www.teknolojikarastirmalar.org ISSN: 1306-7648 Gıda Teknolojileri Elektronik Dergisi 2006 (3) 61-69 TEKNOLOJĐK ARAŞTIRMALAR Derleme Mustafa Kemal USLU, Muharrem CERTEL Akdeniz Üniversitesi Gıda Mühendisliği Bölümü, 07070 Antalya, Türkiye ÖZET Radyo dalgaları ve mikrodalgalar diğer elektromanyetik dalgalar gibi salınım halindeki elektrik ve manyetik alandan oluşmaktadırlar. Radyo dalgalarının ve mikrodalgaların elektrik alan bileşeni ile gıdaların kimyasal bilenlerinin etkileşmesi sonucunda ısı açığa çıkmaktadır. Radyo dalgaları ve mikrodalgalar kullanılarak yapılan bu ısıtma işlemine dielektrik ısıtma denmektedir. Bu derlemede dielektrik ısıtma işleminin temel prensipleri, ısıtmaya etki eden faktörler ve gıda işlemede kullanım imkanları incelenmiştir. Anahtar kelimeler: Dielektrik ısıtma, gıda işleme, mikrodalga ve radyo dalgası GĐRĐŞ Ortamdan gıdaya aktarılacak veya gıdadan ortama aktarılacak ısı bilindiği üzere kondüksiyon, konveksiyon ve radyasyon olmak üzere 3 farklı mekanizma ile gerçekleşebilir. Elektromanyetik dalgalar ile aktarılan enerjiye radyasyon denmektedir [1]. Elektromanyetik dalgalar salınım halinde birbirine ve yayılma yönüne dik elektrik ve manyetik alandan oluşmaktadır. Elektromanyetik radyasyon, dalga boyu 10-16 m den daha az kozmik ışınlarla 10 km den daha büyük elektriksel güç dalgalarını da içerisine alan çok geniş bir aralığı kapsamaktadır. Elektromanyetik spektrumda ayrıca gama ışınları, X-ışınları, mor ötesi ışınları, görünür ışık, kızıl ötesi ışınları, mikrodalgalar ve radyo dalgaları yer alır [1]. Elektromanyetik radyasyonla ısıtma Mor ötesi, görünür ışık ve kızıl ötesi ışınlarını içerisine alan termal radyasyon bölgesinde veya Mikrodalga ve radyo dalgalarını içerisine alan dielektrik ısıtma bölgesinde yapılabilir (Şekil 1). Termal radyasyon sıcaklığı 0 K üzerinde olan bütün maddeler tarafından yayılmaktadır. Termal radyasyon bir maddedeki molekül, atom veya elektronların titreşimsel ve döngüsel hareketleri sonucunda oluşmaktadır. Maddenin sıcaklığındaki artışla birlikte yaydığı termal radyasyon oranı da artmaktadır [1]. Termal radyasyonla dielektrik ısıtma arasındaki temel fark termal radyasyon bölgesindeki elektromanyetik dalgaların dalga boyu materyal içerisine nüfus edemeyecek kadar küçüktür. Bu nedenle termal radyasyon ile ancak gıda yüzeyi ısıtılabilir. Isının iç bölgelere iletilmesi gıdanın termal iletkenliğine bağlıdır. Ancak dielektrik ısıtma bölgesindeki mikrodalgalar ve radyo dalgaları gıda içerisine, frekansına bağlı olarak belli bir miktar nüfuz etmekte ve elektromanyetik enerji gıda içerisinde ısı enerjisine dönüşmektedir. Yine termal radyasyon ile transfer edilebilecek ısı miktarı cisimler arasındaki sıcaklık farkına bağlıdır. Dielektrik ısıtmada ise cisimler arasındaki sıcaklık önemli değildir [2].
