Παρακολούθηση της ποιότητας στη διαδικασία παστερίωσης μπύρας με τεχνικές virtual sensing και μηχανικής μάθησης
Loading...
Date
2024-03-13
Authors
Λιβάνιος, Σταύρος
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Abstract
Στη βιομηχανία τροφίμων και ποτών πολλά τρόφιμα, μπύρες και αναψυκτικά συνήθως πρέπει να παστεριωθούν. Η διαδικασία αυτή παίζει σημαντικό ρόλο στην ποιότητα και τη γεύση του τελικού προϊόντος, αλλά η εποπτεία της είναι δύσκολη λόγω της φύσης της εκάστοτε διαδικασίας παστερίωσης. Για παράδειγμα, η παρακολούθηση της θερμοκρασίας μέσα σε οποιοδήποτε συσκευασμένο προϊόν δεν είναι εφικτή. Στην πράξη, οι χειριστές χρειάζεται να περάσουν έναν θερμογράφο μέσω της σήραγγας παστερίωσης (Παστεριωτής), διαδικασία που επαναλαμβάνεται περιοδικά πολλές φορές σε κάθε βάρδια ώστε να συλλεχθούν αρκετά δείγματα. Έτσι, διασφαλίζεται ότι η διαδικασία λειτουργεί υπό τα ποιοτικά πρότυπα.
Διάφορες soft sensing τεχνικές, που ονομάζονται επίσης virtual sensing η surrogate sensing, μπορούν να αξιοποιηθούν για την παρακολούθηση της ποιότητας του προϊόντος, χρησιμοποιώντας πληροφορίες που διατίθενται από άλλους αισθητήρες ώστε να εκτιμηθεί προσεγγιστικά η ποσότητα της τιμής που μας ενδιαφέρει. Σε αυτήν την διπλωματική, περιγράφεται μια μεθοδολογία soft sensing που βασίζεται στη μηχανική μάθηση για συνεχή εκτίμηση της θερμοκρασίας των προϊόντων κατά τη διαδικασία παστερίωσης, με όραμα την παρακολούθηση της τελικής ποιότητας της παστερίωσης των προϊόντων σε ζωντανό χρόνο.
Η μελέτη γίνεται σε πραγματική διαδικασία παστερίωσης μπύρας σε συνεργασία με το εργοστάσιο της Heineken στην Πάτρα. Τα αποτελέσματα δείχνουν αξιοσημείωτη απόδοση στην ακρίβεια πρόβλεψης θερμοκρασίας και PU (μονάδων παστερίωσης), με μέσο σφάλμα (RMSE) 1,85°C στις δοκιμές που πραγματοποιήθηκαν. Έτσι, καθίσταται δυνατή η εκτίμηση μετρήσεων από τους αντίστοιχους φυσικούς αισθητήρες με επαρκή ακρίβεια. Η μεθοδολογία μας μπορεί να θεωρηθεί ως μια εικονική (virtual) λύση χαμηλού κόστους για την παρακολούθηση της ποιότητας του προϊόντος σε παλαιότερους παστεριωτές που δεν κατέχουν αυτήν την λειτουργία.
Description
Keywords
Παστερίωση, Εικονική ανίχνευση, Μηχανική μάθηση