B YOS STEM M HEND SL Yrd.Do .Dr. Tamer U AR Prof.Dr

1
BIYOSISTEM MÜHENDISLIGI

• Yrd.Doç.Dr. Tamer UÇAR
• Prof.Dr. Hasan YUMAK
• Yüzüncü Yil Üniversitesi
• Mühendislik-Mimarlik Fakültesi
• Makina Mühendisligi Bölümü

2
Giris

• Mühendis / Mühendislik ? kavram kargasasi ..
• ? Makina, Insaat, Elektrik
• ? Ziraat, Gida, Orman, Çevre, Bilgisayar,
• ? Toplum Müh., Insan Müh., ...
• ABET Tanimi Doga kökenli malzeme ve kuvvetlerin
  ekonomik kullanimi için gerekli yöntemleri
  gelistirmek amaciyla çalisma, deneyim ve pratik
  yoluyla elde edilen matematik ve dogal bilimlere
  ait bilgilerin tüm insanlik yararina uygulandigi
  meslektir.

3
Mühendislik

• Mühendis
• Sözlük anlami Mühendis makina, yol, köprü,
  elektrik, ekipman vb yapimi için plan ve projeler
  yapmak üzere profesyonel olarak egitilmis
  kisidir.
• Yani Tasarimcilik Mühendislik Egitimi

Longman Cont. Dict.
4
Mühendislik

• Mühendis
• (Engineer)

Ingilizce Kökü Engine
Latince Ingenerate
Latince Yaratma
Mühendislik tasarimi
Eski Ingilizce Icat etme
Günay ve Özer (2001)
5
Mühendislik
"The scientist explores what is. The engineer
creates what has not been." Theodore von
Karman
Bilim Bilimi uygulama sanati
Scientist Engineer
6
Mühendislik

• Bilimci-Bilim adami (Scientist)
• Dogada var olan ama o ana kadar insanlik
  tarafindan henüz bilinmeyen seyleri bulmak,
  kesfetmek.
• Mühendis (Engineer)
• Dogada var olmayan bir seyi tasarlayarak yeni bir
  ürün ortaya çikarmak.
• Çok az kimsede yaraticilik
• Ressam, kompositör yalnizca hayal gücüyle
  sinirli
• Mühendis Hayal gücü Fiziksel yasalarla
  sinirli Insan hayati söz konusu

S. Tolun (ITÜ), M. Balci (ODTÜ) - 21/02/2003
7
Makina Mühendisligi
1960lara kadar

• Makina ve Enerji Sistemleri
• Yapi ve Çevre Sistemleri
• Toprak ve Su Sistemleri
• Gida ve Proses Mühendisligi

Tarimda Mühendislik (Agricultural Engineering)
1970 ve 1980li yillar
Insaat Mühendisligi Elektrik-Elektronik, Kimya
Müh. vb.
8
Tarimda Mühendislik Alanlari

• Makina ve Enerji Sistemleri
• Yapi ve Çevre Sistemleri
• Toprak ve Su Sistemleri
• Gida ve Proses Mühendisligi
• Enformasyon ve Elektrik Teknolojileri (90li
  yillarda)

9
Tarimda Mühendislik Alanlari

• 1. Makina ve Enerji Sistemleri
• (Power and Machinery Energy)
• Her türlü Tarim Makinalari tasarim gelistirme
• (mekanik prensipler biyolojik varliklara
  hassas)
• Alternatif enerji kaynaklari
• Temiz enerji kaynaklarinin arastirilmasi
• çevre kosullarinin iyilestirilmesi,
  kaynaklarin
• korunmasi, alternatif enerji kullanimi ..

10
Tarimda Mühendislik Alanlari

• 2. Yapi ve Çevre Sistemleri
• (Structures and Environment)
• Konstrüksiyon materyali olarak biyolojik ürünler
• (kullanimi, tasarimi, analizi)
• Yapi Sistemleri Seralar ve hayvan barinaklari
• Depolama yapilari Tahil, meyve, gida ürünleri
  vb
• Atik degerlendirme ve depolama tesisleri
• Yapilarda canlilar açisindan ortam kontrolü ..

