Descrierea proiectului

Rezumatul proiectului:

Obiectivul principal al propunerii de proiect BIOCON este analiza experimentală şi creşterea eficienței prin automatizare a unei instalaţii complexe de tip biorafinărie, care constă în cuplajul dintre două procese: unul de digestie anaerobă şi unul de creştere a microalgelor în fotobioreactoare. Instalaţia rezultată este utilizată pentru obţinerea de biomasă din microalge în vederea producerii de compuşi cu valoare adăugată, bio-mitigatia CO2 rezultat la arderea metanului şi utilizarea sa ca substrat pentru procesul de creştere fotosintetică a microalgelor, studiul utilizării resturilor de biomasă rămase în fotobioreactor ca substrat pentru producerea de biogaz în treapta anaerobă, obţinerea de gaz metan din procese de fermentație anaerobă. Pentru a realiza obiectivele proiectului cu resursele disponibile, a fost adoptată pentru instalaţia de tip biorafinărie o structură bazată pe conceptul modern – HIL (Hardware in the Loop) care înseamnă cuplarea unei structuri experimentale (fotobioreactorul pentru creşterea fotosintetică a microalgelor) cu o structură software (digestorul anaerob) cu menţiunea că această structură HIL se comportă similar cu instalaţia experimentală de tip biorafinărie.

Contribuţiile stiintifice originale ale proiectului constau în solutii de automatizare pentru un proces foarte complex (cu neliniaritati puternice, afectat de incertitudini parametrice si de model si supus la perturbatii): modele matematice pentru digestorul anaerob si fotobioreactor, cuplaj între o entitate software – digestorul anaerob și una experimentală – fotobioreactorul pentru creşterea microalgelor, prototip al instalatiei de tip biorafinărie condusă cu calculatorul de proces și realizată după conceptul HIL; soluții de control pentru instalația de tip biorafinărie: sistem de conducere avansată a procesului global. Principalul caracter de noutate şi originalitate a proiectului constă în abordarea din punct de vedere sistemic (modelare și control) al instalaţiei de tip biorafinărie pentru care se găsesc puţine referinţe în literatură. Pot fi menţionate următoarele obiective principale ale proiectului: modelarea procesului de digestie anaerobă, modelarea procesului de creştere fotosintetică a microalgelor şi identificarea acestuia în vederea controlului pe baza experimentelor realizate pe fotobioreactorul pilot, sinteză de algoritmi de control (optimal şi fuzzy) pentru ambele procese (digestor anaerob și fotobioreactor) tratate individual si cuplat, prin simulare numerică şi cu implementare pe instalaţia de tip biorafinărie, realizată pe baza conceptului HIL. Proiectul încurajează abordarea proceselor de creştere fotosintetică a microalgelor prin utilizarea unor substraturi low-cost, cum sunt nutienții proveniți din diverse procese şi CO2 obţinut din arderea gazului metan. Trebuie subliniat faptul că ambele procese şi tehnologii sunt abordate în proiect printr-o tratare sistemică-inginerească, specifică automaticii de proces. Echipa proiectului este formată din patru entităţi, toate având o bogată experienţă în derularea proiectelor de cercetare ştiinţifică: Coordonator – Universitatea „Dunărea de Jos” din Galaţi, P1 – Universitatea din Craiova, P2 – Universitatea Politehnică Timişoara şi P3 – Societatea TeamNet Eng. SRL. Echipa cuprinde specialişti în automatică, informatică de proces, biotehnologi, ceea ce răspunde caracteristicii de interdisciplinaritate a proiectului. Planul de lucru este riguros şi echilibrat alcătuit, toate instituţiile participante dispun de o resursă umană înalt calificată şi o logistică corespunzătoare, ceea ce creează premize bune pentru atingerea rezultatelor preconizate.