Zeytin yaprağının sıcak hava ile kurutulmasının modellenmesi, optimizasyonu ve ekserji analizi
The investigation of modeling, optimization, and exergetic analysis of drying of olive leaves
Yazar: ZAFER ERBAY
Danışman: YRD. DOÇ. DR. FİLİZ İÇİER
Ege Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2008
Konu: Gıda Mühendisliği = Food Engineering
Dizin: Ekserji analizi = Exergy analysis ; Kurutma = Drying ; Matematiksel modelleme = Mathematical modelling ; Optimizasyon = Optimization

Özet:
Zeytin yaprağı içerdiği değerli fenolik maddeler ve yüksek antioksidan kapasitesiyle önemi her geçen gün artan bir üründür. Günümüzde tıpta, ilaç ve kozmetik sanayinde kullanılmakla beraber gıda sanayinde henüz yaygınlaşmamıştır. Gıda sanayi açısından da kullanılma potansiyeline sahip olan zeytin yaprağı, zeytincilik sektörü açısından dünyadaki konumu düşünüldüğünde ülkemiz için özel öneme sahiptir.Zeytin yaprağının işlenmesinde uygulanan en temel işlem kurutmadır. Bu çalışmada zeytin yaprakları sıcak hava ile kurutma prensibiyle çalışan tepsili kurutucu ve ısı pompalı kurutma sisteminde kurutulmuştur. Tepsili kurutucu sistemin belirsizlik analizi yapılmıştır. Zeytin yaprağının kuruma davranışları belirlenmiştir. Sıcaklık, hava hızı ve süre işlem değişkenleri olarak alınmış toplam fenolik madde kaybı, toplam antioksidan madde kaybı, son ürün nem içeriği ve kurutma işleminin ekserjetik verimliliği yanıt olarak değerlendirilmiştir. Zeytin yaprağının kurutulmasının optimizasyonu yanıt yüzey metodu ile her iki ekipman için de gerçekleştirilmiştir. Bu amaçla gerekli deneysel veriler ?merkezi karma dönel tasarım (CCRD)? deneme planı seçilerek belirlenmiştir. Zeytin yaprağının kurutulması işleminin ekserjetik analizi yapılmış, ısı pompalı sistemde ekserji analizi tek tek sistem bileşenlerinden hareketle gerçekleştirilmiştir.Sonuçta, zeytin yaprağının kuruma davranışlarını en iyi açıklayan modelin Modeifiye Henderson ve Pabis olduğu tespit edilmiştir. Son ürün nem içeriği %6'nın üzerinde olmamak şartıyla, hammaddeye göre toplam fenolik madde kaybı ve antioksidan kapasite kaybı en düşük ve ekserjetik verimliliği en yüksek işlem koşulları optimizasyon sonucu belirlenmiştir. Buna göre tepsili kurutucuda 51,15 °C, 1,01 m/s, 298,92 dak işlem koşullarının, ısı pompalı kurutucuda ise 53,43 °C, 0,64 m/s, 288,32 dak işlem koşullarının optimum olduğu belirlenmiştir. Isı pompalı sistemin ekserjetik verimliğinin tepsili kurutucuya göre daha yüksek olduğu ve ısı pompalı kurutucunun verimliliğinin kompresör ve kondenserde yapılabilecek geliştirmelerle çok daha yükselebileceği görülmüştür.

Abstract:
The ınterest and importance of olive leaves has increased because of their high and valuable phenolic and antioxidant contents. Today, olive leaves have been used in medicine, pharmacutical and cosmetics, and have a great potential for the food industry. Turkey is one of the richest countries in olive tree quantity and utilization of olive leaves would considerably asist Turkey?s economy.The main process in olive leaf treatment is drying. In this study, olive leaves were dried in a tray drier and in a heat pump drier. A detailed uncertainty analysis was performed. The drying behaviours of olive leaves were investigated according to the experimental results. The optimization of drying of olive leaves in both drying equipments were done due to drying air temperature, drying air velocity and drying time as the process factors and difference in total phenolic content and antioxidant capacity, final moisture content and exergetic efficiency as the responses. Response surface methodology was used to determine the optimum process conditions and the experiments were designed according to Central Composite Rotatable Design. The exergetic analyses of the drying in both dryers were done and the detailed exergy analyses of the equipments in heat pump were performed.The best model characterizing the drying behaviors of olive leaves was found to be Modified Henderson & Pabis model. Optimum process conditions were determined that yield minimum total phenolic content loss, minimum antioxidant capacity loss and maximum exergetic efficiency with the final moisture content of the product under %6. Optimum process parameters were calculated as 51.15 °C, 1.01 m/s, 298.92 min in tray drier and 53.43 °C, 0.64 m/s, 288.32 in heat pump drier. It was assigned that exergetic efficiency of heat pump drier was higher than tray drier and its efficiency would be increased by improving the compressor and condenser of the heat pump system.