Ispanağın Havayla ve Suyla Ön Soğutulmasında Kullanılan Soğutma Sistemlerinin Termodinamik Hesaplarının Belirlenmesi a

U. Ü. ZİRAAT FAKÜLTESİ DERGİSİ, 0, Cilt 5, Sayı, 3-6 (Journal of Agricultural Faculty of Uludag University) Ispanağın Havayla ve Suyla Ön Soğutulmasında Kullanılan Soğutma Sistemlerinin Termodinamik Hesaplarının Belirlenmesi a İlknur Alibaş *, Rasim Okursoy, Kamil Alibaş Uludağ Üniversitesi, Ziraat Fakültesi, Biyosistem Müendisliği Bölümü, 6059, Bursa, Türkiye * E-posta: ialibas@uludag.edu.tr; Tel: +90 9 6 08. Geliş Tarii:.03.0, Kabul Tarii: 0.06.0 Özet: Bu çalışmada tarladan yeni asat edilmiş ıspanak (Spinacia oleracea L.) bitkisi avayla ve suyla ön soğutulmuştur. Ön soğutma işlemlerinden önce ürünler 5000 (± 0) gr olacak şekilde tartılarak plastik kasalara yerleştirilmişlerdir. Havayla ve suyla soğutma işlemleri, ürünlerin sıcaklıkları 3 C lik ilk sıcaklık değerinden den C lik depolama sıcaklığına ulaşıncaya kadar sürdürülmüştür. Ön soğutma sistemlerinin er birinde soğutucu akışkan olarak Freon (R ) gazı kullanılmıştır. Soğutma çevrimine ilişkin Rankine Çevrimine göre çevrimin köşe noktalarını oluşturan basınç (P), acim (v), sıcaklık (T), entalpi (), ve entropi (s) değerleri belirlenmiştir. Soğutma sistemlerinin toplam ısısı (soğuk ortamdan kaldırılan ısı) (, ) avayla ön soğutma sisteminde 93.69 kj, suyla ön soğutma sisteminde ise 89.33 kj olarak bulunmuştur. Ayrıca bu çalışmada, sıcak ortama verilen ısı (,3 ) avayla ön 60.93 kj, suyla ön soğutma sisteminde ise 985.07 kj olarak esaplanmıştır. Kompresöre verilen iş (W, ) ise avayla ön soğutma işleminde 7. kj, suyla ön soğutma sisteminde ise 55.73 kj olarak bulunmuştur. Anatar Kelimeler: Ispanak, Havayla ön soğutma, Suyla ön soğutma, Soğutmaya yönelik Rankine çevrimi Determination of Termodynamics Calculations of Precooling Systems during Hydro and Air Pre-cooling of Spinac Abstract: In tis study, newly arvested spinac was cooled by air and ydro. Before precooling processes, products were weiged 5000 (± 0) g and placed into plastic boxes. Hydro and air precooling processes were continued until temperature degree of products were reaced from 3 C of initial temperature value to C of storage temperature value. Freon (R) was used as cooler liguid in all precooling process. According to Rankine cooling cycle, all values of te corner points of cycle were calculated. Tus, pressure (P), volume (V), temperture (T), entalpy () and entropy (S) values were determined. Total eat of te cooling systems (eat removed from te cold environment) (, ) was found in tis study. Total eat values ranged between 93.69 kj - and 89.33 kj - for air pre-cooling and ydro pre-cooling, respectively. 3

