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Abstract

This paper describes a study to investigate the application of state estimation and parameter adaptive control in fed-batch fermentation for penicillin production. A model of the penicillin fermentation process is outlined and shown to be capable of matching industrial data. The penicillin mould biomass is controlled to a reference trajectory by applying self-tuning control to an estimate of biomass, obtained from measurements of carbon dioxide production rate and fermenter volume and by using the fermentation model with an extended Kalman filter. The manipulated variable, sugar feed to the fermenter, is calculated by an adaptive algorithm. Simulation results compare the performance of self-tuning control with that obtained using digital Proportional plus Integral control.

Nous décrivons dans cet article des travaux ayant pour objet d'étudier l'application des techniques de détermination de l'état et du contrǒle adaptif des paramètres, dans le cas d'une fermentation à alimentation discontinue pour la production de pénicilline. On présente un modèle pour le procédé de fermentation de pénicilline, capable de représenter de manière correcte des données industrielles. On a contrǒlé, par rapport à une trajectoire de référence, la biomasse de moisissure de pénicilline en appliquant un contrǒle autoajustable à une estimation de la quantité de biomasse, obtenue à partir de mesures de la vitesse de production du dioxyde de carbone et du volume du fermenteur, et en utilisant le modèle de fermentation avec une variante du filtre Kalman. La variable ajustée, à savoir l'alimentation en sucre du fermenteur, est calculée à l'aide d'un algorithme adaptif. Les résultats de simulation permettent de comparer la performance du contrǒle autoajustable avec celle obtenue avec un contrǒle numérique intégral et proportionnel.