11
Tarimda Mühendislik Alanlari

• 3. Toprak ve Su Sistemleri
• (Soil and Water Engineering)
• Tüm dogal kaynaklarla canlilar arasindaki
  interaksiyon
• Yer alti ve yerüstü su kaynaklari
• Toprak ve atmosferdeki su sirkülasyonu
• Sulama sistemlerinin tasarimi
• Drenaj kontrolü, tarimsal hidroloji vb.

12
Tarimda Mühendislik Alanlari

• 4. Gida ve Proses Mühendisligi
• (Food and Process Engineering)
• Endüstriyel ve ekonomik gida islem yöntemleriyle
  tasarim uzmanliginin bir araya getirilmesi
• Gida ve süt teknolojisi makinalari
• Gida pastörizasyon ve sterilizasyon teknolojisi
• Dondurulmus gida ve dehidrasyon teknikleri
• Gida ambalaj, nakliyat, ve muhafazasi vb

13
Tarimda Mühendislik Alanlari

• 5. Enformasyon ve Elektrik Teknolojileri
• (Information and Electrical Technologies)
• Bitkisel ve hayvansal üretimde kontrol
  sistemleri
• Elektrik, elektronik ve bilgisayarin tarimla
  bütünlestirilmesi
• Bilgisayarlar, sensorlar ve kontrol
  elemanlarinin mekanik sistemlerle biraraya
  getirilmesi
• Otomatik ve robotik sistemlerin olusturulmasi

14
(No Transcript)
15
(No Transcript)
16
(No Transcript)
17
(No Transcript)
18
1800lerden 1990lara
19
Yil 2000
20
(No Transcript)
21
(No Transcript)
22
Saydam
23
(No Transcript)
24
ASAE CIGR ASAE 95TH ANNUAL INTERNATIONAL
MEETING CIGR WORLD CONGRESS July, 2002, Chicago
The Society for Engineering in Agricultural,
Food, and Biological Systems
International Commission of Agricultural
Engineering
25
2000LI YILLARIN YÜKSELEN DEGERLERI

• Globallesme, çok uluslu sirketler
• Dogal hayatin korunmasi
• Dogal kaynaklarin korunmasi
• Halk ve birey sagligi
• Bilimde interdisipliner yaklasim
• Bilimde multidisipliner tarz
• Bilimde/endüstride team work
• Dogal ürünler, öze dönüs

26
YENILIKLER / GELISMELER

• Temiz enerji kaynaklari
• Organik tarim
• Minimum toprak isleme
• Toprak islemesiz tarim
• Topraksiz tarim
• Hassas / sürdürülebilir tarim
• Otonom tarim makinalari
• Uzayda tarim olanaklari

• Internet, bilgisayar
• Telekomünikasyon, WAP, GPRS
• Bilgi sistemleri, GIS, GPS, RS
• Elektromagnetik
• Akilli malzemeler
• Yapay zeka uygulamalari
• Biyomekanik / Biyofizik
• Nanoteknoloji / Mikromakinalar

27
INTERDISIPLINER
KAVRAMLAR
ALANLAR

• Mechatronics
• Magnetohydrodynamics
• Bioenergetics
• Bioelectrochemistry
• Bioelectromagnetics
• Biogeochemistry
• Biogerontology
• .......

• Biyomühendislik
• Egede kuruldu
• Biyomedikal Mühendisligi
• Çalismalar sürüyor
• Biyosistem Mühendisligi
• Sira bizde ! ! )
• ......

