Estimação dos estados de biorreatores Anaeróbicos

Abstract

Biorreatores anaeróbicos são equipamentos que degradam matéria orgânica, produzindo gás metano e fertilizante, cujo processoé modelado por sistemas não-lineares. Este trabalho tem como objetivo estimar, através do estudo de modelos dinâmicos e da observação de dados coletados, a quantidade de substratos, bactérias e gás carbônico presentes em um biorreator, nos diversos pontos de sua operação. Para isso, foram utilizados e comparados dois filtros: o de Kalman Estendido e o de Partículas. Esses filtros visam amenizar o efeito do ruído nos dados coletados do experimento e geram estimativas dos estados do sistema, as quais podem ser utilizadas para operar o biorreator em sua máxima capacidade de produção.

Anaerobic bioreactors are devices that degrade organic matter, producing methane and fertilizer, whose process is modelled by non-linear systems. This work goals to estimate, through the study of dynamic models and the observation of collected data, the current amount of substrates, bacteria and carbon dioxide in a bioreactor, in the various points of its operation. For this, two filters were used and compared: Extended Kalman and Particles. These filters intent to attenuate the effect of noise on the collected data from the experiment and generate estimates of the system states, which can be used to operate the bioreactor at its maximum production capacity.