Güneş enerjili kurutma sisteminde çileğin kurutma karakteristiğinin belirlenmesi
Determination of the drying characteristic of strawberry in a solar dryer
Yazar: EDA CANKURTARAN
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ HALİL ATALAY
Yozgat Bozok Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2018
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
Tarımsal ürünlerin kurutulması ülkemizde genellikle doğrudan güneş alan açık alanlara serilerek yapılmaktadır. Bu durumda afla toksin gibi mikroorganizma kaynaklı ve çevresel faktörlerin ürün kalitesini etkilemesi söz konusu olmaktadır. Böyle olumsuz faktörler göz önüne alındığında ürün kurutucular ürünün daha sağlıklı şartlar altında kurutulmasını sağlamaktadır. Bu çalışma kapsamında güneş enerjisi destekli kurutma sistemi kullanılarak, performansa etki eden faktörler deneysel olarak belirlenmiştir. Ayrıca kurutma işleminin sürekliliğini sağlamak için faz değişim malzemeli bir enerji depolama sistemi geliştirilmiştir. Faz değişim malzemesi olarak ergime sıcaklığı 55-60ºC arasında değişen parafin kullanılmıştır. Deneysel çalışmalarda 3±2 mm  kalınlığındaki çilek dilimlerinin kuruma davranışları incelenmiştir. Deney süresince sistemin özellikle giriş ve çıkış noktalarına yerleştirilen sensörler ile sistem içerisindeki sıcaklık, bağıl nem, basınç ve hava hızı değerleri ölçülerek elde edilen veriler data logger ile veri tabanına aktarılmıştır. Bununla birlikte 0,01 gr. hassasiyete sahip terazi ile de kurutulan ürünlerden alınan numunelerin ağırlık değişimleri 30 dakika ara ile ölçülmüştür. Deneysel çalışmalar süresince kabin içerisindeki ortalama sıcaklık değeri ve ortalama kurutma süresi sırasıyla 51ºC ve 6 saat olarak belirlenmiştir. Kurutma kabini giriş ve çıkışı arasındaki bağıl nem farkı ise en yüksek %6 olarak tespit edilmiştir.  Deney numunelerinin bazıları renk, nem tayini ve su aktivitesi açısından teste tabi tutulmuş olup bu çalışmalar sonucunda kurutulan çilek dilimlerinin özelikle nem tayinlerinin %27'nin ve su aktivitesi değerlerinin de 0,7'nin altında çıkmasından dolayı kuru madde olarak kabul edilebileceği ve uzun süre bozulmadan kalabileceği ortaya çıkmıştır. Ayrıca, enerji depolama sistemi kullanılarak gerçekleştirilen çalışmalarda ortalama 48 MJ ısıl enerji depolandığı ve bu enerjinin çilek kurutma işlemi için yeterli olduğu gözlemlenmiştir.  Yapılan bu deneysel çalışmalar sonucunda geliştirilen bu kurutma sisteminin düşük nem ve sıcaklık değerleri arasında çalışmasından dolayı kurutulan ürünün kalitesinde de olumlu etkisinin bulunduğu belirlenmiştir.

Abstract:
Drying of agricultural products is done in our country by spreading in open areas which are generally direct sunlight. In this case, microorganism-induced environmental factors such as aflatoxin affect product quality. Considering such negative factors, product dryers ensure that the product is dried under healthier conditions. In this study, the factors affecting the performance have been determined experimentally by using a solar dryer. In addition, an energy storage system with phase change material was developed to ensure the continuity of the drying process. Paraffin which has a melting temperature of 55-60ºC was used as phase change material. In the experimental studies, the drying characteristic of strawberry was examined.  In the experimental studies, the drying characteristic of strawberry (3±2 mm thick)  was examined.  The data obtained by measuring the temperature, relative humidity, pressure, and air velocity values inside the system with the sensors placed at the entrance and exit points of the system during the experiment were transferred to the database with the data logger. However, the weight changes of the samples taken from the dried products were measured with the help of a precision scale (having 0.01 gr sensitivity) every 30 min. During the experimental studies, the average temperature value and average drying time in the cabin were determined as 51ºC and 6 hours, respectively. The relative humidity difference between the inlet and outlet of the drying cabin was detected as 6%.Some of the test samples were tested for color, moisture determination, and water activity, and as a result of these studies, it was determined that their moisture determinations are below 27%, and water activity values are below 0.7. As a result, the samples were accepted as a dried product. Also, it has been observed that average 48 MJ thermal energy was stored in the experimental studies carried out using energy storage system and this energy was sufficient for the strawberry drying process. As a result of these experimental studies, it has been determined that the drying system has a positive effect on the quality of the dried product due to its operation between low humidity and temperature values.