GIDA MÜHENDİSLİĞİNDE KULLANILAN BAZI YAZILIMLAR
1. COSTHERM:
Gıda sanayini ilgilendiren fiziksel özelliklerle ilgili, Avrupa Birliği tarafından desteklenen COST 90 ve COST 90bis projeleri gerçekleştirilmiştir. Bu projelerde, gıdaların fiziksel özellikleri sadece belirli gıdalar için araştırılmamış, gıdaların işlenmesi ve ölçüm yöntemleri de incelenmiştir. COSTHERM bu projeler çerçevesinde gıdaların ısıl özelliklerini bulmak ve hesaplamak için geliştirilmiş bir programdır (Miles ve ark., 1983)
2. ASEP (A Process Simulator):
Katı parçacık içeren sıvı gıda maddelerinin sürekli aseptik ısıl işlemlerinin hesaplamalarında kullanılmak için Swedish Food Research Institude tarafından geliştirilmiştir. Model, hedef mikroorganizmanın inaktivasyonu için gerekli sıcaklığı, F değerini, kalite faktörünü, tutma borusunun boyunu ve kalma süresini öngörmekte kullanılmaktadır. Benzetişim (simülasyon) sırasında girilen veriler değiştirilebilmektedir (Skjöldebrand ve Ohlsson, 1993).
3. FOODS (Food Operations Oriented Design System):
Çeşitli sıvı gıda maddelerinin proses tasarımlarının ön değerlendirmelerini ve tasarımlara ait ekonomik analizleri yapmak için kullanılan bir programdır. Orijinal olarak FORTRAN programlama dilinde yazılmış ve daha sonra kişisel bilgisayarlarda kullanılmak üzere değiştirilmiştir. Kullanıcı, istenilen ürünü üretebilmek için gerekli temel işlemler serisini seçebilmektedir. Program, temel işlemleri boyutlandırmakta ve enerji, su vb. işlem giderlerini hesaplayabilmektedir.
4. SIMULINK:
SIMULINK, hızlı bir şekilde ayrıntılı blok diyagramları oluşturabilecek araçlara sahiptir. Simulink S-Functions (sistem fonksiyonları) kullanılarak blok diyagramlara MATLAB, C ve FORTRAN gibi mevcut programlama dillerinde kodlar yazılabilir. Blok diyagramları oluşturduktan sonra program çalışılıp sonuçlar alınır. Program adım adım çalıştırılarak varsa hatalar bulunabilir.
Modelleme benzetişi ve dinamik çoklu sistemlerin analizleri için kullanılan etkileşimli bir programdır. Blok diyagram oluşturma, sistem davranışlarının benzetişimi, performanslarının belirlenmesi ve tasarımın arıtılarak belirginleştirilmesine olanak sağlar. SIMULINK, MATLAB programı ile çok iyi bütünleşmiştir. Bu, kullanıcılara sistem kontrolü tasarımları, iletişim sistemleri tasarımları ve diğer benzetişim uygulamalarında büyük kolaylık sağlamaktadır.
5. NumeriCAL:
Ticari sterilizasyonda ısıl işlemlerin hesaplanmasında ve işlem sapmalarının belirlenmesinde kullanılmak üzere TechniCAL Inc. Tarafından geliştirilmiş bir programdır. Yazılım, kararsız hal ısı aktarımının kısmi diferansiyel denklemlerini sonlu farklar (finite difference) yöntemi kullanarak çözmektedir. Bu program, konserve kutularının yükseklik ve çapını küçük parçalara ayırarak her bir noktayı tanımlar. Uygun sınır ve başlangıç koşullarıyla her bir noktanın sıcaklığı küçük zaman aralıklarıyla hesaplanır. Kutunun merkez sıcaklığına göre hesaplanan sterilizasyon değeri istenilen değere gelinceye kadar işlem sürdürülür. Bu yöntem Ball yönteminde olduğu gibi ısınma ve soğuma faktörlerini kullanır. Bu şekilde eşdeğer işlem süresini ve sterilizasyon değerini hesaplamak mümkündür. Bu programla deneme yapmadan değişik ürünler, kutu boyutları, otoklav sıcaklığı, ilk sıcaklık için işlem süresi ve sterilizasyon değerleri hesaplanabilir. Bu yazılımın sonuçları USDA ve FDA tarafından onaylanmıştır (Lynn, 1993).
