Endüstriyel yarıkesikli ekmek mayası fermentasyon prosesinin model esaslı kontrolü
Model based control of industrial fed-bacth bakers yeast fermentation process
- Tez No: 232750
- Danışmanlar: YRD. DOÇ. DR. SITKI ÖZTÜRK
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Biyoteknoloji, Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrol, Mühendislik Bilimleri, Biotechnology, Computer Engineering and Computer Science and Control, Engineering Sciences
- Anahtar Kelimeler: dönüşüm hızları, özgül üreme hızı, biyokütle, etanol derişimi, enerji denkliği, asimtotik gözlemci, mekanistik model, Gözlemleyici, conversion rates, specific growth rate, biomass, ethanol concentration, heat balance, asymptotic observer, and mechanistic model, Observer
- Yıl: 2007
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Kocaeli Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu doktora tezinde ekmek mayası fermentasyonunun endüstriyel koşullarda model esaslı kontrolü çalışılmıştır. Bu amaçla önce endüstriyel ortamda proses değişkenlerinin güvenilir ölçümü ve bu ölçümlerden biyolojik dönüşüm hızlarının elde edilmesi gerçekleştirilmiştir. Dönüşüm hızlarının elde edilmesinde, endüstriyel ortamda proses değişkenlerinin ölçümü ile birlikte enerji denkliği de kullanılmıştır. Dönüşüm hızları kullanılarak iki farklı yöntemle, ölçülemeyen durum değişkenleri olan biyokütle derişimi ve özgül üreme hızının kestirimi yapılmıştır. Durum değişkenlerinin kestiriminde asimtotik gözlemci ve mekanistik model tabanlı kestirimci yöntemleri kullanılmıştır. Her iki yöntem endüstriyel fermentasyonlara uygulanmış ve elde edilen sonuçlar laboratuar analizleri ile karşılaştırılmıştır. Fermentasyon prosesinde ölçülemeyen durum değişkenlerinin belirlenmesinden sonra model esaslı kontrol yöntemleri incelenmiştir. Bu amaçla iki kontrolcü tasarımı yapılmıştır: (1) özgül üreme hızı kontrolcüsü, (2) etanol derişimi kontrolcüsü. Doğrusal olmayan kontrolcülerin tasarımında geribesleme doğrusallaştırması kullanılmıştır. Özgül üreme hızının sabit ve zamanla değişen yörünge boyunca kontrol edilebilirliği gösterilmiştir. Etanol derişimi kontrolünde ise iki farklı doğrusal olmayan kontrolcü ifadesi ile etanol derişimi kontrol edilmeye çalışılmıştır. Proses boyunca sabit ve zamanla değişen etanol derişimi set değerlerinde kontrol edilebilirlik sağlanmıştır. Her iki kontrol yönteminin bir araya getirilmesi ile endüstriyel ortamda iyi performans gösteren bir kontrol yapısı tasarlanmış ve başarıyla uygulanmıştır. Bu şekilde endüstriyel ortamda hiç bir operatör müdahalesi olmaksızın işleyen model esaslı kontrol yapısı geliştirilmiştir.
Özet (Çeviri)
In this thesis, the model based control of baker?s yeast fermentation is investigated under industrial conditions. In order to do this, first conversion rates are derived from primary measurements. These conversion rates have been used in two different state estimation algorithm: (1) asymptotic observer (2) mechanistic model based estimator. Biomass concentration and specific growth rates are estimated by means of two different estimation techniques. The asymptotic observers and mechanistic model based estimators are applied to the data obtained from the industrial fermentations. After the determination of unmeasured process states, different model based control methods are investigated. For this purpose, nonlinear specific growth rate controller and ethanol concentration controllers are developed and applied to industrial fermentations. Feedback linearization has been used to design two nonlinear controllers: (1) specific growth rate controller (2) ethanol concentration controller. Specific growth rate is controlled in a fixed set point and time varying set point profile during fermentations. Two different linearizing equation are used in ethanol concentration controller. Both controllers are successfuly implemented to control of ethanol concentration at set point and time varying profile. Finally, industrial solution has been proposed by merging two controllers namely specific growth rates and ethanol concentration.
Benzer Tezler
- Molecular and physiological investigation of longevity in yeast
Maya hücrelerinde uzun yaşamın moleküler ve fizyolojik yönden incelenmesi
MEVLÜT ARSLAN
Doktora
İngilizce
2017
Mikrobiyolojiİstanbul Teknik ÜniversitesiMoleküler Biyoloji-Genetik ve Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı (disiplinlerarası)
PROF. DR. ZEYNEP PETEK ÇAKAR
- Yarı-kesikli fermantasyonda besleme ve havalandırma profillerinin optimizasyonu
Optimization of feeding and aeration prpfiles in fed-batch fermentation
İLKNUR EMRE
Doktora
Türkçe
2007
Kimya MühendisliğiAnkara ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. RIDVAN BERBER
- Evolutionary engineering of rapamycin-resistant yeast
Evrimsel mühendislikle rapamisine dirençli maya eldesi
ÖMER ESEN
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
Biyoteknolojiİstanbul Teknik ÜniversitesiMoleküler Biyoloji-Genetik ve Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı (disiplinlerarası)
PROF. DR. ZEYNEP PETEK ÇAKAR
- Endüstriyel boyutta yarı kesikli ekmek mayası üretim reaktörlerinin dinamik modellenmesi
Dynamic modelling of fed-batch yeast fermentation reactors of industrial scale
CENK PERTEV
- Production of pectinase enzyme from Aspergillus sojae in batch and fed-batch systems
Kesikli ve yarı-kesikli sistemlerde Aspergillus sojae'den pektinaz enzimi üretimi
NERGİZ DOĞAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2008
Biyoteknolojiİzmir Yüksek Teknoloji EnstitüsüBiyoteknoloji Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. CANAN TARI
PROF. DR. ŞEBNEM HARSA