banner75

banner74

Optik ÇO sensörleri fermantasyon yönetimini iyileştirir

Günde 24 saat işletilen bira fabrikası, bira üretiminde oldukça önemli bir üretim tesisidir ve buraya yapılan yatırım, markanın zorlu müşteri taleplerine karşılık verilebilmesini sağlayacaktır.

Başarı Hikayeleri 04.01.2021, 10:16 04.01.2021, 11:41 Serkan KIRAÇ
30
Optik ÇO sensörleri fermantasyon yönetimini iyileştirir

Büyük bir bira üreticisi, yıllık bira üretimi arttıkça bakım müdahaleleri için uygun zaman aralıkları bulma konusunda zorlanıyordu. Bu durum özellikle de mayşe hatlarındaki EC çözünmüş oksijen sensörlerinin yeniden kalibre edilmesinde geçerliydi.

ÇÖZÜM

Hach®’ın yüksek aralıklı LDO hatta monte edilebilen sensörü bir mayşe hattı içine kuruldu ve sonuçları EC sensörüyle kıyaslamak için yan yana testler gerçekleştirildi. 12 ay süresince yüksek aralıklı LDO oldukça iyi bir performans sergiledi.

AVANTAJLAR
Yüksek aralıklı inline ÇO sensörleri, servis ve bakım gerekliliklerinde önemli oranda azalma sağladı. LDO spotu yılda yalnızca bir kez değiştirildi ve yılda 12 kez yerine iki kez kalibre edildi.

İLK DURUM
Büyük bir bira üreticisi, bira üretimini yıllık yaklaşık olarak 2 milyon hektolitre oranında (3,5 m - 5,5 m hektolitre arasında yaklaşık 1,7 milyon varil) artırmak istiyordu. Günde 24 saati işletilen bira fabrikası, bira üretiminde oldukça önemli bir üretim tesisidir ve buraya yapılan yatırım, markanın zorlu müşteri taleplerine karşılık verilebilmesini sağlayacaktır.

Şekil 1. Mayşe Fermantasyonu

MAYŞE YÖNETİMİ

Saf oksijen veya hava, mayşe hatlarına enjekte edilerek fermantasyona yardımcı olunur. Bu, maya solunumunu artırmak için yapılmaz. Fermantöre maya eklendikten sonra maya hızlıca oksijeni absorbe eder ve bunu membran biyosentezinde kullanır. Oksijen, maya hücrelerinin çok daha hızlı büyümesini ve daha fazla hücre yoğunluğuna ulaşmasını sağlar. Ancak ÇO seviyeleri, örneğin 20 ppm’de kontrol edilerek, fermantasyon hızının doğru oranda ilerlemesi sağlanır. Fermantasyon çok uzun sürerse üretim ertelenir; çok kısa sürerse de aroma bu durumdan etkilenir.

MAYŞE ÖLÇÜMÜ
Mayşeye oksijen veya hava eklerken kontrollü olunması gerekir. Aşırı oksijen, istenmeyen hızda ve fazla yoğun fermantasyona neden olur. Bu durum aromayı etkiler ve mayanın aşırı büyümesine neden olur. Aşırı maya üretimi, son ürünü kullanılamaz hale getireceğinden bira üreticisi için maliyetlidir. Buna karşılık, ilk aşamalardaki oksijen eksikliği kötü fermantasyona neden olur ve maya hücrelerinde asetil koenzim A seviyesinin artmasına yol açar. Bu durum da birada daha yüksek ester seviyelerine ve diğer istenmeyen tatlara neden olabilir.

YETERSİZ MAYŞE OKSİJENASYONUNUN ETKİLERİ

• Gecikmiş fermantasyon
• Zayıf fermantasyon
• Asetil koenzim A artışı
• Maya hücresi duvarı sentezi, asetil koenzim A ile başlar
• Düzgün lipit gelişimi için O2 gerekir
• Düşük O2, fazla ester oluşumuna yol açar
• Artırılmış H2S

AŞIRI MAYŞE OKSİJENASYONUNUN ETKİLERİ
• Sıcak fermantasyon
• Aşırı maya büyümesi
• Mevcut nütrient eksikliği nedeniyle maya yetersizliği
• İstenmeyen aroma oluşumu

