Kurutmada ısı ve kütle transferinin teorik ve deneysel olarak incelenmesi

Abstract

Bu çalışmada, kurutmada ısı ve kütle transferi teorik ve deneysel olarak incelenmiştir.Teorik çalışma kapsamında; dikdörtgen, silindir ve küre şekilli gıda ürünlerin kurumasını karakterize eden ısı ve kütle transferi denklemleri teorik olarak çözülmüştür. Öncelikle, dikdörtgen ve akışa dik konumda tutulan silindir şekilli ürün etrafındaki hız ve sıcaklık dağılımları Fluent paket programı kullanılarak belirlenmiştir. Sıcaklık dağılımının elde edilmesiyle, ürün yüzeyi boyunca yerel ısı ve kütle taşınım katsayılarının değişimleri tespit edilmiştir. Yerel ısı ve kütle taşınım katsayılarının, kurutma havasının çarptığı ön yüzeyde daha yüksek, arka yüzeyde ise daha düşük olduğu görülmüştür.Homojen kurumayı sağlamak amacıyla, kurutma havasının kurutucuya optimum giriş ve çıkış konumları araştırılmıştır. Bu amaçla, beş farklı durum karşılaştırmalı olarak incelenmiştir. Kurutma havasının, kurutucunun alt yüzeyinden girip üst yüzeyinden çıktığı durum, homojen kuruma ve en az kurutma süresi açısından optimum giriş ve çıkış konumu olarak belirlenmiştir.Deneysel çalışma kapsamında ise, test bölgesi yatay ve düşey olmak üzere iki farklı konvektif kurutucuda, kurutma havası hızı, sıcaklığı ve bağıl neminin kivi ve taflanın kuruma davranışı üzerine etkisi incelenmiştir. Artan kurutma havası hızı ve sıcaklığıyla ve azalan bağıl nem ile kurutma süresinin azaldığı görülmüştür. Ayrıca, kurutma havası sıcaklık ve bağıl neminin kivinin C vitaminine etkisi araştırılmıştır. Sabit bağıl nemde, artan sıcaklıkla ve sabit sıcaklıkta azalan bağıl nemle ürün C vitamini değerinin azaldığı tespit edilmiştir. Nihai olarak, test bölgesi yatay konumda tutulan kurutucuda farklı kurutma havası koşullarında kurutulan kivi için termoekonomik analiz yapılmıştır. 50oC sıcaklık ve %25 bağıl nemdeki kurutma havasının en ekonomik kurutmayı sağladığı tespit edilmiştir.