Selülozik kabuk yapılı ayçiçeğinin kurutulması
Drying of cellulosic shelled sunflower
Yazar: DİLA SERAY KONUKLUK
Danışman: PROF. DR. MEHMET FERDİ FELLAH
Bursa Teknik Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Kimya Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering
Dizin: Ayçiçeği = Sunflower ; Dondurarak kurutma = Freeze drying ; Kurutma = Drying ; Matematiksel modeller = Mathematical models

Özet:
Ayçiçeklerinin çekirdekleri, tepsili kurutucu yardımıyla 3 farklı sıcaklık ve 3 farklı akış hızı kullanılarak, ön işlem (dondurulma) uygulanmış ve ön işlem uygulanmamış şekilde kurutma işlemi yapılmıştır. 3 farklı sıcaklık olarak cihazın maksimum değeri ve kurutma  imkanları göz önüne alınarak 40 – 50 – 60 °C sıcaklıklar seçilmiş ve bu sıcaklıklarda işlem yapılmıştır. Bu sıcaklıklar üzerinde cihazın fanı yardımıyla farklı akış hızları eklenerek, donmuş ve donmamış ayçiçeğinin kuruma işlemi tamamlanmış, nem kayıpları hesaplanmış ve bu verilerle eğrileri ve grafikleri çıkartılmıştır. Akış hızının seçiminde çalışılan tepsili kurutucu cihazın minumum kapasitesindeki değerler seçilmiştir. Bu değerler ; 0,7 – 1 – 1,5 m/s olup hava akış hızları her bir sıcaklığa ek olarak değerlendirilip ayçekirdeklerinin kuruma grafikleri ve nem eğrileri çıkarılmıştır. 3 ayrı sıcaklık, 3 farklı akış hızında kuruma- zaman eğrileri ve nem değerleri hesap edilerek bu eğrilerin minitab programı ile regresyon analizleri yapılmıştır. Program çıktısına göre elde edilen matematiksel denklemlere uygun matematiksel modelleri değerlendirilmiş ve kinetik modelleri incelenmiştir. Bu matematiksel modele ait uygun kuruma kinetik modeli seçilmiştir. Ayçiçekleri toplandığı gibi işlenmemiş ve toplandıktan sonra ön işlem olarak dondurulup kurutma cihazına alınarak farklı sıcaklık ve akış hızlarının, kuruma üzerindeki etkileri gözlenmiş ve sıcaklık artışının kuruma üzerindeki zamanı kısaltan etkisi ve akış hızı artışının kuruma işlemindeki zamanı kısaltan etkisi gözlenerek bu sürelerin birbirleriyle kıyaslanmaları sağlanmıştır. Dondurma işleminin ayçiçeklerinin kurumasında zamanı azaltan bir etkiye sahip olduğu, dondurulan ayçiçeklerinin, aynı sıcaklık ve akış hızındaki direkt olarak kurutma işlemine tabi tutulan ayçiçeklerinden daha hızlı kuruduğu belirlenmiştir. Bu kıyaslamaya ait uygun kurutma kinetiği modeli belirlenmiştir. Uygun sonuçlar için 40 °C sıcaklık ve 1m/s akış hızı seçilerek çıkarılan regresyon analizinde ayçiçeğinin kurutma modelinin Wang ve Singh (1978) modeline en yakın olduğu %98 güven aralığında modelin benzediği belirlenmiştir. Farklı kinetik modellerle işlem denenmiş, fakat güven aralığı en yüksek olan değer Wang ve Singh (1978) kurutma kinetiği modeli olduğu hesaplanmıştır.

Abstract:
Sunflower seeds were dried using a tray dryer at 3 different temperatures and 3 different flow rates, with pre-treatment (freezing) and without pre-treatment. Considering the maximum value of the device and drying possibilities as 3 different temperatures, temperatures of 40 – 50 – 60 °C were selected and processes were carried out at these temperatures. By adding different flow rates with the help of the device's fan at these temperatures, the drying process of frozen and unfrozen sunflower seeds was completed, moisture losses were calculated, and curves and graphs were drawn with these data. In the selection of the flow rate, the values in the minimum capacity of the tray dryer device were selected. These values are; 0.7 – 1 – 1.5 m/s air flow rates were evaluated in addition to each temperature and drying graphs and humidity curves of sunflower seeds were obtained. Drying-time curves and humidity values were calculated at 3 different temperatures, 3 different flow rates, and regression analyzes of these curves were made with the minitab program. The mathematical models suitable for the mathematical equations obtained according to the program output were evaluated and the kinetic models were examined. The appropriate drying kinetic model of this mathematical model was chosen. Sunflowers were not processed as they were collected, and after they were collected, they were freeze-dried as a pre-treatment, and the effects of different temperatures and flow rates on drying were observed. It was determined that the freezing process has a time-reducing effect on the drying of sunflowers, and the frozen sunflowers dry faster than the sunflowers that are directly dried at the same temperature and flow rate. The appropriate drying kinetics model for this comparison was determined. In the regression analysis obtained by choosing 40 °C temperature and 1 m/s flow rate for suitable results, it was determined that the drying model of sunflower was closest to the Wang and Singh (1978) model and the model was similar at the 98% confidence interval. The process was tried with different kinetic models, but the value with the highest confidence interval was calculated as Wang and Singh (1978) drying kinetic model.