OKSİJENASYON HEDEFLERİ
İstenmeyen bira aromaları, fermantasyon sırasında oluşabilir
• Maya sağlığı için optimum oksijenasyon seviyesine ulaşmak
• Olabildiğince az gaz kullanmak (O2 veya hava)
• Gazı çözeltide tutmak
• Köpük oluşumunu en aza indirmek
• Ölçüm noktalarını doğrulamak

ÇÖZÜM VE İYİLEŞTİRMELER

EC’den optik ÇO sensörlerine geçiş yapmanın asıl amacı hem kalibre etme sıklığını, hem de bu iş için harcanan zamanı azaltmaktı. Sensörlerde çalışmak için üretimi durdurmak gerekmekte ve hatların çoğu basınçlı olduğundan gerekli yetkinin alınması için bazı prosedürleri takip etmek gerekmekteydi. Sensörler bir çalışma yapmak için üretimdeki boşluklardan yararlanmaya çalışmaktaydılar; çünkü üretimdeki gecikmeler oldukça maliyetli olmaktaydı.

Hach Optik ÇO Teknolojisi
Sensörün “spotu”, dahili LED’in mavi ışığıyla uyarılan lüminofor adı verilen lüminesan malzeme ile kaplanmıştır. Lüminesan malzeme zayıfladıkça kırmızı ışığı emer ve bu lüminesan, mevcut çözünmüş oksijenle orantılıdır. Lüminesan hem maksimum yoğunluk hem de bozulma süresi açısından ölçülür.

Dahili kırmızı LED, her okuma değerinden önce bir referans ölçüm sunarak sensörün doğruluğunun korunduğundan emin olur. Eksitasyon modüle edilerek bozulma süresi, modüle edilen ışınım sinyalinin faz kaymasına dönüştürülür. Bu, ışınım yoğunluğundan bağımsızdır. EC sensörlerin aksine bu durum, sensör doğruluğunun yaşlanmadan etkilenmediğini önemli biçimde ortaya koymaktadır. Yani bir EC sensörü sık sık servis ve yeniden kalibrasyon (genellikle her 1 - 3 ayda) gerektirirken LDO yalnızca birkaç dakika süren 6 aylık kalibrasyon ve yılda yalnızca tek spot değişimi gerektirir. LDO, aynı zamanda EC sensörlerden daha hızlı yanıt süresine sahiptir. Bu özellik, üretimdeki olası herhangi bir gecikmeyi en aza indirme konusunda hayati önem taşır.
 
Şekil 2. Hach 410 Kontrol Üniteleri – tipik kurulum


Şekil 3. Hach M1100-H LDO sensörü – tipik kurulum

YÜKSEK VE DÜŞÜK ARALIKLI ÇO ÖLÇÜMLERİ

Açık renkli birada ÇO, milyarda bir (ppb) cinsinden ölçülür, genellikle 100 ppb’ye kadar. Bu da Hach’ın düşük aralıklı LDO’su olan M1100-L modelinin ölçüm aralığına uygun bir değerdir. LDO teknolojisinin portatif versiyonları da (Orbisphere 3100) aynı zamanda online ölçümleri tamamlayıcı nitelikte kullanılır. 0-40 ppm aralığına sahip; dolayısıyla mayşe uygulamaları için ideal olan yüksek aralıklı M1100-H LDO sensörü de mevcuttur. Bira fabrikasında birkaç yıldır inline düşük aralıklı LDO sensörleri kullanmakta olduğu için kalite güvence ve kalite kontrol personeli optik teknolojiye zaten güven duymaktaydı. Yüksek aralıklı yeni LDO sensörü 2014 yılında kuruldu ve herhangi bir sorunla karşılaşılmamasının yanı sıra sensör oldukça iyi bir performans sergiledi. Hat aynı zamanda EC sensörle de izlendi. Böylelikle sensörün uzun vadeli performansını kontrol etme şansımız da oldu.

Şekil 4. Online doğrulama için kullanılan portatif Orbisphere 3100

SONUÇLAR
12 ay süresince haftalık proses temizleme ile yaklaşık 1344 üretim gerçekleştirildi. Ancak o zamandan bu yana bu hattaki yıllık bira üretimi 2200’e yükseldi. Yüksek aralıklı LDO’nun sergilediği performans ihtiyaçlarını karşıladı ve bunun sonucunda iki adet yüksek aralıklı LDO sensörü daha satın alındı.

