Yazarlar Hakkında...xix Editörlerin Ön Sözü...xxi

Transkript

1 İçindekiler Yazarlar Hakkında...xix Editörlerin Ön Sözü...xxi Bölüm 1 Giriş Boyutlar Mühendislik Birimleri Temel Birimler Türetilmiş Birimler Yardımcı Birimler Sistem Bir Sistemin Hali Kaplamsal Özellikler Yeğinsel Özellikler Yoğunluk Konsantrasyon Nem İçeriği Sıcaklık Basınç Entalpi Hal Eşitliği ve İdeal Gaz Yasası Suyun Faz Diyagramı Kütlenin Korunumu Açık Sistem İçin Kütlenin Korunumu Kapalı Sistem İçin Kütlenin Korunumu Materyal Denkliği Termodinamik Termodinamiğin Yasaları Termodinamiğin Birinci Yasası Termodinamiğin İkinci Yasası... 42

2 vi İçindekiler 1.17 Enerji Enerji Denkliği Kapalı Sistem İçin Enerji Denkliği Isı İş Açık Sistem İçin Enerji Denkliği Yatışkın Akış Sistemleri İçin Enerji Denkliği Toplam Enerji Denkliği Güç Alan Problemler Semboller Listesi Kaynaklar Bölüm 2 Gıda İşlemede Akışkan Akışı Sıvı Taşıma Sistemleri İşleme Tesisleri Boruları Pompa Tipleri Sıvıların Özellikleri Materyalin Gerilime Tepkisinde Kullanılan Terminoloji Yoğunluk Viskozite Newton Tipi Sıvılar İçin İşleme Sistemleri Süreklilik Denklemi Reynolds Sayısı Giriş Bölgesi ve Tamamen Gelişmiş Akış Tam Gelişmiş Akış Koşulları Altında Akan Bir Sıvıda Hız Profili Sürtünme Kuvvetleri Boruda Akan Akışkan Elemanda Kuvvet Dengesi-Bernoulli Eşitliğinin Çıkarımı Akışkanların Yatışkın Akışı İçin Enerji Denklemi Basınç Enerjisi Kinetik Enerji Potansiyel Enerji Sürtünme Enerji Kaybı Pompanın Güç Gereksinimi

3 İçindekiler vii 2.6 Pompa Seçimi ve Performans Değerlendirmesi Merkezkaç Pompaları Basma Yüksekliği Pompa Performans Özellikleri Pompa Özgün Diyagramı Net Pozitif Emme Yüksekliği Sıvı Taşıma Sistemi İçin Pompa Seçimi Çekim (Afinite) Yasaları Akış Ölçümleri Pitot Tüpü Orifismetre Venturimetre Değişken Alanlı Akış Ölçerler Diğer Ölçüm Yöntemleri Viskozite Ölçümü Kapiler Tüp Viskometre Dönen Viskometre Sıcaklığın Viskozite Üzerine Etkisi Newton Tipi Olmayan Akışkanların Akış Özellikleri Newton Tipi Olmayan Akışkanların Özellikleri Üs Yasası Akışkanının Hız Profili Üs Yasası Akışkanının Hacimsel Akış Hızı Üs Yasası Akışkanında Ortalama Hız Üs Yasası Akışkanları İçin Sürtünme Faktörü ve Genelleştirilmiş Reynolds Sayısı Newton Tipi Olmayan Sıvıların Pompalama Gereksinimlerinin Hesaplanması Katı Gıdaların Taşınması Tanecikli Materyalle ve Tozların Özellikleri Tanecikli Gıdaların Akışı Gıda İşlemede İşlem Kontrol İşleme Değişkenleri ve Performans Göstergeleri

