Nar tanelerinin mikrodalga-vakum kurutma tekniği kullanılarak kurutulması işleminin incelenmesi
The investigation of pomegranate drying process by using microwave vacuum method
Yazar: ÖZGE SÜFER
Danışman: PROF. DR. TUNÇ KORAY PALAZOĞLU
Mersin Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2018
Konu: Gıda Mühendisliği = Food Engineering

Özet:
Bu tez çalışmasında, ön işlem olarak dondurulmuş Hicaz çeşidi nar tanelerinin (Punica granatum L.) mikrodalga-vakum (MV) ve sıcak hava tekniği (tepsili kurutucu) yardımıyla yaş temelde %10 nem içeriğinin altına düşecek şekilde kurutulması işlemi incelenmiştir. Zamana karşı alınan nem oranı verilerinin, literatürde yer alan 22 farklı ince tabaka modeline uygunluğu test edilmiştir. Ayrıca, elde edilen kuru ürünlerin fiziksel ve kimyasal bazı özellikleri üzerine kurutma koşullarının etkisi belirlenerek, yanıt-yüzey yöntemi (YYY) sayesinde model eşitlikleri türetilmiş ve bahsi geçen kurutma yöntemleri optimize edilmiştir. Çalışılan MV koşulları; 180 W, 270 W, 360 W (sürekli) güç ve 40 mbar, 75 mbar, 110 mbar mutlak basınçtır. 55, 65 ve 75°C ise tepsili kurutucudaki işlem sıcaklıklarıdır. Sigmoid ve kübik modeller nar tanesinin kuruma davranışını her iki yöntemde de başarılı bir şekilde tanımlayan modellerdir. Etkin nem difüzivitesi değerleri MV kurutma ve sıcak hava tekniği için sırasıyla 1.374⨉10-10–6.084⨉10-10 ve 7.859⨉10-11–2.423⨉10-10 m2/s aralıklarındadır. Aktivasyon enerjileri sıcak havada kurutma için 53.52 kJ/mol ve MV kurutma için ise 11.10-16.98 W/g arasındadır. YYY ile MV tekniğinde yedi (hue açısı, sertlik, büzülme, toplam fenolik bileşen, antioksidan kapasite, toplam monomerik antosiyanin, gallotanen) sıcak hava yönteminde ise altı farklı (sertlik, büzülme, toplam fenolik bileşen, antioksidan kapasite, toplam flavonoid, gallotanen) kalite kriteri modellenerek, programın önerdiği optimizasyon koşullarında (MV kurutma için 360 W-59.70 mbar ve sıcak hava tekniği için 69°C) ayrıca deneyler yapılarak optimum koşulların doğrulaması yapılmıştır. İstenilen hedefe ulaşma fonksiyonu değeri her iki yöntem için de 0.59'a eşittir. Temel bileşenler analizi (PCA) sonucunda taze nara en yakın özellikler sergileyen örneklerin, MV uygulamasıyla kurutulmuş örnekler olduğu belirlenmiştir.

Abstract:
In this thesis, pomegranate arils (Punica granatum L. cv. Hicaznar) which were previously frosted as pre-treatment were dehydrated by using both microwave-vacuum (MV) and hot air (tray) drying techniques until reaching below 10% moisture content on wet basis. Moisture ratio values were recorded versus time and they were fitted into 22 different thin layer drying models available in literature. On the other hand, the effects of drying conditions on some physical and chemical properties of new products were investigated and response surface methodology (RSM) was used for deriving model equations and optimizing dehydration procedures. Drying conditions for MV; 180 W, 270 W, 360 W (continuous) power levels and 40 mbar, 75 mbar, 110 mbar absolute pressures, for hot air; 55, 65 and 75°C. Sigmoid and cubic models were the best mathematical expressions in order to determine the drying behaviours of pomegranate arils for both methods. Effective moisture diffusivities for MV and hot air drying were in the ranges of 1.374⨉10-10–6.084⨉10-10 and 7.859⨉10-11–2.423⨉10-10 m2/s respectively. Activation energy of tray drying was 53.517 kJ/mol, of MV drying were in between 11.10-16.98 W/g. Seven quality criterias (hue angle, hardness, shrinkage, total phenolic content, antioxidant capacity, total monomeric anthocyanin, gallotannin) for MV drying and six quality criterias (hardness, shrinkage, total phenolic content, antioxidant capacity, total flavonoid, gallotannin) for hot air drying were succesfully modeled and the validations of optimum conditions were proved (360 W-59.70 mbar and 69°C). Desirability functions were equal to 0.59. According to principal component analysis results (PCA), samples dried by MV showed the nearest properties to fresh arils.