Kesikli bir biyoreaktöre optimum adaptif genelleştirilmiş prediktif kontrol metodunun uygulanması
Başlık çevirisi mevcut değil.
- Tez No: 58390
- Danışmanlar: PROF. DR. MUSTAFA ALPBAZ
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Baker's yeast, Adaptive control, Self-tuning control, Generalized Predictive control, Bioprocess, Efficient experimentation, Optimization
- Yıl: 1997
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Ankara Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 146
Özet
Bu çalışmada havalı koşullarda S.cerevisiae üretilen kesikli bir biyorcaktördc optimum işletim parametreleri belirlenmiş ve sıcaklık belirlenmiş olan optimum değerinde kontrol edilmiştir. Optimum işletim parametrelerinin belirlenmesi amacıyla, İstatistiksel deneysel tasarım ve Box-Wilson optimizasyon metodları kullanılmıştır. Üstel çoğalma fazı sonunda ulaşılan maksimum maya derişimi optimizasyon kriteri olarak seçilmiştir. İşletim parametreleri ile optimizasyon kriteri arasındaki bağlantı regresyon eşitliği ile ifade edilmiştir. İki seviyeli faktöriyel deneysel tasarım metodu kullanılarak regresyon eşitliği tanımlanmıştır. Student t ve Fisher'in varyans oranı testleri kullanılarak regresyon eşitliğinin deneysel verilere uygunluğu test edilmiştir. Tanımlanmış olan regresyon eşitliği temelinde Box-Wilson optimizasyon metodu uygulanmıştır. Sıcaklık, pH, hava akış hızı ve karıştırma hızının optimum değerleri sırasıyla. 32°C, S, lwm ve 600rpm olarak belirlenmiştir. Belirlenmiş olan optimum işletim koşullarında biyoprosesin dinamik özellikleri incelenmiştir. Çoğalma ortamı sıcaklığını optimum değerinde kontrol etmek için GPC metoduna göre on-line ve off-line kontrol algoritmalarının tasarımı yapılmıştır. Proses ARIMAX yapısında bir model ile modellenmiştir. Prosese PRBS sinyalleri uygulanarak Bierman algoritmasına göre model parametreleri belirlenmiştir. örnekleme zamanı ve ağırlık faktörünün optimum değerlerini belirlemek amacıyla istatistiksel deneysel tasarım ve Box-Wilson optimizasyon metodları kullanılmıştır. Optimizasyon kriteri olarak İSE değeri seçilmiştir. Optimum örnekleme zamanı 25s, ağırlık faktörü ise 0.05 olarak belirlenmiştir. Teorik çalışmalarda biyoprosesin dinamik özelliklerini tanımlayan kütle ve enerji denklikleri geliştirilmiştir. Bu denkliklerin GPC metoduna göre tasarımı yapılmış kontrol algoritması ile birlikte kullanılması ile, teorik olarak sıcaklık kontrolü yapılmıştır. Deneysel ve teorik sonuçlar karşılaştırılmıştır. Anahtar Kelimeler : Ekmek mayası, Adaptif kontrol, Self-tuning kontrol, Genelleştirilmiş Prediktif Kontrol, Biyoproses, Etkili deneyleme, Optimizasyon
Özet (Çeviri)
In this study, optimal operating parameters were determined for a batch bioreactor in which S.cerevislae was produced at aerobic condition and the temperature was controlled at its optimal value. In order to determine the optimal operating parameters, statistical experimental design and Box-Wilson optimization methods were used. The Yeast concentration reached at the end of the exponential growth phase was selected as optimization criterion. The relation between the optimization criterion and operating parameters was illustrated by a linear regression equation. To identify the model, two level factorial experimental design method was used. The goodness of the identified model was tested using Student / and Fisher's F tests. Based on the regression equation, Box-Wilson optimization method was applied. Optimal values of the temperature, pH, air flow rate and agitation rate were determined as 32°C, 5, lwm and 600rpm respectively. Dynamic properties of the biyoprocess under determined optimal operating conditions were examined. In order to control the growth medium temperature at its optimal value, on-line and off line control algorithms based oh the GPC method were designed. Process was modeled by the ARIMAX model Model parameters were determined by applying PRBS signals to the process and using the Bierman algorithm. By using statistical experimental design and Box-Wilson optimization methods, optimal values of the sampling time and weighting factor were determined. ISE was selected as the optimization criterion. Determined optimal values were 25s for sampling time and 0.05 for weighting factor. In theoretical studies, mass and energy balances were developed describing the dynamic properties of the bioproccss. These balances were used together with the GPC control algorithm and the growth medium temperature was controlled theoretically. Theoretical and experimental results were compared.
Benzer Tezler
- Karanlık fermentasyon ile biyohidrojen üretiminde pH kontrolu
Ph control in biohydrogen production by dark fermentation
BARAN ÖZYURT
Yüksek Lisans
Türkçe
2012
Kimya MühendisliğiAnkara ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. BÜLENT AKAY
- Kendinden ayarlamalı PID kontrolun saccharomyces cerevisiae üretilen bir biyoreaktöre uygulanması ve optimum kontrol parametrelerinin bulunması
Application of self-tuning PID control to a bioreactor in which saccharomyces cerevisiae is produced and determination of optimal control parameters
ARZU KAHVECİOĞLU
Yüksek Lisans
Türkçe
1999
Kimya MühendisliğiAnkara ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUSTAFA ALPBAZ
- Etanol üretilen kesikli bir biyoreaktörde modele dayalı optimum sıcaklık kontrolü
Başlık çevirisi yok
ERCAN ÖZDEMİR
Yüksek Lisans
Türkçe
1999
EnerjiGebze Yüksek Teknoloji EnstitüsüEnerji Sistemleri Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ALİ ALKUMRU
- Sürekli-zaman genelleştirilmiş öngörmeli kontrolün (CGPC) bir biyoreaktöre uygulanması
Application of continuous-time generalized predictive control (CGPC) to a bioreactor
SUNA ERTUNÇ
Doktora
Türkçe
2003
Kimya MühendisliğiAnkara ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUSTAFA ALPBAZ
- Peynir yapım tesislerinden alınan atık suyu biyolojik işlemden geçirme
Biological treatment of wastewater from cheesemaking plants
SEMİN ALTUNTAŞ
Doktora
Türkçe
2012
Kimya MühendisliğiAnkara ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HALE HAPOĞLU