Monitoring the limiting reactant concentration is a key question to maximize the productivity and to guarantee the safety of exothermic fed-batch processes. However in most applications, the concentration cannot be measured in real-time since suitable devices do not exist or are too expensive; the concentrations are then measured by off-line analyses. In this context monitoring the concentrations via software sensors, or state observer based estimators, is an attractive option.
The presence of model uncertainties is a major limitation when applying state observers to real processes. More precisely, in fed-batch exothermic reactors the bad knowledge of both the reaction kinetics and the heat transfer may prevent the use of classical observers. In this study, we propose two different approaches to estimate the concentration of the limiting reactant in a class of single phase exothermic fed-batch reactors with uncertain kinetics and heat transfer. The first approach is based on a finite time converging observer that provides an estimate for the reaction rate via the reactor energy balance equation. The concentration is then computed from the reaction rate estimate via a material balance equation.
The main contribution of this approach is the use of a finite time observer to limit the reconstruction error by guaranteeing a small convergence time interval for the reaction rate estimate. The second approach is based on an interval observer that provides two bounds for the concentration by considering uncertainties related to both the heat transfer and the reaction kinetics. The final estimate is then computed as the mean of the bounds. A systematic tuning procedure has been developed for each of both estimation techniques. Both estimators have then been tested and validated with real data coming from the production of different kinds of resins carried out in 10 tons reactors.
Avant-propos
Gisèle Séginger
Introduction
Première partie
Transformations de la métamorphose et concurrence des modèles
Romain Menini
Les métamorphoses de l'Altérateur : sur quelques « extraicts de haulte mythologie » rabelaisienne
Pascal Duris
Changement et préformation.
La métamorphose des insectes chez Swammerdam
Nathalie Vuillemin
Les dangers de la métamorphose
Hélène Bah Ostrowiecki
L’horloger, la cire et l’araignée : la métamorphose face au mécanisme
Michael A. Soubbotnik
Diderot : de l’insecte à la molécule.
Métamorphose de la métamorphose
Gisèle Séginger
Les notes d’histoire naturelle de Michelet : émergence et transformations de la notion de métamorphose
Azélie Fayolle
L’« éternel fieri » : métamorphoses et histoire dans l’oeuvre de Renan
Deuxième partie
Enjeux esthétiques et épistémologiques
Juliette Morice
Les « métamorphoses » du corail, entre science et poésie (xvie-xviie siècles)
Juliette Azoulai
Métamorphoses et biologie marine chez Michelet et Richepin
Elisabeth Plas
« Exagérer son genre, en rencontrer l’excès » : la métamorphose selon Michelet
Florence Vatan
Au prisme des métamorphoses : Michelet, Flaubert et les insectes
Dirk Weissmann
De Kafka à Goethe en passant par Ovide : l’inspiration goethéenne de la métamorphose chez Canetti
Victoire Feuillebois
Nymphettes vs nymphes de papillon dans Lolita : un exemple d’imagination scientifico-littéraire de la métamorphose
Troisième partie
Naturalia, Mirabilia : métamorphoses à la frontière du réel
Dominique Brancher
Métempsychoses, métensomatoses et métaphorimoses végétales (xvie-xviie siècles).
Une mise en crise catégorielle ?
Bénédicte Percheron
Devenir monstre : notions et enjeux de la métamorphose pathologique dans les sciences du vivant et la littérature
Yohann Ringuedé
Biologie et fantastique : les métamorphoses dans les récits brefs de Jules Verne
Martine Lavaud
La Génisse et le Pythagoricien : Ovide et le théâtre scientifique
Caroline Eades
Les Métamorphoses dans le film de Christophe Honoré
Bibliographie générale