4 viii İçindekiler Kontrol İşlemlerinin Giriş ve Çıkış Sinyalleri Kontrol Sisteminin Tasarımı Sensörler Sıcaklık Tankta Sıvı Seviyesi Basınç Sensörleri Akış Sensörleri Veri Eldesinde Önemli Terimler Sözlüğü Sensörlerin Dinamik Cevap Özellikleri Problemler Semboller Listesi Kaynaklar Bölüm 3 Kaynakların Sürdürülebilirliği Buhar Üretimi Buhar Üretim Sistemleri Faz Değişiminin Termodinamiği Buhar Tabloları Buhar Kullanımı Yakıt Kullanımı Sistemler Kütle ve Enerji Dengesi Analizi Brülör Verimleri Elektriksel Güç Kullanımı Elektriksel Terimler ve Birimler Ohm Yasası Elektrik Devreleri Elektrik Motorları Elektriksel Kontrol Elektrikli Aydınlatma Enerji, Su ve Çevre Yaşam Döngüsü Değerlendirmesi Gıda Sistemi Uygulamaları Sürdürülebilirlik Göstergeleri Problemler Semboller Listesi Kaynaklar

5 İçindekiler ix Bölüm 4 Gıda İşlemede Isı Aktarımı Gıda Ürünlerinin Isıtılması ve Soğutulması İçin Kullanılan Sistemler Plakalı Isı Değiştirici Borulu Isı Değiştirici Sıyırmalı-Yüzey Isı Değiştirici Buhar-İnfüzyon Isı Değiştirici Sonsöz Gıdaların Isıl Özellikleri Özgül Isı Isıl İletkenlik Isıl Difüzivite Isı Aktarım Mekanizmaları İletimle Isı Aktarımı Taşınımla Isı Aktarımı Işınımla Isı Aktarımı Yatışkın-Hal Isı Aktarımı Dörtgen Bir Levhada İletimle Isı Aktarımı Silindirik Borudan İletimle Isı Aktarımı Çok Katmanlı Sistemlerde Isı İletimi Taşınımla Isı Aktarım Katsayısının Tahminlenmesi Toplu Isı Aktarım Katsayısının Tahminlenmesi Isı Aktarım Yüzeylerinde Birikim Borulu Isı Değiştirici Tasarımı Isı Değiştiricilerin Tasarımı İçin Etkinlik-Ntu Yöntemi Plakalı Isı Değiştirici Tasarımı Işınımla Isı Aktarımında Yüzey Özelliklerinin Önemi İki Cisim Arasındaki Işınımla Isı Aktarımı Yatışkın Olmayan-Hal Isı Aktarımı Isı Aktarımında Dış Dirence Karşı İç Direncin Önemi Isı Aktarımında İhmal Edilebilir İç Direnç (N Bİ <0.1)-Yuvarlanmış (Lumped) Sistem Analizi

6 x İçindekiler Isı Aktarımında Sonlu İç ve Yüzey Dirençleri (0.1 N Bİ 40) Isı Aktarımında İhmal Edilebilir Yüzey Direnci (N Bİ 40) Sonlu Cisimler Sıcaklık-Süre Diyagramlarını Kullanma Yöntemi Geçici Isı Aktarımında Sıcaklığı Tahminlemede f h ve i Faktörlerinin Kullanılması Gıdaların Elektriksel İletkenliği Ohmik Isıtma Mikrodalga Isıtma Mikrodalga Isıtmanın Mekanizmaları Dielektrik Özellikler Mikrodalga Enerjinin Isıya Dönüşümü Mikrodalgaların Penetrasyon Derinliği Mikrodalga Fırın Gıdaların Mikrodalga Isıtılması Problemler Semboller Listesi Kaynaklar Bölüm 5 Gıda Muhafaza Yöntemleri İşleme Sistemleri Pastörizasyon ve Haşlama Sistemleri Ticari Sterilizasyon Sistemleri Ultra-Yüksek Basınç (Ultra-High Pressure) Sistemleri Vurgulu Elektrik Alan Sistemleri Alternatif Koruma Sistemleri Mikrobiyel Canlı Kalma Eğrileri Dış Faktörlerin Etkisi Termal Ölüm Süresi (F) Bozulma Olasılığı İşlem Koşullarının Hesaplanması İçin Genel Metot Pastörizasyon Uygulamaları Ticari Sterilizasyon Aseptik İşleme ve Ambalajlama

