KSÜ Fe ve Mühedislik Dergisi 8(1)-5 45 KSU Joural o Sciece ad Egieerig 8(1)-5 Kırmızı Bierleri Karşıt Akışlı Taşıım Tipli Kurutucuda Kurutulmasıı Deeysel ve Teorik Aalizi Ayha ONAT 1, Muharrem İMAL, Nuretti IŞIK 3, A.Talat İNAN 4, A. Korha BİNARK 4 1 BAÜ, Göe Meslek Yüksekokulu, İklimledirme-Soğutma Programı, Balıkesir KSÜ, Kahramamaraş Meslek Yüksekokulu, Makie Programı, Kahramamaraş 3 Verudpla Birecik Barajı İşletme Müdürlüğü, Birecik, Şalıura 4 Marmara Üiversitesi, Tekik Eğitim Fakültesi, Makie Eğitimi Bölümü, Eerji Öğretmeliği, İstaul ÖZET : Bu çalışmada, karşıt akışlı taşıım tipli kurutucuu tasarımı ve imalatı yapılmıştır. İmal edile u kurutucuda Fick II. kauu kullaılarak kartezye koordiat sistemi yaklaşımıa göre, kalılığıdaki kırmızı ier yığılarıda z eksei oyuca meydaa gele zamaa ağlı em kayı icelemiştir. Kırmızı ier yığılarıı alt yüzeyi yalıtılmış kaul edilerek, kurutma işlemii matematiksel modeli elde edilmiştir. Deeysel olarak elde edile kurutma eğrileri ile, teorik aaliz soucu elde edile kurutma eğrileri karşılaştırılmıştır. Teorik souçlarla deeysel souçları iriri ile uyumlu olduğu tespit edilmiştir. Aahtar Kelimeler: Matematik model, kurutma, taşıım tipli kurutucu. Theoretical ad Experimetal Aalysis o Red Pepper Dryig i a Couter Flow-Covectio Type Dryer ABSTRACT : I this study, a couter low covectio type dryer was desiged ad mauactured. I this dryer, usig the Fick II law accordig to Cartesia coordiate system approach, the time depedet moisture lost i thickess o paprika across the z axis was ivestigated. The theoretical o mathematical model o dryig process was developed cosiderig the mass o paprika s ottom surace to e isolated. A compariso was made etwee dryig curves otaied rom the experimet ad dryig curves otaied rom theoretical aalyses. The results o the compariso showed that experimetal results are cosistet with the theoretical results. Key Words: Mathematical model, dryig, covectio type dryer. GİRİŞ Edüstriyel ir proses ola kurutma işlemi kimya, tekstil, seramik, işaat, kereste, kâğıt ve gıda sektörlerideki ürüleri kurutulmasıda yaygı olarak kullaılmaktadır. Bu sektörlerde kurutma içi tüketile eerji toplam eerji tüketimi içide öemli ir paya sahiptir. Bu ora kimya sektörüde %6, tekstil sektörüde %5, seramik ve işaat sektörüde % 11, kereste sektörüde %11, gıda sektörüde %1 ve kâğıt sektörüde %33 düzeylerie ulaşmaktadır (Majumdar, 1987). Kurutma, gıda maddelerii korumasıda aşvurula e öemli yötemlerde iridir. Kurutma ile süreci ir soraki adımıda işleecek veya pazara suulacak ürüü isteile şartlara getirilmesi, gıda maddelerii ozulmada uzu süre saklaması, sterilize edilmesi, çözeltilerde azı ürüleri elde edilmesi ve malzemeleri taşımasıda kütlei azaltılması mümküdür (Özalta ve Gügör, 1998). Turha ve ark., (1997), yapmış oldukları çalışmada hava hızı m/s ola tüel tip ir kurutucuda 5, 6, 7 ve 8 C sait sıcaklıklarda düzeli ve düzesiz serili ier yığılarıda kurutma yapmışlardır. Düzeli serili örekleri düzesiz serili öreklere göre daha kısa sürede kuruduklarıı tespit etmişlerdir. Kütle ve ısı geçiş verimlerii sıcaklıkla azla değişmediğii ortaya koymuşlardır. Sait kurutma şartlarıda kietik karakteristiklerii araştırmışlardır. Çözüm içi Geakoplis ve Arrheius eşitliklerii kullamışlardır. Arrheius saitii düzeli ve düzesiz örekler içi sırası ile D o.96*1-4 m /s ve.8*1-5 m /s almışlardır. Ayrıca aktivasyo eerji parametresii düzesiz örekler içi 8.4 kj/mol, düzeli örekler içi ise 33.3 kj/mol olarak tahmi etmişlerdir. Querioz ve Nera (1), çalışmalarıda