Bilgi Paketi / Ders Kataloğu
Gıda İşlemede Analiz ve Modelleme
Ders Kodu: GMP611
Ders Türü: Seçmeli
Ders Grubu: Doktora
Eğitim Dili: Türkçe
Staj Durumu: Yok
Teori: 3
Uyg.: 0
Kredi: 3
Laboratuvar: 0
AKTS: 8
Amaç

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.

Özet İçerik

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),

Dersi Veren Öğretim Görevlisi/Görevlileri
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
Ders Kitabı / Malzemesi / Önerilen Kaynaklar
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
3.Tosun, İ.2002. “Modelling in Transport Phenomena. A Conceptual Approach” Elsevier Science B.V.
Haftalık Ayrıntılı Ders İçeriği
1. Hafta - Teorik
Matematik Modelleme. Modellemenin tanımı, lineer olmayan denklemlerin ve denklem sistemlerinin çözümü, interpolasyon ve eğri yaklaşımı, emprik modeller ve çözümleri
2. Hafta - Teorik
Temel modelleme prensipleri ve basit sistemlere uygulanması; diferansiyel denklemlerin değişik yöntemlerle çözümü, süreklilik, enerji ve hareket denklemleri
3. Hafta - Teorik
Simultane kütle ve enerji denklikleri, kütle transferi ve difüzyonun modellenmesi
4. Hafta - Teorik
Gıda Mühendisliği işlemlerinde matematik modelleme; Isıl işlemler, buharlaşma, donma, kurutma, yağ oksidasyonu, filtrasyon, ultrafiltrasyon, ambalajlama ve fırında pişirme örnekleri
5. Hafta - Teorik
Gıda Mühendisliği işlemlerinde matematik modelleme; Isıl işlemler, buharlaşma, donma, kurutma, yağ oksidasyonu, filtrasyon, ultrafiltrasyon, ambalajlama ve fırında pişirme örnekleri
6. Hafta - Teorik
Kinetik modelleme; Hız sabiti, sıcaklığın etkisi ve aktivasyon enerjisi, enzimatik reaksiyon kinetiği
7. Hafta - Teorik
Besin öğesi kayıpları ve bozunma kinetiği, mikrobiyal kinetik ve mikrobiyal ölüm kinetiği, Gıda proseslerine ilişkin kinetik modelleme örnekleri
8. Hafta - Ara Sınav (Vize)
Ara Sınav
9. Hafta - Teorik
Optimizasyon kavramı, optimizasyon problemlerinin çözümünde kullanılacak genel yöntem
10. Hafta - Teorik
Klasik optimizasyon, bir fonksiyonun sürekliliği, tek ve çok değişkenli fonksiyonlarda optimizasyon, kısıtlama bulunan optimizasyonlarda Lagrange çarpanları yöntemi
11. Hafta - Teorik
Arama teknikleri, Doğrudan arama, Aralık (grid), Fibonacci ve Golden Section arama yöntemleri, İkinci dereceden arama yöntemleri (Davies-Swan-Campey ve Powell yöntemleri)
12. Hafta - Teorik
Çokdeğişkenli arama teknikleri ( Alternating variable, Pattern search ve Powell yöntemleri)
13. Hafta - Teorik
Doğrusal Programlama
14. Hafta - Teorik
Deney tasarımında genel yöntem, Responce Surface Methodology (RSM)
15. Hafta - Teorik
Optimizasyonun endüstriyel işlemlerde uygulaması ve proses kontrol yaklaşımları
16. Hafta - Dönem Sonu Sınavı (Final)
Yarıyıl sınavı
Değerlendirme
Değerlendirme TürüAdetYüzde
Ödev1%15
Proje1%15
Ara Sınav (Vize)1%30
Dönem Sonu Sınavı (Final)1%40
İş Yükü Hesaplaması
EtkinlikSayısıÖn HazırlıkSüreToplam Iş Yükü (Saat)
Kuramsal Ders1463126
Ödev120121
Proje125126
Ara Sınav110111
Dönem Sonu Sınavı115116
TOPLAM İŞ YÜKÜ (Saat)200
Program ve Öğrenme Çıktıları İlişkisi
PÇ-1
PÇ-2
PÇ-3
PÇ-4
PÇ-5
OÇ-1
5
OÇ-2
5
OÇ-3
5
OÇ-4
5
5
OÇ-5
5
5
5
OÇ-6
5
5
5
5
OÇ-7
5
5
OÇ-8
1
OÇ-9
1
OÇ-10
1
Adnan Menderes Üniversitesi - Bilgi Paketi / Ders Kataloğu
2026