7 İçindekiler xi Kombine İşlemler Matematiksel Yöntemler Otoklavlanabilir Torbalar (Pouch) İçerisinde İşleme Problemler Semboller Listesi Kaynaklar Bölüm 6 Soğutma Soğutucu Akışkan Seçimi Soğutma Sisteminin Öğeleri Buharlaştırıcı Kompresör Yoğuşturucu Genleşme Valfi Basınç-Entalpi Diyagramları Basınç-Entalpi Tabloları Soğutucu Akışkanların Termodinamik Özelliklerinin Saptanmasında Bilgisayar Destekli Yöntemler Buhar-Sıkıştırmalı Soğutma Analizinde Faydalı Matematiksel İfadeler Soğutma Yükü Kompresör Yoğuşturucu Buharlaştırıcı Performans Katsayısı Soğutucu Akış Hızı Çok Kademeli Sistemlerin Kullanımı Ani Gaz Tahliye Sistemi Problemler Semboller Listesi Kaynaklar Bölüm 7 Gıda Dondurma Dondurma Sistemleri Dolaylı Temas Sistemleri Doğrudan Temas Sistemleri Donmuş Ürünün Özellikleri Yoğunluk

8 xii İçindekiler Isıl İletkenlik Entalpi Görünür Özgül Isı Görünür Isıl Difüzivite Donma Süresi Plank Eşitliği Diğer Donma Süresi Tahmin Yöntemleri Donma Süresinin Tahmini İçin Pham Yöntemi Sonlu Cisimlerin Donma Süresinin Tahmin Edilmesi Donma Süresinin Deneysel Ölçümü Donma Süresini Etkileyen Faktörler Donma Hızı Çözülme Süresi Donuk Gıda Depolama Donuk Depolama Sırasında Gıdalardaki Kalite Değişimleri Problemler Semboller Listesi Kaynaklar Bölüm 8 Buharlaştırma Kaynama Noktası Yükselmesi Buharlaştırıcı Tipleri Kesikli Tip Kazan Buharlaştırıcı Doğal Dolaşım Buharlaştırıcılar Yükselen-Film Buharlaştırıcı Düşen-Film Buharlaştırıcı Yükselen/Düşen-Film Buharlaştırıcı Zorlamalı-Dolaşım Buharlaştırıcı Karıştırmalı İnce-Tabaka Buharlaştırıcı Tek Etkili Buharlaştırıcı Tasarımı Çok Etkili Buharlaştırıcı Tasarımı Su Buharı Tekrar Basınçlandırma Sistemleri Isıl Tekrar Basınçlandırma Mekanik Su Buharı Tekrar Basınçlandırma Sistemi Problemler

9 İçindekiler xiii Semboller Listesi Kaynaklar Bölüm 9 Psikrometri Kuru Havanın Özellikleri Havanın Bileşimi Kuru Havanın Özgül Hacmi Kuru Havanın Özgül Isısı Kuru Havanın Entalpisi Kuru Termometre Sıcaklığı Su Buharının Özellikleri Su Buharının Özgül Hacmi Su Buharının Özgül Isısı Su Buharının Entalpisi Hava-Buhar Karışımlarının Özellikleri Gibbs-Dalton Yasası Çiğlenme Noktası Sıcaklığı Rutubet Oranı (veya Rutubet İçeriği) Bağıl Rutubet Hava-Su Buharı Karışımının Rutubetli Isısı Özgül Hacim Havanın Adyabatik Doygunluğu Yaş Termometre Sıcaklığı Psikrometrik Diyagram Diyagramın Yapısı Karmaşık Hava İklimlendirme Süreçlerinin Analizinde Psikrometrik Diyagramın Kullanımı Problemler Semboller Listesi Kaynaklar Bölüm 10 Kütle Aktarımı Difüzyon İşlemi Gazların (ve Sıvıların) Katılardan Yatışkın-Hal Difüzyonu Taşınımla Kütle Aktarımı Düz Bir Plaka Üzerinden Laminer Akış Düz Bir Plaka Üzerinden Kargaşalı Akış

