Kurabiye tipi hamur ürünlerinin konvensiyonel ve buhar destekli hibrid fırınlarda pişirme işleminin karşılaştırılması ve pişirme işleminin eş zamanlı ısı-kütle transferinin modellenmesi
Comparision of baking of cookie type bakery in convectional and steam-assisted ovens and modelling of the baking process as simultaneous heat and mass transfer
Yazar: TANSEL KEMERLİ
Danışman: PROF. DR. FİGEN ERTEKİN
Ege Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2011
Konu: Gıda Mühendisliği = Food Engineering

Özet:
Bu çalışmada, kurabiye tipi hamur ürünlerinin konvensiyonel ve buhar destekli hibrid fırınlarda pişirme işlemleri karşılaştırılmış ve pişirme işlemi eş zamanlı ısı ve kütle transferi olarak deneysel ve sayısal yöntemler ile incelenmiştir.Farklı fırın tiplerinde (doğal konveksiyon, zorlamalı konveksiyon ve buhar destekli hibrid fırın) pişirilen kurabiyelerin sıcaklık profilleri, nem içerikleri, su aktiviteleri, ağırlık kaybı, renk değerleri, tekstür (sertlik ve kırılganlık) özellikleri, duyusal değerlendirme sonuçları, yayılma oranları, yığın yoğunlukları ve jelatinizasyon entalpileri gibi fiziksel özellikleri incelenmiştir. Bu fiziksel özelliklere, farklı fırın sıcaklıklarının ve pişirme sürelerinin etkisi de bu çalışma kapsamında yorumlanmıştır.Sonsuz levha geometrisinde kurabiye pişirme işlemini temsil eden matematiksel model geliştirilmiştir. Matematiksel modellerde fırında pişirme işlemi için tanımlanan ısı ve kütle transferi mekanizmaları, Fourier ve Fick denklemlerinin eş zamanlı çözümünde sınır koşulları olarak kullanılmıştır. Kurabiye ürününe ait ısı ve nem transfer özellikleri ile fiziksel özellikler, deneysel ya da literatür kaynaklı olarak belirlenmiş olup modelde dikkate alınmıştır. Modelin sayısal çözümü bir bilgisayar programı yardımıyla sonlu element yöntemi ile gerçekleştirilmiştir. Kurabiye pişirme işlemini temsil eden modellerin sayısal çözümü ile deneysel sonuçların çoğunlukla uyumlu olduğu görülmüştür

Abstract:
In this study, cookie baking process in convective oven was compared with baking in steam-assisted oven and cookie baking process both in convective and hybrid ovens were investigated by experimental and numerical methods as simultaneous heat and mass transfer process.The physical properties of cookies baked in different types of oven such as temperature profiles, moisture profiles, water activity, mass loss, color values, texture properties (hardness and fracturability), sensory evaluation, spread ratios, bulk densities and gelatinization enthalpy were determined. The effect of oven temperatures and baking times on these physical properties were considered within the scope of this study.Mathematical models were established representing cookie baking in infinite slab geometries. The heat and mass transfer mechanisms, defined in the mathematical models, were used as boundary conditions in the simultaneous solution of Fourier and Fick equations. The heat and mass transport and physical properties of cookies were considered in models, either determined experimentally or taken from literature. The numerical solution of the models was implemented by the finite element method with using computer program. The model predictions of cookie baking process agreed well to the experimental results.