arklı kurutma havası şartlarıda muzu kurutma kietiğii deeysel ve teorik olarak ele almışlardır. Sait diüzyo katsayısı kaulüe göre muzu kurutma işlemi oyuca em içeriğii deeysel olarak tespit etmişlerdir. Muzu üzülmesi ve yüzeyideki taşıımla ola kütle akışı dikkate alıarak elde edile souçlar diğer modellerle çok yakı özellikler göstermiştir. Diüzyo ve taşıım katsayıları modele deeysel verileri uygulaması ile elde edilmiştir. Sayısal souçlarla deeysel souçlar karşılaştırılmış ve sait diüzyo katsayısı ile diüzyo modelide e uygu taşıım sıır şartları elde edilmiştir. Muzları kuruma süresice ilk oylarıa göre yaklaşık % 43-47 oraıda üzülmeleri gözlemiştir. Souç olarak üzülme etkisii dikkate alıdığı modelde daha güveli souçlar elde edildiğii elirlemişlerdir. Diçer ve Dost (1996), kurutmaya tai tutula düzgü şekilde kesilmiş kerestei Biot katsayısıı <Bi<1 ve Bi>1 aralığıda em traser parametrelerii, em ve ısı iletim perorması açısıda ele almışlardır. Çalışmalarıda Fick eşitliğii Fourier eşitliği gii düşüerek, düzlem yapılar içi tek oyutlu teorik çözüm yapmışlardır. Ağacı kuruma kailiyetii öemli ir göstergesi ola kuruma perorması değerii, diüzyo katsayısı üzerie doğruda, em iletim perorması üzerie ise dolaylı ir etkisi olduğuu elirte araştırmacılar, düzesiz şekillerde ola ağaç parçalarıı icelemeside Keey taraıda geliştirile şekil katsayılarıı dikkate alımasıı
KSÜ Fe ve Mühedislik Dergisi 8(1)-5 46 KSU Joural o Sciece ad Egieerig 8(1)-5 öermektedirler. Düzgü şekilde kesilmiş ağaç umuesii hava akışlı ir kurutucu ile em içeriğii zamaa ağlı olarak göstere deeysel souçlarla, geliştirdikleri model souçlarıı yakılık gösterdiğii elirtmişlerdir. Erteki ve Sultaoğlu (1), yaptıkları çalışmada 3, 45 ve 6 o C sıcaklıklarda ve %1 ile %9 arası kurutma havası ağıl em değerleride yeşil ve kırmızı ieri em sorpsiyo izotermlerii tespit etmişlerdir. Alıa deey souçları lieer olmaya regresyo aalizi ile diğer çözüm modelleri karşılaştırılmıştır. Halsey eşitliği oldukça geiş ir em aralığıda e uygu değerleri verirke,.1-.5 em aralığıda ise BET (Bruauer-Emmett-Teller) deklemlerii e uygu souçları verdiğii elirtmişlerdir. Deeylerde kırmızı ve yeşil ierdeki kuru madde miktarıı elirlemesi içi 7 o C de vakumlu ırıda 4 saat kurutma yapılmıştır. Yeşil ier içi yaş aza göre su miktarı %93.5(±.3), kırmızı ier içi ise %9.5(±.) olarak ulumuştur. Kırmızı ve yeşil ierdeki em miktarıı azalması ile irim ağırlıktaki ürüde emi uzaklaştırmak içi verile ısı miktarıı arttığıı deeysel olarak göstermişlerdir. Diçer (), Katı maddeleri kurutulmasıda em iletimii modellemesi isimli çalışmasıda, uygulamada e çok kullaıla Biot katsayısıı <Bi<1 aralığı reerasıa göre düzlem ve silidirik yapılar içi em diüzyo ve em iletim katsayılarıı teorik olarak hesaplamıştır. Yapmış olduğu u teorik çalışmayı, Akiyama ı silidirik yapılar ve Lewicki i düzlem yapılar (düz doğramış soğa dilimleri) içi yapmış olduğu deeysel çalışmalarla karşılaştırarak, kurutma süresi ile oyutsuz em içeriği arasıdaki korelasyo sayısıı (r >.99) ulmuştur. Ayrıca Biot sayısıı düz kesilmiş soğa içi 3.73, silidirik yapıda işasta tozu içi ise.35 ulmuştur. Diüzyo katsayılarıı ise sırasıyla 5.45 1-1 m /s ve 3.4 1-7 m /s hesaplamıştır. Youce-Ali ve ark., (1), yaptıkları ceri taşıımlı ve düzlem yüzeyli ir kurutucuda, güeş kollektörü ile ısıtıla havayı, kurutma ölümüe koula 3, 6 ve 9 mm oyutlarıda dilimlemiş patatesleri kurutmak amacı ile kullamışlardır. Başlagıçtaki ilk iki saat içi yarım saatte ir, daha soraki saatlerde ise saatte ir ağırlık ölçümü