Tatlı su alglerinin ince tabaka kuruma karakteristiği ve model eşitliğinin belirlenmesi
Thin layer drying characteristics of freshwater algae and determination of model equality
Yazar: EBRU CÖMERT
Danışman: DOÇ. DR. MEHMET KALENDER
Fırat Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyomühendislik Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: Biyomühendislik = Bioengineering

Özet:
Bu çalışmada, Elazığ Yedigöze yöresine ait doğal ve yapay havuz sularında yetişen tatlı su alg örneklerinin ince tabaka kuruma karakteristiği incelenmiştir. Kurutma deneyleri havanın kullanıldığı laboratuvar tipi bir tepsili kurutucuda gerçekleştirilmiştir. Alg örnekleri, kurutma deneylerinde kullanılmak üzere +4 ℃'deki buzdolabında muhafaza edilmiştir. Deneysel çalışmalar 0,5-1,5 m/s hava akış hızı, 40-60 ℃ sıcaklık aralıklarında ve atmosferik şartlarda yürütülmüştür. Tipik bir kurutma deneyi, sıcaklık ve hava akış hızı ayarlanmış kurutucu haznesine yerleştirilen belirli bir miktar tatlı su alg örneğinin, belirli zaman aralıklarında ağırlık ölçülmesi şeklinde yapılmıştır. Tatlı su alg örneklerinin ölçülen son iki ağırlık değerleri yaklaşık aynı olunca deneyler sonlandırılmıştır. 
Alg örneklerine ait kuruma eğrileri ve kuruma hızı eğrileri elde edilmiştir. Süre ilerledikçe tatlı su alg örneklerinin nem içeriği değerlerinin çalışılan tüm sıcaklık değerlerinde azaldığı ve Alg-1 örneğinin kuruma süresinin, Alg-2 örneğinin kuruma süresine göre daha hızlı olduğu gözlemlenmiştir. Alg-1 örneğine ait kuruma hızı eğrileri incelendiğinde, 40-50 ℃ ve tüm hava akış hızlarında genel olarak azalan hız periyodu görülürken azda olsa sabit hız periyodu da görülmüştür. 60 ℃ sıcaklığına ve tüm hava akış hızlarına ait kuruma hızı eğrilerinde ise azalan hız periyodu gözlemlenmektedir. Alg-2 örneğinin elde edilen kuruma hızı eğrilerinde 60 °C 1 ve 1,5 m/s hava akış hızı deneyleri hariç diğer tüm kurutma şartlarında sabit hız periyodu ile karşılaşılmıştır. Alg örneklerinin kuruma hızı periyotları için ulaşılan bu sonucun, çalışılan iki alg türünün katı yapısındaki farklılıktan ileri geldiği düşünülmektedir.
Bu çalışmada, kurutma deneylerinden elde edilen nem oranı verilerinin çeşitli kuruma model eşitlikleri ile iki aşamalı olarak istatiksel karşılaştırılması da yapılmıştır. Birinci aşama istatiksel analiz sonuçlarından, incelenen alg türleri için kuruma olayını en iyi Difüzyon modelinin temsil ettiği saptanmıştır. İstatistiksel analizin ikinci aşamasında Difüzyon modelindeki sabitlerin farklı eşitliklerle tanımlanmasıyla oluşturulan türetilmiş model eşitlikleri ile kıyaslama yapılmıştır. İkinci aşama istatistiksel sonuçlarından Alg-1 örneği için 6 nolu; Alg-2 örneği için ise 5 nolu türetilmiş model ile uyumun olduğu belirlenmiştir.   
Bu çalışmanın son aşamasında kurutulan tatlı su alg örneklerinin karakterizasyon analizleri gerçekleştirilmiştir. Tür analizi, protein, yağ, SEM, FTIR gibi analizler sonucunda genel olarak literatürdeki alg örneklerine benzer sonuçlar elde edilmiştir.

Abstract:
In this study, thin layer drying characteristics of freshwater algae growing in natural and artificial pools were investigated by using a laboratory type tray dyer set up. Alga samples harvested were kept in a refrigerator at the temperature of +4 °C.  The drying experiments were conducted in the air flow rates between 0.5 and 1.5 m/s, at the temperature ranges of 40-60 °C, and at the atmospheric conditions. A typical drying experiment was carried out by placing a certain weight of algae sample in the dryer chamber at a known air flow rate and temperature and by making weight measurements at certain times. The experiments were ended when the last two weight values of freshwater alga samples were approximately the same.
The drying and drying rate curves of alga samples were obtained. As the time progressed, the moisture content values of freshwater algae samples decreased at all temperature values studied. It was observed that the drying time of Alga-1 sample was lower than that of Algae-2 sample. When the drying rate curves of the Algae-1 sample are examined, a generally falling rate period is observed for all air flow rates and at 40-50 °C, while a constant rate period is also occured. However, the drying period of Algae-1 sample was falling rate period at the temperature of 60 °C (for all air flow rate). In the drying rate curves of the Algae-2 sample, a constant velocity period was encountered in all drying conditions except for the 60 °C 1 and 1.5 m/s air flow rate experiments. It was thought that the reason for obtaining different drying rate periods was due to the difference in the solid structure of the two algae species studied.
In this study, the moisture ratio values obtained from drying experiments were also fitted to the drying model equations as two stages. The first stage statistical analysis results showed that the best model equation of algae spescies studied was Difusion equation. In the scond satge, the derived model equations obtained by rearranging the constansts of Diffusion equation by using some definitions. So, statistical analyses were done by these equations. As a result, the best equations were the equation numbered as 6 for Algae-1 and the equation numbered as 5 for Algae-2, respectively. 
Finally, the characterization analyses of algae species dried in this study were carried out. The properties such as species analysis, oil content, SEM, FTIR were similar to that of previous studies in the literature.