10 xiv İçindekiler Bir Borudaki Laminer Akış Bir Borudaki Kargaşalı Akış Küresel Cisimlerin Üzerinden Akış İçin Kütle Aktarımı Yatışkın Olmayan- Hal Kütle Aktarımı Yatışkın Olmayan-Hal Difüzyon Gazların Difüzyonu Problemler Semboller Listesi Kaynaklar Bölüm 11 Membran Ayırma Elektrodiyaliz Sistemleri Ters Ozmoz Membran Sistemleri Membran Performansı Ultrafiltrasyon Membran Sistemleri Konsantrasyon Polarizasyonu Ters Ozmoz ve Ultrafiltrasyon Sistemleri Çeşitleri Tabaka Çerçeve Borulu Spiral Sarımlı İçi Boş Fiber Problemler Semboller Listesi Kaynaklar Bölüm 12 Kurutma Temel Kurutma İşlemleri Su Aktivitesi Nem Difüzyonu Kuruma-Hızı Eğrileri Isı ve Kütle Aktarımı Kurutma Sistemleri Tepsili veya Kabin Kurutucular Tünel Kurutucular Puf Kurutma Akışkan-Yatak Kurutma Püskürtmeli Kurutma

11 İçindekiler xv Dondurarak Kurutma Kurutma Sistemi Tasarımı Kütle ve Enerji Denkliği Kuruma Zamanının Öngörülmesi Problemler Semboller Listesi Kaynaklar Bölüm 13 Destekleyici İşlemler Filtrasyon İşletme Denklemleri Filtrasyon Mekanizması Filtrasyon Sisteminin Tasarımı Sedimentasyon (Çökeltme) Düşük Konsantrasyondaki Süspansiyonlar İçin Sedimentasyon Hızı Yüksek Konsantrasyondaki Süspansiyonlar İçin Sedimentasyon Hızı Santrifüjleme Temel Denklemler Ayırma Hızı Sıvı-Sıvı Ayırma Partikül-Gaz Ayırma Karıştırma Çırpma Gereçleri Karıştırıcıların Güç Gereksinimleri Problemler Semboller Listesi Kaynaklar Bölüm 14 Gıdaların Ekstrüzyon İşlemleri Giriş ve Tarihçe Ekstrüzyonun Temel İlkeleri Ekstrüzyon Sistemleri Soğuk Ekstrüzyon Ekstrüzyon Pişirme Tek Vidalı Ekstrüderler Çift Vidalı Ekstrüderler

12 xvi İçindekiler 14.4 Ekstrüzyon Sistem Tasarımı Karmaşık Sistemlerin Tasarımı Problemler Semboller Listesi Kaynaklar Bölüm 15 Ambalajlama Konseptleri Giriş Gıda Muhafaza Ürün İçerme Ürün İletişimi Ürün Kullanım Kolaylığı Ambalaj Malzemelerinde Kütle Aktarımı Ambalaj Materyalinden Sabit Gazların Geçirgenliği Gıda Ambalajlamada İnovasyonlar Pasif Ambalajlama Aktif Ambalajlama Akıllı Ambalajlama Gıda Ambalajlama ve Ürün Raf Ömrü Raf Ömrü Değerlendirmenin Bilimsel Temeli Özet Problemler Semboller Listesi Kaynaklar EKLER A.1 Birimlerin ve Çevirme Faktörlerinin SI Sistemi A.1.1 SI Birimlerini Kullanmak İçin Kurallar Tablo A.1.1 SI Ön Ekleri Tablo A.1.2 Kullanışlı Çevirme Faktörleri Tablo A.1.3 Basınç İçin Çevirme Faktörleri A.2. Gıdaların Fiziksel Özellikleri Tablo A.2.1 Gıdaların Özgül Isısı Tablo A.2.2 Bazı Gıda Maddelerinin Isıl İletkenliği Tablo A.2.3 Bazı Gıdaların Isıl Difüzivitesi Tablo A.2.4 Sıvı Gıdaların Viskozitesi Tablo A.2.5 Buzun Sıcaklığa Bağlı Özellikleri

