A review of State Estimation and Control in the Fermentation Process of Zymomonas mobilis

Abstract

This work presents a review of ethanol production from biomass under a process control and states estimation viewpoint. The bacterium Zymomonas mobilis represents an important microorganism used for this purpose but originates high nonlinearities in the fermentation process. Due to the interest in this continuous fermentation process several state estimation and linear as well as nonlinear control tools have been proposed in the last years. It is of great importance the disposition of a procedure with the aim to integrate estimators design and process controllers. Based on an exhaustive literature revision, in this work it is proposed a design procedure for estimators and control strategies for this particular process.

Este trabajo presenta una revisión de la producción de etanol a partir de biomasa desde el punto de vista de la estimación de estados y el control del proceso. La bacteria Zymomonas mobilis es uno de los microorganismos empleados para este propósito, pero su utilización hace que el proceso de fermentación presente fuertes no linealidades. En los últimos años este proceso de fermentación continuo se ha seguido estudiando y como consecuencia se han presentado diversos algoritmos de estimación de estado y herramientas de control lineales y no lineales. Por estas razones es de particular importancia la disposición de un procedimiento para que el diseño de estimadores y el control del proceso se realicen de manera integrada. Sobre la base de una amplia revisión de trabajos anteriores, este artículo propone una revisión del estado del arte para esta temática, así como también se establece un procedimiento para diseñar estimadores y estrategias de control para este proceso en particular.