Optimal control of a fermentation process

Control óptimo de un proceso de fermentación

Este artículo incluye la descripción del proceso de fermentación discontinuo de cerveza que ha sido optimizado usando una técnica basada en la aplicación del cálculo de variaciones. Es introducido el método del gradiente como una herramienta valiosa para el control óptimo del proceso de fermentación cervecero seleccionado. Se incluyen los resultados obtenidos para tres casos diferentes donde se emplea este método.

A neural network tool for brewery fermentations

Una Herramienta de Red Neuronal para Fermentaciones Cerveceras

x|La variabilidad puede manifestarse en cambios en la velocidad de fermentación o causar sabores no deseados en la cerveza. Así, existe la necesidad de unas herramientas, tanto analíticas como computacionales, para ayudar a monitorear el proceso y mantenerlo en un curso deseado. En este artículo, se describe una herramienta de predicción que asiste en el manejo de producción en una cervecería. El sistema se apoya en una red neuronal que predice el curso de la fermentación, basada en el historial de la levadura, la formulación de la fermentación y las variables en las materias primas.

Feasibility of continuous main fermentation of beer using immobilized yeast

Factibilidad de la fermentación principal continua de cerveza usando levadura inmovilizada

La fermentación es el paso que mayor tiempo consume en la producción de cerveza; por esto, el uso efectivo de los recipientes de fermentación es un elemento crucial en el proceso cervecero. Una forma de incrementar la productividad de un proceso discontinuo es transformarlo en uno continuo. Los experimentos en fermentación continua emergieron durante 1950 y 1960, pero hacia finales de 1970 la mayoría de ellos habían finalizado. La técnica de inmovilización revitalizó la investigación sobre fermentación continua en los años 80, y llevó a aplicaciones industriales en la fermentación secundaria y producción de cervezas con bajo contenido de alcohol.

Este trabajo demuestra que una fermentación principal continua e inmovilizada es un proceso factible para la producción de cerveza lager. La fermentación principal inmovilizada fue estable por más de 14 meses, tanto en la eficiencia de fermentación como en la formación de compuestos de aroma. La formación de compuestos de aroma puede controlarse variando la composición y cantidad de gas alimentado en la primera etapa de fermentación. La división de la fermentación principal inmovilizada en una etapa aerobia y otra anaerobia parece resolver los problemas relacionados con el crecimiento y la estabilidad de la levadura. El material de soporte afectó la formación de compuestos de sabor en las fermentaciones a pequeña escala. Además, el efecto varió con la cepa de levadura usada. El soporte afectó la economía de la fermentación inmovilizada, cuyo costo puede llegar a ser una tercera parte de la inversión. Cuando se utiliza un soporte barato, se estima que los costos de inversión de un proceso continuo inmovilizado alcanzan cerca del 70% de los costos de un proceso discontinuo.

Multiobjective optimization and multivariable control of the beer fermentation process with the use of evolutionary algorithms

Optimización multiobjetivo y control multivariable del proceso de fermentación de la cerveza con el uso de algoritmos evolutivos

Este artículo describe la investigación empírica sobre el modelo, optimización y control supervisor de la fermentación de la cerveza. Las condiciones del laboratorio fueron implementadas de la forma más similar posible a las condiciones industriales de una cervecería. Ya que los modelos matemáticos que consideran las condiciones industriales reales no se encontraban disponibles, se desarrolló un diseño de modelo matemático nuevo que implicara condiciones industriales. Las fermentaciones discontinuas son procesos dinámicos multiobjetivo que deben ser guiados a lo largo de rutas óptimas para obtener buenos resultados. El artículo describe una forma directa de aplicar un enfoque tipo Pareto con algoritmos evolutivos multiobjetivo (MOEAs).