Furtermore, eat scattered to warm environment by consender (,3 ) and action generated by compressor (W, ) values were measured in tis study. Heat scattered to warm environment by consender (,3 ) values ranged between 60.93 kj - and 985.07 kj - for air pre-cooling and ydro pre-cooling, respectively. Action generated by compressor (W, ) values ranged between 7. kj - and 55.73 kj - for air pre-cooling and ydro pre-cooling, respectively. Key Words: Spinac, Air precooling, ydro precooling, Rankine cooling cycle. Giriş Ispanak (Spinacia oleracea L.) tek yıllık bir serin iklim sebzesidir. Çiğ, aşlanmış ya da fırınlanmış olarak tüketilebilen ıspanak düşük kalorili olmasına karşın askorbik asit (Vitamin C) içeriği açısından zengin bir bitkidir (Toledo ve ark., 003). Suda çözülebilen vitaminleri oldukça fazla olan ıspanak bitkisi ışığa, ısıya ve oksijene duyarlı olduğundan asattan emen sonra bir işlem görmez ise bozulmaya başlar (Yanislieva ve Maslorova, 00; Soysal ve Söylemez, 005; Alibas-Ozkan ve ark., 007). Hasat edilen ürünlerde, ürün kalitesinin korunması, asat sonrası oluşan ağırlık kayıplarının azaltılması, ürünün solunum ızının yavaşlatılması, materyalin bünyesindeki su kaybının en aza indirilmesi, ürünün bünyesindeki mikroorganizma faaliyetlerinin azaltılması, yaralanma etkisinin minimum düzeye indirilmesi ve etilen gazı oluşumunun yavaşlatılması açısından ürünlerin asat işleminin emen ardından soğutulması son derece önemlidir. Özellikle ızlı bozulan ürünlerin zaman kaybetmeden soğutulması, ürünün depolama ve satış kalitesinin korunmasında büyük önem taşımaktadır (Işık, 99; Wang ve Sun, 00; Sun ve Wang, 00). Taze tüketilecek olan sebzelerin depolama ve Pazar ömrünü artırmak için kullanılan en yaygın yöntem ön soğutma yöntemidir. Ürünün, asat sıcaklığından depolama sıcaklığına kadar ızlı bir şekilde düşürülmesi işlemine ön soğutma adı verilmektedir. Ön soğutma tekniklerinin kullanılması ile ürünün bünyesindeki su kaybı azaltılmakta ve çabuk bozulan gıda maddelerinin kullanılabilir ömrü uzatılmaktadır (Brosnan ve Sun, 003). Suyla ve avayla ön soğutma çok çeşitli tarımsal materyallerin ve gıda maddelerinin ön soğutulmasında yaygın olarak kullanılan soğutma teknikleridir (Anonymous, 989; Anonymous, 99; Anonymous, 996; Anonymous, 997; Sun ve Wang 000). Suyla ön soğutma işleminin ızlı ve sürekli bir soğutma sağlaması, ağırlık kaybına neden olmaması ve üründe donma telikesine neden olmaması gibi çeşitli avantajları bulunmaktadır (Anonymous, 989; DeEll ve ark., 000; Anonymous, 000; Truel ve ark., 00; Anonymous, 00). Havayla ön soğutma yöntemi ise çoğu meyvelerin, yeşil yapraklı sebzelerin ve yumrulu bitkilerin ön soğutulmasında kullanılan bir soğutma yöntemidir (Anonymous, 99; Anonymous, 996). Bu çalışmada, soğutma işlemleri sırasında soğutma sistemlerinde oluşan soğutma yüklerinin esaplanması ve termodinamik analizleri yapılmıştır. Materyal ve Yöntem Ispanak Taze Ispanak bitkisi (Spinacia oleracea L. Cv. meridian) Bursa nın Yenişeir ilçesindeki bir tarladan temin edilmiştir. 3

Havayla Ön Soğutma Sistemi Havayla ön soğutma sistemi; mm kalınlığındaki galvanizli sacdan yapılmış, boyutları 850 x 800 x 00 mm, acmi ise 0.78 m 3 olan soğutma kabini, devir sayısı 00 min - olan 60 mm çark çapına saip 5 kanatlı aksiyal bir fan, soğutucu kabinin dış kısmında, sistemin sıcaklığını ayarlamaya yarayan dijital kontrol panosu ve içinde 3.5 mm çapında, 860 mm uzunluğunda 0.359 m yüzey alanına saip bakır borudan yapılmış buarlaştırıcı, mm çapında, 600 mm uzunluğunda 0.680 m yüzey alanına saip bakır borudan yapılmış yoğuşturucu, kompresör, genleşme valfı ve soğutucu akışkan (Freon ) bulunan soğutucu üniteden oluşmaktadır. Isı yalıtımının sağlanması amacıyla soğutma kabininin çevresine, mm kalınlığında 0.6538 kj / m C ısı geçiş katsayısına saip cam yünü sarılmıştır. Cam yününün çevresi ise mm kalınlığındaki galvanizli sac ile kaplanmıştır. Şekil de avayla ön soğutma sisteminin genel görünüşü verilmiştir. Şekil. Havayla ön soğutma sisteminin genel görünüşü Suyla Ön Soğutma Sistemi Suyla ön soğutma sistemi genel olarak; mm kalınlığındaki galvanizli sacdan yapılmış, boyutları 850 x 800 x 00 mm, acmi ise 0.78 m 3 olan soğutma odası, kalınlığı mm olan paslanmaz çelik malzemeden yapılmış, 980 x 780 x 700 mm boyutlarında ve 0.535 m 3 acminde su deposu, 55 kw gücünde bir adet devirdaim su pompası, toplam debisi.5 L min - olan 3 adet püskürtme memesi, dijital bir kontrol panosu ve içinde, mm çaplı bakır borudan yapılı 50 mm çapında spiral şeklinde düzenlenmiş biri 0 sarımlı 33