6. CALSoft™:
Bu yazılım da TechniCAL INC tarafından geliştirilmiştir. Özellikle iletimle ısı geçişi ve sıcaklık dağılımı testlerinde, toplanan verilerin değerlendirilmesinde ve ısıl işlem hesaplamalarında kullanılmaktadır. CALSoft, veri toplama ve değerlendirmeyi bütünleştirmesi nedeni ile rakipsiz olarak değerlendirilmektedir. Benzer programlar, ısıtma verilerini toplamak için bir yazılım, bu verileri değerlendirmek için bir başka yazılım kullanmayı gerektirmektedir. CALSoft yazılımı ile kullanıcı, verileri toplamakta, bunları analiz etmekte ve sonuçları hesaplayabilmektedir. CALSoft’un toplama modülü (Collect Module) sadece CALPlex data logger kullanarak verileri toplar, analiz modülü (Analyze Module) ile verileri analiz eder, hesaplama modülü (Calculation Module) ile hesaplamayı yapar, Zoom modülü (Zoom Module) ile verilerin grafiksel olarak değerlendirilmesine olanak sağlar.
7. FOODS-LIB© (Food Operations Oriented Design System Block Library):
Bu yazılım, kullanıcıya prosesin akış şemalarının çizilmesinde yardımcı olan, hazır işlem bloklarını alabilecek bir kütüphane modülü bulunmaktadır.
Bu yazılım üç aşamadan oluşmaktadır. İlk aşama, işlem diyagramının çizildiği “akım şeması” aşamasıdır. Bütün akış şemaları, işlem giriş blokları (buhar, su vb), temel işlem blokları ve işlem çıkış bloklarını (ürün ve atık) içerir. İkinci aşama kararlı hal proses modeli için girdi ve çıktı zincirlerini oluşturur “tasarım” aşamasıdır. Üçüncü aşamada hesaplamalar için sayısal değerlerin girildiği “veri girişi” aşamasıdır. Veri girişi ardından program çalıştırılarak benzetişim gerçekleştirilebilir .
Gıda mühendisleri, bilimcileri ve teknologları için çok basamaklı kararlı hal gıda proses tasarım araçları içeren yazılımdır. Kullanıcıya, işlem sürecinde kararlı hal kütle ve enerji denkliklerinde ve sürekli gıda işleme sistemlerinde yardımcı olmak amacıyla geliştirilmiştir. Isı uygulaması sırasında mikrobiyal yükteki azalma ve kalitenin bozulması da belirlenebilmektedir. Bu yazılımın hesaplama algoritmalarının ve grafiksel kullanıcı arabiriminin (Graphical User Interface, GUI) oluşturulmasında MATLAB ve SIMULINK yazılımlarının araçları kullanılmıştır.
FOODS-LIB, değişik tasarım aşamalarında 11 değişik temel işlem modeli içermektedir. Her model, empirik modeller yerine temel mühendislik ilkelerine dayandırılmıştır. Her temel işlem en fazla dört tasarım aşamasına sahiptir. En altta sistem etrafında yapılan kütle denkliği aşaması, enerji denkliği aşaması, temel aktarım ilkelerinin uygulandığı aşama ve gelişmiş aktarım ilkelerinin uygulandığı aşama vardır (Data, 1998).
8. ECOANAL:
FOODS-LIB gibi ECOANAL programı da değişik aşamalar içerir. İlk aşama, tasarım aşamasına erişmeyi sağlayan akım şeması aşamasıdır. Tasarım aşamasında bütün ekonomik bilgiler kullanıcı tarafından belirlenmelidir. Her tasarım aşaması, veri giriş aşamasına erişimi sağlar. Tasarımın temel ve gelişmiş aktarım aşamaları tamamlandıktan sonra ECOANAL programı çalıştırılarak ekipmanın ilk satın alma maliyeti tahmin edilebilir. Sermaye yatırımı ve proje sürecinde üretim giderlerinin belirlenmesi gibi daha gelişmiş ekonomik analiz yapmak için Peter ve Timmerhaus (1991)’de anlatılan yöntemler kullanılır (Data, 1998).
FOODS-LIB algoritmasıyla paralel çalışan ancak ayrı bir yazılım olan ECOANAL prosesin ekonomik analizini yapar. FOODS-LIB programı çalıştırılarak bir proses tasarımı yaratıldığında ekonomik analiz modu aktif hale getirilirse iki tane ekonomik veri içeren dosya oluşturulur. Birincisi, kütle akış hızına bağlı olarak belirlenen akım maliyeti, ikincisi ise temel işlem giderleri veri dosyasıdır. ECOANAL programının ekonomik analiz yapabilmesi için bu iki dosyaya ihtiyacı vardır.
