Systems, including Biosystems DYCOPS 52, 928-933, https://doi.org/10.1016/j.ifacol.2019.06.181 es_ES
dc.description.references Rodríguez-Miranda, E., Acién, F. G., Guzmán, J. L., Berenguel, M., Visioli, A., 2021. A new model to analyze the temperature effect on the microalgae performance at large scale raceway reactors. Biotechnology and Bioengineering 118(2), 877-889, https://doi.org/10.1002/bit.27617 es_ES
dc.relation.references 10.1016/j.biteb.2019.03.007 es_ES
dc.relation.references 10.1016/j.jprocont.2003.07.001 es_ES
dc.relation.references 10.17979/spudc.9788497498418.0333 es_ES
dc.relation.references 10.1016/j.algal.2016.04.021 es_ES
dc.relation.references 10.1007/978-981-10-1950-0_2 es_ES
dc.relation.references 10.4995/riai.2022.16586 es_ES
dc.relation.references 10.4995/riai.2020.13604 es_ES
dc.relation.references 10.4995/riai.2022.16731 es_ES
dc.relation.references 10.1007/978-3-030-58653-9_18 es_ES
dc.relation.references 10.17979/spudc.9788497498418.0575 es_ES
dc.relation.references 10.1016/j.ifacol.2019.06.181 es_ES
dc.relation.references 10.1002/bit.27617 es_ES


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