Yeni tip doğrudan değmeli kurutucunun geliştirilmesi ve reyhan (Ocimum basilicum L.) bitkisini kurutma performansının belirlenmesi
The development of a new contact dryer and determination of its performance of drying basil (Ocimum basilicum L.)
Yazar: EMEL İNAN
Danışman: DOÇ. DR. SEFA TARHAN
Gaziosmanpaşa Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Tarım Makineleri Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2010
Konu: Ziraat = Agriculture

Özet:
Kurutma, tıbbi ve aromatik bitkilerin hasat sonrası sahip oldukları yüksek nem içeriğinden güvenli depolama son nem seviyesine ( % 9-11 yb) düşürmek için yaygın olarak kullanılan bir işlemdir. Kurutma işleminin ana hedefi, ürün kalitesinde herhangi bir bozulmaya imkan vermeden ürün nemini en kısa sürede ve en az enerji harcayarak son nem değerine düşürmektir. 15 kg kıyılmış reyhan bitkisi doğrudan değmeli kurutucuda farklı kurutma şartlarında kurutulmuştur. Bir adet kurutma masası, bir adet hareketli karıştırma/havalandırma arabası, iki adet elektrikli sus ısıtıcı/depo ve bir adet kontrol ünitesinden meydana gelen doğrudan değmeli kurutucu ürüne kurutma için gerekli enerjiyi ısı iletimi ve taşınımı yöntemleriyle aktarmaktadır. Depolarda ısıtılan sıcak su kurutma masası tabanına monte edilen ve bakır borudan yapılmış serpantin içerisinde dolaştırılarak kurutma yapılmıştır. Araştırma kapsamında dört farklı kurutma programı kullanılmıştır. Bunlar; sabit sıcaklıkta, kademeli sıcaklıkta, dalgalı sıcaklıkta ve havalandırma/karıştırmanın olmadığı kurutma programlarıdır. Kurutma denemeleri iki tekerrürlü yapılmıştır. Çalışma kapsamında reyhanın kuruma süreleri, renk değerleri, uçucu yağ değerleri ve enerji tüketim miktarları belirlenmiştir. Ayrıca, kuruma eğrilerini tanımlamak için uygun ince tabaka kurutma modellerinin seçimi yapılmıştır. Reyhan kurutma denemelerinin tamamlanma süreleri 24 saat ile 33 saat arasında değişmiştir. Sabit sıcaklıkta ve karıştırma/havalandırmanın yapılmadığı kurutma denemeleri en uzun sürede (ortalama 31,5 saat) tamamlanırken kademeli ve dalgalı sıcaklıkta kurutma denemeleri en kısa sürede (ortalama 25,5 saat) tamamlanmıştır. En yüksek enerji (ortalama 44 kWh) tüketimi havalandırma/karıştırmanın yapılmadığı kurutma denemelerinde elde edilirken, en düşük enerji tüketimi ( ortalama 33,54 kWh) sabit sıcaklıktaki kurutma denemelerinde elde edilmiştir. Page eşitliği ve Logaritmik model birbirine yakın ve en iyi tahminleme başarısına sahip olmuştur. Taze reyhan örneklerinin renk değerlerinde istatistiki farklar bulunmuştur.Bu farklılıkların bitkilerin olgunluk seviyeleri ve hasat zamanlarındaki değişimlerden kaynaklandığı tahmin edilmektedir. Doğrudan değmeli kurutucuda kurutulan reyhan yapraklarının renklerinde önemli değişimler meydana gelmiştir. Kurutmadan en fazla yaprakların parlaklık (L*) ve yeşil/kırmızılık (a*) değerleri etkilenirken, sarılık/mavilik (b*) değeri ise daha az etkilenmiştir. Uygulanan sıcaklık profilleri, renk değişimine birbirlerinden farklı etkiler yapmamıştır. Diğer taraftan ise karıştırma/havalandırma işleminin yapılmaması renk değişimini yavaşlatmıştır. Taze reyhan örneklerinin uçucu yağ oranları % 0,80-0,85'tir. Sabit sıcaklıkta, kademeli sıcaklıkta ve dalgalı sıcaklıkta kurutma programlarında yapılan reyhan kurutma işlemi uçucu yağ oranlarında ortalama % 40 kayıplara sebep olmuştur. Taze reyhanların uçucu yağı içerisinde bulunan en önemli bileşenler: linalol (%16,67-24,58) ve eugenol (% 7,31-12,64)'dır. Kurutma işlemi reyhanların linalol içeriğini (% 26,70-33,04) farklı seviyelerde artırmıştır. Doğrudan değmeli kurutucuda uçucu yağ kaybına sebep olan etkenin karıştırmaya bağlı mekanik zedelenme olduğu düşünülmektedir. Bu sebeple, karıştırma sıklığının her 20 dakikada bir kez yerine daha uzun sürelerde yapılması gerekmektedir.Anahtar kelimeler: Kurutma, Tıbbı ve aromatik bitkiler, Kurutma performansı, Uçucu yağ analizi, Renk analizi, Modelleme, Reyhan