Teknolojik Araştırmalar : GTED 2006 (3) 61-69 Gama ışınları Frekans Dalga boyu X-ışınları Görünür ışık Mikrodalga Radyo dalgaları Mor ötesi ışınları Kızıl ötesi ışınları 10 12 MHz 10 8 MHz 10 4 MHz 1MHz 1A 1nm 1µ 1cm 1m 1km Termal radyasyon bölgesi, Dielektrik ısıtma bölgesi Şekil 1. Elektromanyetik spectrum; Dielektrik Isıtma Mikrodalgalar veya yüksek frekanslı radyo dalgaları kullanılarak yapılan ısıtma işlemine dielektrik ısıtma denmektedir. Elektromanyetik spektrumda frekansları 100 Hz ile 300 MHz arasında değişen dalgalara radyo dalgaları, frekansları 300 MHz ile 300 GHz arasında değişen dalgalara da mikro dalgalar denilmektedir. Radyo dalgaları ve mikrodalgalar haberleşme, radar gibi uygulamalarda da kullanıldığı için Amerika Birleşik Devletleri Federal Komünikasyon Komitesi, radyo dalgalarının Endüstriyel, Bilimsel ve medikal amaçlarla kullanımını 13.56, 27.12 ve 40.68 MHz ile Mikrodalgaların bu amaçlarla kullanımını da 915, 2450, 5800, 24225 MHz ile sınırlamıştır. Uluslararası Telekomünikasyon Birliği de radyo ve mikrodalgaların endüstriyel, bilimsel ve medikal amaçlarla kullanımına benzer kısıtlamalar getirmiştir [3]. Radyo frekanslı dielektrik ısıtma ile mikrodalgalar ile ısıtma arasındaki temel fark, radyo frekanslarının dalga boyu örnek boyutlarına göre oldukça büyüktür. Halbuki mikrodalgaların dalga boyu örnek boyutlarına yakın hatta daha küçüktür. Bu nedenle Radyo dalgaları, gıdanın derinliklerine kadar nüfus ederek materyalin homojen bir şekilde ısınmasını sağlarken, mikroda dalgalar yeterince nüfus edemediği için bölgesel ısınmalara ve yanıklara neden olabilmektedir [4]. Mikrodalgalar ve radyo dalgaları frekansa ve materyalin dielektrik özelliklerine bağlı olarak yansıtılabilir, absorbe edilebilir veya materyal tarafından absorbe edilmeden geçirilebilir. Biyolojik materyaller elektromanyetik dalganın elektrik alan enerjisini absorbe ederken manyetik alan enerjisini absorbe edemezler [5]. Cam ve ısıya dayanaklı plastik maddeler gibi ambalaj materyalleri genelde dielektrik ısıtma frekanslarındaki elektromanyetik dalgaları çok az veya hiç absorbe etmeden geçirirler. Mikrodalga ve radyo dalgalarının üretilmesi Mikrodalgalar magnetron veya klystron gibi özel elektron tüplerinde elektrik enerjisi belli bir dalga boyundaki elektromanyetik radyasyona dönüştürülerek elde edilmektedir. Yüksek frekanslı radyo dalgaları ise yüksek voltajlı alternatif akımla beslenen iki elektrot arasında üretilebilir. Radyo ve mikro dalgaları üreten sistemlerde elektromanyetik enerjiye dönüşen elektrik enerjisi gıdalar tarafından emilerek iç enerjiye dönüşmektedir [3]. Mikrodalga ve Radyo Dalgalarının Isıtma Mekanizmaları Radyo ve mikrodalga frekanslarındaki elektromanyetik dalganın etkisi elektromanyetik dalganın elektrik alanı bileşeni ile gıdaların kimyasal bileşenlerinin etkileşimi sonucu ortaya çıkmaktadır. 62
Uslu M.K., Certel M. Teknolojik Araştırmalar: GTED 2006 (3) 61-69 1. Dipol Dönmesi Gıdalar başta su olmak üzere çeşitli polar moleküller içermektedir. Bu moleküller gıda içerisinde gelişigüzel bir şekilde bulunurlar. Elektrik alanı uygulandığında gıda içerisindeki elektriksel olarak asimetrik ve polar moleküller frekansa bağlı olarak polaritesi hızla değişen elektrik alanı nedeniyle dönme eğilimi (dipol dönmesi) göstermektedir. Örneğin 2450 MHz de çalışan ev tipi mikrodalga fırınlar da elektrik alanın yönü saniyede 2.45 milyar kez değişmektedir. Hızla değişen elektrik alanının polaritesine uyum sağlamak için dönen polar moleküllerin, birbirleri ile ve ortamdaki diğer moleküllerle sürtünmelerinden dolayı ısı açığa çıkmaktadır [3,6]. Pozitif yükler kısmi olarak hidrojen atomları ve negatif yükler de kısmi olarak oksijen atomu üzerinde toplandığı için su molekülü polar bir moleküldür. Su bu özelliği sayesinde elektriksel enerjiyi pek çok molekülden daha iyi absorbe edebilmektedir. 