Simulaci N Del Proceso De Fermentaci N De Cerveza Artesanal

Ingeniería. Investigación y Tecnología
ISSN: 1405-7743
iit.revista@gmail.com
Universidad Nacional Autónoma de México
México

Garduño-García, A.; Martínez-Romero, S.; López-Cruz, I.L.; Ruíz-García, A.
Simulación del proceso de fermentación de cerveza artesanal
Ingeniería. Investigación y Tecnología, vol. XV, núm. 2, abril-junio, 2014, pp. 221-232
Universidad Nacional Autónoma de México
DistritoFederal, México

Disponible en: http://www.redalyc.org/articulo.oa?id=40430749006

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IngenieríaInvestigación y Tecnología, volumen XV (número 2), abril-junio 2014: 221-232
ISSN 1405-7743 FI-UNAM
(artículo arbitrado)

Simulación del proceso de fermentación de cerveza artesanal
Fermentation Process Simulation of Homebrewing Beer
Garduño-García A.

Martínez-Romero S.

Posgrado en Ingeniería Agrícola y Uso Integral del Agua
Universidad Autónoma Chapingo
Correo: angel_g889@hotmail.comDepartamento de Ingeniería Agroindustrial
Universidad Autónoma Chapingo
Correo: fsalamarom@hotmail.com

López-Cruz I.L.

Ruíz-García A.

Posgrado en Ingeniería Agrícola y Uso Integral del Agua
Universidad Autónoma Chapingo
Correo: ilopez@correo.chapingo.mx

Posgrado en Ingeniería Agrícola y Uso Integral del Agua
Universidad Autónoma Chapingo
Correo: aruiz@correo.chapingo.mx

Información del artículo:recibido: diciembre de 2012, aceptado: abril de 2013

Resumen
El objetivo de la presente investigación fue estudiar el comportamiento del
proceso de fermentación de cerveza artesanal mediante un modelo matemático dinámico. El modelo contiene las tasas de cambio de las variables de
estado concentración de glucosa, maltosa y maltotriosa. La variable de salida es la concentración de etanol y como variableauxiliar contempla la concentración de biomasa (levaduras). Este modelo fue programado en el
ambiente Matlab-Simulink y para su integración numérica se utilizó el método de Dormand-Prince de cuarto grado con tamaño de paso de integración variable y una tolerancia relativa de 10–8. Para conocer sus parámetros
más importantes se realizó un análisis de sensibilidad local. Además se llevó
a cabo unexperimento para producir cerveza artesanal a una temperatura
constante (21°C). Se implementaron 14 unidades experimentales (fermentadores) con las mismas condiciones iniciales. De cada fermentador, se midieron las concentraciones de las variables de estado incluidas en el modelo
matemático. Usando los resultados experimentales el modelo se calibró mediante los algoritmos de optimización mínimoscuadrados no lineales y evolución diferencial. De acuerdo con las estadísticas sesgo (BIAS), coeficiente
de correlación (r), raíz cuadrada del cuadrado medio (RMSE), error medio
absoluto (MAE) y eficiencia de modelación (EF) se encontró un buen ajuste
entre las predicciones del modelo y las mediciones de las variables de estado
después de la estimación de los parámetros.

Descriptores:
• modelomecanicista
• sistema dinámico
• análisis de sensibilidad
• calibración
• cerveza

Simulación del proceso de fermentación de cerveza artesanal

Abstract
The goal of the current research was to study the behavior of the fermentation process of home-made beer using a mathematical dynamic model. The model contains
the rates of change of the concentration state variables of glucose, maltose andmaltotriose. An output variable is the ethanol concentration and an auxiliary variable is
the biomass (yeast) concentration. The model was programmed in the Matlab-Simulink environment, and for its numerical integration Dormand-Prince method of
fourth order with a variable integration step size and a relative tolerance of 10–8 was
used. In order to know which model parameters are more important, a local...