28
20 y.y.
21 y.y.
PHARMERS
FARMERS
The Hottest Jobs of the Future Looking for a
career change? A decade ago, who would have
guessed that Web designer would be one of the
hottest jobs of 2000? Here are some clues.
1 Tissue Engineers Doku mühendisligi 2 Gene
Programmers Gen programciligi 3 Pharmers
Ecza-Tarimci 4 Frankenfood Monitors Yeni
ürün gözlemciligi 5 Data Miners Veri
uzmanligi 6 Hot-line Handymen Ev elektronigi
uzaktan diagnostik 7 Virtual-reality Actors
Sanal-gerçek oyunculuk 8 Narrowcasters Reklam
yayinciligi 9 Turing Testers Robot
turingcileri 10 Knowledge Engineers Bilgi
mühendisleri
Mayis 2000
29
Gelecegin üretim biçimi

• Yakin gelecekte neler bekleniyor
• Biyoloji çagi
• Tarimsal olmayan yöntemlerle kaliteli gida, lif,
  yem ve biyokütle üretimi
• Doly örnegi
• Tasarim mi, duplikasyon mu?
• Duplikasyonda biyoteknoloji harikasi
• Tasarimda mühendislik ekspertizi

Zeren, 1993 Yildiz, 1997
30
Biyo-sözcükler

• Biyoteknoloji, biyoproses, biyomedikal, biyosfer,
  biyokimyasal, biyosistemler, biyolojik silahlar,
  vb..
• Nedir dikkate deger olan?
• Biyosözcükler in kullanimindaki artis ile
  biyoloji biliminin geçirmekte oldugu evrim
  arasinda önemli bir iliski ..

Yildiz, 1997
31
Temel Bilimler ve Teknoloji
Fizik Kimya Biyoloji Matematik Mate
matik Matematik Fiziksel Müh. Kimya Müh.
Biyoloji Müh. (Makina, Insaat vb) Mühendislik
teknolojileri 19 yy 20 yy 21 yy
Yildiz, 1997
32
Bilimsel km taslari

• Statik
• Archimedes (M.Ö. 287-212)
• (Kaldiraç prensibi)
• Dinamik
• Galileo Galilei (1564-1642)
• (Düzgün ivmelenen cisimler Pendulum, düsen
  cisimler)
• Isaac Newton (1642-1727)
• (Üç adet temel hareket yasalari ve
• Üniversal gravitasyonel çekim yasasi)
• Sonra Euler, DAlembert, Lagrange, ve digerleri

Beer and Johnson, 1984 Hibbeler, 1992
33
Teknolojik km taslari

• 1769
• Basarili ilk buhar makinali motor tasarimi
• Patent James Watt
• 1858
• Uygulamada ilk buhar makinali motor
• 1870
• Ilk mekanik teknoloji tasarimlari
• Buharli motorlar için debriyaj, disli ve zincir
  sistemleri
• ön tekerler için ilk dümenleme aygitlari
• 1880
• Buharli motorlarin tarimda ilk kullanimi

1860 gtgt
1880 gtgt
Goering, 1989 Yumak, 2002
34
1860lar
35
1880ler
36
Mühendislik Kantitatif Biyoloji ( Biyoloji
Mühendisligi )
Gida güvenligi Insan sagligi Yasam
bilimleri Çevre bilinci
Biyolojik malzemeler Biyomekanik Biyolojik sist.
modelleme Biyo-instrumentasyon Implant
tasarimi Sürdürülebilir sistem tasarimi
1990li yillar
Moleküler biyoloji Genetik Biyoteknoloji
37
Tarimda Mühendislik Biyoloji Mühendisligi
(Tarim ve Biyoloji Mühendisligi )
Entegrasyon Transformasyon ( BIYOLOJIK
SISTEMLER MÜHENDISLIGI )
BIYOSISTEM MÜHENDISLIGI
38
BIYOSISTEM MÜHENDISLIGI
Makina ve Enerji, Yapilar, Elektrik ve
Enformasyon vb
Biyoloji ve biyolojik sistemler agirlikli
mühendislik
Uygulamali Fizik Matematik Bilimi
Kantitatif Biyoloji Biyo-Istatistik Stokastik
39
Biyosistem Mühendisligi Alanlari

• 1- Makina ve Enerji Sistemleri
• 2- Yapi ve Çevre Sistemleri
• 3- Toprak ve Su Sistemleri
• 4- Gida ve Proses Mühendisligi
• 5- Enformasyon ve Elektrik Teknolojileri (90li
  yillarda)
• 6- Biyoloji Mühendisligi (2000 yilinda)

40
Tarimsal ve Biyolojik Mühendislik Alanlari (
Biyosistem Mühendisligi )

• 6. Biyoloji Mühendisligi
• (Biological Engineering)
• Doga ile ilgili bilgilerin biyoloji ve biyolojik
  sistemler agirlikli olarak ele alindigi
  mühendislik alani
• Biyolojik malzemeler, Biyomekanik,
  Biyo-enstrümentasyon
• Biyolojik sistemlerin modellenmesi vb.

