Tokat ilinde güneş enerji destekli ısı pompalı bir kurutucu sistem geliştirilmesi ve domates kurutma performansının farklı kurutma sistemleri ile karşılaştırılması
Desing of solar assisted heat pump dryer system in Tokat and a comparison of different drying systems on tomato drying
Yazar: HAKAN POLATCI
Danışman: PROF. DR. YÜCEL ERKMEN
Atatürk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Tarım Makineleri Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2013
Konu: Enerji = Energy ; Ziraat = Agriculture
Dizin: Matematiksel modelleme = Mathematical modelling ; Sistem geliştirme = System development

Özet:
Hızla artan nüfus ve buna bağlı olarak tarım ürünlerine olan ihtiyacın artması; tarımsal üretim sektörünün her zaman ön planda kalmasını ve hızla gelişmesini sağlamaktadır. Domatesin besin değerinin oldukça fazla olduğu bilinen bir gerçektir. Ülkemizde yaklaşık 8 milyon ton civarında domates üretilmektedir. Bu üretimin büyük bir kısmı taze olarak tüketime sunulmakta, %25-30?u ise endüstriyel işlemeye tabi tutulmaktadır (Düzyaman ve Duman 2003). Diğer bütün yaş tarımsal ürünlerde olduğu gibi domateste de tüketim süresini arttırmak için bazı hasat sonrası işlemlerin uygulanması gerekmektedir. Kurutma işlemi bilinen en eski ürün muhafaza yöntemlerinden biridir. Çalışma kapsamında altı farklı kurutma yöntemi kullanılmıştır. Bunlar Normal etüv, Vakumlu etüv, Hassas kurutucu, Güneş enerji destekli ısı pompalı kurutucu, Gölgede kurutma ve Güneşte kurutma yöntemleridir. Isı pompalı kurutucuda 55ºC?de, diğer kurutucularda ise 55º, 60º, 65º ve 70ºC?de, kurutma işlemleri yürütülmüştür. Kurutma denemeleri üç tekerrürlü yapılmıştır.  Çalışmada kuruma performansı, kuruma kinetiği, matematiksel modellemesi, renk analizi, enerji tüketim miktarı, kimyasal özellikleri (pH, Titrasyon asitliği) belirlenmiştir. Araştırma sonuçlarına göre örnekler 20-300 saat arasında istenilen nem seviyesine ulaşmıştır. Kurutucular kendi arasında karşılaştırıldığında ise 55ºC?de en hızlı kurutma 28 saat ile ısı pompalı kurutucuda elde edilmiştir. Zamana bağlı nem oranı değişimini tanımlamak için üç adet eşitlik kullanılmıştır. Bunlar; Page, Logaritmik ve Midilli-Küçük eşitlikleridir. Eşitlikler arasında en düşük değerler page eşitliğinde görülmüştür. ?a? kırmızılık değeri incelendiğinde ise taze ürünün değerleri ile normal etüvde 65 ve 70°C?de, hassas kurutucuda bütün sıcaklıklarda ve ısı pompalı kurutucuda fark olmadığı tespit edilmiştir. Isı pompalı kurutucu tasarlanırken sistemden nem alarak enerji tasarrufu sağlamak amaçlanmıştır. Kurutucu tipleri içerisinde en düşük özgül enerji tüketimi (ÖET1) değeri 2,34 kWh/kg su ile ısı pompalı kurutucuda elde edilmiştir. Kimyasal analizler sonucunda ise pH değeri açısından taze ürüne en yakın pH değeri ısı pompalı kurutucuda elde edilmiştir. Tüm veriler ışığında tasarlanan Isı pompalı kurutucunun Selinus çeşidi domatesin kurutulması için uygun olduğu sonucuna varılmıştır.

Abstract:
Development of the agricultural sector is dependent on rapidly increasing population on the world. It is known the fact that the nutritional value of tomatoes is high. About 8 million tons of tomatoes are produced in our country every year. Most of this production is consumed as fresh and the 25%to 30%is subjected to industrial process (Düzyaman and Duman 2003). To increase the consumption period of tomatoes, it is required to apply some post-harvest operations. The drying process is one of the oldest method of conservation the product. In this study six different drying method (oven drying, vacuum oven drying, solar assisted heat pump dryer, shaded-open atmosphere drying and sun drying)  was used. Drying processes were carried out with solar assisted heat pump dryer in 55°C, and the other dryers in 55º, 60º, 65º ve 70ºC. All drying trials were performed in three replications. In this study the drying performance (drying time, final moisture content), drying kinetics, color analysis, energy consumption, chemical analysis determined for all drying methods. According to the survey samples reached the desired moisture content at 20 to 300 hours. When the dryers are compared, the fastest drying was performed at solar assisted heat pump dryer in 55°C and for 28 hours. To define the time-dependent change in the humidity page, logarithmic and Midilli-Küçük equations were used. Page equation was the worst estimation of all equations. There is no statistically significant difference in ?a? redness value between fresh product, the oven dryer with the values of 65°C and 70°C, sensitive dryer with the all values and solar assisted heat pump dryer. The aim of the design of heat pump dryer was to save the energy by getting humidity from drying air. The specific energy consumption analysis showed that the lowest value is in the heat pump dryer (2,34 kWh/kg water) between all drying types. The result of the chemical analysis showed that pH value in the heat pump dryer was the closest pH value of fresh product. As a result of this study, it was determined that the solar assisted heat pump dryer is a suitable dryer for Selinus tomato variety.