Farklı yöntemlerle uygulanan elektriksel ön işlemlerin ozmotik kurutma sırasında gerçekleşen kütle transferine etkisinin deneysel ve kurumsal olarak incelenmesi
Yükleniyor...
Dosyalar
Tarih
2014
Yazarlar
Dergi Başlığı
Dergi ISSN
Cilt Başlığı
Yayıncı
Ege Üniversitesi
Erişim Hakkı
info:eu-repo/semantics/openAccess
Özet
Bu tezde, direkt temaslı (TEİ) ve çözelti içinde (ÇEİ) elektriksel ön işlemlerin ozmotik kurutma süresini azaltabilecek ve birim su kaybı başına toplam enerji tüketimi daha düşük kurutma işlemine olanak verebilecek alternatif ön işlemler olarak uygulanabilirliğinin belirlenmesi amaçlanmıştır. Elma dilimlerine (50{604}25{604}3.5 mm) ozmotik kurutma öncesi 3 farklı voltaj gradyanı (12, 24 ve 36 V/cm) ve 3 farklı sürede (15, 25 ve 35 s) olmak üzere 9 farklı koşulda elektriksel ön işlem 2 farklı yöntemle uygulanmıştır. Ardından, elma dilimleri % 40 (w/w) glikoz-fruktoz çözeltisi içerisinde 40 °C'de 160 dak ozmotik kurutmaya tabi tutulmuştur. Ozmotik kurutma sırasındaki kütle transferi özelliklerindeki değişim (% TKM, % ağırlık kaybı, % katı kazanımı, % su kaybı) ve ozmotik kurutma sonunda elma dilimlerindeki su aktivitesi değerleri incelenmiştir. Ön işlem koşullarının efektif difüzyon katsayıları üzerine etkileri belirlenmiş, elde edilen efektif difüzyon katsayıları ozmotik kurutmanın modelleme ve simülasyonunda kullanılmıştır. Ozmotik kurutmada elma dilimleri içerisindeki konuma bağlı olarak katı madde ve su içeriği dağılımı teorik olarak tahmin edilmiştir. Ön işlemlerin ve ozmotik kurutma aşamalarının enerji ve ekserji analizi yapılarak, işlemlerin verimliliği tartışılmıştır. Ön işlem uygulanan elma dilimlerinin % 30 TKM'ye daha hızlı ulaştığı başka bir deyişle ön işlemlerin kütle transfer hızını arttırdığı belirlenmiştir. Ön işlem uygulanan örneklerde kontrol grubuna göre daha düşük katı kazanımı tespit edilmiştir. Her iki ön işlemde de, 36 V/cm voltaj gradyanının ozmotik kurutmada su kaybını arttırdığı ve hücre geçirgenliği üzerine daha etkili olduğu belirlenmiştir. Elektriksel ön işlem uygulanan örnekler için, su efektif difüzyon katsayılarının 1.223*10-10 m2/s ile 1.969*10-10 m2/s arasında, katı efektif difüzyon katsayılarının ise 1.124*10-10 m2/s ile 2.470*10-10 m2/s arasında değiştiği saptanmıştır. Model öngörüleri ile deneysel veriler arasındaki uyumun iyi olduğu ve elde edilen sonuçların birbirine benzer olduğu tespit edilmiştir (p>0.05). Tüm işlem koşulları için, ekserji verimliliklerinin (% 98.70 - 6.01) enerji verimliliğinden (% 99.39 - 12.03) daha düşük olduğu belirlenmiştir. Tez sonuçları değerlendirildiğinde, elektriksel ön işlemlerin ozmotik kurutma işleminin kütle transfer hızını ve enerji verimliliğini arttırdığı sonucuna ulaşılmıştır. Bununla birlikte, ÇEİ işlemi, düşük voltaj gradyanında TEİ'den daha yüksek enerji ve ekserji verimliliği sağlamaktadır. Elektriksel yöntemlerin ozmotik kurutma öncesi ticari ölçekte uygulanma potansiyelinin olduğu düşünülmektedir.
Açıklama
Anahtar Kelimeler
Elektriksel, ozmotik, modelleme, simülasyon, ekserji, kütle transferi, enerji., Electrical, osmotic, modeling, simulation, exergy, mass transfer, energy., Gıda Mühendisliği A.B.D.