alarak kuru madde elde ediceye kadar ağırlık ölçümü yapmışlardır. Souç olarak, kurutma esasıda patates dilimlerideki em diüzyo katsayılarıı emi içeriğie ağlı olarak değiştiğii gözlemlemişlerdir. Kurutma sıcaklığı ve em içeriğii em traser katsayılarıa etkisi oldukça azla ike kurutma havası hızıı em traser katsayıları üzerideki etkisii çok az olduğuu elirtmişlerdir. Simal ve ark., (1998), çalışmalarıda silidirik yapılar içi kurutma esasıda sıcaklık dağılımıa göre matematik model geliştirmişlerdir. Brokoli yaklaşık olarak.7±.14 mm çapıda. m. uzuluğuda silidirik şekilde kesilmiştir. Daha sora umueler 1 o C sıcaklıkta NaOH çözeltiside 15 saiye ekletilmiştir. Kurutma sıcaklığı 5 ve 9 o C arasıda hava kütlesel akışı 3 kg/m s ola ir sıcak havalı kurutucuda kurutma işlemi yapmışlardır. Kurutma sıcaklığı otomatik termostatla sait tutulmaya çalışılmıştır. Hava hızı.7 m/s ve kurutma sıcaklığı sırası ile 5, 6, 7, 8 ve 9 o C değerleride deeyler yapılmıştır. Kurutma esasıda üzülme göz öüe alıarak Fick i II. kauua göre matematik model geliştirilmiştir. Model çözümü içi Ruge-Kutta- Merso yötemi kullaılmıştır. Etke diüzyo katsayısı emi ve sıcaklığı ir oksiyou olarak tespit edilmiştir. Kurutma sıcaklığı 9 o C içi eekti diüzyo hesaplamaları yapmışlardır. Pagavhae ve ark., (), çalışmalarıda Thompso çekirdeksiz üzümüü sait tip ticarî kurutucuda sırası ile.5,.5,.75 ve 1. m/s hızlarda, 5, 6, 7, ve 8 o C sıcaklıklarda ve %13, %18 ve %3 ağıl em değerlerideki kurutma havasıda deeyler yapmışlardır. Üzümdeki em içeriği %17.18 olucaya kadar her yarım saatte ir ağırlık ölçümü yapmışlardır. Deeysel ve teorik çalışmalar souda ice kauklu çekirdeksiz Thompso üzümüü kurutma kietikleri Page eşitliği ile çözülmüştür. Deeysel souçlarla teorik souçlar irirlerie yakı değerler vermiştir. Kurutma saitii hız ve mutlak eme göre sıcaklıkta daha azla etkilediği elirtilmiştir. Yapıla teorik çözümlerde Arrheius Modeli i Pover Modeli e göre daha uygu souçlar verdiğii iade etmişlerdir. 7 o C kurutma sıcaklığı üzeride üzümü yapısıda ai değişimleri olduğu, ve kauğuu üzüşerek çatladığı gözlemlemiştir. E uygu kurutma sıcaklığıı 5-7 o C arasıda olduğuu elirtmişlerdir. Mahmudoğlu ve ark., (1996), çalışmalarıda arklı şekillerde ö işleme tai tutula kayısıdaki em kayıı ısı ve kütle açısıda ele alıp matematik modelii ortaya koymuşlardır. Kurutma esasıda sıcaklık, hacim ve em değişikliklerii göz öüe alarak Fick i II. Kauua göre küresel koordiatlarda çözüm yapmışlardır. Hutchiso-Otte ve Page eşitlikleride aydalamışlardır. Solu elemalar çözüm yötemii kullamışlardır. Kurutma havası sıcaklığı 6 o C ve hava hızı.43 m/s de sait tip ir kurutucuda deeyleri yapmışlardır. MATERYAL ve METOT Materyal Kurutma içi gerekli ısıl girdi yasıtıcı destekli güeş kollektörüde ve rezistasta hissedilir ısı ilavesi olmak üzere, iki ısı kayağıda temi edilmektedir. Dış hava ir kaal yardımı ile sisteme alıırke rezistas yardımı ile sıcaklığı yükseltilip hareketli at üzerie üleme aı ile göderilmektedir. Kurutma havası, kurutula ierler üzeride karşıt akımla geçirilerek emiş havası aı yardımı ile PCM (Phase Chage Materials) ısı depolaması yapıla ısı döüştürücü üzeride tahliye edilmektedir. Bu şekilde, tahliye edile sıcak hava PCM ve giriş havası üzeride tahliye edilerek ısı geri kazaımı sağlamaktadır. Cihaz at hızı, atı ir kayış-kasak mekaizması ile ağlı
