Şeker pancarının (Beta vulgaris L.) kuruma davranışının belirlenmesi üzerine bir araştırma
A research on the determination of drying behavior of sugar beet (Beta vulgaris L.)
Yazar: HANİFE AYDIN
Danışman: PROF. DR. YALÇIN COŞKUNER
Karamanoğlu Mehmetbey Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Gıda Mühendisliği = Food Engineering

Özet:
Şeker pancarı (Beta vulgaris L.) İç Anadolu'da tarım sektörünün en önemli ürünlerinden biridir. Bu çalışmada işlem görmemiş şeker pancarı kurusu üretiminde kullanılabilecek uygun kurutma koşullarının belirlenmesi için şeker pancarının laboratuvar tipi kabin kurutucuda dilim kalınlığı, dilim çapı ve sıcaklığa bağlı kuruma davranışı incelenmiştir. Bu amaçla farklı kalınlık (2, 4, 6 mm) ve çapa (50, 60, 70 mm çap) sahip şeker pancarı dilimleri 30, 50 ve 70°C'de kurutularak, kurutma esnasında su içeriğindeki değişim izlenmiştir. Kurutma işlemi öncesi ve sonrası örneklerde L*, a* ve b* renk değerleri ölçülmüştür. Şeker pancarlarının kurutulmasında en uzun kuruma süresi 3000 dakika olarak 6 mm kalınlık ve 70 mm çapa sahip örneklerin, 30°C'de kurutulması esnasında gerçekleşmiştir. En kısa kuruma süresi ise 70°C'de 2 mm kalınlık ve 50 mm çapa sahip örneklerde 125 dakika olarak belirlenmiştir. Kuruma öncesinde L*, a* ve b* değerlerinde kurutma faktörleri açısından doğrusala yakın değişim gözlemlenirken kuruma sonrasında sıcaklık ve kalınlıkla doğrusal olmayan bir değişim gözlenmiştir. Kuruma verilerine en uygun matematiksel modelin belirlenmesinde yedi farklı matematiksel modelden faydalanılmıştır. Modifiye Midilli-Küçük modeli için en yüksek R2 değerine sahip olan deneme deseni 50°C'de 50 mm çap ve 4 mm kalınlık ve 50°C'de 50 mm çap ve 6 mm kalınlığa sahip örneklerde belirlenmiştir (R2=1). En düşük R2 değeri ise 0,9973 ile 30°C'de 50 mm çapa ve 6 mm kalınlığa sahip örneklerde tespit edilmiştir. MidilliKüçük modeli için en iyi uyuma sahip örneklerin 50°C sıcaklıkta 6 mm kalınlık ve 50 mm çapa sahip şeker pancarında olduğu görülmüştür (R2=1). Şeker pancarının ince tabaka kurutulmasında en uygun matematiksel modelin Midilli-Küçük ve Modifiye Midilli-Küçük modeli olduğu belirlenmiştir. Etkin difüzyon katsayısı değerlerinin 9,74·10-10 - 2,08·10-8 m2/s arasında değişim gösterdiği belirlenmiştir. Sonuç olarak birçok tarımsal ürünün kurutulmasında da olduğu gibi artan sıcaklığın kuruma süresini düşürdüğü, artan dilim kalınlığı ve dilim çapının ise kuruma süresini artırdığı gözlenmiştir. Kurutma sonrası renk değerlerinin doğrusal olmayan sonuçlar vermesi şeker pancarının renk değişimleriyle ilgili detaylı araştırmaların yapılması gerektiğini ortaya koymuştur.

Abstract:
The sugar beet (Beta vulgaris L.) is one of the most important crops in the agriculture sector of Central Anatolia. In this study, the drying behavior of untreated sugar beet slices under various drying conditions was investigated to determine suitable drying conditions for the production of dried sugar beet slices using a laboratory-type cabinet dryer. The effects of slice thickness, slice diameter, and temperature on the drying behavior were studied. For this purpose sugar beet slices with different thicknesses and diameters (2, 4, 6 mm thickness, 50, 60, 70 mm diameter) were dried at 30, 50, and 70°C, and the change in moisture content during drying was monitored. The L*, a*, and b* color values were measured before and after the drying process. The longest drying time, as expected, occurred during the drying of samples with a thickness of 6 mm and a diameter of 70 mm at 30°C, lasting for 3000 minutes. The shortest drying time was determined to be 125 minutes at 70°C for samples with a thickness of 2 mm and a diameter of 50 mm. Linear changes in L*, a*, and b* values were observed in terms of drying factors before drying, while a non-linear change was observed after drying, dependent on temperature and thickness. Seven different mathematical models 
were employed to determine the most suitable mathematical model for the drying data. 
The trial design with the highest R2 value was identified in samples with a diameter of 50 mm and a thickness of 4 mm at 50°C and in samples with a diameter of 50 mm and a thickness of 6 mm at 50°C (R
2=1). The lowest R2 value, 0.9973, was determined in samples with a diameter of 50 mm and a thickness of 6 mm at 30°C. The examples with the best fit for the Midilli-Kucuk model have been observed in sugar beets with a temperature of 50°C, thickness of 6 mm, and a diameter of 50 mm (R 2=1). The Midilli-Kucuk and Modified Midilli-Kucuk model was found to be the most suitable 
mathematical models for thin-layer drying of sugar beet. Effective diffusion coefficient values ranged from 9,74·10-8 to 2,08·10-8 m2/s. In conclusion, as observed in the drying of many agricultural products, increasing temperature reduces drying time, while increasing slice thickness and diameter increases drying time. The non-linear results of color values after drying indicate the need for detailed research on color changes in sugar beet.