Isı Pompalı Kurutucuda Atık Isı Kullanımının Performansa Etkisi ve Deneysel Analizi
Isı Pompalı Kurutucuda Atık Isı Kullanımının Performansa Etkisi ve Deneysel Analizi
Yazar: Aktaş, Mustafa; Aktekeli, Burak
Dergi: Journal of Agricultural Sciences, Vol. 21 No. 2, 2014
Anahtar kelimeler: Drying; Heat pump; Energy; Stale bread; Dryer ; Kurutma, ısı pompası, enerji, bayat ekmek, kurutucu

Bu çalışmada, ısı pompalı üç farklı modda (sistem 1, sistem 2 ve sistem 3) kurutucu tasarlanmış, imal edilmiş ve bayat ekmek dilimleri farklı şartlarda kurutulmuştur. 15 mm kalınlığında dilimlenen bayat ekmekler, kuru baza göre 0.55 gsu gkuru madde-1 başlangıç nem miktarından 0.09 gsu gkuru madde -1 son nem miktarına kadar ortalama 2.9 saatte kurutulmuştur.Bayat ekmek dilimleri 45 °C - 50 °C üfleme havası sıcaklığında ve değişken hava hızlarında (0.2 m s-1 – 0.7 m s-1) kurutulmuştur. İstenilen kurutma havası sıcaklığı oransal-integral-türevsel (PID) kontrol kullanılarak elde edilmiştir. Ayrıca kurutulan ürünün yüzey sıcaklığı ısı pompasının kompresörünün kontrol edilmesiyle sağlanmıştır. 45-50 °Ckurutma havası sıcaklığı (KHS) ve 40-45 °C kurutulan ürün yüzey sıcaklığı (KÜYS) set değerlerinde altı deney yapılmıştır. Üç ayrı modda yapılan altı deneyin sonuçlarına göre tüm sistem performans katsayısı (COPws) en iyi olan sistem, sistem 2 (45 °C KÜYS - 50 °C KHS) de 5.28 olarak hesaplanmıştır. Yapılan üç sistemin içinde en verimlisi sistem 2’dir. Sistem 2 için, atık hava ısı pompası buharlaştırıcısının ısı kaynağı olarak kullanılmıştır. Bu çalışmada, ısı pompası sistemlerinde kurutma egzoz havası ısısının kullanılmasının uygun ve etkili yöntem olduğu görülmüştür.

In this study, three different modes (system 1, system 2 and system 3) heat pump dryers have been designed, manufactured and stale bread slices have been dried at the different conditions. Stale breads sliced into 15 mm thickness were dried from initial dry basis moisture content 0.55 gwater gdry matter-1 to final moisture content at 0.09 gwater gdry matter-1 average 2.91. GirişKurutma, kurutulacak ürün neminin istenilen kuruluk değerlerine belli bir süreçte indirgenmesi olarak tanımlanır. Kurutma işleminde kullanılan sistemler sanayinin bir çok dalında (gıda, kağıt, çimento, kereste ve kimya sanayi gibi endüstri dallarında) yaygın olarak uygulanmaktadır (Ceylan & Doğan 2004).Ürünlerin güneş enerjisine direkt maruz bırakılarak kurutulmaları ürün kalite parametreleri açısından uygun değildir. Bu yüzden birçok ürünün farklı metotlar kullanılarak kurutulma yolları geliştirilmiştir (Cemeroğlu et al 2003). Ülkemizde bir kişinin beslenmesi için ortalama yıllık 225 kg buğday gerekli olduğu düşünülürse ülkemiz için yıllık 14.5 milyon ton buğdaya ihtiyaç vardır (Süzer 2013). Ülkemizde 2012 yılında yapılan araştırmalara göre günlük 6 milyon yıllık ise 2.1 milyar adet ekmek israf edilmektedir. Bu israfın parasal değeri 1.5 milyar TL’dir. Yıllık israf edilen 1.5 milyar TL değerindeki ekmek ile 500 km duble yol, 80 adet hastane, 150 adet okul yapılabilmektedir. Yapılan bu araştırmalar ekmeğin geri dönüşümünün ülke ekonomisine katkısının çok büyük olduğunu göstermektedir (TMO 2013). Isı pompası tekniği kullanılarak bayat ekmek kurutma ile ilgili çalışmaya rastlanılmamış olup, bu çalışmada ısı pompası ile bayat ekmek kurutulması ve bu sürecin termodinamik analizinin yapılması amaçlanmıştır.Literatürde kurutma sistemlerinde ısı pompası sisteminin kullanılmasıyla ilgili birçok çalışma yer almaktadır. Hawlader & Jahangeer (2006), güneş enerjisi destekli ısı pompalı kurutma sisteminin