diğeri 9 sarımlı olan adet serpantinden oluşan,.05 m yüzey alanına saip buarlaştırıcı, 0 mm çapında, 59.8 m uzunluğunda,.863 m yüzey alanına saip bakır borudan yapılı ava soğutmalı yoğuşturucu, kompresör, genleşme valfı ve soğutucu akışkan (Freon ) bulunan soğutma ünitesinden oluşmaktadır. Soğutma kabininin ve su deposunun çevresine, ısı yalıtımının sağlanması amacıyla mm kalınlığında 0.6538 kj / m C ısı geçiş katsayısına saip cam yünü sarılmıştır. Cam yününün çevresi ise mm kalınlığındaki galvanizli sac ile kaplanmıştır. Şekil de suyla ön soğutma sisteminin genel görünüşü verilmiştir. Şekil. Suyla ön soğutma sisteminin genel görünüşü Soğutma Prensibi Isı normal koşullarda sıcak kaynaktan soğuk kaynağa doğru akmaktadır. Termodinamiğin ikinci yasasına göre ısının soğuk ortamdan sıcak ortama aktarılabilmesi için sisteme dışarıdan bir enerjinin verilmesi gerekmektedir. Sistem dışarıdan aldığı bu enerjiyle, soğuk ortamdan ısıyı alarak, sıcak ortama taşır. Bir soğutma makinası; buarlaştırıcı (evaporatör), yoğuşturucu (kondansör), kompresör, güç kaynağı (elektrik ya da termik motor), genleşme (ekspansiyon) valfı, soğutucu akışkan, bağlantı boruları, kontrol valfları, gaz deposu ve gaz filtresinden oluşur (Eastop ve McConkey, 993; Alibaş, 995; Annamalai ve ark., 00; Sonntag ve ark., 003; Purait, 008). Soğuk kaynaktan sıcak kaynağa ısı geçirmek için ise kapalı soğutma çevrimlerinde bir kompresörden yararlanılmaktadır. Çalışma süresince kompresör buarlaştırıcıdan (evaporatör) emdiği soğutucu akışkan buarını, basma basıncı etkisi ile adyabatik olarak yoğuşturucuya 3

(konsansör) basar. Burada sabit basınç koşullarında ve yüksek sıcaklık değerinde yoğuşan buar çevresine ısı vermektedir. Yoğuşan sıvı, daa sonra sabit entalpide buarlaşma sıcaklığına düşünceye kadar bir genleşme valfından geçer ve yeniden buarlaşmak için buarlaştırıcıya gelir. Soğutucu akışkan sabit basınçta buarlaşır. Buarlaşma işleminde basınç ve sıcaklık sabit kalmaktadır. Daa sonra soğutucu akışkan buarının, emme basıncı altında kompresöre gitmesi ile kapalı soğutma devresi tamamlanmış olur (Eastop ve McConkey, 993; Alibas 995; Annamalai ve ark., 00; Sonntag ve ark., 003; Purait, 008;). Sistemlerin Termodinamik Çözümlenmesi Havayla ve suyla ön soğutma sistemlerine ilişkin termodinamik diyagramlar Şekil 3 de verilmiştir. Şekil 3. Soğutma sistemlerine ilişkin T-S (Sıcaklık-Entropi), P- (Basınç-Entalpi), P-V (Basınç-Hacim), T-V (Sıcaklık-Hacim), P-T (Basınç-Sıcaklık) ve -S (Entalpi-Entropi) diyagramları; -: Kompresörde sabit entropide (adyabatik) sıkışma, -3: Sabit basınçta yoğuşturucuda yoğuşma, 3-: Sabit entalpide genleşme valfında kısılma, -: Sabit basınçta buarlaştırıcıda buarlaşma. Soğutmaya yönelik Rankine Çevriminin,, 3, ve. köşe noktalarına ilişkin termodinamik özellikler sistemin sabit özelliklerinden ve durum değişimlerinden yararlanılarak esaplanmıştır (Alibaş, 995; Sonntag ve ark., 003). Buna göre: 35

