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Simulación del proceso de fermentación de cerveza artesanal

2014; National Autonomous University of Mexico; Volume: 15; Issue: 2 Linguagem: Espanhol

10.1016/s1405-7743(14)72212-7

2594-0732

Ángel Garduño-García, I.L. López-Cruz, A. Ruiz-García, Sandra Martínez-Romero,

Horticultural and Viticultural Research

El objetivo de la presente investigacion fue estudiar el comportamiento del proceso de fermentacion de cerveza artesanal mediante un modelo matematico dinamico. El modelo contiene las tasas de cambio de las variables de estado concentracion de glucosa, maltosa y maltotriosa. La variable de salida es la concentracion de etanol y como variable auxiliar contempla la concentracion de biomasa (levaduras). Este modelo fue programado en el ambiente Matlab-Simulink y para su integracion numerica se utilizo el metodo de Dormand-Prince de cuarto grado con tamano de paso de integracion variable y una tolerancia relativa de 10–8. Para conocer sus parametros mas importantes se realizo un analisis de sensibilidad local. Ademas se llevo a cabo un experimento para producir cerveza artesanal a una temperatura constante (21°C). Se implementaron 14 unidades experimentales (fermentadores) con las mismas condiciones iniciales. De cada fermentador, se midieron las concentraciones de las variables de estado incluidas en el modelo matematico. Usando los resultados experimentales el modelo se calibro mediante los algoritmos de optimizacion minimos cuadrados no lineales y evolucion diferencial. De acuerdo con las estadisticas sesgo (BIAS), coeficiente de correlacion (r), raiz cuadrada del cuadrado medio (RMSE), error medio absoluto (MAE) y eficiencia de modelacion (EF) se encontro un buen ajuste entre las predicciones del modelo y las mediciones de las variables de estado despues de la estimacion de los parametros.