Tıbbi ve aromatik bitkilerin kurutulmasına uygun laboratuvar tipi raflı kurutucunun otomasyon sisteminin geliştirilmesi ve performansının belirlenmesi
Development of automation system of laboratory type shelves dryer for medicinal and aromatic plants and determination of its performance
Yazar: HİLMİ ARIK
Danışman: DOÇ. DR. SERKAN BOYAR
Süleyman Demirel Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Tarım Makineleri Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2014
Konu: Ziraat = Agriculture

Özet:
Araştırma kapsamında tıbbi aromatik bitkilerin kurutulmasına uygun laboratuvar tipi raflı kurutucuya ait sıcaklık ve nem ölçüm sisteminde sıcaklık sensörleri ve veri aktarım için 2 ayrı devre tasarlanmıştır. Sıcaklık ve nem ölçüm donanımı ile tartım sistemi için 2 ayrı yazılım hazırlanmıştır. Ölçülen veriler bilgisayar ortamına aktarılmakta ve görsel olarak izlenebilmektedir. Sistem testleri için biberiye bitkisi kurutma materyali olarak seçilmiştir. Kurutma denemeleri 42, 45 ve 48 oC sıcaklık set değerlerinde yapılmış ve otomasyon sistemi elemanları ve yazılımın başarılı bir şekilde çalıştığı belirlenmiştir. Yazılım yoluyla 4 rafın nemli hava çıkışından ölçülen nem değerleri ortalaması hesaplanmakta ve kurutma işlemi otomatik olarak sonlandırabilmektedir.
Kurutucunun 45 oC sıcaklık set değerinde ortalama güç tüketimi belirlenmiştir. Buna göre ısıtıcı devreye girdiği ve fan ile birlikte çalışması halinde 7,61 A akım değerinde, 3,16 KW güç tüketimi gerçekleşmektedir. 
Kurutma sıcaklıklarına göre özgül enerji tüketimleri incelendiğinde, uzaklaştırılan 1 kg su miktarı için ortalama 5,70 kWh ve 1 kg kuru ürün üretmek için ise ortalama 5,71 kWh enerji tüketilmektedir
Biberiye kurutması, 42, 45, 48°C sıcaklık değerlerinde sırasıyla, 16.12, 18.00 ve 20.05 saatte tamamlanmıştır. Sıcaklığın artışı ile kuruma süresi kısalmaktadır. Biberiye kurutma denemelerinde görüldüğü gibi RAF II ve RAF III diğer raflara göre daha hızlı kurumaktadır. 
Kurutulan biberiye örneklerinin yağ miktarı incelendiğinde, taze biberiyeye göre kuru biberiyelerde 42 °C'de %2,74, 45 °C'de %7,31 ve 48 °C'de ise %5,02 yağ kaybı olduğu belirlenmiştir. 
Kurutulan biberiyeler ile taze biberiye arasındaki renk değerlerini değerlendirdiğimizde açıklık-koyuluk göstergesi olan L* değerinin kurutma ile azaldığı, kırmızılık düzeyi göstergesi olan a* değerinin arttığı ve sarılık derecesi b* değerinin de azaldığı belirlenmiştir.Kurutma sonlandırma nem değerinin en düşük nemin görüldüğü raftan başlayarak uyarım yapacak şekilde geliştirilmesi kurutucu etkinliğini artıracaktır. Bu nedenle, kurutucunun raflarının birbirinden bağımsız kontrolünün yapılması için yeni bir elektronik devre tasarımı ve kontrol sisteminin kurulması yararlı olacaktır.

Abstract:
The scope of this research thesis includes development of three different circuit design; two identical circuit design for measurement of temperature and one circuit design for data acquisition of lab scale shelf dryer on drying of medicinal and aromatic plants. Therefore 2 different software programs were developed for (i) temperature and humidity hardware and (ii) online weighing recording unit. Measured data can be effectively transferred and monitored to PC. 
Rosemary was chosen as the test material for testing of the software. Drying tests were done at 42, 45 and 48 oC temperature set points. It has been determined that both automation hardware and the software were successful. Software is able to compute mean values of humid exhaust air from 4 shelves and end drying process automatically.  
In addition mean power consumption of dryer set at 45 oC was determined. According to the results at the condition of both heater and fan are on, 3.16 kW power consumption at current value of 7.61 A was recorded.  
Considering the specific energy consumption related to the drying temperature, the results showed that 5.70 kWh energy is required for removing of 1 kg of water and similarly 5.71 Drying of rosemary were completed at 16.12, 18.00 and 20.05 hours for temperature set points 42, 45, 48 ° C respectively. Increase in temperature resulted to decrease of drying time. Rosemary drying experiment showed that materials at SHELF II and SHELF III dries faster than other materials located at the other shelves.Rosemary essential oil quantity of the dried sample showed that, dried rosemary had essential oil loss: 2.74% at 42 °C; 7.31 % at 45 °C and 5.02 % at 48 ° C. 
The color values between fresh rosemary and dried rosemary indicated by L* value which is light-dark indicator have showed that L* value was decreased, the redness level indicator a* value increased and yellowness degree b* value also decreased. It has been concluded that the when the termination parameter of drying process was set to taking out of the products from the shelves decided by humidity values via software, can effectively increase the efficiency of dryer. Therefore, independent control of the dryer shelves for making a new design of electronic circuit and control system would be beneficial.