Şekil 5. Fermantasyon yönetimi için ideal olan yüksek aralıklı LDO sensörleri

SONUÇ
Bira fabrikası, LDO sensörlerin sunduğu verimlilik ve stabilite iyileştirmelerinin tamamen farkında. EC sensörleri her hat için yılda 12 kez yeniden kalibrasyon gerektiriyor. Bu sebeple daha fazla yönetimsel ve operasyonel yüke neden oluyor. Üretim seviyeleri arttıkça müdahaleler için uygun zaman aralığını bulmak daha da zor hale geliyor.

Buna karşılık düşük aralıklı LDO sensörlerindeki sensör spotu yılda bir kez değiştirilir ve kalibre edilir. Bu işlemleri yüksek aralıklı sensörle de gerçekleştirmeyi planlıyorlar; ancak 6 aylık aralıklarla. Bakım nedeniyle yıllık tesis kapatma zamanı genellikle en az talebin olduğu Ocak ayında gerçekleşir. Bu nedenle söz konusu ay LDO sensörlerini değiştirmek ve kalibre etmek için en ideal aydır.

Yorumlar (0)
Yorum yapabilmek için lütfen üye girişi yapınız!
orta şiddetli yağmur
Günün Anketi Tümü
Sektörel dergiler okunuyor mu?
Sektörel dergiler okunuyor mu?
Puan Durumu
Takımlar O P
1. Beşiktaş 20 44
2. Fenerbahçe 20 42
3. Galatasaray 20 39
4. Gaziantep FK 20 35
5. Alanyaspor 20 34
6. Trabzonspor 20 33
7. Hatayspor 20 32
8. Karagümrük 20 30
9. Malatyaspor 20 27
10. Antalyaspor 20 26
11. Göztepe 20 25
12. Kasımpaşa 20 25
13. Rizespor 20 25
14. Sivasspor 20 24
15. Başakşehir 20 24
16. Konyaspor 20 23
17. Kayserispor 20 19
18. Gençlerbirliği 20 19
19. Ankaragücü 20 18
20. Erzurumspor 20 17
21. Denizlispor 20 14
Takımlar O P
1. Giresunspor 18 38
2. İstanbulspor 18 37
3. Samsunspor 18 36
4. Altay 18 32
5. Adana Demirspor 18 31
6. Ankara Keçiörengücü 18 31
7. Bursaspor 18 30
8. Tuzlaspor 18 30
9. Altınordu 18 28
10. Bandırmaspor 18 27
11. Adanaspor 18 21
12. Ümraniye 18 20
13. Boluspor 18 19
14. Menemen Belediyespor 18 19
15. Akhisar Bld.Spor 18 16
16. Balıkesirspor 18 16
17. Ankaraspor 18 10
18. Eskişehirspor 18 4
Takımlar O P
1. Man City 19 41
2. M. United 19 40
3. Leicester City 19 38
4. West Ham 20 35
5. Liverpool 19 34
6. Tottenham 18 33
7. Everton 17 32
8. Arsenal 20 30
9. Aston Villa 17 29
10. Chelsea 19 29
11. Southampton 19 29
12. Leeds United 19 26
13. Crystal Palace 20 23
14. Wolverhampton 19 22
15. Burnley 18 19
16. Newcastle 20 19
17. Brighton 19 17
18. Fulham 18 12
19. West Bromwich 20 11
20. Sheffield United 19 5
Takımlar O P
1. Atletico Madrid 18 47
2. Real Madrid 19 40
3. Barcelona 19 37
4. Sevilla 19 36
5. Villarreal 20 34
6. Real Sociedad 20 31
7. Granada 20 28
8. Real Betis 20 27
9. Athletic Bilbao 19 24
10. Celta de Vigo 20 24
11. Cádiz 20 24
12. Levante 19 23
13. Getafe 19 23
14. Valencia 20 20
15. Eibar 20 20
16. Real Valladolid 20 20
17. Osasuna 20 19
18. Deportivo Alaves 20 18
19. Elche 18 17
20. Huesca 20 13

Gelişmelerden Haberdar Olun

@