Peynir altı suyundan kesikli kefir tipi içecek üretiminin ayarlanabilen baz akış hızı ile deneysel pH gelişmiş kontrolü

Bir kesikli biyoreaktörde kefir mayası ile peynir altı suyu, glukoz, üzüm suyu ve süt karışımı fermantasyonunun pH kontrolü araştırılmıştır. Burada bir ürün olarak elde edilen kefir tipi içecek literatürde yer alan diğer çalışmalardan farklıdır. Biyoreaktördeki karışımın pH değeri koagülasyondan kaçınmak için belli bir değerin altına düşürülmemelidir. pH değerindeki azalma kontrol uygulamasını gerekli hale getirmektedir. Kontrol amacı için biyoproses CARIMA (Controlled AutoReggressive Integrated Moving Average) model kullanılarak benzetimi yapılmıştır. pH değeri ve sodyum bikarbonat akış hızı sırası ile çıkış değişkeni ve ayarlanabilen değişkenler olarak seçilmiştir. Model parametre hesaplama U-D çarpan ayrışma ve yalancı gelişigüzel ikili sinyal (PRBS) kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Bu PRBS sinyal 0,5 M sodyum bikarbonat giriş akış hızına verilmiş ve sistem dinamik cevap verileri online pH kaydından elde edilmiştir. Deneysel pH kontrol Genelleştirilmiş öngörmeli kontrol (GPC) kullanılarak bir ilk gerçekleştirilmiştir. En iyi kontrol ayar parametre değerleri etkinlik kriterlerine göre seçilmiştir. Deney sonuçlarının genel değerlendirmesine göre, en iyi kontrolün sisteme asit girişi yapılmaksızın ağırlık faktörü, ?=1 ile gerçekleştirildiği görülmüştür. Üretilen kefir-tipi içecekten elde edilen analitik ve mikrobiyolojik veriler Türk Gıda Kodeksi Fermente Süt Ürünleri Tebliği kapsamında değerlendirilmiştir. Buna göre protein içeriği 100 ml'de 3,11±0,10, Laktobasillus cinsi bakteri sayımı 9,44±0,38, Laktococcus cinsi bakteri sayımı 9,03±0,51 ve maya sayımı 9,99±0,70 olarak sayılmıştır

Experimental pH advance control of the cheese whey batch kefir-type drink production with manipulated base flowrate

The pH control of cheese whey, glucose, grape juice and milk mixture fermentation with kefir yeast was investigated in a batch bioreactor where the kefir- type drink as a product different from the ones in the literature was obtained. The pH value of mixture in a bioreactor must not decrease under a certain value to avoid coagulation. The decrease in pH necessitates control application. The bioprocess was simulated with a Controlled AutoReggressive Integrated Moving Average (CARIMA) model for control purposes. The pH and sodium bicarbonate flow rate are selected as output and manipulated variable, respectively. Model parameter evaluation is achieved by using the U-D factorisation and a pseudo-random binary sequence (PRBS). The PRBS signal was given to 0.5 M sodium bicarbonate (NaHCO3) incoming flow rate, the system dynamic response data was obtained from the on-line pH monitor. The experimental pH control was achieved for the first time by using GPC (Generalized Predictive Control) system. The best control tuning parameter values were chosen according to performance criteria. According to the assessment of the experimental results, it was seen that the best control of the system without acid input was done with weighting factor, ?=1. The analytical and microbiological data obtained from the kefir-type drink produced were evaluated according to Turkish Food Codex on Fermented Milk Products. Accordingly, it was counted the protein content of 100 ml as 3.11 ± 0.10, the numbers of Laktobasillus as 9.44 ± 0.38, the numbers of Laktococcus as 9.03 ± 0.51 and the number of yeast as 9.99 ± 0.70