13 İçindekiler xvii Tablo A.2.6 Belirtilen Sıcaklıklarda Depolanan Taze Meyve ve Sebzelerin Yaklaşık Solunum Isısı Hızları Tablo A.2.7 Dondurulmuş Gıdaların Entalpisi Tablo A.2.8 Bazı Gıdaların Kompozisyon Değerleri Tablo A.2.9 Gıda Özelliklerini Tahminlemek İçin Kullanılan Katsayılar (Choi ve Okos, 1986) A.3 Gıda Dışı Malzemelerin Fiziksel Özellikleri Tablo A.3.1 Metallerin Fiziksel Özellikleri Tablo A.3.2 Metal Dışı Malzemelerin Fiziksel Özellikleri Tablo A.3.3 Bazı Yüzeylerin Yayılırlığı (Emissivite) A.4. Su ve Havanın Fiziksel Özellikleri Tablo A.4.1 Suyun Doygunluk Basıncındaki Fiziksel Özellikleri Tablo A.4.2 Doygun Buharın Özellikleri Tablo A.4.3 Kızgın Buharın Özellikleri Tablo A.4.4 Atmosferik Basınçta Kuru Havanın Fiziksel Özellikleri A.5 Psikrometrik Diyagramlar Şekil A.5.1 Yüksek Sıcaklıklar İçin Psikrometrik Diyagram Şekil A.5.2 Düşük Sıcaklıklar İçin Psikrometrik Diyagram A.6. Basınç-Entalpi Verisi Şekil A.6.1 Tablo A.6.1 Şekil A.6.2 Tablo A.6.2 Şekil A.6.3 Tablo A.6.3 Soğutucu Akışkan 12 için Basınç-Entalpi Diyagramı Doygun Sıvı ve Buhar R-12 nin Özellikleri Kızgın R-12 Buharı İçin Basınç-Entalpi Diyagramı Doygun Sıvı ve Buhar R-717 nin (Amonyak) Özellikleri Kızgın R-717 (Amonyak) Buharı İçin Basınç-Entalpi Diyagramı R134a İçin Doygun Sıvı ve Buhar Özellikleri

14 xviii İçindekiler Şekil A.6.4 R-134a İçin Basınç-Entalpi Diyagramı Şekil A.6.5 R-134a İçin Basınç-Entalpi Diyagramı (genişletilmiş skala) A.7 Gıda Mühendisliği İşleme Ekipmanının Çiziminde Kullanılan Semboller A.8 Çeşitli Tablo A.8.1 Sayısal Veriler ve Cisimlerin Alan/ Hacim Oranları Şekil A.8.1 Bir Kürenin Geometrik Merkezindeki Sıcaklık (Genişletilmiş Skala) Şekil A.8.2 Sonsuz Uzunluktaki Bir Silindirin Eksenindeki Sıcaklık (Genişletilmiş Skala) Şekil A.8.3 Sonsuz Plakanın Orta Yüzeyindeki Sıcaklık (Genişletilmiş Skala) A.9 Boyut Analizi A.9.1 Buckingham π Teoremi Tablo A.9.1 Bazı Deneysel Değişkenlerin Boyutları Kaynaklar DİZİN...851