noktasına ait termodinamik özelliklerin belirlenmesi T : Soğutma kabininin sıcaklığı (K) P = P b (Freon gazının istenilen soğutma sıcaklığında kuru doymuş buar durumundaki buar basıncı değeri) v = v b (Freon gazının istenilen soğutma sıcaklığında kuru doymuş buar durumundaki buar acmi değeri) s = s b (Freon gazının istenilen soğutma sıcaklığında kuru doymuş buar durumundaki buar entropisi değeri) = b (Freon gazının istenilen soğutma sıcaklığında kuru doymuş buar durumundaki entalpisi değeri) X = (kuru doymuş buar) 3 noktasına ait termodinamik özelliklerin belirlenmesi T 3 : Dış ortam sıcaklığı (K) P 3 = P s3 (Freon gazının istenilen soğutma sıcaklığında doymuş sıvı durumundaki sıvı basıncı değeri) v 3 = v s3 (Freon gazının istenilen soğutma sıcaklığında doymuş sıvı durumundaki sıvı acmi değeri) s 3 = s s3 (Freon gazının istenilen soğutma sıcaklığında doymuş sıvı durumundaki sıvı entropisi değeri) 3 = s3 (Freon gazının istenilen soğutma sıcaklığında doymuş sıvı durumundaki sıvı entalpisi değeri) X 3 = 0 (doymuş sıvı) noktasına ait termodinamik özelliklerin belirlenmesi s = s (Sabit entropili (adyabatik) durum değişimi) P 3 = P (Sabit basınçlı durum değişimi) T : (Freon Kızgın buar değerlerinden P basıncı ve S entropi değerlerinin çakıştırılmasıyla okunan sıcaklık değeri) v : (Freon Kızgın buar değerlerinden P basıncı ve S entropi değerlerinin çakıştırılmasıyla okunan acim değeri) : (Freon Kızgın buar değerlerinden P basıncı ve S entropi değerlerinin çakıştırılmasıyla okunan entalpi değeri) noktasına ait termodinamik özelliklerin belirlenmesi P 3 = P arası expansiyon valfinde entalpinin sabit kaldığı adyabatik kısılma evresidir. P = P (Sabit basınçlı durum değişimi) 3 = (Sabit entalpide (adyabatik kısılma) durum değişimi) T = T (Sabit basınçlı durum değişimi) 36

X s () v s vs X ( vb v s ss X ( sb s s ) ) () (3) Soğutulacak ortamdan kaldırılması gereken ısının belirlenmesi Soğuk ortamdan kaldırılan ısı; soğutma sistemine dışarıdan sızan ısı, soğutucudaki tarımsal materyalin soğuması için materyalden çekilmesi gereken ısı, ürünün yaydığı ısı, kapı açılmasıyla kaybolan ısı ve soğuk depo içerisinde aydınlatma avalandırma vb. nedeniyle oluşan ısı enerjilerinin toplamından oluşur (Yavuzcan, 99). Bu ısı değeri aynı zamanda soğutmaya ilişkin Rankıne çevriminin - noktaları arasındaki entalpi farklarına da eşittir (Alibaş, 995; Sonntag ve ark., 003). t () a b c d e, Bu eşitlikte: t : Soğutma sisteminden sızan ısı (soğuk ortamdan kaldırılan ısı) (kj/), a : Duvarlardan gelen ısı kaybı (kj/), b : Tarımsal materyalin soğutulması için materyalden alınması gereken ısı (kj/), c : Ürünün yaydığı soğutma işlemi sırasında yaydığı ısı (kj/), d : Soğutma sisteminin kapısının açılmasıyla olan ısı kaybı (kj/), e : Soğuk depo içerisinde aydınlatma, avalandırma vb. gibi düzenler nedeniyle oluşan ısı kaybıdır (kj/). a k d F( t t ) (5) Bu eşitlikte: a : duvarlardan gelen ısı kaybı (kj/), k: izolasyon malzemesinin ısı iletim katsayısı (kj/m C) d : izolasyon kalınlığı (m), F: soğutucu ünitenin tüm kenarlarının toplam yüzey alanı (m ), t : dış ortam sıcaklığı ( C), t : soğuk ava deposunda depolanacak ürünün ulaşması beklenen sıcaklıktır ( C). 37