___

  • Altuntaş S., Ertunç S., Hapoğlu H., Alpbaz M., Servo Control Application of Predictive Algorithm to the Cheese Engineering and Architecture Faculty of Eskişehir Osmangazi University, 25 (2), 31-42, 2012. of
  • Altuntaş S., Ertunç S., Hapoğlu H., Alpbaz, M., Discrete-Time Modelling of the Cheese Whey Drink Production and Servo Control of pH, Ordu Univ. J. Sci. Tech., 1 (1), 15-21, 2011.
  • Inan A., Oil Pollution Modelling in İskenderun Bay, Journal of the Faculty of Engineering and Architecture of Gazi University, 26, (2), 470-476, 2011.
  • Balas L., Inan A., Numanoglu Genç A., Modelling of dilution of thermal discharges in enclosed coastal waters, Environment, 17 (10), 82-89, 2013. of Chemistry and
  • Özmıhçı S., Kargı F., Utilization of Cheese Whey Powder for Ethanol Fermentation: Effects of Operating Parameters, Enzyme and Microbial Technology, 38, 711-718, 2006.
  • Özmıhçı S., Kargı F., Kinetics of Batch Ethanol Fermentation of Cheese Whey Powder (CWP) Solution as a Function of Substrate and Yeast Concentrations, Bioresource Technology, 98, 2978-2984, 2007.
  • Özmıhçı S, Kargı F., Effects of Feed Sugar Concentration on Continuous Ethanol Fermentation of Cheese Whey Powder Solution (CWP), Enzyme and Microbial Technology, 41, 876-880, 2007.
  • Özmıhçı S, Kargı F., Ethanol Production from Cheese Whey Powder Solution in a Packed Column Bioreactor at Different Hydraulic Residence Times, Biochemical Engineering Journal, 42, 180-185, 2008.
  • Saraceno A., Curcio S., Calobro V., Iorio, G., A Hybrid Neural Approach to Model Batch Fermentation of "Ricotta Cheese Whey" to Ethanol, Computers and Chemical Engineering, 34, 1590-1596, 2010.
  • Kourkoutas Y., Psarianas C., Koutinas A.A., Kanellaki M., Banat I.M., Marchant, R., Continuous Whey Fermentation Using Kefir Yeast Immobilized on Delignified Cellulosic Material, J. Agric. Food Chem., 50 (9), 2543-2547, 2002.
  • Paraskevopoulou A., Athanasiadis I., Blekas G., Koutinas A.A., Kanellaki M., Kiosseoglov V., Influence of Polysaccharide Addition on Stability of a Cheese Whey Kefir-milk Mixture, Food Hydrocolloids, 17 (5), 615-620, 2003.
  • Malbasa R.V., Milanovic´ S.D., Loncar E.S., Djuric´ M.S., Caric´ M.D., Ilicic´ M.D., Kolarov L., Milk-based beverages obtained by Kombucha application, Food Chemistry, 112, 178-184, 2009.
  • Bozoglu M. D., Ertunç S., Akay B., Bursalı N., Vural N., Hapoglu H., Demirci Y., The Effect of temperature, pH and SO2 on ethanol concentration and sugar consumption rate (SCR) in apple wine process, Journal of the Chemical Society of Pakistan, 37 (3), 431-439, 2015.
  • Kazici H.C., Mehmetoglu U., Use of the plant as biocatalysts for producing enantiomerically pure seconder alcohol, Journal of the Faculty of Engineering and Architecture of Gazi University, 30, (1), 49-56, 2015.
  • Camcıoglu Ş., Özyurt B., Hapoglu H., Elektrokoagülasyon yöntemiyle kağıt atık suyu arıtımında pH kontrolu, Anadolu University Journal of Science and Technology- A Applied Sciences and Engineering, 16 (2), 107-115, 2015.
  • Golshan M., MacGregor J.F., Identification for the Control of Variable Trajectories in Batch Processes, Industrial and Engineering Chemistry Research, 52, 2352-2367, 2013.
  • Cao Z., Yang Y., Lu J., Gao F., Constrained two dimensional identification for batch processes, Journal of Process Control, 24, 871-879, 2014. least squares model
  • Clarke D.W., Mohtadi C., Tuffs, P.S., Generalized Predictive Control-Part I: the Basic Algorithm, Automatica, 23 (2), 137-148, 1987.
  • Li-Juan L., Hong-Ye S., Jian C., Generalized Predictive Control with Online Least Squares Support Vector Machines, Acta Automatica Sinica, 33 (11), 1182- 1188, 2007.
  • Sato T., Design of a GPC-based PID Controller for Controlling a Weigh Feeder, Control Engineering Practice, 18, 105-113, 2010.
  • Neshasteriz A.R., Sedigh A.K., Sadjadian H., Generalized Predictive Control and Tuning of Industrial Processes with Second Order Plus Dead Time Models, Journal of Process Control, 20, 63-72, 2010.
  • Çetinkaya S., Durmazuçar H.H., Zeybek Z., Hapoğlu H., Alpbaz M., Application of Temperature Control in a Batch Polymerization Reactor at Different Optimal Temperatures, Journal of the Faculty of Engineering and Architecture of Gazi University, 28 (2), 383-392, 2013.
  • Aldemir A., Hapoğlu H., Comparison of wireless temperature profiles with generalized predictive control, Journal of Polytechnic, 19 (3), 377-387, 2016.
  • Altuntaş S., Peynir Yapım Tesislerinden Alınan Atıksuyu Biyolojik İşlemden Geçirme, Doktora Tezi, Ankara Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Ankara, 2012.
  • Gustafsson T.K., Skrifvars B. O., Sandström K. V., Waller K.V., Modelling of pH for Control, Industrial and Engineering Chemistry Research, 34, 820-827, 1995.
Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi-Cover
  • ISSN: 1300-1884
  • Yayın Aralığı: Yılda 4 Sayı
  • Başlangıç: 1986
  • Yayıncı: Oğuzhan YILMAZ
Sayıdaki Diğer Makaleler