2. Đyonik polarizasyon Ayrıca gıda içerisinde ki çözülmüş tuzların iyonik bileşenleri, üzerlerindeki elektriksel yük nedeniyle uygulanan elektrik alanının polaritesine zıt istikamette hızlanarak hareket etmeye başlamaktadır. Đyonların birbirleriyle çarpışması hareket eden iyonların kinetik enerjilerinin termal enerjiye dönüşmesine neden olmaktadır [6,7]. Dipol dönmesi ve materyaldeki iyonik hareket dielektrik kayıp faktörü olarak tanımlanmakta ve ε işareti ile gösterilmektedir. Elektromanyetik dalgaların frekansı arttıkça elektromanyetik dalgaya maruz bırakılan gıda içerisindeki dipol dönmesi ve iyonik hareketlerin hızı da artmaktadır. Frekanstaki artış belli bir noktaya ulaşınca gıda içerisindeki polar moleküller ve iyonlar değişen elektrik alanına cevap vermede mikrosaniye düzeyinde gecikmeye başlamaktadırlar. Gecikmenin ilk görüldüğü frekansa Debye Rezonans frekansı ve gecikme süresine de rahatlama zamanı denmektedir. Debye Rezonans frekansına kadar frekanstaki artış ile birlikte dielektrik kayıp faktörünü dolayısı ile gıda tarafından absorbe edilebilecek elektrik enerjisinin miktarı artmakta, Debye Rezonans frekansında maksimuma ulaşmaktadır. Bu frekanstan sonra ise dielektrik kayıp faktörü giderek azalmaktadır. Polar moleküllerin karmaşıklığı arttıkça debye rezonans frekansı düşmektedir. Örneğin polar amino asit grubu içeren proteinler basit bir polar molekül olan suya göre daha yavaş dönecekleri için debye rezonans frekansları daha düşüktür. Ancak gıdanın faz hali, sıcaklığı ve viskozitesi de debye rezonans frekansında etkilidir. Gıdalar çok farklı bileşik ve moleküllerden meydana gelmiştir. Bu nedenle bir gıdada birkaç farklı debye rezonans frekansı olabilir [3,4]. Permitivite (ε) ve kayıp faktörü Materyallerin dielektrik özellikleri yani elektromanyetik dalgalara karşı nasıl cevap vereceği permitivite ile ifade edilmektedir. ε = ε - j ε Permitivite kompleks bir sayı olup, gerçek kısmına dielektrik sabiti(ε ) ve sanal kısmına ise dielektrik kayıp faktörü (ε ) denmektedir [8]. Elektrik alanına tabi tutulan bir gıda birbirine paralel bağlı kapasitör ve rezistans gibi düşünülebilir (Şekil 2). Dielektrik sabiti (ε ), gıdanın kapasitörlük özelliğini yani materyalin elektrik enerjisinin ne kadarını depolayabileceğini gösterir. Dielektrik kayıp faktörü (ε ) ise gıdanın rezistanslık özelliğini yani enerjinin ne kadarını absorbe edip ısıya dönüştürebileceğini gösterir [4,9]. 63
Teknolojik Araştırmalar : GTED 2006 (3) 61-69 Şekil 2. Elektriksel alana konan gıdaların elektriksel devre cinsinden eşdeğeri Dielektrik kayıp (ε ) dipol dönmesi ve iyonik hareket nedeniyle oluşan kayıpların toplamına eşittir. Mikrodalga frekanslarında dipol dönmesi dielektrik kayıp faktörünün büyük bir kısmını oluştururken radyo frekanslarında ise iyonik iletkenlik daha etkilidir. Bu nedenle çözünmüş tuz içeren materyaller radyo frekanslı dielektrik ısıtıcılarda daha iyi ısıtılabilir [10]. Gıdaların Dielektrik Isıtmasına Etki Eden Etmenler Mikrodalgalar ve radyo dalgaları kullanılarak yapılan ısıtmada pek çok faktörler gıdanın ısınma performansını etkilemektedir. 