Püskürtmeli kurutmada damlacıkta ısı-kütle ve momentum transferinin eş zamanlı olarak modellenmesi
Küçük Resim Yok
Tarih
2014
Yazarlar
Dergi Başlığı
Dergi ISSN
Cilt Başlığı
Yayıncı
Ege Üniversitesi
Erişim Hakkı
info:eu-repo/semantics/closedAccess
Özet
Bu çalışmada, püskürtmeli kurutucuda sıcak hava akışı, partikül hareketleri ve partikülün kuruma karakteristiklerinin, partikülün kurutucu içinde yörüngelerinin, kurutucu içerisindeki sıcaklık ve nem dağılım profillerinin belirlenmesi için sürekli faz ve damlacıkta ısı-kütle-momentum transferlerinin eş zamanlı olarak hesaplamalı akışkanlar dinamiği (CFD) yaklaşımı ile modellenmesi amaçlanmıştır. Model gıda olarak maltodekstrin seçilmiştir. Maltodekstrin gıda endüstrisinde özellikle püskürtmeli kurutma işleminde kaplama materyali, kurutma ajanı, aroma taşıyıcı ve hacim arttırıcı ajan olarak yaygın bir şekilde kullanılmaktadır. Kurutma işlemi Buchi B-290 (Labortechnik AG) modeli laboratuvar tipi püskürtmeli kurutucuda gerçekleştirilmiştir. Püskürtmeli kurutma işlem koşullarından hava giriş sıcaklığı (140 ve 200°C), besleme sıcaklığı (10 ve 50°C), besleme debisi (2.1x10-4 ve 9.6x10-5kg/s) ve hava akış hızı (0.473 and 0.670 m3/h) etkisi incelenecek pararametreler olarak seçilmiştir. Her parametre için belirtilen 2 farklı değer kullanılırken diğer parametreler sabit tutulmuştur. Bu değişkenlerin maltodekstrinin yığın (yığın ve sıkıştırılmış yoğunluk, porozite ve akabilirlik) ve partikül (partikül çapı, partikül boyut dağılımı, açıklık ve tekdüzelik ve partikül yoğunluğu) özellikleri, camsı geçiş sıcaklığı, sorpsiyon özellikleri ve işlem verimi üzerine etkisi de incelenmiştir. Elde edilen toz ürünün adsorpsiyon ve desorpsiyon özellikleri 25°C'ta, çeşitli doygun tuz çözeltileri kullanılarak statik-gravimetrik yöntemle belirlenmiştir. Yapılan varyans analizi ile kurutulmuş maltodekstrinin nem içeriği, su aktivitesi, serbest yığın yoğunluğu ve sıkıştırılmış yığın yoğunluğu değerlerinin hava giriş sıcaklığı ve besleme hızından etkilendiği, partikül çapı değerlerinin ise sadece hava akış hızından etkilendiği belirlenmiştir. Damlacıkta ısı-kütle-momentum transferlerinin eş zamanlı olarak hesaplamalı akışkanlar dinamiği (CFD) yaklaşımı ile modellenmesi Fluent 6,1 paket programı ile sonlu hacimler yöntemi kullanılarak çözülmüştür. Realizable k-f, RNG-k-f ve Reynolds Gerilme Modeli (RGM) türbülans modelleri kullanılarak kurutucu hazne içerisinde hız, sıcaklık ve nem profilleri tahminlenmiştir. Farklı türbülans modellerinden elde edilen sonuçlar deneysel verilerle karşılaştırılmıştır. Realizable k-f türbülans modeli kullanılarak yapılan modelleme çalışmasından elde edilen sonuçların, deneysel verilerle uyumlu olduğu belirlenmiştir. Simülasyon sonuçları püskürtmeli kurutucu dinamiğinin daha iyi anlaşılmasını sağlamıştır.;Computational fluid Dynamics, (CFD), Heat-mass- momentum transfer; Modelling; Particle trajectory; Spray dryer; Maltodextrin.;Hesaplamalı akışkanlar dinamiği (CFD), Isı-kütle-momentum transferi, Modelleme, Partikül yörüngeleri, Püskürtmeli Kurutma, Maltodekstrin.
Açıklama
Araştırma Projesi -- Ege Üniversitesi, 2015