G c( t t) b (6) Bu eşitlikte: b : Tarımsal materyalin soğutulması için materyalden alınan ısı enerjisi (kj/), G: Ürün miktarı (kg), c: Ürünün özgül ısısı (kj / kg C), t : Ürünün ilk sıcaklığı ( C), t : Ürünün son sıcaklığı ( C), : Soğutma süresidir (). c : Ürünlerin asat sonrası yaydıkları ısı miktarı cinslerine bağlı olarak değişmekle beraber depolamaya alınan ürünler için bu değer 87 kj / ton. olarak kabul edilmiştir. Bu değer 5 kg ürün ve için esaplanmıştır (Yavuzcan, 99). d: Deneyler süresince soğutma sisteminin kapısı açılmadığından bu değer 0 olarak kabul edilmiştir (Yavuzcan, 99). e : Soğutma sistemleri içinde aydınlatma, avalandırma vb. bir düzenek olmadığından bu değer 0 olarak alınmıştır (Yavuzcan, 99). q ( ), (7), q,. m t (8), : Buarlaştırıcı ile soğuk ortamdan kaldırılan ısı (kj), q, : Birim kütle için buarlaştırıcı ile soğuk ortamdan kaldırılan ısı (kj kg - ). Soğutma sistemine ilişkin diğer termodinamik esaplamalar m t q, (9) Bu eşitlikte; m: Soğutma sisteminde devredilmesi gereken soğutucu akışkan miktarı (kg), q, : Birim kütle için buarlaştırıcı ile soğuk ortamdan kaldırılan ısı (kj kg - ),, : Buarlaştırıcı ile soğuk ortamdan kaldırılan ısıdır (kj). q ( 3 ) (0),3 3) (),3 38

q,3 : Birim kütle için yoğuşturucu ile sıcak ortama verilen ısı (kj kg - ),,3 : Yoğuşturucu ile sıcak ortama verilen ısı (kj), W ),,3, () W, : Kompresöre verilen iş (kj), so W,, ) ) (3) ıs W,3, 3 ) ) 3 () ε so : Soğutma katsayısı ε ıs : Isıtma katsayısı Araştırma Sonuçları ve Tartışma Havayla Ön Soğutma Sisteminin (HOS) Termodinamik Çözümlenmesi Havayla ön soğutma sistemine ilişkin termodinamik özelliklerin belirlenebilmesi için soğutma. noktasına ait termodinamik değerler (Kuru doymuş buar) T = 7K = C P = P b = 0.390 MPa v = v b = 0.05 m 3 kg - s = s b = 0.699960 kj kg - K - = b = 89.0600 kj kg - X = (kuru doymuş buar) 3 noktasına ait termodinamik değerler (Doymuş sıvı) T 3 = 3 C = 96K P 3 = P s3 = 0.68 MPa v 3 = v s3 = 0.0007596 m 3 kg - s 3 = s s3 = 0.79 kj kg - K - 3 = s3 = 57.88800 kj kg - X 3 = 0 (doymuş sıvı) noktasına ait termodinamik değerler (Kızgın buar) s = s = 0.699960 kj kg - K - P 3 = P = 0.68 MPa 39