9. CFD (Computational Fluid Dynamics):
CFD yazılımları ile momentum, ısı ve kütle aktarımı problemi içeren proseslerin simülasyonu ve optimizasyonunda geniş olarak kullanılmaktadır. CFD kullanılarak gerçekleştirilmiş bazı yazılımlar;
• FIDAP:
Ekstrüzyon işlemlerinin hesaplanmasında kullanılan bir yazılımdır.
• FLUENT, COMPACT, ABAQUS:
Isıl işlem denkliklerinin çözümünü yapan yazılımdır.
• EMAS:
Elektromanyetik problemlere çözüm getiren yazılımdır.
• icepack™:
elektronik bileşen içeren kapalı alanlarda hava akışı ve ısı dağılım analizi yapan yazılımdır.
10. Flavor Selector ™5.0:
Daha önce üretilmiş ürünlerde kullanılan tatların olduğu bir veri tabanıdır. Yeni ürün tasarımcıları, yeni tatları deneme, tekrarlanabilir tatlarda ürün geliştirme ve tatların ekonomik analizlerini bu programla yapabilmektedirler. Bu programda tat örneği bilgisi, fiziksel özellikler, duyusal bilgiler, raf ömrü, fiyatlandırma ve yasal standartlar göz önüne alınarak verilmektedir (Hegenbart, 1997). Yazılımın fiyatı 495 USD’dir.
11. GRASbase ™5.0:
Kimyasal, fiziksel, yasal, Kosher (ürünün tüketiminin Musevi dinince uygun olup olmadığını gösteren belge) ve diğer özelliklerinin bulunduğu lezzet katkı maddeleri referans veri tabanıdır. Güçlü bir sorgulama arayüzü vardır. Katkı maddelerini karakterize edebilecek duyusal arabirimi vardır. Programda tüm alanlara girilebilmekte ve yeni katkı maddeleri veri tabanına eklenebilmektedir. Bu yazılımın fiyatı 2,295 USD’dır.
12. SENSbase ™ 1.0:
Katkı maddelerinin duyusal tanımlayıcılarını tayin etmek için tasarlanmış bir katkı maddeleri veri tabanıdır. Lezzet maddeleri üreticileri, parfüm üreticileri ve araştırmacılar için kullanışlı bir yazılımdır. Yeni katkı maddelerinin eklenmesine olanak sağlar. Sorgulama arayüzü, duyusal tanımlayıcılara ya da daha önce kullanıldığı yere göre katkı maddelerinin belirlenmesini sağlar. Yazılımın fiyatı 179 USD’dır.
13. WinChem:
Birleşik Devletler ve Avrupa’da yasal düzenlemeleri gösteren program modüllerinden oluşmuş bir settir. Çeşitli formülasyonlar için, etiket bilgileri, beslenme bilgileri, federal, eyalet ve yerel düzenlemeleri ve ilgili bir çok bilgileri içermektedir. Kullanıcı gereksinimlerine göre geliştirilmiş esnek bir programdır. Parfüm endüstrisi için de yasal düzenlemeleri içermektedir. Birleşik Devletler ve Avrupa’da lezzet katkı maddesi ve parfüm üreten bir çok firmada yaygın olarak kullanılmaktadır.
14. Guideline:
CAMO AS, Trondheim, Norveç tarafından geliştirilmiş bir yazılımdır. Bu yazılım çok sayıda ürün değişkenlerini aynı anda analiz ederek, ürün geliştirme sürecini hızlandırmaktadır. Ekmekte somun hacminin geliştirilmesini örnek olarak alırsak; Guideline, pişirme süresi, karıştırma hızı, karıştırma süresi, hamur sıcaklığı ve fermantasyon süresini de içeren dokuz potansiyel değişkenin etkilerini test eder. Sadece 20 ön değerlendirmeden sonra program, somun hacmini en çok etkileyecek işlem parametrelerini belirler. Takip eden test yazılım tarafından yönlendirilir ve ortalama somun hacmini %11 arttıracak işlemlere yol gösterir (Hegenbart, 1997).
15. Optimizasyon ve Yönetim Araçları:
Entegre üretim sistemlerini kullanan firmalar, kendi içsel projelerini geliştirirken, endüstriyel standartlar ile hammadde sağlayıcıları ve tüketicilerin gereksinimlerini de dikkate almak zorundadırlar. Gelişmiş bilgi akışı ve optimizsyon fabrika uygulama sistemlerine içsel ve dışsal planlama bağlantıları ile sağlanır. Aşağıda gıda üretimini yönetmek için kullanılan bazı yazılım araçları verilmektedir.