41
Biyosistem Mühendisligi

• 21. Yüzyilda üç büyük problemin odak noktasinda
• 1. Dünyanin dogal kaynaklarinin (su, toprak,
  hava, enerji ve biyoçesitlilik) korunmasi
• 2. Canli organizmalar için mühendislik
  sistemlerinin gelistirilmesi
• 3. Artan dünya nüfusu için yeterli ve saglikli
  gida kaynaklarinin saglanmasi

42
Biyosistem Mühendisligi Bilimsel Altyapi

• JAER 2000 ( Gelecegin tarimsal mühendislik
  trendleri )
• Pollock Biyoteknoloji ile mühendisligin kusursuz
  isbirligi
• Jongebreur Multidisipliner tarimsal
  mühendisligin Biyokaynak Mühendisligi olarak
  stratejik konulari
• Krutz ve Schueller Gelecek 10 yilda
• Biyosensorlar, biyomateryaller, biyoelektronik,
  katki maddeleri, manyetik ve fluoresan malzemeler
  vb konularda Biyosistem Mühendisleri
• Kutzbach Gelecegin tarimsal mekanizasyonunda
  özellikle çevreyi koruma vurgusu

43
Biyosistem Mühendisligi Bilimsel Altyapi
2001 Yilina kadar 64 yillik bilimsel dergi
Ocak 2002den itibaren
44
Dünyada Biyosistem Mühendisligi Bilimsel
Kuruluslar

• ASAE (American Society of Agricultural
  Engineers) The Society for Engineering in
  Agricultural, Food, and Biological Systems (
  ??? )
• CSAE Canadian Society for Engineering in
  Agricultural, Food, and Biological Systems
• CIGR International Commission of Agricultural
  Engineering
• EurAgEng European Society of Agricultural
  Engineers
• Japan Society of Agricultural Engineers
• Taiwan Society of Agricultural Engineers

45
Dünyada Biyosistem Mühendisligi Bilimsel Dergiler
(Journals)

• Biosystems Engineering ( Silsoe, EurAgEng )
• Canadian Biosystems Engineering ( CSAE )
• Bioprocess and Biosystems Engineering (
  Springer-Verlag )
• Trans. ASAE ( ASAE )
• Applied Engineering in Agr. ( ASAE )

46
Yil 2003 ASAE Yeni Bir Kimlik Arayisinda

• Eski Adi ASAE
• Önerilen Yeni Ad SBAE
• Akademik Program Yöneticileri Komitesi (P-210)
• 1e karsi 39 oyla kabul
• Biyoloji Mühendisligi ASAE olmazsa bir baskasi
  mutlaka bu yeni role sahip çikacak.
• Biyoloji temelli mühendislik programlarini
  destekleyecek sivil toplum örgütü

47
Dünyada Biyosistem Mühendisligi Egitim-Ögretim
(Tarihsel Perspektif 1)

• 1895
• Ilk Tarim Makinalari Bölümü Nebraska Arastirma
  Istasyonu
• 1904
• Tarim Makinalari, Makina Mühendisligi çatisinda
• 1908
• I.D. Wood Ilk Bölüm mezunu
• 1914te alaninda ilk MS, Nebraska Ü.

