L14 - Datenvorbehandlungsmethoden für präzisere Inline- Bestimmung von Stoffkonzentrationen im Bioreaktor aus NIR-Absorptions-Spektren
- Event
- 11. Dresdner Sensor-Symposium 2013
2013-12-09 - 2013-12-11
Dreikönigskirche - Haus der Kirche Dresden - Chapter
- 11. Sensoren für Bioprozess- und Verfahrenstechnik
- Author(s)
- U. Wenzel, S. Princz, L. Gröber, R. Miller, M. Heßling - Hochschule Ulm/D
- Pages
- 450 - 455
- DOI
- 10.5162/11dss2013/L14
- ISBN
- 978-3-9813484-5-3
- Price
- free
Abstract
In Fermentationen mit Backhefe (Saccharomyces cerevisiae) sollen inline im Bioreaktor die Konzentrationen von Glucose, Ethanol und Biomasse aus NIR-Absorptionsspektren mithilfe chemometrischer PLS-Modelle bestimmt werden. Verwendet wird eine Transflexionssonde mit einer Spaltbreite von 0,25 mm. Die einzelnen aufgenommenen Absorptionsspektren gegen Wasser als Referenz schwanken teilweise stark sowohl im Offset, vermutlich verursacht durch Hefeklumpen, als
auch in der Form, vermutlich wegen Gasblasen im Spalt der Sonde. Die hier vorgestellte neuartige Datenvorbehandlungsmethode lässt über eine Zeitserie ungemittelter Spektren einen Filteralgorithmus laufen, der die korrumpierten Spektren verwirft und nur die restlichen „guten“ mittelt oder aber entscheidet, dass die gesamte Zeitserie nicht auswertbar ist. Diese Filterung bezieht sich erstens auf den Offset der Spektren und zweitens auf deren Form. Die Vorhersage der Glucose-, Ethanol- und Biomasse-Konzentrationen aus den PLS-Modellen kann dadurch noch deutlich verbessert werden.