Osmanlı çileğinin dondurarak kurutması ve kinetik modelinin belirlenmesi
Freeze-drying of Ottoman strawberry and investigation of the kinetic model
Yazar: BÜŞRA MERYEM YILDIZ
Danışman: DOÇ. DR. BAHADIR ACAR
Karabük Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Enerji Sistemleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Enerji = Energy
Dizin: Dondurarak kurutma = Freeze drying ; Kurutma = Drying ; Çilek = Strawberry

Özet:
Bu çalışmada dondurarak kurutma tekniği kullanılarak mayıs sonu olmaya başlayan ve haziran başı gibi biten Osmanlı çileğinden bahsedilmiştir. Osmanlı çileği senede sadece mayıs sonu olmaya başlar ve haziran ortalarına doğru tükendiği için ve toplanıldıktan sonra tüketilmediği taktirde hemen bozulduğu için bu ürünü uzaklara gönderebilmek ve farklı mevsimlerde de kullanabilmek için dondurarak kurutma tekniği kullanılmıştır. Dondurarak kurutma, üründeki nemin miktarının  büyük bir bölümünün katı faza dönüştürmek ve ardındanda vakum altında maddenin yapısındaki buzun uzaklaştırılmasıdır. Dondurarak kurutma işlemi nem uzaklaştırmada önemli yoldur. Dondurarak kurutma işleminin en bilindik  avantajları, ürünün yapısının korunması ve ürünün kaliteli olmasıdır. Osmanlı çileğininde ilk önce yaptığımız işlem kuru madde miktarı belirlemek olmuştur.Dondurarak kurutma deneyleri yapılırken ürün ilk olarak bir gün önceden derin dondurucuda donduruldu ardından kurutma işlemine geçildi. Yapmış olduğumuz deney  toplamda 14 saat sürmüştür ve deneyler sonucunda 100 gr olan Osmanlı çileğinin ağırlığı 12,2 gr düşmüştür.Ayrıca 87,8 olan nem miktarıda  0,485' e düşmüştür.Osmanlı çileği dilimlerinin ne kadar nem kaybettiği ölçüldü ve nem oranları (MR) da hesapladı.Yapmış olduğumuz deneylerin sonuçlarından, MATLAB yazılımından faydalınarak 8 farklı kinetik kurutma modeli bulunmuştur. Bunların sonucunda , 5 mm kalınlığında en düşük indirgenmiş X-kare (X2) değerleri sırasıyla 6,993x10-5, 7,8688x10-5 ve, kök ortalama Kare hata değerleri (RMSE) sırasıyla 0,007242 ve 0,007682  bulunmuştur. Ayrıca, 5 mm  kalınlık için belirleme katsayısı (R2) 0.9998 olarak hesaplandı ve bu da 1'e en yakın sonuçtu. 8 farklı kinetik kurutma modeli arasında, logaritmik model Osmanlı çileği ürünleri için uygun bir kinetik kurutma modeli olarak seçilmiştir. Ayrıca, 5 mm kalınlığındaki numuneye etki eden difüzivite katsası 2,73286 × 10-10 m2 /s olarak hesaplandığı belirlenmiştir.

Anahtar Sözcükler: Kurutma, Dondurarak kurutma,Osmanlı çileğinin kurutulması, Liyofilizasyon

Abstract:
In this study, the Ottoman strawberry, which started to be the and of May and ended in the beginning of June, was mentioned by using the freeze-drying technique. Since the Ottoman strawberry starts to be only at the end of May a year and is consumed towards the middle of June and spoils immediately if not consumed after being picked, freeze-drying technique was used to send this product away and to use it in different seasons.Freeze drying is the removal of moisture from the dryer into a large unit solid phase in-plant cleaning process. Freeze drying is an important way of removing moisture. The most well-known advantages of freeze drying are the preservation of the structure of the product and the quality of the product. The first thing we did for Ottoman strawberries was to determine the amount of dry matter. While performing the freeze drying experiments, the product was first frozen in the deep freezer one day before, and then the drying process was started. The experiment we did lasted for 14 hours in total and as a result of the experiments, the weight of the 100 gr Ottoman strawberry decreased by 12.2 gr. As a result of our experiments, the moisture content of Ottoman strawberries was reduced from 87.8% to 0.485%. The experiment we did lasted 14 hours in total, and in the experiment, how much moisture 100 g of Ottoman strawberry slices lost every two hours was measured and the humidity ratios (MR) were also calculated. Eight different kinetic drying models were found by using the MATLAB software from the results of our experiments. As a result, the lowest reduced X-square (X2) values at 5 mm thickness were found to be 6,993x10-5, 7,8688x10-5, and root mean Square error values (RMSE) were 0,007242 and 0,007682, respectively. Also, the coefficient of determination (R2) for 5 mm thickness was calculated as 0,9998, which is the closest result to 1. Among 8 different kinetic drying models, the logarithmic model was chosen as a suitable kinetic drying model for Ottoman strawberry products. In addition, it was determined that the diffusivity coefficient affecting the 5 mm thick sample was calculated as 2,73286 × 10-10 m2 /s.

Key words:  Drying, Freeze drying, Drying of ottoman strawberry, Lyophilization