48
Dünyada Biyosistem Mühendisligi Egitim-Ögretim
(Tarihsel Perspektif 1)

• 1937
• ABDde ilk akredite olan mühendislik
  programlarindan biri (Nebraska).
• 1971
• PhD programi (Mühendislik ve Teknoloji Fakültesi)
• 1990
• Ilk Biyosistem Mühendisligi
• Bu adla akredite olan (ABET) ilk mühendislik
  programi
• 1999
• ABET süreklilik akreditasyonu (6 yillik)
• 2002
• BSM esprit de corp (En iyi ögretim programi
  ödülü)

49
Dünyada Biyosistem Mühendisligi Egitim-Ögretim
(Tarihsel Perspektif 2)

• 1900-1907
• H.W. Riley Makina Mühendisi (Cornell)
• Cornellde ilk Tarim Makinalari programi.
• 1910
• Bölüm statüsü (Department of Farm Mechanics)
• 1913te Department of Rural Engineering
• 1930-1988
• Bölüm adi Tarimsal Mühendislik
• 1988 Age of Biology
• Tarimsal ve Biyoloji Mühendisligi Bölümü
• 2001
• Biyoloji ve Çevre Mühendisligi Bölümü

50
Dünyada Biyosistem Mühendisligi Üniversiteler

• University of Alaska
• University of Arizona
• University of Arkansas
• Auburn University
• University of California,Davis
• University of California
• California Polytechnic State
• Clemson University
• Colorado State University
• University of Conneticut
• Cornell University

• University of Delaware
• University of Florida
• Florida AM University
• University of Georgia
• University of Hawaii
• University of Illionis
• Iowa State University
• Kansas State University
• University of Kentucky
• Louisina State University
• University of Maine

51
Dünyada Biyosistem Mühendisligi Üniversiteler

• Michigan State University
• University of Minnesota
• Mississippi State University
• University of Missouri
• Montana State University
• University of New Hampshire
• N. Carolina State University
• N. Carolina AM State University
• Ohio State University
• Oklahoma State University
• Oregon State University

• Pennsylvania University
• Purdue University
• South Dakota State University
• Texas AM University
• Utah State University
• Washington State University
• Virginia Technical University
• West Virginia University
• University of Wisconsin
• University of Wisconsin, Madison
• University of Wyoming

52
Dünyada Biyosistem Mühendisligi Üniversiteler

• University of Alberta
• University of British Columbia
• DalTech University
• University of Guelph
• University of Manitoba
• McGill University
• Nova Scotia
• Saskatchewan University
• University of Adelaide
• Charles Sturt University
• La Trobe University
• University of Sydney
• University of Tasmania
• University of Agriculture

• Beijing Agricultural University
• Anhui Agriculture Academy of Science
• Zagreb University
• University of Helsinki
• Godollo University
• University of Hohenheim
• RALA Agricultural Research Institute
• Assam Agricultural University
• The Govind Ballabh Pant Agric.Tech. Un.
• The Acharya N.G. Ranga Agric. University
• University College Dublin

53
Dünyada Biyosistem Mühendisligi Üniversiteler

• The Hebrew University
• Ehime University
• University of Tokyo
• Nihon University
• Wageningen Agricultural University
• Sindh Agricultural University
• Faisalabad Agricultural University
• Academy of Agricultural-Szczecin
• Agricultural University of Poznan
• Warsaw Agricultural University
• Swedish University

• University of Maribor
• Sweden Agricultural Sci. University
• Swiss Federal Inst. of Tech. Zurich
• National Chung Hsing University
• National Taiwan University
• Kasetsart University
• Aberdeen University
• Cranfield University
• Harper Adams Agricultural College
• University of Wales
• University of Zambia

54
Dünyada Biyosistem Mühendisligi Üniversiteler
(Bölüm adlari)

• Biyosistem Mühendisligi
• (Biosystems Engineering)
• Biyosistem ve Tarimsal Mühendislik
• (Biosystems and Agricultural Engineering)
• Biyokaynak Mühendisligi ve Biyomühendislik
• (Bioresource Engineering and Bioengineering)
• Tarim ve Biyoloji Mühendisligi Biyomedikal Müh.
• (Agric. and Biological Engineering Biomedical
  Engineering)