• APS (Advanced Planning and Scheduling):
Üretimin ve kayıtların kontrolünü optimize etmek için işletme kaynaklarıyla talepleri entegre eder.
• MES (Manufactoring Execution System):
Bir işletmede üretim sistemlerini çalıştırır ve görüntüler.
• ERP (Enterprize Resource Planning):
İçsel hareket sistemlerinin ve iç planlamanın birlikte yürümesini sağlar.
• LIMS (Laboratory Information management System):
Ürün özelliklerine göre gerçek üretimi gösterir.
• SCE (Supply Chain Execution):
Tedarik zinciri hareketlerini izler ve yönetir.22
• EAI (Enterprise Application Integration):
İşletme içi sistemlerin, tedarikçilerin ve tüketicilerin elektronik olarak iletişimlerini sağlar.
16. Besleyici Özelliklerin Analizini Yapan Yazılımlar:
Bu yazılımların amacı teorik besin içeriklerinden hesaplama yapmaktır. USDA Handbook Gıdaların Bileşimi veri tabanını kullanırlar. Maliyetlerle birlikte etiketlerde yer alması gereken bilgileri de içerirler.
• FOOD Processor II:
ESHA Research, Salem, OR. Tarafından yapılmış bir yazılımdır. Gıda endüstrisinde kullanılan özel katkı maddelerinin de listesini içeren geniş kapsamlı bir veri tabanıdır.
• Formulas/Now!:
Gıda formülasyonlarının analizlerinin yapılması ve etiket bilgilerinin oluşturulması için kullanışlı araçlar içeren bir yazılımdır
17. The Cake Expert System:
Flour Milling and Baking Research Association, Chorelywood, İngiltere tarafından geliştirilmiş, kek formülasyonlarının oluşturulmasına yardım etmek, verilen bir sıcaklıkta raf ömürlerini belirlemek, pişmiş kekin yapısını ve toplam kalitesini tahmin etmekte kullanılabilecek bir yazılımdır. Bir modülü (ERH CALC), pişmiş ürünün denge bağıl nemini hesaplamakta ve verilen bir sıcaklıkta küf gelişmeden raf ömrünü tahmin etmek için tasarlanmıştır. Diğer modül, formül dengesini oluşturmakta ve yapının ve son ürünün toplam kalitesinin belirlenmesinde kullanılır (Lynn, 1991).
18. PMP (Pathogen Modelling Program):
Bazı CAE yazılımlarına ulaşmak için web adresleri Tablo 1.’de verilmiştir.
Ürün tasarımcılarıın, katkı maddelerinin birbirleri ile etkileşimlerinden ve gıda güvenliğinden emin olmak için mikroorganizmaların gelişimlerini bilmesi gerekir. USDA tarımsal Araştırma Servisi gıdalardaki zararlı mikroorganizmaların geleceklerini öngörmeye yarayacak bir yazlım paketi geliştirmiştir. Kullanıcı, gıdanın formülünü ve sıcaklık, tuz seviyesi ve asitlik gibi depolama şartlarını veri olarak girer. Daha sonra program patojen mikroorganizmanın gelişim ya da ölüm eğrilerini grafiksel olarak öngörür. PMP, Aeromonas hydrophilia, Bacillus cereus, E. coli 0157:H7, Listeria monocytogenes, Salmonella, Shigella flexneri, Staphylococcus aureus ve Yersinia enterocolitica için gelişim modellerini içermektedir. Bu program http://www.arserrc.gov adresinden ücretsiz olarak indirmek mümkündür.
|
WEB ADRESİ
|
|
www.hks.com
|
|
www.inres.com
|
|
www.ansoft.com
|
|
www.ceinti.com
|
|
www.fluent.com
|
|
www.esm-software.com
|
|
www.icemcfd.com
|
|
www.tfd.chalmers.se
|
|
www.foodengineerinmag.com
|
|
www.asd-info.com
|
|
www.ecfood.com
|
|
www.fmcfoodtech.com
|
|
www.factoryautomation.com
|
|
www.visualmfg.com
|
|
www.mro.com
|
|
www.tcal.com
|
|
www.fks.com
|
|
www.arserrc.gov
|
G I D A M Ü H E N D İ S L İ Ğ İ D E R G İ S İ
