Se ofrece una plaza para la realización de la tesina de la Licenciatura en Biotecnología de la FBCB. El tema es: "Desarrollo de sensores por software para fermentaciones alcohólicas".
Los interesados deben comunicarse a rdondo@santafe-conicet.gov.ar y/o abeccari@fbcb.unl.edu.ar para convenir una entrevista.

Resumen:
La medición, el monitoreo, el modelado y el control (M3C) de un proceso biotecnológico constituyen aspectos críticos y necesarios para llevar adelante con éxito tal proceso. El término soft-sensor (o software sensor) se usa frecuentemente en monitoreo de procesos industriales y combina las palabras “software”y “sensores” porque la señal de un sensor se utiliza conjuntamente con un modelo en un programa computacional para que este nos suministre información relevante sobre el proceso en forma similar a la que lo haría un sensor real (o hardware sensor). Un soft-sensor utiliza información en línea relativamente accesible para estimar el valor de otras variables del cultivo que son difícilmente medibles y puede combinar esa información con análisis de laboratorio. Alternativamente el soft-sensorpuede utilizarse para tareas como detección de fallas y diagnóstico de las mismas.
El presente proyecto de trabajo propone desarrollar un soft-sensor que utilice la información proporcionada por un potenciómetro redox para estimar variables tales como concentración de etanol y de azúcares reductores en una fermentación alcohólica que usa como sustrato principal al licor proveniente de la hidrólisis del bagazo de sorgo. Las tareas experimentales se llevarán a cabo en el Laboratorio de Fermentaciones de la Facultad de Bioquímica y Ciencias Biológicas (FBCB) de la Universidad Nacional del Litoral en tanto los desarrollos informáticos no necesitan de un lugar físico en particular. A pedido del interesado, puede evaluarse la posibilidad de conseguir un lugar de trabajo en el edificio Houssay del Instituto de Desarrollo Tecnológico para la Industria Química INTEC en Güemes 3450 (Santa Fe).
La calidad y el volumen de información proporcionada por este instrumento dependen
de dos factores; la disponibilidad de instrumentosde medición reales y la verosimilitud del modelo matemático que permite fusionar los datos proporcionados por los sensores. Consecuentemente, una segunda etapa en elproyecto apunta a incorporar la información proporcionada por instrumentación adicional (concentración de biomasa, concentración de sustrato –fuente de carbono- y concentración de etanol) con el fin de incrementar la verosimilitud de las estimaciones y eventualmente plantear mecanismos de detección de fallas.
La transferencia y procesamiento de datos es de vital importancia para una correcta implementación de un soft-sensor y su ajuste inicial hace uso de análisis de laboratorio, archivos de datos e información previamente disponible, lo que implica la necesidad de un trabajo de puesta a punto del mismo. Para ello se utilizarán los datos sobre fermentaciones alcohólicas a partir de hidrolizados de bagazo de sorgo que ya se han llevado a cabo en el Laboratorio de Fermentaciones de la FBCB.
En general un soft-sensorque hace uso de algoritmos que realizan más de algunos cálculos básicos debiera ser implementado en una computadora dedicada al procesamiento de las mediciones, estimación, detección y diagnóstico de fallas. La comunicación entre el dispositivo de medición y dicha computadora depende de la frecuencia de muestro y estimación de las variables no directamente medibles. Si dicha frecuencia es baja, puede implementarse un sistema de alimentación manual de datos pero si este no es el caso y en aplicaciones industriales se requiere de comunicación vía Ethernet o mediante algún bus específico. El desarrollo inicial generalmente implica un ‘set up’ manual previo a la
implementación de un canal de comunicación directa vía Ethernet entre el dispositivo
de medición y el procesador dedicado a la estimación detección y diagnóstico. En
consecuencia, el proyecto implica la consecución de los siguientes objetivos:
• “Set-up” y calibración de un sensor de potencial redox para fermentaciones
alcohólicas a partir de hidrolizado de bagazo de sorgo.
• Planteo de un modelo dinámico que correlacione el potencial redox con la
concertación de etanol y de azúcares totales.
• Implementación computacional de un algoritmo de estimación de concertación
de etanol y de azúcares totales a partir de mediciones en línea de potencial redox.
• Evaluación del algoritmo en fermentaciones reales.
• Expansión de la red instrumentación, para ampliar el volumen de información a
procesar.
• Planteo e implementación de un algoritmo de detección y diagnóstico.
• Implementación de canal un de comunicación vía Ethernet entre el instrumental
del fermentador y el procesador dedicado a la estimación y diagnóstico
La consecución de estas metas y el planteo de la agenda de trabajo son flexible y los
objetivos no necesariamente deben alcanzarse en forma secuencial.