KSÜ Fe ve Mühedislik Dergisi 8(1)-5 47 KSU Joural o Sciece ad Egieerig 8(1)-5 olduğu motor-redüktör gruua ağlı iverter (hız kotrol cihazı) ile m/s ile.5 m/s arasıda değiştirileilmektedir. Bua ağlı olarak da atı üzerideki ir oktaı at giriş ve çıkış süresi 1.7 dakikaya kadar düşürüleilmektedir. Bu şekilde sait tüel oyuda hızları değiştirilmesi ile ürü kurutma süresi de değiştirileilmekte, dolayısıyla arklı ürüleri kurutulması olaağı da sağlamış olmaktadır. Basma ve emme olmak üzere adet a kullaılmıştır. Basma aı, radyal ve hız devir kotrollü olup kollektör içerisie arklı hızlarda hava göderilmektedir. Kollektör içerisideki sıcaklık kotrolü PC ağlatılı PLC ile sağlamıştır. Bilgisayarda yazıla program ile arklı ürüleri kurutulması, girile arklı sıcaklıktaki kurutma değerlerie göre ek ısıtıcı ile sağlamıştır. Şekil 1 de güeş eerjili-gizli ısı depolamalı kurutucu görülmektedir. hazırlaarak 1-15 o C sıcaklıktaki etüv ırııda kurutulmasıı öermiştir. İki ağırlık ölçümü arasıdaki ark ±%.5 olucaya kadar kurutma işlemii devam ettirmişlerdir. Literatür çalışmalarıa göre 13-15 o C deki etüv ırılarıda, katı maddeleri em miktarıı tayii daha hızlı ir sürede elirlemesie rağme %.5-1. arasıda hata payı oluştuğu elirtilmektedir. Bu çalışmada ierlerdeki yaş ve kuru madde tayii içi etüv yötemi kullaılmıştır. Kuru madde ve em miktarıı elirlemesi içi 11 C de alı ve dijital göstergeli etüvde her iki saatte ir ağırlık değeri ölçülmüştür. Deeylerde ölçümler, iki ölçüm arasıdaki değişim %.4 g olucaya kadar devam etmiştir. Bu süre ortalama olarak yaklaşık 7 saat sürmüştür. Toplam 1 g ağırlığıdaki ierler kesilerek ortalama 3 g ağırlığıdaki umueler halie getirilmiştir. 5 g kapasiteli ve 1/1 hassasiyetli terazi ile tartılarak souçlar elde edilmiştir. Kuru madde ve em oraıdaki değişiklikler ieri cisie, arklı yetişme şeklie, ölçüm hatalarıa, arklı şekillerde doğraa ierdeki tohum kayıa ve ölçüm esasıdaki hava hızıa ağlı olarak azı arklılıklar göstermiştir. Kuru madde miktarı %18, yaş madde miktarı ise %8 olarak tespit edilmiştir. Havadaki em miktarıı elirlemesi içi kuru ve yaş termometre sıcaklıkları dijital termometre ile ölçülmüştür. Metot Şekil 1. Güeş eerjili ve ısı depolamalı (PCM) çok amaçlı kurutucuu geri kazaımlı dış hava kaal ağlatılı görüüşü. Kuru madde Miktarı Tayii Bir kurutma sistemii tasarımıda, temel girdilerde iri, kurutulacak maddedeki uzaklaştırılması gereke em miktarıdır. Etüv ırıı kullaılarak yapıla em ölçme tekiğide direkt olarak ağırlık ölçümü yapılmaktadır. Bu Yötem, 15-11 o C de ürü üzerideki emi tamame alımasıyla, em ve kuru madde miktarıı elirlemesie dayamakta ve ürüü özelliğie göre yaklaşık 7 saat sürmektedir. Etüv yötemi ilimsel ve uzu süreli çalışmalarda kullaılmaktadır (Loewer ve ark., 1994). Molar da (1987), direkt yötemle katı maddedeki em miktarıı elirlemek içi alı veya asız etüv ırııı kullaılaileceğii elirtmektedir. Kurutulacak ürü 1- mm 3 hacmide ve yaklaşık olarak 4-5 g ağırlığıda Katı Maddeleri Kurutulmasıı Modellemesi Katı maddeleri kurutmasıdaki em diüzyou; hidrodiamik, kudse akışı, kılcal akış, moleküler diüzyo ve yüzey diüzyou ile elirleeile karmaşık ir işlemdir. Bütü u işlemler Fick i II. kauuda aşağıdaki dierasiyel deklem ile verilmiştir (Marios- Kouris ve Maroulis, 1995). t D (1) Burada; D (m /s), diuzyo katsayısıı, (kg/kg, k), malzemei em içeriğii, t (s), zamaı,, Laplace operatörüü iade etmektedir. Tek oyutlu koordiatlar içi iadesi şu şekilde yazılır: () x Matematiksel Model Kartezye koordiat sistemie göre, alt kısım taşıyıcı atla temas halide olduğu içi izoleli kaul edilerek kalılığıdaki ier yığılarıda z eksei oyuca meydaa gele em kayıı matematik modeli oluşturulmaktadır. Şekil de kurutma işlemi gösterilmektedir.
