banner128

banner124

banner122

banner129

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
84
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!
28°
az bulutlu
Günün Anketi Tümü
Sektörel dergiler okunuyor mu?
Sektörel dergiler okunuyor mu?
Puan Durumu
Takımlar O P
1. Beşiktaş 40 84
2. Galatasaray 40 84
3. Fenerbahçe 40 82
4. Trabzonspor 40 71
5. Sivasspor 40 65
6. Hatayspor 40 61
7. Alanyaspor 40 60
8. Karagümrük 40 60
9. Gaziantep FK 40 58
10. Göztepe 40 51
11. Konyaspor 40 50
12. Başakşehir 40 48
13. Rizespor 40 48
14. Kasımpaşa 40 46
15. Malatyaspor 40 45
16. Antalyaspor 40 44
17. Kayserispor 40 41
18. Erzurumspor 40 40
19. Ankaragücü 40 38
20. Gençlerbirliği 40 38
21. Denizlispor 40 28
Takımlar O P
1. Adana Demirspor 34 70
2. Giresunspor 34 70
3. Samsunspor 34 70
4. İstanbulspor 34 64
5. Altay 34 63
6. Altınordu 34 60
7. Ankara Keçiörengücü 34 58
8. Ümraniye 34 51
9. Tuzlaspor 34 47
10. Bursaspor 34 46
11. Bandırmaspor 34 42
12. Boluspor 34 42
13. Balıkesirspor 34 35
14. Adanaspor 34 34
15. Menemenspor 34 34
16. Akhisar Bld.Spor 34 30
17. Ankaraspor 34 26
18. Eskişehirspor 34 8
Takımlar O P
1. Man City 38 86
2. M. United 38 74
3. Liverpool 38 69
4. Chelsea 38 67
5. Leicester City 38 66
6. West Ham 38 65
7. Tottenham 38 62
8. Arsenal 38 61
9. Leeds United 38 59
10. Everton 38 59
11. Aston Villa 38 55
12. Newcastle 38 45
13. Wolverhampton 38 45
14. Crystal Palace 38 44
15. Southampton 38 43
16. Brighton 38 41
17. Burnley 38 39
18. Fulham 38 28
19. West Bromwich 38 26
20. Sheffield United 38 23
Takımlar O P
1. Atletico Madrid 38 86
2. Real Madrid 38 84
3. Barcelona 38 79
4. Sevilla 38 77
5. Real Sociedad 38 62
6. Real Betis 38 61
7. Villarreal 38 58
8. Celta de Vigo 38 53
9. Granada 38 46
10. Athletic Bilbao 38 46
11. Osasuna 38 44
12. Cádiz 38 44
13. Valencia 38 43
14. Levante 38 41
15. Getafe 38 38
16. Deportivo Alaves 38 38
17. Elche 38 36
18. Huesca 38 34
19. Real Valladolid 38 31
20. Eibar 38 30

Gelişmelerden Haberdar Olun

@