T = 98.57K v = 0.0980 m 3 kg - = 00.907 kj kg - noktasına ait termodinamik değerler (Yaş buar) P = P = 0.390 MPa 3 = = 57.88800 kj kg - T = T = 7 K = C X s 57.888 3.99 0.37 89.06 57.888 () v vs X ( v v ) 0.000776 0.37(0.053808 0.000776) 0. 00803 b s 3 m kg () s ss X ( s s ) 0.5 0.37(0.6955 0.5) 0.568. b s kjkg K (3) Sistemin köşe noktalarına ilişkin termodinamik özelliklerin belirlenmesinin ardından, avayla ön soğutma ünitesine yerleştirilen ıspanağın soğutulması için gerekli olan toplam ısı miktarı esaplanmış ve bu ısı soğutma çevriminin - noktalarındaki entalpi farkları oranının sistemden geçen soğutucu akışkanın kütlesi ile çarpımına (soğuk ortamdan çekilen ısı miktarı) eşitlenmiştir (Alibaş, 995; Sonntag ve ark., 003). a k d F( t t 0.6538 ).99(3 ) 30.579kj. 0.0 (5) k : 0.6538 kj / m C, d : 0.0 m, F:.99 m, t : 3 C, t : C. b G c ( t t) 53.77(3).73 5.70kj. (6) G:5 kg, c: 3.77 kj /kg C, t : 3 C, t : C, : 6 dak =.73. c 0.87kj. d = 0 kj. - e =0 kj. - q ( ) 89.06 57.888 3. 38kj (7), (-8) t a b c d e, 0

t 30.579 5.70 0.87 0 0 93.69kj. t m q,.69 93.386kg. 3.38 (9) q ( ) 00.907 57.888. 307kj kg,3 3 3).386(00.907 57.888) 60. 93kj,3 (0) () W ) 60.93 93.69 7. kj (),,3,, ) 93.69.76 (3) so W ) 7., ıs W,3, 3 ) 3 ) 60.93.76 7. () Suyla ön soğutma sisteminin (SÖS) termodinamik çözümlenmesi Havayla ön soğutma sistemine ilişkin termodinamik özelliklerin belirlenebilmesi için soğutma çevriminin köşe noktalarına ilişkin termodinamik özellikler esaplanmıştır. Buna göre;. noktasına ait termodinamik değerler (Kuru doymuş buar) T = 7K = C P = P b = 0.390 MPa v = v b = 0.05 m 3 kg - s = s b = 0.699960 kj kg - K - = b = 89.0600 kj kg - X = (kuru doymuş buar) 3 noktasına ait termodinamik değerler (Doymuş sıvı) T 3 = 3.5 C = 96.5K P 3 = P s3 = 0.6658 MPa v 3 = v s3 = 0.0007607 m 3 kg - s 3 = s s3 = 0.95 kj kg - K - 3 = s3 = 58.37 kj kg - X 3 = 0 (doymuş sıvı)

noktasına ait termodinamik değerler (Kızgın buar) s = s = 0.699960 kj kg - K - P 3 = P = 0.6658 MPa T = 98.53K v = 0.097765 m 3 kg - = 00.39 kj kg - noktasına ait termodinamik değerler (Yaş buar) P = P = 0.390 MPa 3 = = 58.37 kj kg - T = T = 7 K = C X s 58.37 3.99 0.08 89.06 58.37 () v vs X ( v v ) 0.000776 0.08(0.053808 0.000776) 0. 0087 b s 3 m kg () s ss X ( s s ) 0.5 0.08(0.6955 0.5) 0.3335kj. b s kg K (3) Sistemin köşe noktalarına ilişkin termodinamik özelliklerin belirlenmesinin ardından, avayla ön soğutma ünitesine yerleştirilen ıspanağın soğutulması için gerekli olan toplam ısı miktarı esaplanmış ve bu ısı soğutma çevriminin - noktalarındaki entalpi farkları oranının sistemden geçen soğutucu akışkanın kütlesi ile çarpımına (soğuk ortamdan çekilen ısı miktarı) eşitlenmiştir (Alibaş, 995; Sonntag ve ark., 003). a k d F( t t 0.6538 ).99(3.5 ) 37.06kj. 0.0 (5) k : 0.6538 kj / m C, d : 0.0 m, F:.99 m, t : 3.5 C, t : C. b G c ( t t) 53.77(3.5 ).383 306.596kj. (6) G:5 kg, c: 3.77 kj /kg C, t : 3.5 C, t : C, : 83 dak =.383. c 0.87kj. d = 0 kj - e =0 kj - q ( ) 89.06 58.37 30. 655kj (7),