KSÜ Fe ve Mühedislik Dergisi 8(1)-5 48 KSU Joural o Sciece ad Egieerig 8(1)-5 D λ t [ C si( λ z) + C cos( λ z) ] C e (8) 3 1 Şekil. Kurutma işlemii şematik gösterimi. O zama (1) olu deklem şu şekilde yazılailir: D (3) t z Bu deklem ve aşlagıç sıır şartları, Başlagıçtaki sıcaklığı T, ve kalılığı L ola sosuz üyüklükte ir levhaı her iki yüzeyi aide T sıcaklığıdaki ir akışka ile temas etmesi halide geçici rejimde ısı geçişii kütle traserideki karşılığı gii düşüülerek çözüm yapılmıştır (Geceli, )., reeras havadaki em miktarı alımak üzere olarak taımlaıp, 3 olu deklem yeide yazılırsa; D (4) t z olur. Sistem içi aşlagıç ve sıır şartlarıı yazarsak: I. Başlagıç şartıda, t da, z II. Sıır şartıda, t > da z de III. Sıır Şartıda, D z z ' h z t > da, z da z z olarak verileilir. 4 olu deklemi çözümü, irisi z koordiatıa ağlı diğeri ise t zamaıa ağlı iki oksiyou çarpımı şeklide göz öüe alıailir. Bu durumda, ( z,t) Z( z) T ( t) (5) yazılailir. Bu eşitliği ir taraıı sadece t zamaıa, diğer taraı ise sadece z koordiatıa ağlı olması edeiyle, eşitliği λ ile göstererek ir saite eşitlemek mümküdür. Bu durumda; ( λ z) + C cos( λ z) Z C si 3 (6) T D λ t C1 e (7) olduğuda, (6) ve (7) olu iadelerii çarpımı geel çözüm olarak yazılailir. z Bu eşitlikte C 1, C, C3 ve λ aşlagıç ve sıır şartlarıa göre uluarak aşağıdaki deklem elde edilir. λ + si( si( λ ) λ cos λ )cos( λ ) D t ( λ z) e Dt Fo m şeklide oyutsuz kütle geçişideki Fourier sayısıı taımı kullaılırsa (9) olu iade şu şekilde yazılailir. si( λ ) ( λ) Fom cos( λ z) e (1) λ + si( λ)cos( λ) Sayısal Uygulama ve Kütle Geçiş Katsayısıı Hesaplaması Havaı kütle geçiş katsayısıı (m/s) uluması: 6 1 m, (ier yığıı yüksekliği) L. m, (ier yığııı uzuluğu) d 1 cm. 1 m ier et kalılığı, 6 d Bierler üzerideki akış modeli; pürüzlü yüzey üzerideki akış modeli olarak alıailir. (Biark, 199). ( 1 / 3). 9139 Nu Pr.453 Re (11) Isı ve kütle geçişi ezeşimi uygulaırsa (11) iadesi yerie ( 1/ 3). 9139 Sh Sc.453 Re (1) eşitliği yazılailir. Reyold sayısı; u k d Re (13) ν u ortalama hava hızı d.1 m, ν 18.91-6 m /s (6 C içi havaı kiematik viskozitesi) u k.5 m/s içi:.5,1 Re 64.55 uluur. 6 18.9 1 Shmidt sayısı; ν Sc (14) D hava taımıda D hava, 6 C sıcaklık ve 1 kpa içi havaı diüzyo katsayısıdır ve 4 9.5 1 T D hava ( m P t ( T + 45) /s ) (15),5 ağlatısıda ulumaktadır (Geceli, 1984).
