Application of multi-agent programming for modelingthe viscosity state of mash in alcohol production

• Autorzy: Gumeniuk Larysa , Markina Ludmyla , Satsyk Viktor , Humeniuk Pavlo , Lashch Anton

Identyfikatory

DOI

10.35784/iapgos.6509

Warianty tytułu

PL

Zastosowanie programowania wieloagentowego do modelowania zmian lepkości wsadu w produkcji alkoholu

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

In alcohol production from starch-containing raw materials, it is essential to know the dynamic viscosity of the resulting solution. The main drawback of control systems in the solution preparation process is the lack of viscosity monitoring. This prevents the use of processing modes that would ensure efficient execution of the subsequent thermoenzymatic treatment of the solution. This work is dedicated to examining the qualitative impact of the timing of enzyme addition on the change in the dynamic viscosity of the solution, aiming to improve the quality of the process control during its preparation. The study was conducted in the free multi-agent programming environment NetLogo, which is used for modeling complex systems evolving over time.

PL

Przy produkcji alkoholu z surowców skrobiowych kluczowe jest poznanie lepkości dynamicznej uzyskanego roztworu. Główną wadą istniejących systemów kontrolujących proces przygotowania roztworu jest brak monitorowania lepkości. To uniemożliwia stosowanie takich trybów obróbczych, które zapewniłyby efektywne przeprowadzenie następnej operacji termoenzymatycznej obróbki roztworu. Artykuł poświęcony jest analizie wpływu czasu dodawania enzymów na zmianę lepkości dynamicznej roztworu w celu poprawy jakości zarządzania procesem jego przygotowania. Badania przeprowadzono w darmowym środowisku programistycznym NetLogo, które służy do modelowania złożonych systemów rozwijających się w czasie.

Słowa kluczowe

EN

optimization models; NetLogo; dynamic viscosity; alcohol production

PL

model optymalizacji; NetLogo; lepkość dynamiczna; wytwarzanie alkoholu

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Lubelskiej
• Czasopismo: Informatyka, Automatyka, Pomiary w Gospodarce i Ochronie Środowiska
• Rocznik: 2025
• Tom: T. 15, nr 1
• Strony: 27--32
• Opis fizyczny: Bibliogr. 17 poz., rys., wykr.

Twórcy

autor

Gumeniuk Larysa

• Lutsk National Technical University, Lutsk, Ukraine

• https://orcid.org/0000-0002-7678-7060

autor

Markina Ludmyla

• Lutsk National Technical University, Lutsk, Ukraine

• https://orcid.org/0000-0003-0735-0743+

autor

Satsyk Viktor

• Lutsk National Technical University, Lutsk, Ukraine

• https://orcid.org/0000-0002-7132-3363+

autor

Humeniuk Pavlo

• Lutsk National Technical University, Lutsk, Ukraine

• https://orcid.org/0000-0002-6251-8548+

autor

Lashch Anton

• Lutsk National Technical University, Lutsk, Ukraine

• https://orcid.org/0009-0001-3373-4241+

Bibliografia

• [1] Casey G. P., Ingledew W. M.: Ethanol tolerance in yeasts. Crit. Rev. in Microbiology 13(3), 1986, 219–280 [https://doi.org/10.3109/10408418609108739].
• [2] Drevetskiy V. V., Vorobyuk S. P., Kutya V. M.: Control of values of solid residue using viscosity of the grainflour mixture. Bulletin of the Engineering Academy of Ukraine 1, 2012, 180–182.
• [3] Folly R. et al.: control of feed load changes in alcohol fermentation. Brazilian Journal of Chemical Engineering 14(4), 1997 [https://doi.org/10.1590/S0104-66321997000400012].
• [4] Galbe M. Zacchi G.: Simulation of ethanol production processes based on enzymatic hydrolysis of woody biomass. Comput. Chem. Eng, 1994 [https://doi.org/10.1016/0098-1354(94)80112-6].
• [5] Jarovenko V. L.: Guide to the production of alcohol. Raw materials, technology, and chemical control. Light and Agro-Food Industry, 1981.
• [6] Lee J., Singh V., Eckhoff S. R.: Effects of Processing Conditions on the Viscosity of Corn Mash During Ethanol Production. Transactions of the ASABE 58(5), 2015, 1387–1393.
• [7] Lotysh V., Gumeniuk L., Humeniuk P.: Comparison of the effectiveness of time series analysis methods: SMA, WMA, EMA, EWMA, and Kalman filter for data analysis. Informatyka, Automatyka, Pomiary w Gospodarce i Ochronie Środowiska 13(3), 2023, 71–74 [https://doi.org/10.35784/iapgos.3652].
• [8] Marinchenko V. et al.: Technology of alcohol. Vinnytsia, 2003.
• [9] Markina L. et al.: Optimization of Ethanol Production Using State-Space Modeling and Optimal Control Technology. 13th International Conference on Dependable Systems, Services and Technologies (DESSERT’2023), Greece, 2023, 1–7 [https://doi.org/10.1109/DESSERT61349.2023.10416529].
• [10] Melnik Y. R. et al.: Thinning of rye batter using the enzyme preparation shearzyme 500L. Chemistry, Technology and Application of Substances 7(1), 2024, 171–176 [https://doi.org/10.23939/ctas2024.01.171].
• [11] Palchevsky B., Markina L.: Intelligent control system for the process of preparation of the batch and its water-heat treatment in the production of alcohol. Scientific Notes 75/2023, 22–26 [https://doi.org/10.36910/775.24153966.2023.75.3].
• [12] Palchevsky B., Markina L.: Optimization of the process of controlling the preparation of the batch in alcohol production. Perspective Technologies And Devices 20, 2022, 82–87 [https://doi.org/10.36910/6775-2313-5352-2022-20-13].
• [13] Peng Z., Jin Y., Du J.: Enzymatic Properties of endo-1,4-β-xylanase from Wheat Malt. Protein and peptide letters 26(5), 2019, 332–333 [https://doi.org/10.2174/0929866526666190228144851].
• [14] Rivera E. et al.: Kinetic modeling and parameter estimation in a tower bioreactor for bioethanol production. Applied Biochemistry and Biotechnology 148, 2008, 163–173.
• [15] Vorobyuk S., Drevetskyi V.: Process automation of continuous quality control of mixture preparation at the distillery. Informatyka, Automatyka, Pomiary w Gospodarce i Ochronie Środowiska 4(4), 2014, 59–61 [https://doi.org/10.5604/20830157.1130194].
• [16] http://ccl.northwestern.edu/netlogo (available: 15.05.2024).
• [17] https://drive.google.com/file/d/1M-tZZCoC3jZ8Ekfdvq7eldgwzockICfH/ view?%20pli=1 (available: 25.05.2024)