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Identifiability and robust parameter estimation in food process modeling: application to a drying model / Rodriguez-Fernandez, M. in Journal of food engineering, Vol. 83 N°3 (Decembre 2007) 

Public ISBD [article]  in Journal of food engineering > Vol. 83 N°3 (Decembre 2007) . - 374-383 p. Titre : Identifiability and robust parameter estimation in food process modeling: application to a drying model Type de document : texte imprimé Auteurs : Rodriguez-Fernandez, M., Auteur ; Balsa-Canto, E., Auteur ; Egea, J. A., Auteur Article en page(s) : 374-383 p. Note générale : Génie Chimique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Drying  Food  processing  Global  optimization  Identifiability  Model  calibration  Parameter  estimation  Séchage  La  transformation  des  aliments  Optimisation  globale  Identifiabilité  Modèle  d'étalonnage  L'estimation  des  paramètres Index. décimale : 664 Résumé : Model based methods are fundamental in modern food process engineering. The most realistic models combine the physical laws of conservation and constitutive relations associated with kinetic transformations and physical properties, which usually depend on non-measurable parameters. Therefore, a crucial step in model development is model calibration, that is, the computation of those parameters based on experimental data. In this contribution, a two-step approach for proper model calibration is proposed. The first step, usually disregarded, consists of performing a structural identifiability analysis to evaluate the (im-)possibility of giving unique solutions for the model parameters. The second step consists of using robust parameter estimation techniques, based on global optimization methods as the alternative to surmount the convergence to sub-optimal solutions which may lead to wrong conclusions about model predictive capabilities. A typical model for food air-drying is presented as a case study in order to highlight usual difficulties associated with the calibration of food processing models, and how the proposed two-step procedure can help modelers to overcome such difficulties. Modèle fondé méthodes sont fondamentales dans le génie des procédés modernes de l'alimentation. La plupart des modèles réalistes combiner les lois physiques de la conservation et de comportement liés à la cinétique des transformations et des propriétés physiques, qui sont généralement non dépendre de paramètres mesurables. Par conséquent, une étape cruciale dans le modèle de développement est le modèle de calibrage, c'est-à-dire le calcul de ces paramètres fondés sur des données expérimentales. Dans cette contribution, une approche en deux étapes pour un modèle d'étalonnage est proposée. La première étape, généralement négligé, consiste à effectuer une analyse structurelle identifiabilité d'évaluer l'(im-) possibilité de donner des solutions uniques pour les paramètres du modèle. La deuxième étape consiste à utiliser des techniques d'estimation des paramètres solides, fondées sur les méthodes d'optimisation globale comme l'alternative à surmonter la convergence vers des solutions optimales qui peuvent conduire à des conclusions erronées sur le modèle prédictif capacités. Un modèle typique pour la nourriture séchage à l'air est présentée comme une étude de cas afin de mettre en lumière les difficultés habituelles associées à l'étalonnage des modèles de transformation alimentaire, et comment le projet de procédure en deux étapes peut aider les modélisateurs pour surmonter ces difficultés. DEWEY : 664 ISSN : 0260-8774 RAMEAU : Séchage En ligne : http://www.sciencedirect.com/science?_ob=ArticleListURL&_method=list&_ArticleLis [...] [article] Identifiability and robust parameter estimation in food process modeling: application to a drying model [texte imprimé] / Rodriguez-Fernandez, M., Auteur ; Balsa-Canto, E., Auteur ; Egea, J. A., Auteur . - 374-383 p. Génie Chimique Langues : Anglais (eng) in Journal of food engineering > Vol. 83 N°3 (Decembre 2007) . - 374-383 p. Mots-clés : Drying  Food  processing  Global  optimization  Identifiability  Model  calibration  Parameter  estimation  Séchage  La  transformation  des  aliments  Optimisation  globale  Identifiabilité  Modèle  d'étalonnage  L'estimation  des  paramètres Index. décimale : 664 Résumé : Model based methods are fundamental in modern food process engineering. The most realistic models combine the physical laws of conservation and constitutive relations associated with kinetic transformations and physical properties, which usually depend on non-measurable parameters. Therefore, a crucial step in model development is model calibration, that is, the computation of those parameters based on experimental data. In this contribution, a two-step approach for proper model calibration is proposed. The first step, usually disregarded, consists of performing a structural identifiability analysis to evaluate the (im-)possibility of giving unique solutions for the model parameters. The second step consists of using robust parameter estimation techniques, based on global optimization methods as the alternative to surmount the convergence to sub-optimal solutions which may lead to wrong conclusions about model predictive capabilities. A typical model for food air-drying is presented as a case study in order to highlight usual difficulties associated with the calibration of food processing models, and how the proposed two-step procedure can help modelers to overcome such difficulties. Modèle fondé méthodes sont fondamentales dans le génie des procédés modernes de l'alimentation. La plupart des modèles réalistes combiner les lois physiques de la conservation et de comportement liés à la cinétique des transformations et des propriétés physiques, qui sont généralement non dépendre de paramètres mesurables. Par conséquent, une étape cruciale dans le modèle de développement est le modèle de calibrage, c'est-à-dire le calcul de ces paramètres fondés sur des données expérimentales. Dans cette contribution, une approche en deux étapes pour un modèle d'étalonnage est proposée. La première étape, généralement négligé, consiste à effectuer une analyse structurelle identifiabilité d'évaluer l'(im-) possibilité de donner des solutions uniques pour les paramètres du modèle. La deuxième étape consiste à utiliser des techniques d'estimation des paramètres solides, fondées sur les méthodes d'optimisation globale comme l'alternative à surmonter la convergence vers des solutions optimales qui peuvent conduire à des conclusions erronées sur le modèle prédictif capacités. Un modèle typique pour la nourriture séchage à l'air est présentée comme une étude de cas afin de mettre en lumière les difficultés habituelles associées à l'étalonnage des modèles de transformation alimentaire, et comment le projet de procédure en deux étapes peut aider les modélisateurs pour surmonter ces difficultés. DEWEY : 664 ISSN : 0260-8774 RAMEAU : Séchage En ligne : http://www.sciencedirect.com/science?_ob=ArticleListURL&_method=list&_ArticleLis [...]