GERİ DÖN
Ders Öğretim Planı
| Dersin Kodu | Dersin Adı | Dersin Türü | Yıl | Yarıyıl | AKTS |
|---|---|---|---|---|---|
| 9103035562005 | Gıda İşlemede Analiz ve Modelleme | Seçmeli Ders Grubu | 1 | 2 | 8,00 |
Dersin Seviyesi
Yüksek Lisans
Dersin Sunulduğu Dil
Türkçe
Dersin Amacı
Ders kapsamında öğrencilerin bir işlem yada bir ürünün geliştirilmesi için elde edilen verileri kullanarak, gıda işleme yöntemlerini detayları ile incelemeyi, bu yöntemleri matematiksel olarak modelleyebilmeyi ve optimizasyon uygulamalarını öğrenmeleri amaçlanmıştır.
Dersi Veren Öğretim Görevlisi/Görevlileri
Prof. Dr. Figen ERTEKİN, Doç. Dr. S.Nur Dirim
Öğrenme Çıktıları
| 1 | Problemleri analiz etme ve çözme konusunda kendi kendini geliştirme |
| 2 | Transport işlemlerini makroskopik ve mikroskopik olarak irdeleme, değişim denklemlerini kısmi diferansiyel denklem olarak türetme ve sistematize edebilme |
| 3 | Bilgisayarla çözümün tek alternatif olduğu durumlarda çözülecek diferansiyel denklemlerin elde edilmesi konusunda beceri kazanma. |
| 4 | Optimizasyon kavramını öğrenme |
| 5 | Doğrusal Programlamanın nasıl ve nerede kullanıldığını öğrenme |
| 6 | Modelleme ve optimizasyon konularında literatür araştırması yaparak derlenen bilgiler ışığında sunum yapma becerisini kazanma |
| 7 | Optimizasyonun endüstriyel işlemlerde uygulaması ve proses kontrol yaklaşımlarını öğrenme |
| 8 | Bir konuda literatür tarama, bilgi derleme, bilgisayar yazılımı kullanarak hesaplama ve raporlama becerisi kazanma |
| 9 | Optimizasyonun temeli olan analitik ve nümerik yöntemleri öğrenerek bu yöntemleri veri değerlendirmede kullanmayı öğrenme |
| 10 | Belirli bir fiziksel durumu ifade eden diferansiyel denklemi elde edebilme ve bu diferansiyel denklemi çözebilme yoluyla değişimi modelleme |
Öğretim Sistemi
Birinci Öğretim
Dersin Ön Koşulu Olan Dersler
Yok
Ders İçin Önerilen Diğer Hususlar
Yok
Dersin İçeriği
*Matematik Modelleme. Modellemenin tanımı, lineer olmayan denklemlerin ve denklem sistemlerinin çözümü, interpolasyon ve eğri yaklaşımı, emprik modeller ve çözümleri, Temel modelleme prensipleri ve basit sistemlere uygulanması; diferansiyel denklemlerin değişik yöntemlerle çözümü, süreklilik, enerji ve hareket denklemleri, simultane kütle ve enerji denklikleri, kütle transferi ve difüzyonun modellenmesi, *Kinetik modelleme; Hız sabiti, sıcaklığın etkisi ve aktivasyon enerjisi, enzimatik reaksiyon kinetiği, besin öğesi kayıpları ve bozunma kinetiği, mikrobiyal kinetik ve mikrobiyal ölüm kinetiği; *Gıda Mühendisliği işlemlerinde matematik modelleme; Isıl işlemler, buharlaşma, donma, kurutma, yağ oksidasyonu, filtrasyon, ultrafiltrasyon, ambalajlama ve fırında pişirme, * Optimizasyon. Klasik optimizasyon; tek değişkenli ve çok değişkenli optimizasyon, Lagrange; Arama teknikleri; Direk arama, tek değişkenli arama, Powell Metodu, Yanıt Yüzey Metodu (Response Surface Method),
Haftalık Ayrıntılı Ders İçeriği
| Hafta | Konular (Teorik) | Öğretim Yöntem ve Teknikleri | Ön Hazırlık |
|---|---|---|---|
| 1 | Matematik Modelleme. Modellemenin tanımı, lineer olmayan denklemlerin ve denklem sistemlerinin çözümü, interpolasyon ve eğri yaklaşımı, emprik modeller ve çözümleri | ||
| 2 | Temel modelleme prensipleri ve basit sistemlere uygulanması; diferansiyel denklemlerin değişik yöntemlerle çözümü, süreklilik, enerji ve hareket denklemleri | ||