RÜZGAR TÜRBİNLERİNDE MEKANİK DENGESİZLİK ARIZALARININ ELEKTRİKSEL ÖLÇÜMLERDEN TESPİT EDİLMESİ

Mehmet BAYRAK, Nduwayezu ERİC, Ahmet KÜÇÜKER

Modüler yeniden yapılandırılabilir robot modülü OMNIMO'nun tasarımı ve üretimi

Ali KILIÇ, Sadettin KAPUCU

İnce daneli zeminlerde sıkışma indisi'nin istatistiksel ve yapay zeka yöntemleri ile tahmin edilmesi

Şaban YURTCU, Aşkın ÖZOCAK

BETONARME KUBBELERİN TAŞ YIĞMA DUVARLI CAMİLERİN DİNAMİK DAVRANIŞINA ETKİSİNİN ÇEVRESEL TİTREŞİM YÖNTEMİYLE İNCELENMESİ

Temel Türker, İsmet ÇALIK, Alemdar BAYRAKTAR

Bor katkılı hidroksiapatit üretimi ve karakterizasyonu: Bor oranı ve sinterleme sıcaklığının yapı ve mekanik özellikler üzerindeki etkisi

Önder ALBAYRAK, Mustafa UĞURLU

Deri arıtma çamuru kompostu ilavesiye gerçekleştirilen çim yetiştiriciliğinde Cr, Cu, Zn ve Ni metallerinin kimyasal dağılımı ve bitkiye transferi

Duyuşen Elif Güven, Görkem Görkem Akinci, Gülden Gök

WEB TABANLI SALDIRI ÖNLEME SİSTEMİ TASARIMI VE GERÇEKLEŞTİRİLMESİ: YENİ BİR HİBRİT MODEL

Adem TEKEREK, Cemal GEMCİ, Ömer Faruk BAY

Önden Yüklemeli Bir Çamaşır Makinesinin Sonlu Elemanlar Yöntemiyle Dinamik Olarak Modellenmesi

Mehmet ÖZER, Atakan ALTINKAYNAK, Vedat TEMİZ, Turhan MUTLU, Tuğba DIŞPINAR, Abdulkadir ÖZGEN, Murat YÜCEL

Göktürk Alfabesi Tabanlı Görsel Sır Paylaşımı Metodu ile Veri Gizleme Uygulaması

Engin AVCI, Türker TUNCER

Elmas nano parçacık takviyeli krom kaplanmış gözenekli toz metal parçaların korozyon davranışlarının araştırılması

Rahmi ÜNAL, E. Zeynep BİLGİLİ, Radoslav VALOV, Elmas SALAMCI, Abdurrahman ASAN