Mısırın dinlendirmeli kuruma davranışının incelenmesi
Investigation of the intermittent drying behavior of corn
Yazar: SERCAN YILMAZ
Danışman: YRD. DOÇ. DR. OKTAY HACIHAFIZOĞLU
Trakya Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2010
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
Mısır, insanların gıda ihtiyacını karşılayan önemli bir tahıl olup, hasat sırasında yüksek nem oranlarına sahiptir. Mısırın üretiminden sonraki en önemli problemi kurutmadır. Mısırın işlenip uzun süre bozulmadan saklanabilmesi için, %24-25 kuru baza göre olan hasat nemini, %14 kb'ın altına düşürmek gerekir. Kurutmanın amacı; tahıl üretim verimliliğini arttırmak, ekim alanlarından daha fazla yararlanmak, hasat sonrasında yüksek nem oranına sahip tahılın bozulmadan uzun süre saklanabilmesi için, küf ve çürümeden meydana gelen kayıplarla, zararlı böceklerin etkilerini azaltmaktır. Ürünün güneş altına bırakılarak doğal olarak kurutulması birçok olumsuzluğu beraberinde getirmektedir. Bundan dolayı doğal kurumanın olumsuz etkilerinden etkilenmemek için, yapay yolla kurutmanın avantajlarından yararlanılacaktır.Mısırın kuruma davranışı incelendiğinde; kurutma davranışının ilk zamanlarında, kurutma hızının yüksek olduğu, zaman ilerledikçe kurutma hızının azaldığı gözlenmektedir. Bunun nedeni de; kurutma başlangıcında yüzeye yakın bölgede bulunan nemin kolayca alınabilmesine rağmen, mısır içindeki nemin alınmasının daha zor olmasıdır. Mısır içindeki nemin yüzeye gelmesi için kurutma esnasında ara bir yerde kurutma işlemini durdurup nemin yüzeye gelmesini bekleyerek daha sonra kurutma işlemine devam etmek, kurutmada bir enerji tasarrufu sağlayabilir.Kurutma işlemine ara vererek dinlendirmenin mısır kurutma davranışı üzerine etkisini belirleyebilmek için; sıcak havanın cebri konveksiyonu ile çalışan bir deney tesisatı kuruldu. Deney tesisatında üç kurutma bölgesine tek tabaka olacak şekilde mısırlar yerleştirildi. Kurutma deneyleri; 40 ? C, 45 ? C, 50 ? C, 55 ? C, 60 ? C, 65 ? C, 70 ? C sıcaklıkta ve 2 m/s hızda hava kullanılarak yapıldı. Birinci bölgedeki mısır numunesi sürekli olarak kurutuldu. İkinci bölgedeki mısır numunesi ise; yarım saat kurutulduktan sonra, yarım saat dinlendirildi ve mısır nem seviyesi istenilen seviyeye gelinceye kadar bu periyotlarla kurutma işlemine devam edildi. Üçüncü bölgedeki mısır numunesi de 1 saat dinlenme periyodu ile benzer şekilde kurutuldu.Mısırın kuruma davranışını simüle etmek için Newton, Page, Midilli, Two Term vb teorik ince tabaka kurutma matematik modelleri kullanılmıştır. Her bir model için, tek tabaka mısırın kuruma davranışını ifade etmedeki uygunluğu belirlemek için korelasyon katsayısı r, standart hata es ve ortalama karesel sapma ?2 hesaplandı. Hesaplanan bu değerler sonucunda; r > 0.90 olmak kaydıyla, korelasyon katsayısı 1' e en yakın, en küçük standart hata ve ortalama karesel sapma üreten model, mısırın kuruma davranışını en iyi ifade eden modeldir. Buna göre en uygun modelin; sürekli kurutmada Page modeli, dinlendirmeli kurutmada Midilli et al. ve Diffusion Approach modellerinin olduğu belirlenmiştir Sonuçlar ayrıca, dinlendirme periyotları kullanılarak kurutma işleminin enerji tasarrufu sağladığını ve dinlendirme süresinin artmasıyla bu tasarrufun arttığını göstermektedir.Anahtar kelimeler: Mısırın dinlendirmeli kurutulması, Mısır kuruma davranışı, Mısırın ince tabaka kurutulması

Abstract:
Corn is one of the most important nutritious grains which have high moisture rates during harvest. Moisture content of 24-25 percent d.b. at the harvest should be reduced below 14 percent d.b. to prevent it from deterioration during storage. The reasons for drying are to increase productivity of grains, to benefit more from the fields and to decrease the harmful effects of moisture, mould, rotting and insects upn the corn which has also high moisture after the harvest. Sun has lots of negative effects in the drying process therefore artifical drying processes are goingt to be used rather than naturel method in order to decrease the negative effects.An observation of the drying kinetics of the corn grains shows that the drting rate is higher at the beginning of the drying process and then it gradually decreases as the time passes. The reason for this is that while the moisture portion near the grain surface is easily removed at the beginning of the process, the remaining moisture near the center is not. Pausing the drying process for a period of the in order to provide a diffusion of the moisture uniformly within the grain and then resuming may provide an energy conversation.An experimental setup consisting of forced convection of warm air periodic pausing of the drying process on the drying behavior of corn. Sieves containing corn grains of thin layer were placed in three drying zones of the experimental setup. The experimental were carried out using air at 40 ? C, 45 ? C, 50 ? C, 55 ? C, 60 ? C, 65 ? C, 70 ? C temperature and 2m/s velocity. Corn grains in the first drying zone was dried continuously. The 30 min. Successive drying and pausing periods were applied to the corn in the second zone until the moisture content drops to a desired level. Corn grains in the third zone were dried similarly but with 1 hour periods and intervals.In order to simulate the drying treatment alot of semi theoretic and empirical thin layer mathematical drying models such as Newton, Page, Midilli, Two Term etc. were applied. Fort he availability of describing single layer drying treatment, correlation coefficient, standart error and mean square deviation were considered as r,es, and ?2 respectivrly for each model. Under the condition of r > 0.90 and being the closest to 1, the best describing model fort he drying treatment of corn is the one that produces the minimum standart error and mean square deviation. Page model was proved to be the most available model for these conditions. Fortran programming language and Graf4win program were applied to the experimental data drying curves were obtained for each model. The overall results show that periodic drying process saves energy and the energy conversation increases as the duration of pause increases.Keywords : İntermittent drying of corn, Drying treatment of corn, Thin layer drying of corn