Modelado y control no lineal de ácidos grasos volátiles en un biorreactor anaerobio de lecho fijo y flujo ascendente (UAFBR)

• Ramirez, Ivan Dario ^[1] ; Ramírez Villareal, Andrés ^[1] ; Ospina Nieto, Juan David ^[1]
  1. [1] Universidad del Quindío

     Universidad del Quindío

     Colombia

     
• Localización: Revista de Ingenierías: Universidad de Medellín, ISSN 1692-3324, Vol. 19, Nº. 36, 2020 (Ejemplar dedicado a: enero-junio), págs. 53-69
• Idioma: español
• Títulos paralelos:
  • Modelagem e controle não linear de ácidos graxos voláteis em um biorreator anaeróbio de leito fixo e fluxo fixo ascendente
  • Modeling and nonlinear control of volatile fatty acids in an upflow anaerobic fixed bed biofilm reactor (UAFBR)
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• Resumen
  • español

    En este trabajo se presenta una estrategia de regulación robusta de los ácidos grasos volátiles (AGVs) en un proceso de digestión anaerobia. La estrategia propuesta es una ley de control por retroalimentación no lineal obtenida por linealización entrada-salida que permite alcanzar el objetivo de control a pesar de errores de modelado (incertidumbres en la cinética de las reacciones) y las restricciones del actuador. Los experimentos fueron conducidos con un reactor anaerobio piloto de lecho fijo y flujo ascendente (UAFBR) con volumen activo de 0.947 m3, completamente equipado, utilizado para el tratamiento de aguas residuales provenientes de una destilería de vino en Narbonne-Francia. Con el objetivo de validar los modelos utilizados, resultados simulados y experimentales son presentados y discutidos. Los parámetros de desempeño del controlador bajo los modelos AM2 y ADM1 (tiempo de subida, tiempo de establecimiento, sobre impulso y error en estado estacionario) obtenidos de las simulaciones numéricas, prueban la eficiencia y la aplicabilidad de la estrategia de control propuesta.

  • English

    In this article a robust regulation strategy of volatile fatty acids is proposed by an anaerobic digestion process. The proposed strategy is a control law via nonlinear feedback obtained by input-output linearization that allows the completion of the control goals despite the modeling errors (uncertainties in the kinetics of the reactions) and the actuator restrictions. The experiments were conducted with an pilot fixed anaerobic reactor and ascending flow (UAFBR) with an active volume of 0.947 m3 fully equipped, used for the treatment of residual waters coming from a wine distillery in Narbonne, France. With the goal of validating the models used, simulated and experimental results are presented and discussed. The performance parameters of the controller under the AM2 and ADM1 models (up time, establishment time, over-impulse and stationary state error) obtained from the numeric simulations that prove the efficiency and applicability of the proposed control strategy.

  • português

    Neste trabalho, apresenta-se uma estratégia de regulação robusta dos ácidos graxos voláteis (AGV) em um processo de digestão anaeróbia. A estratégia proposta é uma lei de controle por retroalimentação não linear obtida por linearização entrada-saída que permite atingir o objetivo de controle apesar de erros de modelagem (incertezas na cinética das reações) e das restrições do acionador. As experiências foram conduzidas com um reator anaeróbio-piloto de leito fixo e fluxo ascendente (UAFBR) com volume ativo de 0,947 m3, completamente equipado, utilizado para tratar águas residuais provenientes de uma destilaria de vinho em Narbonne, França. Com o objetivo de validar os modelos utilizados, resultados simulados e experimentais, são apresentados e discutidos os parâmetros de desempenho do controlador sob os modelos AM2 e ADM1 (tempo de subida, tempo de estabelecimento, sobre impulso e erro de estado estacionário) obtidos das simulações numéricas, que provam a eficiência e a aplicabilidade da estratégia de controle proposta.