DESİSİF (NEM ALMALI) VE ISI POMPALI BİR SİSTEMİN GIDA KURUTMADA UYGULANABİLİRLİĞİNİN ARAŞTIRILMASI
INVESTIGATION OF APPLICABILITY OF A DESICCANT AND HEAT PUMP SYSTEM IN FOOD DRYING
Yazar: KAMİL NEYFEL ÇERÇİ
Danışman: DOÇ. DR. ERTAÇ HÜRDOĞAN
Osmaniye Korkut Ata Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2020
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
Kaliteli kurutulmuş gıda elde edilmesinde kurutma havası sıcaklığı büyük öneme sahiptir. Yüksek sıcaklıkta kurutma havasının kullanılması, kurutma zamanını azaltmakta fakat özellikle sıcaklığa hassas kurutulan gıda ürünlerinde besin değerlerinde ve yapısal özelliklerinde bozukluklara sebep olabilmektedir. Kurutma havasının düşük sıcaklıkta olması ise, kurutma zamanının uzamasına neden olmakta ve bunun neticesinde küfler gelişebilmektedir. Küflenme, kalite ve ürün kayıplarına sebep olmasının yanı sıra sağlık sorunlarına da neden olabilmektedir. Bu sorunların önüne geçebilmek için kurutma zamanını azaltmak gerekmektedir. Ürün kalitesini korumak ve enerji tasarrufu sağlamak için modern düşük sıcaklıklı kurutma sistemleri birçok araştırmacının ilgi alanı olmuştur. Bu tez çalışması kapsamında, düşük sıcaklık ve nem içeriğinde kurutma havası elde etmek amacıyla nem alıcı döner teker (rotor) ve ısı pompasının birlikte kullanıldığı hibrit bir kurutma sistemi tasarlanmıştır. Tasarlanan kurutma sisteminde iki farklı nem alma işleminin (nem alıcı rotor ve ısı pompası buharlaştırıcısı) aynı anda kullanılması sağlanarak kurutma süresinin düşürülmesi ve ürün kalitesinin korunması amaçlanmıştır. Çalışmada tasarlanan sistemin farklı parametrelere göre analizini yapmak için bir model oluşturulmuş ve kurutma ürünü olarak yerfıstığı belirlenmiştir. Yapılan çalışma sonunda, bu tez çalışmasında önerilen sistemin, farklı konfigürasyona sahip diğer nem almalı kurutma sistemlerine göre performansının daha yüksek olduğu, düşük sıcaklık ve neme sahip kurutma havasının kullanılması durumunda kurutma süresinin azaldığı ve ayrıca dış ortam havası şartlarının sistem performansını etkilediği görülmüştür. Analizlerden, sistemin temel elemanlarından biri olan katı nem alıcı rotorun optimum dönme hızının 10 devir/saat olduğu tespit edilmiştir. Çalışmada, tez kapsamında ele alınan sistemin, gıda kurutma uygulamalarında özellikle de kaliteli kurutulmuş gıda elde edilmesinde kullanımının uygun olduğu belirlenmiştir.

Abstract:
Drying air temperature is of great importance in obtaining high quality dried food. The use of drying air at high temperatures reduces drying time, but it can cause nutritional and structural disorders especially in food products that are sensitive to temperature. Drying air at low temperatures causes an increase on drying time and as a result, molds can develop. As well as molding causes quality and product losses, it can also cause health problems. To prevent these problems, it is necessary to reduce the drying time. Modern low-temperature drying systems have been of interest for many researchers to maintain product quality and save energy. In the scope of this thesis, a hybrid drying system is designed in order to obtain drying air at low temperature and moisture content, using the rotary desiccant wheel and heat pump together. In the system, it is aimed to use two dehumidification processes (rotary desiccant wheel and evaporator of heat pump) at the same time to reduce the drying time and to protect the product quality. A model was formed to analyze the system designed in the study according to different parameters and peanuts were determined as the drying product. At the end of the study, it has been observed that the system proposed in this thesis has a higher performance compared to other desiccant drying systems with different configurations, and the drying time decreases in case of using drying air at low temperature and moisture, and ambient air conditions affected the system performance. From the analyzes, it has determined that the optimum wheel speed of the solid desiccant wheel, which is one of the basic elements of the system, is 10 RPH. In the study, it has been determined that the system discussed in the thesis is suitable for use in food drying applications, especially in obtaining high quality dried food.