Modelización polinomial y optimización de la acetificación de vino

• Autores: Inés María Santos Dueñas
• Directores de la Tesis: Jorge Eugenio Jiménez Hornero (dir. tes.), Isidoro García García (dir. tes.)
• Lectura: En la Universidad de Córdoba (ESP) ( España ) en 2009
• Idioma: español
• Tribunal Calificador de la Tesis: Albert Mas Barón (presid.), Jose Luis Ferrer Herranz (secret.), María C. Millán Pérez (voc.), Paolo Giudici (voc.), María del Carmen García Parrilla (voc.)
• Materias:
  • Ciencias tecnológicas
    • Tecnología bioquímica
      • Tecnología de la fermentación
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• Resumen

  • El trabajo se inserta en el contexto de una investigación orientada en último término a la optimización del proceso de elaboración de vinagre de vino. En concreto, en esta tesis, se lleva a cabo la modelización de la etapa biológica del proceso. La aproximación empleada es la de un modelo tipo caja negra, en el que a través de una ecuación polinómica de segundo grado se ha encontrado la relación existente entre las principales variables operacionales del proceso con diversas variables dependientes objeto de optimización.

    Se ha desarrollado una planta de fermentación totalmente automatizada que ha permitido el desarrollo continuado y fiable del importante volumen de experimentos necesarios para obtener resultados estadísticamente representativos. Así mismo, se ha contribuido al desarrollo de algunos otros aspectos metodológicos necesarios para la investigación, como son: la determinación de células totales y viables a lo largo del ciclo y un procedimiento para la evaluación de la velocidad media de acetificación.

    Por otro lado, dada la interrelación entre las variables objeto de estudio y la complejidad del sistema se ha empleado un diseño experimental de Box-Behnken o Doehlert para la planificación de los experimentos. El análisis de los datos exige la aplicación de rigurosos tratamientos estadísticos que permitan discernir la validez de las posibles relaciones entre las variables en estudio, en concreto se ha empleado la aplicación SigmaStat.

    Todo lo anterior ha permitido obtener diversas ecuaciones que nos relacionan los valores de la velocidad media de acetificación, la productividad, concentración media de etanol, concentración media de ácido acético, volumen medio y concentraciones medias de células (totales y viables) en función de las variables operacionales del proceso: concentración de etanol en la descarga, porcentaje de volumen descargado y velocidad de carga continua. Estas ecuaciones permiten, dependiendo de los objetivos concretos que se puedan pretender en el proceso, encontrar las condiciones adecuadas respecto a las variables operacionales. La similitud, salvo en la escala, con los procedimientos seguidos a nivel industrial permite una rápida transferencia a dicho sector.

    Finalmente, la coincidencia de las predicciones del modelo con las de otras aproximaciones al modelado (modelo estructurado), previamente abordadas en el grupo de trabajo, sugieren una validación adicional para ambas. Sin embargo, la mayor sencillez y seguridad matemática del modelo aquí presentado sugieren la idoneidad de su empleo.