Kırınım pencereli kurutma sisteminde Maraş yeşilbiberi (Capsicum annuum) püresi kurutma parametrelerinin optimizasyonu ve konvektif kurutucu ile kıyaslanması
Optimization of drying parameters on refractance window drying system in MaraŞ greenpepper (Capsicum annuum) puree and comparison with a convective dryer system
Yazar: ELİF SENA YÜCEL
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ İNCİ DOĞAN
Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyomühendislik ve Bilimleri Ana Bilim Dalı / Zootekni Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2024
Konu: Gıda Mühendisliği = Food Engineering
Dizin: Kurutulmuş gıdalar = Dried foods

Özet:
Yeni nesil kurutma teknolojileri enerji verimliliği, maliyet ve ürün kalitesini ön plana çıkarmaktadır. Kırınım pencereli kurutma sistemi akışkan ve ısıya duyarlı gıdaların kurutulmasında renk, aroma ve besinsel içeriğin korunması ile dikkat çekmektedir. Temel olarak yansıtıcı ince şeffaf film üzerinde kızılötesi pencere oluşturarak ürünün daha düşük sıcaklıkta ve eşzamanlı gerçekleşen konvektif, kondaktif ve radyant ısı transferi ile daha homojen ve hızlı kurutulabilmesi prensibine dayanmaktadır. 

Bu çalışmada kırınım pencereli kurutma sisteminde püre formda Maraş yeşilbiberi (Capsicum annuum) kurutulmasında kurutma parametrelerinin optimizasyonu ve konvektif kurutma sistemi ile kıyaslanması amaçlanmıştır. Deneysel çalışmanın tasarlanması Yanıt Yüzey Metodunun Box-Behnken deneme desenine göre gerçekleşmiştir. Ön denemelerde değişken parametreler kurutma süresi (0-70dak), kurutma sıcaklığı (75-95ºC) ve istif kalınlığı (1-3mm) olarak seçilmiştir. Elde edilen kurutulmuş örneklerin nem içeriği, su aktivitesi, Kroma değeri, Hue açısı, toplam renk farkı ve esmerleşme indeksi yanıtları incelenmiş ve optimum kurutma şartları 80ºC kurutma sıcaklığı, 25dak kurutma süresi ve 3mm istif kalınlığı olarak tespit edilmiştir. Çalışma devamında optimum kurutma şartları belirlenen kırınım pencereli ile konvektif kurutma sisteminin kurutma performansları kıyaslamalı olarak incelenmiştir. 

Elde edilen verilerle kırınım pencereli kurutucunun suyu uzaklaştırmada konvektif kurutucuya kıyasla daha etkin olduğu belirlenmiştir. Ortalama kuruma hızları kırınım pencereli ve konvektif sistemde sırasıyla 0.0405 ve 0.0371gsu/gKM.dak, su aktiviteleri 0.6209 ve 0.9306, efektif difüzyon katsayısı 1.42x10-10 ve 1.32x10-10 m2/s ve aktivasyon enerjileri 54.65 ve 55.27kJ/mol olarak bulunmuştur. Ayrıca kırınım pencereli kurutucuda kurutulan örneklerde renk değerlerinin taze örneğe daha yakın olduğu belirlenmiştir. Çalışma sonunda hassas gıdalarda kurutulmuş ürünün kalite niteliklerinin kırınım pencereli kurutucuda daha iyi korunduğu ve kurutma performansının daha yüksek olduğu tespit edilmiştir.

Abstract:
Next-generation drying technologies emphasize energy efficiency, cost, and product quality. The refractance window drying system stands out for preserving the color, aroma and nutritional content in drying fluid and heat-sensitive foods. It is based on the principle of creating an infrared window on a reflective thin transparent film, allowing the product to be dried more homogeneously and quickly at lower temperatures through simultaneous convective, conductive, and radiant heat transfer.
In this study, the aim was to determine the optimum drying parameters for Maraş greenpepper (Capsicum annuum) puree dried in a refractance window drying system and to compare it with a convective dryer system. The design of the experimental study was based on the Box-Behnken design of the Response Surface Methodology. The variable parameters selected in preliminary trials were drying time (0-70min), drying temperature (75-95ºC), and stack thickness (1-3mm). The moisture content, water activity, Chroma value, Hue angle, total color difference, and browning index responses of the dried samples were examined, and the optimum drying conditions were determined as 80ºC drying temperature, 25min drying time, and 3mm thickness. Subsequently, the drying performances of the refractance window dryer system under these optimum conditions were compared with those of a convective dryer system. 
The data obtained indicated that the refractance window dryer was more effective in removing water compared to the convective dryer. The average drying rate for the refractance window and convective systems were found to be 0.0405 and 0.0371gwater/gDM.min, respectively, water activity were 0.6209 and 0.9306, effective diffusion coefficient were 1.42x10-10 and 1.32 x10-10m2/s and activation energy were 54.65 and 55.27kJ/mol, respectively. Additionally, it was determined that the color values of the samples dried in the refractance window dryer were closer to those of the fresh sample. The study concluded that the quality attributes of dried sensitive food products were better preserved in the refractance window dryer, and the drying performance was higher.