과학연구

개선된 입출력선형화방법에 의한 효모류가배양공정의 페하조종

 2025.7.23.

페하조종은 화학공업과 생물공학의 많은 분야에서 필수적으로 제기된다. 례를 들어 최적조건하에서 특정한 범위로 페하의 조종을 요구하는 발효공정, 금속의 물흡수, 응결, 생물질생산에서 조류의 성장 등을 들수 있다. 페하조종에서 나서는 기본문제에는 크게 3가지 즉 공정의 비선형성, 평형점근방에서의 높은 감도성, 공정의 거동변화에 따르는 입구농도변화의 시변거동문제들이다.

페하조종대상은 특성상 비선형조종대상이므로 모형화가 중요하게 제기된다. 이러한 중요성으로부터 많은 연구들에서 페하의 일반적인 속성과 어떤 인자들이 비선형성을 나타내는가에 대한 론의가 진행되였으며 페하조종에서 제기되는 문제점들, 페하조종대상의 수학적모형화, 페하조종을 위한 여러가지 조종설계수법들이 많이 론의되였다. 모든 페하조종체계가 어려운 문제점들을 가지고있다는것은 명백하며 간단한 선형조종기로 동작이 잘되도록 만드는 문제가 중요하게 제기된다.

우리 연구조에서는 공정파라메터들에 기초하여 제기한 페하조종대상의 해석적모형에 대한 모의를 진행하고 모형의 타당성을 검증하였으며 입출력선형화수법에 의하여 비선형조종기설계를 제기하였으며 수값모의와 실험을 통하여 설계한 조종기의 효과성을 검증하였다.

이 연구결과는 잡지 《Theoretical Foundations of Chemical Engineering》(2023)에 《pH Control of Yeast Fed-Batch Fermentation Process by Improved Input-Output Linearization Method》(https://doi.org/10.1134/S0040579523060088)의 제목으로 발표되였다.