t a b c d e, (-8) t 37.06 306.596 0.87 0 0 678.5kj. m q t (9), 678.5.869kg. 30.655 q,3 ( 3 ) 00.39 58.37. 89kj kg (0) 3).869(00.39 58.37) 8. kj,3 W ) 8. 678.5 3. 730kj,,3, () () so W,, ) ) 678.5.678 3.730 (3) ıs W,3, 3 ) ) 3 8..678 3.730 () Hesaplanan değerler ışığında, 5000 g ağırlığındaki ıspanak bitkisinin avayla ön soğutma sistemi ile soğutulmasında soğuk ortamdan kaldırılması gereken ısı miktarı ve sıcak ortama verilmesi gereken ısı miktarı değerleri suyla ön soğutma yöntemine göre yaklaşık olarak % 5 daa azdır. Bu da aynı miktardaki benzer tarımsal ürünün soğutulması için suyla ön soğutma sisteminin avayla ön soğutma sistemine göre daa fazla güç arcadığını göstermektedir. Turuel ve ark. (00) üç farklı soğutma yöntemi kullanarak portakalın soğutulmasında bir karşılaştırma adlı çalışmalarında portakalı basınçlı ava, durağan ava ve suyla ön soğutmuşlar ve suyla ön soğutma sisteminin avayla ön soğutma sistemine göre daa fazla güç itiyacı olduğunu tespit etmişlerdir. McDonald ve ark. (000) pişmiş eti suyla ve avayla ön soğutmuşlar ve suyla ön soğutma sisteminin güç itiyacının avayla ön soğutma sistemine göre daa fazla olduğunu bulmuşlardır. Çizelge de ıspanağın ava ve suyla ön soğutulması sırasında esaplanan termodinamik özellikleri ve soğutma yükleri özetlenmiş biçimde verilmiştir. 3

Çizelge. Ispanağın avayla ve suyla ön soğutulması sırasında esaplanan bazı termodinamik özellikler Termodinamik Özellikler HOS SOS a (kj - ) 30.579 30.579 b (kj - ) 5.70 87.88 c (kj - ) 0.87 0.87 d (kj - ) 0 0 e (kj - ) 0 0 t =, (kj - ) 93.69 89.33 (kj kg - ) 89.0600 89.0600 (kj kg - ) 00.907 00.907 3 (kj kg - ) 57.88800 57.88800 (kj kg - ) 57.88800 57.88800 s (kj kg - K - ) 0.699960 0.699960 s (kj kg - K - ) 0.699960 0.699960 s 3 (kj kg - K - ) 0.79 0.79 s (kj kg - K - ) 0.568 0.568 T (K) 7 7 T (K) 98.57 98.57 T 3 (K) 96 96 T (K) 7 7 P (MPa) 0.390 0.390 P (MPa) 0.68 0.68 P 3 (MPa) 0.68 0.68 P (MPa) 0.390 0.390 v (m 3 kg - ) 0.05 0.05 v (m 3 kg - ) 0.0980 0.0980 v 3 (m 3 kg - ) 0.0007596 0.0007596 v (m 3 kg - ) 0.00803 0.00803 X (%) 3.7 3.7 m (kg - ).386 3.9966, (kj) 93.69 89.33,3 (kj) 60.93 985.07 W, (kj) 7. 55.73 Є so.76.76 Є ıs.76.76 Sonuç Ispanağın avayla ve suyla ön soğutulması sırasındaki, buarlaştırıcının soğuk ortamdan kaldırması gereken ısı miktarı (, ) suyla ön soğutma yönteminde 89.33 kj, avayla ön soğutma yönteminde ise 93.69 kj olarak esaplanmıştır. Yoğuşturucunun sıcak ortama vermesi gereken ısı miktarı (,3 ) ise suyla ön soğutma yönteminde 985.07

