Dergiler / Afyon Kocatepe Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi / 2003 / Cilt: 3 - Sayı: 1-2

Yapay sinir ağları ile endüstriyel ekmek mayası fermentasyonunda özgül üreme hızı ve biyokütle kestirimi

Biomass and specific growth rate estimation using artificial neural networks in industrial baker's yeast fermentation

Sayfa
51–66
Yayın Tarihi
2022-10-11
DOI
—
🏛️Bu makalenin bibliyografik verileri ve tam metin bağlantısı DergiPark üzerinden sağlanmıştır.
DergiPark Kaydı ↗
✨

Yapay Zeka Hızlı Bakış & Çıkarımlar

AI Insight
⚡ TL;DR(1 Cümlede Hızlı Çıkarım)

Verilen sonuçlar, YSA yazılım-sensörlerin üretim ortamında biyokütle derişimi ve özgül üreme hızını başarılı bir şekilde kestirdiğini göstermektedir.

📌 3 Maddede Bu Makale

🎯
Amaç & Hipotez:Endüstriyel fermantasyon süreçlerinin kontrolü ve optimizasyonu özellikle biyokütle ve kullanılmamış hammadde gibi anahtar süreç değişkenlerinin ölçümü için on-line ölçüm yapan enstrümanların olmayışı sebebiyle sınırlıdır.
📊
Temel Bulgular & Veri:Bu değişkenlerin ölçümü sadece çevrimdışı (off-line) süreçten alınan örneklerle yapılan laboratuvar analizi ile yapılabilmektedir.
💡
Sonuç & Katkı:Verilen sonuçlar, YSA yazılım-sensörlerin üretim ortamında biyokütle derişimi ve özgül üreme hızını başarılı bir şekilde kestirdiğini göstermektedir.
🔬Tür:Laboratuvar & Saha Deneyi
📍Kapsam:Genişletilmiş Akademik Örneklem
⚙️Değişkenler:Alan Parametreleri

Özet

Endüstriyel fermantasyon süreçlerinin kontrolü ve optimizasyonu özellikle biyokütle ve kullanılmamış hammadde gibi anahtar süreç değişkenlerinin ölçümü için on-line ölçüm yapan enstrümanların olmayışı sebebiyle sınırlıdır. Bu değişkenlerin ölçümü sadece çevrimdışı (off-line) süreçten alınan örneklerle yapılan laboratuvar analizi ile yapılabilmektedir. Bu çalışma, proses modeli ve üretim ortamından alınan ölçümlere dayalı olarak, maya derişimi (Cx) ve özgül üreme hızı $(mu)$ değişkenleri için birer yapay sinir ağı (YSA) kestirimci sunmaktadır. Verilen sonuçlar, YSA yazılım-sensörlerin üretim ortamında biyokütle derişimi ve özgül üreme hızını başarılı bir şekilde kestirdiğini göstermektedir. Böylece bu değişkenlerin gözlenmesi ve etkin on-line kontrol yapısı kurulumu mümkün olacaktır.

Abstract

Control and optimisation of fermentation process are limited cause of unavailability of on-line measurement sensors for state variable suchas biomass and unutilised substrate. During a fermentation process, these variables are only measured by off-line laboratory analysis. This study presents artificial neural network (ANN) estimators for each one of biomass concentration and specific growth rate variables, based on process model and measurements from real production media. The given results show that the ANN soft-sensors could successfully estimate biomass concentration and specific growth rate in real production media. Hence, observation of these variables and installing effective on-line control structure will be possible.

🔖

Bu Makaleye Atıf Yap

KARAKUZU, C., TÜRKER, M., YAKUT, M., ÖZTÜRK, S. (2022). Yapay sinir ağları ile endüstriyel ekmek mayası fermentasyonunda özgül üreme hızı ve biyokütle kestirimi. Afyon Kocatepe Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi, Cilt: 3 - Sayı: 1-2, 51–66. https://ajindex.com/articles/429545

Kaynakça (8)

  1. Karim M.N, Rivera S.L., Comparision of feedforward and recurrent neural networks for bioprocess state estimation, Computers and Chem Eng, 16 suppl, 369-377, (1992)
  2. Dacosta P., Kordich C., Williams D., Gomm J. B., Estimation of inaccessible fermentation states with variable inoculum size, Artificial Intelligence in Engineering, 11, 383-392, (1997)
  3. Adilson J. de A., Rubens M. F., Soft sensors development for on-line bioreactor state estimation, Computers and Chemical Engineering, 24, 1099-1103, (2000)
  4. Besli N., Türker M., Gul E., Design and simulation of a fuzzy controller for fed-batch yeast fermentation, Bioprocess Engineering, 13,141-148, (1995)
  5. Sonnleıtner B., and Kappeli O., Growth of Saccharomyces cerevisiae is controlled by its Limited Respiratory Capacity: Formulation and Verification of a Hypothesis, Biotechnology and Bioengineering, vol. 28, 79-84, (1986)
  6. Pham H. T. B., Larsson G., Enfors S.-O, Growth and Energy Metabolism in Aerobic Fed-Batch Cultures of Saccharomyces cerevisiae: Simulation and model Verification, Biotechnology and Bioengineering, 60: (4), 474-482, (1998)
  7. Haykin S., Neural Networks A Comprehensive Foundation (2th edition), Prentice Hall publishing, New Jersey 07458, USA, (1999)
  8. Jang J.-S.R, Sun C.-T, Mizutani E., Neuro-Fuzzy and Soft Computing A computational Approach to Learning and Machine Intelligence, Prentice Hall publishing, Upper Saddle River, NJ 07458, USA, (1997).