Farklı kurutma yöntemleri ile zencefilin kurutulması ve bazı kalite özelliklerinin incelenmesi
Drying of ginger by different drying methods andstudying of some quality properties of dried ginger
Yazar: MELİSA İŞSEVER
Danışman: PROF. DR. İBRAHİM DOYMAZ
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Kimya Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering

Özet:
Zencefilin tarih boyunca kullanımına bakıldığında, dünyanın pek çok farklı bölgelerinde farklı amaçlarla kullanıldığı bilinmektedir. Son yıllarda da Türkiye ve diğer dünya ülkelerinde tedavi amacıyla tıp alanında, aroma verici olarak gıda sektöründe kullanıldığından zencefil yetiştiriciliği önem arz etmektedir. 

Kurutma, gıda ürünlerinde mikrobiyal büyümeyi engellemek ve biyokimyasal reaksiyonları geciktirmek için uygulanan bir ayırma işlemidir. Bu sebeple zencefilin farklı kurutucularda kurutma davranışları deneysel olarak incelenmiştir.

Zencefil dilimlerinin kurutulması için sıcak havalı kabin kurutucu ve kızılötesi kurutucu olmak üzere iki farklı kurutucu kullanılmıştır. Zencefil grupları dört farklı sıcaklıkta (40C, 50C, 60C ve 70C) bir kabin kurutucuda ve beş farklı güç seviyesindeki (50 W, 62 W, 74 W, 88 W ve 104 W) kızıl ötesi kurutucuda ön işlem uygulanmadan ve farklı ön işlemler uygulanarak (potas çözeltisi, sitrik asit çözeltisi ve haşlama) kurutulmuştur. Kurutma sıcaklığı ve güç seviyesinin artması ile kurutma süresinin azaldığı ve kurutma hızının arttığı tespit edilmiştir. Ön işlem çözeltilerinin kurutma üzerindeki etkileri incelendiğinde ise, haşlama ön işlemine tabi tutulmuş zencefil dilimlerinin en kısa kuruma süresi ve en hızlı kuruma hızına sahip olduğu tespit edilmiştir. 
Ayrıca, dilim kalınlığı değiştirilerek sıcak havalı kabin kurutucuda kurutma çalışmaları yapılmıştır. Bu çalışmadan elde edilen sonuca göre de dilim kalınlığı arttıkça kurutma süresinin azaldığı tespit edilmiştir.

Kombine kurutmanın etkisini incelemek amacıyla, kontrol zencefil dilimlerinin kızılötesi kurutucuda 1 ve 2 saat kurutulmasının ardından kurutma işlemine 70C'deki kabin kurutucuda devam edilmiştir. Kurutma süreleri incelendiğinde kombine yöntem kurutma süresini düşürdüğü tespit edilmiştir.

Sıcak havalı kabin kurutucuda kurutulan örneklerin renk analizleri incelendiğinde uygulanan ön işlemlerin ve kurutma sıcaklığının renk değerleri üzerinde etkili olduğu görülmüştür. Sıcak havalı kabin kurutucuda 60C'de kurutulan örnekler en yüksek L* ve b* değerlerine sahipken, buna karşılık en düşük a* değerine sahiptir.  Buna ek olarak sitrik asit ile ön işlem gören zencefil grubunun tüm sıcaklıklarda L* ve b* değerleri en yüksek değerlere sahipken a* değerleri ise ölçülen en düşük değerlerdir. Kızılötesi kurutucuda kurutulan zencefil örneklerinin renk analiz sonuçları incelendiğinde ise 62 W kurutma gücünde kurutulmuş zencefil örnekleri en yüksek L* ve b* değerlerine sahipken, buna karşılık en düşük a* değerine sahiptir.

Her iki kurutucuda yapılan çalışmalar sonucunda elde edilen kurutma eğrilerine, Lewis, Henderson & Pabis, Logaritmik, Page, Midilli & Küçük, Wang & Singh ve Aghbaslo vd. kurutma modellerine uyarlanmıştır. Kurutulan örneklerin istatiksel verileri karşılaştırıldığında, Midilli & Küçük modeli zencefil dilimlerinin kurutma davranışlarını en iyi ifade eden model olarak seçilmiştir. Efektif diffüzyon katsayıları 3,823×10-10 m2/s ile 1,483×10-9 m2/s arasında ve aktivasyon enerjileri ise 17,35-27,04 kJ/mol arasında hesaplanmıştır.

Abstract:
When looking at the use of ginger throughout history, is known to be used for different purposes in many different parts of the world. In recent years, ginger cultivation is important because it is used in medicine field and food sector for treatment purposes in Turkey and other countries. 

Drying is a separation process applied to prevent microbial growth in food products and to delay biochemical reactions. For this reason, drying behaviour of ginger in different dryers was investigated experimentally. 

Two different dryers were used to dry ginger slices, hot air cabinet dryer and infrared dryer. Ginger groups were dried in a cabinet dryer at four different temperatures (40C, 50 C, 60C and 70C) and at five different power levels (50 W, 62 W, 74 W, 88 W and 104 W) in a infrared dryer without pre-treatment and with different pre-treatments (potas solution, citric acid solution and boiled water). It was found that the drying time decreased and the drying rate increased with the increase of drying temperature and power level. When the effects of pretreatment solutions on drying were examined, it was determined that the ginger slices had the lowest drying time and the fastest drying rate. 

In addition, drying studies were carried out in hot air cabinet dryer by changing the slice thickness. According to the results obtained from this study, drying time decreased as the thickness of the slice increases.

In order to examine the effect of combined drying, after 1 and 2 hours drying of the control ginger slices in the infrared dryer, the drying process was continued in the cabinet dryer at 70C. When drying times were examined, it was determined that the combined method reduces drying time.

When the color analysis of the samples dried in the cabinet dryer was examined, it was observed that the pre-treatment and drying temperature were effective on the color values. The samples dried at 60°C in the cabinet dryer have the highest L* and b* values, whereas they have the lowest a* value. In addition, at all temperatures, L* and B* values of the pre-treated ginger group with citric acid have the highest values and a* values are the lowest values measured. When the color analysis results of the ginger samples dried in infrared dryer are examined, the dried ginger samples at 62 W drying power have the highest L* and B* values, whereas they have the lowest a* value.

The drying curves obtained from cabinet and infrared dryers are adapted to Lewis, Henderson & Pabis, logarithmic, page, Midilli & Küçük, Wang & Singh and Aghbasl vd. drying models. In comparison to statistical data of samples dried in both dryers, the Midilli & Küçük model was chosen as the best model for the drying behaviour of the ginger slices. Effective diffusion coefficients were calculated between 3,823×10-10 m2/s and 1,483×10-9 m2/s and activation energies were calculated between 17,35 and 27,04 kJ/mol.