Diseño de un sistema de monitoreo y control para un biorreactor

Abstract

En este proyecto se realiza el diseño de un sistema de adquisición de datos y control para un biorreactor, el cual controla variables como la temperatura, pH, velocidad de agitación y concentración de oxígeno disuelto mediante sensores y actuadores. La función principal de un biorreactor es proporcionar un ambiente con condiciones físicas adecuadas para lograr un crecimiento óptimo de tejidos, cultivos celulares o cultivos microbianos. Los experimentos o pruebas que se realicen requieren diferentes ambientes, como por ejemplo para realizar el cultivo de una levadura es necesario mantener fija la temperatura, así como un entorno de pH neutro, con un porcentaje de oxígeno fijado y en algunos casos la muestra es sometida a agitación. El controlador realizado permite establecer el punto de operación para cada variable antes mencionada, el cual es establecido por el usuario y puede ser modificado en cualquier momento. Los módulos de control y sensores facilitan una operación básica de temperatura, agitación y flujo de aire para controlar el oxígeno disuelto y el pH. Se utilizó el software LabVIEW para mostrar una interfaz amigable con el usuario, en ella se tienen los indicadores de valores actuales y variables de control como las consignas y órdenes de marcha/paro. También se utilizó una tarjeta de adquisición de datos de National Instruments para realizar la lectura de los sensores usados (temperatura, encoder del motor), para posteriormente ser procesados en LabVIEW y dar una señal de control a los actuadores. Mientras que para el caso de pH y concentración de oxígeno disuelto se realizaron simulaciones del controlador. El objetivo del diseño del controlador para el biorreactor es que los experimentos de biología y de alimentos se realicen de forma adecuada y controlada para que sean útiles para las prácticas del laboratorio e investigaciones a fines.