Ekmek mayası fermentasyonunda öngörü modeli

Abstract

EKMEK MAYASI FERMENTASYONUNDA ÖNGORU MODELİ Yöntem Hapçıoğlu Anahtar Kelimeler: Ekmek Mayası, Saccharomyces cerevisiae, öngörü Modeli, Simulasyon, Isı Transferi. Özet: Ekmek mayası, Saccharomyces cerevisiae, üretiminin optimizasyonunda kullanılan parametreler proses sırasında birbirlerini ters yönde etkilemektedir. Ekmek mayasının kompleks metabolizmasının yanında pek çok dış değişken de prosese etki etmektedir, iklim şartlan, soğutma suyu ve üretim kapasiteleri bu değişkenlerden bazılarıdır. Proses sırasında, tüm bu değişkenlerin etkilerine bağlı olarak ortaya çıkan şartlara göre bazı kritik kararların alınması gerekebilir. Bu durumda, model öngörülü kontrol mantığı ile çalışan otomatik bir sistem karar mekanizmasını daha güvenli kılar ve prosesi daha iyi anlamaya yardımcı olur. Pak Biyoteknoloji Merkezinde proses bir SCADA programı kullanılarak kontrol edilmektedir. Bu SCADA sistemine ek olarak, dinamik bir proses modeli geliştirilmiş ve MATLAB-SIMULINK'te çalıştırılmıştır. Model, maya büyümesini, ısı transferini, reaktörü ve prosesi tanımlayan denklemlerden oluşmaktadır. Simülasyon sonuçlan fermentasyon verilerine oldukça yakındır. Bu modelin yardımıyla, SCADA programındaki veriler de kullanılarak maya büyümesi, fermentasyon sırasında tüketilecek su miktarı ve fermentasyon sıcaklığı öngörülebilir. Model ayrıca ölçek büyütme ve reaktör tasarımı işlemleri için de kullanılabilir.

PREDICTIVE MODEL FOR BAKER'S YEAST FERMENTATION Yöntem Hapçıoğlu Key Words: Baker's Yeast, Saccharomyces cerevisiae, Predictive Model, Simulation, Heat Transfer. Abstract: In the production of baker's yeast, Saccharomyces cerevisiae, the process can be optimized by using the parameters which have contradictory effects. As well as the complex metabolism of the baker's yeast, there are some external varibles affecting the process. Climate conditions, cooling water and production capacities are some of these variables. According to the conditions arised from the effects of these variables, some critical decisions might have to be taken. So, an automatic system using model predictive control can make the decision mechanism more reliable and help to get a better understanding of the process. At Pak Biotechnology Center (PBC), a SCADA program is controlling the process. In addition to this SCADA program a dynamic model has been established in MATLAB-SEMULINK. The model consists of equations defining yeast growth, kinetics and heat transfer. The results of simulations show a reasonable good fit to the fermentation data. With the help of this model, it is possible to predict the yeast growth the amount of water that will be consumed and fermentation temperature by using the data in the SCADA program during the fermentation. The model can also be used to control and scale up of the process and even for reactor design.