1. Frekans Elektromanyetik dalganın, gıdaya nüfus etme miktarı dalganın frekansına ve gıdanın dielektrik özelliklerine bağlıdır. Elektromanyetik dalganın dalga boyu arttıkça yani frekansı azaldıkça elektromanyetik dalganın gıdaya penetrasyon miktarı artmaktadır. Örneğin 2450 MHz deki mikrodalgalar saf suya 2,3cm girerken 915 MHz deki mikrodalgalar saf suya 20cm ye kadar girmektedir. Gıdanın dengeli bir şekilde ısıtılabilmesi için, büyüklüğüne göre frekans seçimi oldukça önemlidir. Termal radyasyon bölgesindeki elektromanyetik dalgaların frekansı çok büyük olduğu için gıda içerisine hemen hemen hiç nüfus edememekte, ancak yüzeyini ısıtabilmektedir. Mikrodalgaların frekansları radyo dalgalarından büyük olduğu için, radyo dalgaları ile özellikle büyük kütleli gıdalar daha homojen bir şekilde ısıtılabilir [9,11]. Ayrıca frekansa göre dielektrik kayıp faktörü de değiştiği için frekans gıdanın ısınma performansını da direk etkilemektedir. 2. Güç ve ısıtma hızı Endüstride kullanılan dielektrik ısıtma sistemlerinin gücü genellikle 5 100 kw arasında değişmektedir. Sistemin gücü arttıkça aynı miktardaki kütleyi ısıtma hızı da artmaktadır. 3. Su Miktarı Su dielektrik ısıtma sistemlerinde ısıtma performansını etkileyen en önemli bileşiktir. Gıdadaki su oranı ne kadar yüksek ise o gıdanın dielektrik kayıp faktörü de o oranda yüksektir. Dolayısı ile o derece iyi ısınacaktır. 4. Yoğunluk Gıdanın yoğunluğu gıdanın dielektrik sabitini etkilemektedir. Havanın dielektrik sabiti bir olup endüstride kullanılan frekans aralıklarında tamamen geçirgendir. Bu yüzden gıdadaki hava miktarı arttıkça dielektrik sabiti düşecektir. 5. Sıcaklık: Sıcaklık arttıkça materyale bağlı olarak dielektrik kayıp artabilir veya azalabilir. 64
Uslu M.K., Certel M. Teknolojik Araştırmalar: GTED 2006 (3) 61-69 Su ve buzun dielektrik özellikleri çok farklıdır. Su söz konusu frekanslardaki elektromanyetik enerjiyi büyük ölçüde absorbe etmesine karşın özellikle mikrodalgalara karşı buz oldukça saydam olup enerjinin çoğunu absorbe etmeden geçirmektedir. Bu yüzden dondurulmuş gıdaları elektromanyetik enerji ile ısıtmak daha zordur. 6. Fiziksel Geometri Gıdanın şekli ne kadar düzgün olursa o derece düzgün ısınacaktır. Keskin köşe ve kenarlar daha fazla ısınacağı için mümkün olduğu kadar kaçınmak gerekir. 7. Elektriksel Đletkenlik Elektriksel iletkenlik materyalde elektrik akımını iyon ve elektron hareketleri ile taşıması olayıdır. Đyonik hareketler dielektrik ısıtmada önemli rol oynamaktadır. Dielektrik olarak ısıtılan ürüne tuz ilavesi ısıtma hızını artıracaktır. 8. Termal Đletkenlik Termal iletkenlik elektromanyetik dalganın penetrasyon derinliği ürünün homojen olarak ısınmasını sağlayacak kadar büyük olmadığı durumlarda önemlidir [10,12]. Dielektrik Isıtmanın Avantajları Gıdaların ısıtılmasında elektromanyetik dalga kullanmanın avantajları şu şekilde sıralanabilir. 