kj, avayla ön soğutma yönteminde ise 60.93 kj olarak bulunmuştur. Kompresörün adyabatik sıkıştırma sırasında yaptığı iş (W, ) suyla ön soğutma sisteminde 55.73 kj olarak esaplanırken avayla ön soğutma yönteminde 7. kj olarak esaplanmıştır. Her iki soğutma sisteminin de soğutma katsayıları eşit bulunmuştur. Soğutma sistemlerine eşit miktarlarda yerleştirilen ıspanağın oda sıcaklığı olan 3 C den soğutma sonrası istenen sıcaklık olan C ye kadar soğutulması sırasında soğuk ortamdan kaldırılması gereken ısı miktarı açısından suyla ön soğutmanın avayla ön soğutmaya göre daa fazla güç tükettiği belirlenmiştir. Kaynaklar Alibas-Ozkan, I., B. Akbudak and N. Akbudak. 007. Microwave drying caracteristics of spinac. Journal of Food Engineering, Vol.78():577-583. Alibaş, K. 995. Termodinamik-II. Uludağ Üniversitesi Ziraat Fakültesi Ders Notları No:69. Bursa. s.6. Annamalai, K., I.K. Puri and M.A. Jog. 00. Advanced Termodynamics Engineering (Computational Mecanics and Applied Analysis). CRC Press, 39 pp. Anonymous, 989. Rapid cooling of orticultural produce a guide to system selection. ttp://www.garlicworld.co.uk/grower/cooling/index.tml, (5.03.00) Anonymous, 99. Precooling Produce: Fruits & Vegetables. ttp://www.oznet.ksu.edu/library/ort/mf00.pdf, (7.03.00) Anonymous, 996. Preecooling: Key Factor for Assuring uality in New Fres Market Vegetables Crops. ttp://www.ort.purdue.edu/newcrop/proceedings996/v3-5.tml, (3.0.003) Anonymous, 997. Air Precooling and Hydrocooling of Hayward Kiwifruit. ttp://www.actaort.org/books//_86.tm, (0..00) Anonymous, 000. Te Effects of Hydro-cooling and Plastic Packaging on te Self Life of Cinese Kale (Brassica alograba L.). ttp://www.aciar.gov.au/system/files/node/0/pr00capter7.pdf, (..005) Anonymous, 00. Modelling Cooling Metods for Horticultural Produce. ttp://www.actaort.org/books/566/566_7.tm, (0..00) Brosnan, T. and D.W. Sun. 003. Influence of modulated vacuum cooling on te cooling rate, mass loss and vase life of cut lily flowers. Biosystems Engineering, Vol.86(): 5-9. DeEll, J.R., C. Vigneault and S. Lemerre. 000. Water temperature for ydrocooling field cucumbers in relation to cilling injury during storage. Postarvest Biology and Tecnology, Vol.8:7-3. Eastop, T.D. and A. McConkey. 993. Applied Termodynamics for Engineering Tecnologist. Pearson Prentice Hall, 75 pp. Işık, E. (99). Vakum Soğutma Sistemlerinde İşletim ve Tasarım Parametrelerinin Belirlenmesine Yönelik Model Çalışması. Doktora Tezi, (yayınlanmamış), Uludağ Üniversitesi, s. 3. Purait, R.K. 008. Engineering Termodynamics. Scientific Publisers Journals Dept. India, 765 pp. Sonntag, R.E., C. Borgnakke and C.J. Van Wylen. 003. Fundamentals of Termodynamics, Jon Wiley and Sons, 79 pp. Soysal, Ç. and Z. Söylemez. 005. Kinetics and inactivation of carrot peroxides by eat treatment. Journal of Food Engineering, Vol.68, 39 356. 5

Sun, D.W. and L. Wang. 000. Heat transfer caracteristics of cooked meats using different cooling metods. International Journal of Refrigeration, Vol.3(7):508-56. Sun, D.W. and L. Wang. 00. Experimental investigation of performance of vacuum cooling for commercial large cooked meat joints. Journal of Food Engineering, Vol.6(): 57-53. Teruel, B., L. Cortez and L.N. Fo. 00. A comparative study of te cooling of oranges using tree cooling systems. Revista Brasileira de Engenaria Agricola e Ambiental, Vol.5(3):8-86. Toledo M.E.A., Y. Ueda, Y. Imaori and M. Ayaki. 003. L-ascorbic acid metabolism in spinac (Spinacia oleracea L.) during postarvest storage in ligt and dark. Postarvest Biology and Tecnology, Vol.8():7-57. Wang, L. and D.W. SUN. 00. Rapid cooling of porous and moisture foods by using vacuum cooling tecnology. Trends in Food Science & Tecnology, Vol. (5-6):7-8. Yanislieva-Maslarova, N. V. 00. Inibiting Oxidation. p.-70. Editor: J. Pokorny. CRC Press LLC. Antioxidants in foods, Boca Raton, FL. Yavuzcan G. 99. Zirai Elektrifikasyon. Ankara Üniversitesi Ziraat Fakültesi Yayınları: 3, Ders Kitabı: 390. Ankara. s.0-07. 6