| 3 | Simultane kütle ve enerji denklikleri, kütle transferi ve difüzyonun modellenmesi | ||
| 4 | Gıda Mühendisliği işlemlerinde matematik modelleme; Isıl işlemler, buharlaşma, donma, kurutma, yağ oksidasyonu, filtrasyon, ultrafiltrasyon, ambalajlama ve fırında pişirme örnekleri | ||
| 5 | Gıda Mühendisliği işlemlerinde matematik modelleme; Isıl işlemler, buharlaşma, donma, kurutma, yağ oksidasyonu, filtrasyon, ultrafiltrasyon, ambalajlama ve fırında pişirme örnekleri | ||
| 6 | Kinetik modelleme; Hız sabiti, sıcaklığın etkisi ve aktivasyon enerjisi, enzimatik reaksiyon kinetiği | ||
| 7 | Besin öğesi kayıpları ve bozunma kinetiği, mikrobiyal kinetik ve mikrobiyal ölüm kinetiği, Gıda proseslerine ilişkin kinetik modelleme örnekleri | ||
| 8 | Ara Sınav | ||
| 9 | Optimizasyon kavramı, optimizasyon problemlerinin çözümünde kullanılacak genel yöntem; | ||
| 10 | Klasik optimizasyon, bir fonksiyonun sürekliliği, tek ve çok değişkenli fonksiyonlarda optimizasyon, kısıtlama bulunan optimizasyonlarda Lagrange çarpanları yöntemi | ||
| 11 | Arama teknikleri, Doğrudan arama, Aralık (grid), Fibonacci ve Golden Section arama yöntemleri, İkinci dereceden arama yöntemleri (Davies-Swan-Campey ve Powell yöntemleri) | ||
| 12 | Çokdeğişkenli arama teknikleri ( Alternating variable, Pattern search ve Powell yöntemleri) | ||
| 13 | Doğrusal Programlama | ||
| 14 | Deney tasarımında genel yöntem, Responce Surface Methodology (RSM) | ||
| 15 | Optimizasyonun endüstriyel işlemlerde uygulaması ve proses kontrol yaklaşımları | ||
| 16 | Final sınavı |
Ders Kitabı / Malzemesi / Önerilen Kaynaklar
DERS KİTABI: 1.Bird R.B., Stewart W.E., Lightfoot E.N.,1960. “Transport Phenomena”. John Wiley & Sons,Inc. 2. Özilgen, M.1998. “Food Process Modeling and Control. Chemical Engineering Applications” Gordon and Breach Science Publishers YARDIMCI KİTAPLAR: 1. Tosun, İ.2002. “Modelling in Transport Phenomena. A Conceptual Approach” Elsevier Science B.V. 2.Franks, R.G.E.1972. ‘Modeling and Simulation in Chemical Engineering’ John Wiley&Sons, Inc.
Planlanan Öğrenme Aktiviteleri ve Metodları
Etkinlikler ayrıntılı olarak "Değerlendirme" ve "İş Yükü Hesaplaması" bölümlerinde verilmiştir.
Değerlendirme
| Yarıyıl (Yıl) İçi Etkinlikleri | Adet | Değer |
|---|---|---|
| Ara Sınav | 1 | 100 |
| Toplam | 100 | |
| Yarıyıl (Yıl) Sonu Etkinlikleri | Adet | Değer |
| Final Sınavı | 1 | 100 |
| Toplam | 100 | |
| Yarıyıl (Yıl) İçi Etkinlikleri | 40 | |
| Yarıyıl (Yıl) Sonu Etkinlikleri | 60 | |
Staj Durumu
Yok
İş Yükü Hesaplaması
| Etkinlikler | Sayısı | Süresi (saat) | Toplam İş Yükü (saat) |
|---|---|---|---|
| Ara Sınav | 1 | 3 | 3 |
| Final Sınavı | 1 | 3 | 3 |
| Derse Katılım | 14 | 3 | 42 |
| Proje Hazırlama | 1 | 25 | 25 |
| Proje Sunma | 1 | 2 | 2 |
| Makale Kritik Etme | 6 | 10 | 60 |
| Bireysel Çalışma | 14 | 2 | 35 |
| Ara Sınav İçin Bireysel Çalışma | 1 | 30 | 30 |
| Final Sınavı içiin Bireysel Çalışma | 1 | 40 | 40 |
| Toplam İş Yükü (saat) | 240 | ||
Program ve Öğrenme Çıktıları İlişkisi
| PÇ 1 | PÇ 2 | PÇ 3 | PÇ 4 | PÇ 5 | PÇ 6 | PÇ 7 | |
| ÖÇ 1 | 5 | 5 | 4 | 5 | |||
| ÖÇ 2 | 5 | 5 | 5 | ||||
| ÖÇ 3 | 5 | 5 | |||||
| ÖÇ 4 | 5 | 5 | |||||
| ÖÇ 5 | 5 | 5 | 4 | ||||
| ÖÇ 6 | 5 | 5 | 3 | 5 | |||
| ÖÇ 7 | 5 | 4 | |||||
| ÖÇ 8 | 5 | 5 | 3 | 5 | 3 | ||
| ÖÇ 9 | 5 | 5 | 5 | ||||
| ÖÇ 10 | 5 | 5 | 5 |
* Katkı Düzeyi : 1 Çok düşük 2 Düşük 3 Orta 4 Yüksek 5 Çok yüksek