55
Dünyada Biyosistem Mühendisligi Üniversiteler
(Spesifik örnekler)

• Cornell University
• Mühendislik Fakültesi
• Biyosistem Mühendisligi Bölümü
• Biyomühendislik Bölümü
• Michigan State University
• Mühendislik Fakültesi
• Biyosistem Mühendisligi Bölümü
• Oklahoma State University
• Mühendislik-Mimarlik ve Teknoloji Fakültesi
• Biyosistem ve Tarimsal Mühendislik Bölümü

• Oregon State University
• Mühendislik Fakültesi
• Biyokaynak Mühendisligi Bölümü
• Purdue University
• Mühendislik Fakültesi
• Tarimsal ve Biyoloji Mühendisligi Bölümü
• Biyomedikal Mühendisligi Bölümü
• Iowa State University
• Mühendislik Fakültesi
• Biyosistem Mühendisligi Bölümü

56
Dünyada Biyosistem Mühendisligi Üniversiteler
(Spesifik örnekler)

• Texas A M University
• Mühendislik Fakültesi
• Biyoloji ve Tarimsal Mühendislik Bölümü
• Pennsylvania State University
• Mühendislik Fakültesi
• Tarimsal ve Biyoloji Mühendisligi Bölümü
• Biyomühendislik Bölümü
• Cranfield University
• Ulusal Toprak Kaynaklari Enstitüsü
• Tarimsal ve Çevre Mühendisligi Bölümü

• University of Nebraska
• Mühendislik ve Teknoloji Fakültesi
• Biyosistem Mühendisligi Bölümü
• National Taiwan University
• Tarim Bilimleri Fakültesi
• Biyo-Endüstriyel Mekatronik Mühendisligi Bölümü
• Biyo-Çevre Sistemleri Mühendisligi Bölümü
• Iowa State University
• Mühendislik Fakültesi
• Tarimsal ve Biyosistem Mühendisligi Bölümü

57
Dünyada Biyosistem Mühendisligi Üniversiteler
(Spesifik örnekler)

• University of Braunschweig
• Makina Mühendisligi Fakültesi
• Tarim Makinalari Bölümü
• Traktör ve Toprak Isleme Makinalari Bölümü
• Wageningen Universiteit
• Tarim Teknolojisi Fakültesi
• Tarimsal Mühendislik ve Fizik Bölümü
• University of Hohenheim
• Fakülte IV Tar. Bilimleri II
• Tarimsal Mühendislik Bölümü

• Technical University of Berlin
• Makina Tasarim ve Imalat Fakültesi
• Tarimsal Mühendislik ve Konstrüksiyon
  Makinalari
• University of Technology-Dresten
• Makina Mühendisligi Fakültesi
• Makina Tasarimi Bölümü
• Tarimsal Islemler Bölümü
• Ohio State University
• Mühendislik Fakültesi
• Gida, Tarim ve Biyoloji Mühendisligi Bölümü

58
SONUÇ VE ÖNERILER

• 21. Yüzyilin Biyoloji Çagi olmasi beklenmektedir
• Avrupada, Amerikada ve Ülkemizde Biyoloji
  Mühendisligine yönelim vardir
• Yalnizca ülkemizde degil tüm dünyada ziraat/tarim
  mühendisligi kavrami asinmistir
• Ülkemizde de kavram kargasasinin önüne geçecek,
  dünya trendlerine uygun bir çözüme gereksinme var
• Ülkemizdeki ziraat ögretiminin yeniden yapilanma
  çalismalari da zamanlama avantaji saglamakta
• Diger ziraat mühendisleri rahatsiz / rencide
  edilmemeli

59
SONUÇ VE ÖNERILER

• Üniversitelerde Biyosistem Mühendisligi Bölümleri
• Mühendislik Fakülteleri çatisi altinda
• Sivil Toplum Örgütlenmesi
• Turkish Society of Biosystems Engineers
• TMMOB Biyosistem Mühendisleri Odasi
• Bilimsel yayin ve toplantilar
• International Journal of Biosystems Engineering
• Biyosistem Mühendisligi Ulusal ve Uluslarasi
  Kongreleri
• Proceedings

60
MÜHENDISLIGI
BIYOSISTEM
61
DINLEDIGINIZ IÇIN TESEKKÜRLER