KSÜ Fe ve Mühedislik Dergisi 8(1)-5 49 KSU Joural o Sciece ad Egieerig 8(1)-5 P t 1 Pa T 6 + 73.15 333.15 K 5 D 3.4 1 m /s ve Sc.58333 hava uluur. Sherwood Sayısı: ( 64.55),9139 (. 58333 ) ( 1/ 3) Sh.453 (16) d Sh (17) D hava olarak taımlaır. Kütle geçiş katsayısı ise; 5 h 1871.7 1 m/s olarak hesaplamıştır. II. sıır şartıda elde edile D ( ) λ cot λ eşitliğide Bi m şeklide D oyutsuz kütle geçişideki Biot sayısıı taımı kullaılırsa; λ cot( λ ) (18) Bi m elde edilir. Kesilmemiş ütü kırmızı ierler içi Bi m sayısı; D t 1 1-1 m /s, 6 1 - m, 1871.7 1-5 m/s değerleri koulursa, Bi m 5 1871.7 1 6 1 1 1 1 1139 uluur. Diğer umueler içide ulua u değerler pratik açıda, Bi m > 1 olduğuda B i m alıailir (Geceli, 1984). Deklem ( 18) de verile eşitlikte; π ( 1) [,...,] λ + (19) yazılailir. Bua göre, deklem (1) u katsayıları π si ( ) ( ) + 1 siλ λ + si( λ ) cos( λ ) π π π ( + 1) + si ( + 1) cos ( + 1)... 4 π ( 1) ( + 1) şeklidedir. Bu değerleri geel çözüme taşımasıyla 4 π ( 1 ) ( + 1) ( 1) + π + 1 cos z exp π Fom () (1) Dt elde edilir. ve Fo m döüşümleri deklemde yerie koyup I. terim içi çözüm yapılırsa kalılığıdaki ier yığılarıda z eksei oyuca ; oluşa em kayı ( ) eşitliğide elde edilir.. π π Dt cos z exp 4 () BULGULAR VE TARTIŞMA Şekil 3 de verile 4 arklı geometrik yapıdaki kırmızı ierler karşıt akışlı taşıım tipli kurutucuda hava hızı.5 m/s, ağıl em oraı %1-15 ve kurutma sıcaklığı 55-6 o C de deeyler yapılmıştır. 5 g kapasiteli ve 1/1 hassasiyetli terazide saatte ir alıa ölçümlere göre ierlerdeki ağırlık kayı Talo 1 de, ağırlık kayıa göre hesaplaa % em kayı ise Talo de verilmiştir. Teorik aaliz soucuda elde edile deklem deki değerler yerie koularak kalılığıdaki ier yığılarıda t zamaıa ağlı ve z eksei oyuca ola em kayı ( ) ile karşıt akışlı taşıım tipli kurutucuda yapıla ölçümlerde elde edile deeysel souçlar karşılaştırmalı olarak ayı graikte her ir arklı umue içi verilmiştir. Şekil 4 de kesilmemiş ütü kırmızı ier, Şekil 5 de delikli kırmızı ier, Şekil 6 da eie kesilmiş kırmızı ier ve Şekil 7 de ise oyua kesilmiş kırmızı ierler içi teorik ve deeysel souçlara göre karşılaştırmalı olarak kurutma eğrileri verilmiştir. İlk saat içeriside kesilmemiş ve delikli kırmızı ierlerde em kayı dikkate alımayacak kadar az olmuş, verile eerji ürüü ısımasıa ve ısıı yüzeyde iç katmalarıa doğru ilerlemesii sağlamıştır. Kırmızı ierler üzerideki zar kauğu ısıı ürü içerisie işlemesii geciktirmiştir. Fakat eie ve oyua kesilmiş kırmızı ierlerdeki zar kauğu yırtıldığı içi ısıma daha kısa sürede olmuş ve em kayı heme aşlamıştır. Şekil 3. Farklı geometrideki kırmızı ier umueleri.
KSÜ Fe ve Mühedislik Dergisi 8(1)-5 5 KSU Joural o Sciece ad Egieerig 8(1)-5 Talo 1. Değişik Tipte Kırmızı Bier Numuelerii Kurutma Makieside Yapıla Ağırlık Ölçümleri Kurutma Süreleri(saat)/ ağırlıklar (g) Numue Şekli 4 6 8 1 1 14 KMM (g) Kesilmemiş 5 375 64.7 15.5 118.4 19.5 11.1 97.8 9 Delikli 5 36 5 14.9 118.4 17 98.9 97. 9 Eie 5 3 176.5 11.6 111.1 14.5 97.8 95.7 9 Boyua 5 7.7 157.9 115.4 17.1 1. 95.7 93.7 9 Talo. Değişik Tipte Kırmızı Bier Numuelerii Kurutma Makieside Yapıla Ağırlık Ölçümleri Soucuda Hesaplaa % Yaş Madde Miktarları Kurutma Süreleri (saat) / % Yaş madde miktarları Numue Şekli 4 6 8 1 1 14 Kesilmemiş.8.76.66.41.4.16.11.8 Delikli.8.75.6.37.4.14.9.75 Eie.8.7.49.6.19.1.8.6 Boyua.8.67.43..16.1.6.4.9.9.8.7 Uygulama Teorik.8.7 Uygulama Teorik.6.6 % Nem.5.4.3 % N e m.5.4.3...1.1 4 6 8 1 1 14 Zama (saat) Şekil 4. Kesilmemiş ütü kırmızı ierleri.5 m/s hız, 1-15 ağıl em ve 55-6 o C kurutma havası sıcaklığıda zamaa ağlı olarak % em kayıı deeysel ve teorik karşılaştırılması. % Nem.9.8.7.6.5.4.3..1 Uygulama Teorik 4 6 8 1 1 14 Zama (saat) Şekil 5. Delikli kırmızı ierleri.5 m/s hız, 1-15 ağıl em ve 55-6 o C kurutma havası sıcaklığıda zamaa ağlı olarak % em kayıı deeysel ve teorik karşılaştırılması. 4 6 8 1 1 14 Zama (saat) Şekil 6. Eie kesilmiş kırmızı ierleri.5 m/s hız, 1-15 ağıl em ve 55-6 o C kurutma havası sıcaklığıda zamaa ağlı olarak % em kayıı deeysel ve teorik karşılaştırılması. % Nem.9.8.7.6.5.4.3..1 Uygulama Teorik 4 6 8 1 1 14 Zama (saat) Şekil 7. Boyua kesilmiş kırmızı ierleri.5 m/s hız, 1-15 ağıl em ve 55-6 o C kurutma havası sıcaklığıda zamaa ağlı olarak % em kayıı deeysel ve teorik karşılaştırılması.