Abstract:
Drying is a process commonly used to decrease the high moisture content of newly-harvested medicinal and aromatic plants to their safe storage moisture content (9-11 %, wb). The main target of drying process is to complete drying in the shortest time as possible by consuming less energy and keeping product quality high. 15 kg chopped basil materials were dehydrated by using the contact dryer in each trial. The contact dryer which has a drying table, a mobile mixing/aeration car, a control unit and two water heaters/tanks transfers heat to the drying materials by conduction and convection. The hot water was circulated in the serpentine of copper pipe mounted on the bottom of drying table. Four different drying programs were considered in this study. They were the drying at constant temperature profile, the drying at the profile of stepwisely-increased temperature up to a selected maximum value, the drying at wave-shaped temperature profile and the drying at no mixing/aeration. The drying trials were done with two replicates. The basil drying performance of contact dryer was investigated in terms of drying completion time, energy consumption, color change and the changes of essential oil content and compositions In addition, the drying curves of basil were mathematically described by three thin layer drying models (Page?s equation, Logarithmic equation and Two-term equation). The longest drying completion time (31,5 hours on average) was obtained for the drying trials at both no mixing/aeration and constant drying temperature while the shortest drying completion time (25,5 hours on average) was obtained for the drying trials at both stepwise drying temperature and wave-shaped drying temperature. The highest energy consumption (44 kWh on average) was obtained for the drying at no mixing/aeration while the lowest energy consumption (33,54 kWh on average) was obtained for the drying at constant temperature. The numerical values of model evaluation criteria showed that Page?s equation and Logarithmic equation performed well. Duncan test was done to compare the results of color values (L*, a* and b*) of fresh and dried basils.The color values of fresh basils showed statistically differences among themselves. The reasons of these differences can be the variations in harvest time and the maturation stage of harvested basils. Drying caused statistically important changes in the initial color values of basil. However, no mixing/aeration decreased color change. Brightness (L*) and redness (a*) were more sensitive to drying than yellowness (b*). The essential oil amount of fresh basil was found to be 0.83-8.85 %. Drying basil without mixing and aeration retained the essential oil content of basil while the other three programs caused ~40 % reduction. Two major essential oils found in the fresh basil were linalool (16.67-24.58 %) and eugenol (7.31-12.64 %). Drying process increased the linalool amount (26,70-33,04%) in the dried basil at varying extents. It is thought that mixing/aeration increases essential oil lost and color change since it causes mechanical damage in basil leaves. Therefore, the frequency of mixing and aeration in stead of every 20 minutes during basil drying should be decreased to reduce mechanical damage.Keywords: Drying, Aromatic plants, Drying kinetics, Essential oil analysis, Color analysis, Modeling, Basil