Sürdürülebilir ve yenilikçi bir teknoloji uygulaması ile bisküvi pişirme prosesi geliştirilmesi
Developing a biscuit baking process with an application of a sustainable and innovative technology
Yazar: MUHAMMED TALHA AKBULUT
Danışman: PROF. DR. FERRUH ERDOĞDU
Ankara Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Gıda Mühendisliği = Food Engineering
Dizin: Bisküvi = Biscuit

Özet:
Avrupa Birliği fosil yakıt tüketimini azaltmak amacıyla karbon ayak izi vergisi gibi birtakım kriterler belirlemekte, bu hedeflerini ticari ilişkilerde bulunduğu ülkelere de yayarak fosil yakıt temelli ekonomik modeli değiştirmeyi amaçlamaktadır. Geleneksel uygulamalarda kullanılan fosil yakıtların çevreye verdiği zarar göz önüne alındığında yenilikçi ve sürdürülebilir teknolojilerin bisküvi pişirme prosesinde kullanılması ve bu bağlamda bir pişirme prosesi geliştirilmesi önem arz etmektedir. Bu nedenle, bu tez çalışması kapsamında yenilikçi ve yeşil bir teknoloji olan kızılötesi teknolojisiyle bisküvi pişirme prosesinin geliştirilmesi amaçlanmıştır. Bisküviler konvansiyonel bir sistemde 200 °C'de 570 s, 220 °C'de 450 s; laboratuvar ölçekli bir kızılötesi sistemde 220 °C kızılötesi kaynak sıcaklığında 1380 s, 270 °C'de 540 s ve 285 °C'de 450 s pişirme işlemine tabii tutulmuş, ısıl çiftler ile pişirme sürecinde sıcaklık ölçümleri kaydedilmiştir. Bisküvilerde renk, nem, tekstür ve kabarma miktarı analizleri ile kızılötesi uygulamanın kalite özellikleri üzerine etkileri incelenmiştir. Ayrıca Comsol Çoklufizik V6.2 yazılımıyla matematiksel modelleme çalışmaları yapılmış, ürün sıcaklık değişim sonuçları kapsamında model doğrulama çalışmaları gerçekleştirilmiş ve doğrulanan model kullanılarak endüstriyel prosese yönelik kızılötesi tünel sistem tasarımı yapılmıştır. Laboratuvar ölçekli kızılötesi sistemde 270 ve 285 °C kızılötesi kaynak sıcaklıklarında pişirilen bisküvilerin geleneksel pişirmeye yakın kalite sonuçları verdiği saptanmıştır. Zaman ve enerji tasarrufu da dikkate alınarak endüstriyel sistem tasarımı için en uygun kaynak sıcaklığı olarak 285 °C belirlenmiştir. Tünel sistem tasarımında kızılötesi kaynak sayısının da artmasıyla etkin bir ısınma sağlanmış ve proses süresi yarıya indirilmiştir. Deneysel çalışmalar ve matematiksel model çalışmaları ile kızılötesi pişirme işleminin bisküvi pişirme prosesine uygulanabilir ve entegre edilebilir olduğu tez çalışması kapsamında gösterilmiştir.

Abstract:
The European Union has introduced measures like carbon footprint taxes to reduce fossil fuel consumption and aims to extend these objectives to its trade partners, thereby transforming the fossil fuel-based economic model. Given the environmental damage caused by fossil fuels in traditional practices, incorporating innovative and sustainable technologies into biscuit baking processes and developing a novel baking approach are crucial. This thesis focuses on developing a biscuit baking process using infrared technology, a green and innovative method. Biscuits were baked conventionally at 200 °C for 570 s and 220 °C for 450 s, and in a laboratory-scale infrared system at 220 °C infrared source temperature for 1380 s, 270 °C for 540 s, and 285 °C for 450 s, with temperature measurements recorded via thermocouples during baking. Analyses of color, moisture, texture, and expansion were performed to assess the effects of infrared application on biscuit quality. Furthermore, mathematical modeling was conducted using Comsol Multiphysics V6.2, validating the model with product temperature change data. The validated model was then used to design an industrial infrared tunnel system. Biscuits baked at 270 °C and 285 °C in the laboratory-scale infrared system yielded quality results comparable to conventional baking. Considering time and energy savings, 285 °C was identified as the optimal source temperature for industrial design. Increased infrared sources in the tunnel system enabled effective heating, reducing process time by half. Experimental and modeling studies confirmed the applicability and integration of infrared baking into biscuit production processes.