KSÜ Fe ve Mühedislik Dergisi 8(1)-5 51 KSU Joural o Sciece ad Egieerig 8(1)-5 Talo 1 ve Talo de verilere akıldığıda aşlagıçta 5g umue içeride ulua %8 lik su (em) miktarı 14 saat sora oyua kesilmiş umuelerde %4, eie kesilmiş umuelerde %6, delikli umuelerde %7.5 ve kesilmemiş tam umuelerde ise %8 düşmüştür. Nem kayı göz öüe alıdığıda e kısa sürede kurutma oyua kesilmiş umuelerde görülmektedir. Daha sora sırasıyla e azla em kayı eie kesilmiş, delikli ve kesilmemiş umuelerde gözlemlemiştir. SONUÇ Tasarlaıp imalatı yapıla karşıt akışlı taşıım tipli kurutucu cihazda Fick II. kauuda yaralaılarak düzlem koordiat sistemi yaklaşımıa göre, alt yüzey taşıyıcı atla temas halide olduğu içi izoleli kaul edilerek kalılığıdaki kırmızı ier yığılarıda z eksei oyuca meydaa gele zamaa ağlı em kayıı matematik modeli çıkarılmıştır. Ağırlık kayı metodua göre yapıla deeylerde elde edile souçları graikleri ile matematiksel model soucu elde edile teorik graikler, % em kayı ve zama ekseide karşılaştırılmıştır. Kesilmemiş ütü kırmızı ierler hariç diğer graiklerde teorik souçlar ile deeysel souçları iririe çok yakı değişim gösterdiği elirlemiş ve souçları iriri ile uyumlu olduğu tespit edilmiştir. Kesilmemiş ütü kırmızı ierlerde teorik kurutma eğrisi ile deeysel kurutma eğrisi arasıdaki değişim arklılığıı diğer umuelere göre iraz daha azla olduğu, uuda kesilmemiş ütü ier yığıları arasıda kala hava oşluklarıda kayakladığı elirlemiştir. Farklı geometrik yapılarda kurutula ier umuelerii kurutma süreleri göz öüe alıdığıda e kısa sürede kurutma; oyua kesilmiş umuelerde, daha sora ise sırasıyla eie, delikli ve tam kırmızı ier umueleride görülmüştür. Acak işleme kolaylığı dikkate alıdığıda ier kurutma işlemleride kırmızı ierleri eie kesilmesii daha uygu olacağı görülmektedir. Re Boyutsuz Sayılar u d υ Reyolds υ Sc Schmidt D a d Sh Sherwood D a Semol Listesi α Le Lewis D a Bi Biot D h d Nu Nusselt k : Bier yığı kalılığı (m) d : Bier et kalılığı (m) D : Diüzyo katsayısı (m /s) D hava : Havaı diüzyo katsayısı (m /s) : Kütle taşıım katsayısı (m/s) Pr : Pradtl sayısı t : Zama (s) T : Zamaa ağlı em değişim oksiyou u k ( t) : : Kollektör hava hızı (m/s) Her hagi ir zamadaki kuru azda em miktarı (kg/kg) : Kuru azda aşlagıç em miktarı (kg/kg) : Kuru azda em dege miktarı (kg/kg) d z oyuca iki ölçüm değeri arasıdaki em : arkı (kg/kg) : Kurutma havasıı em miktarı (kg/kg) Z (z) : Bier yığıı yüksekliğie ağlı em değişimi Alt oktaya göre ier yığıı yüksekliği z : değişimi (m) : Kolektördeki kurutma havası ağıl emi(%) φ α ν : Laplace operatörü : Isısal yayılma katsayısı (m /s) : Kiematik viskozite (m /s) KAYNAKLAR Basuia, M.A., Aa, T. 1. Thi-Layer Solar Dryig Characteristics o Rough Rice Uder Naturel Covectio. Joural o Food Egieerig, 47: 95-31 Biark, A.K. 199. Pimli Yüzeylerde Isı Taşıımı. İTÜ Fe Bilimleri Estitüsü, Makie Mühedisliği Eerji ABD, Doktora Tezi, İstaul, 64s Ciha, A., Ece, M.C. 1. Liquid Diusio Model For Itermittet Dryig o Rough Rice. Joural o Food Egieerig, 49: 37-331 Demirtaş, C., Karaay, H., Ayha, B., Ayha, T. 1996. Şartladırılmış Hava ile Fıdık Kurutma Deey Düzeeği. 4. Ulusal Soğutma ve İklimledirme Tekiği Kogresi, Adaa Diçer, I., Dost, S. 1996. Determiatio o Moisture Diusivities ad Moisture Traser Coeiciets or Woode Slas Suject to Dryig. Wood Sciece ad Techology, Spriger-Verlag, 45-51 Diçer, I.. Moisture Traser Models or Solid Dryig. 1 th Iteratioal Dryig Symposium Erteki, F.G., Sultaoğlu, M. 1. Moisture Sorptio Isotherm Characteristics o Peppers. Joural o Food Egieerig, 47: 5-31 Geceli, O.F.. Çözümlü Isı İletim Prolemleri. Birse Yayı Evi, İstaul, 3-33s Geceli, O.F. 1984. Mometum-Isı Traseri Ders Notları. İstaul Tekik Üiversitesi, Makia Fakültesi, İstaul Loewer, J.O., Bridges, C.T., Buckli, A.R. 1994. O- Farm Dryig ad Storage Systems. ASAE Pulicatio 9, 31-3p Mahmudoğlu, T., Pala, M., Üal, M. 1996. Mathematical Modelig o Moisture Volume ad Temperature Chages Durig Dryig o Pretreated Apricots. Joural o Food Processig ad Preservatio, 467-49
KSÜ Fe ve Mühedislik Dergisi 8(1)-5 5 KSU Joural o Sciece ad Egieerig 8(1)-5 Marios-Kouris, D., Maroulis Z. B. 1995. Trasport Properties i The Dryig o Solids. Hadook o Idustrial Dryig, Secod Editio Revised ad Expaded, Marcel Dekker, New York, 115-116p Molar, K. 1987. Experimetal Techiques i Dryig, i Hadook o Idustrial Dryig. A. Majumdar (ed.), 1 st Ed., Marcel Dekker, New York, 4-43p Mujumdar, A.S. 1987. Hadook o Idustrial Dryig. Marcel Dekker Ic., New York, 8-3p Nuriddiov, Kh. N., Zakhidov, R. A., Klychev, Sh. I. 1994. Heat Patter i Radiatio-Dryed Products. Applied Solar Eergy (Traslated rom Russia Geliotekhika ito Eglish), 3(): 63-65 Özalta, N., Gügör, A. 1998. Kurutma Sistemleride Isı Pompası Kullaım Potasiyeli. Ege Üiversitesi Güeş Eerjisi Estitüsü, İzmir, 5-6s Özışık, M.N., Huag, B.K., Toksoy M. 1979. Solar Grai Dryig. Solar Eergy, 4: 397-41 Pagavhae, D.R., Sawhey, R. L., Sarsavadıa, P.N.. Dryig Kietic Studies o Sige Layer Thompso Seedless Grapes Uder Cotrolled Heated Air Coditios. Joural o Food Processig ad Preservatio, 4: 335-35 Querioz, M. R., Nera, S. A. 1. Theoretical ad Experimetal Aalysis o the Dryig Kietics o Baaas. Joural o Food Egieerig, 47 : 17-13 Simal, S., Rossello, C., Bera, A., Mulet, A. 1998. Dryig o Shrikig Cylider-Shaped Bodies. Joural o Food Egieerig, 37: 43-435 Turha, M., Turha, K. N., Sahaz, F. 1997. Dryig Kietics o Red Pepper. Joural o Food Processig ad Preservatio, 1: 9-3 Youce-Ali, S., Messaoudi, H., Desmos, J.Y., Aee, A., Le Ray, M. 1. Determiatio o the average coeiciet o the iteral moisture traser durig the dryig o a thi ed o potato slices. Joural o Food Egieerig, 48: 95-11