1. Hızlı ve homojen ısıtma Geleneksel ısıtma yöntemleriyle ısı, yüzeyden ortaya doğru kondüksiyon veya konveksiyon ile taşındığı için, ısınma yavaş ve homojen değildir. Dielektrik ısıtma sistemlerinde ise ısı, homojen bir materyalin her tarafında aynı anda oluştuğu için ısınma çok daha hızlı ve homojendir. Hızlı ısıtma dielektrik ısıtma sistemlerinin beklide en çekici özellikleridir. Ancak pişirilme gibi bazı gıda proseslerinde bu hızlı ısıtma dezavantaj olabilir. Pişirme ısının etkisiyle oluşan birtakım reaksiyonların sonucunda gıdanın kimyasal ve fiziksel yapısının değişmesi olayıdır. Ancak bu reaksiyonlar belli bir sırada meydana gelmeli ve oluşması içinde yeterli süre verilmesi gerekmektedir. Pişirme hızı dielektrik ısıtıcının gücü azaltılarak yavaşlatılabilir. Ancak ne kadar yavaşlatılırsa yavaşlatılsın yinede dielektrik ısıtma sistemlerinde ısıtma hızı geleneksel yöntemlerden çok daha hızlı olacaktır. Hızlı ısıtmanın bir diğer dezavantajı ise özellikle gıdaya yeterince nüfus etmeyen yüksek frekanslı mikrodalga uygulamalarında ısı yeterince hızlı şekilde soğuk bölgelere iletilmez ise bölgesel aşırı ısınmalara neden olmaktadır. 2. Seçici Isıtma: Su, diğer gıda bileşenlerine göre elektromanyetik enerjiyi daha iyi absorbe ettiği için kurutma gibi özellikle suyun ısıtılması istenildiği durumlarda daha avantajlıdır. 3. Verimli Çalışma: Dielektrik sistemlerde ısı kaybı geleneksel ısıtma sistemlerine göre çok azdır. Güç ancak içerisinde materyal varsa tüketilmekte ve tüketilen güç materyalin miktarı ile doğru orantılıdır. Geleneksel ısıtma sistemlerimde enerji verimi %10-30 arasında iken radyo frekanslı dielektrik ısıtıcıların enerji verimi %60-70 civarındadır. Ayrıca sistemin ısınması veya soğuması için uzun süre beklemeye gerek yoktur. 65
Teknolojik Araştırmalar : GTED 2006 (3) 61-69 4. Kaliteli ürün: Dielektrik ısıtma sistemleri oto kontrol mekanizmasına sahiptir. Ürün sıcaklığındaki artışı ve ürünün su içeriğindeki azalışı dielektrik kayıp faktörünü azaltmakta dolayısı ile ürününün elektromanyetik enerjiyi absorbe etme miktarı azaldığı için ürünün yanması önlenmektedir. Ayrıca homojen ısıtma sayesinde üründe yüzey sertleşmesi olmamaktadır [11,12]. Gıda Đşlemede Dielektrik Isıtıcıların Kullanım Alanları Kurutma Radyo frekanslı dielektrik kurutucular ağaç, tekstil, kağıt, boya, plastik ve seramik sanayilerinde çeşitli kurutma ve su seviyesini ayarlama işlemlerinde kullanılmaktadır. Radyo frekanslı dielektrik kurutucular bisküvi ve kraker üretiminde, pişirme fırınından sonra, son kurutucu olarak yaklaşık 30 yıldır kullanılmaktadır. Pişirme fırınında konveksiyon ve radyasyon ile ısı transferi nedeniyle bisküvi ve krakerlerin dış yüzeyindeki su kurutulabilmekte ancak iç kısımlar yaş kalmaktadır. Radyo frekansı enerjisi suyu ürün içerisindeki yerinden bağımsız olarak ısıtabildiği için son kurutma işlemi için çok uygundur. Bisküvi ve kraker üretiminde dielektrik kurutucu kullanılması ürünün raf ömrünü artırdığı gibi verimi de % 30 oranında artırmaktadır [12]. Mikrodalga yumurta, soğan, patates, çeşitli sebzeler, pirinç, hayvan yemleri, kahvaltılık tahıl ürünleri ve bisküvilerin kurutulmasında endüstriyel düzeyde kullanılmaktadır. Mikrodalga ve sıcak hava kombinasyonu kullanan kurutucularda kurutulan ürünlerin rehidrasyon özelliklerinin ve aromalarının daha iyi olduğu literatürde bildirilmektedir. Vakum altında Mikrodalga kullanılarak kurutulan muz dilimlerinin dondurularak kurutulmuş örneklerden daha kaliteli oldukları da yine literatür bilgileri arasındadır [13]. Meyve ve sebzelerde Mikrodalga, radyo frekansı ve dondurarak kurutma tekniklerinin sıcak hava ile kurutmaya göre avantajları ve dezavantajları Çizelge 1de verilmiştir. Pastörizasyon ve Sterilizasyon Cam veya ısıya dayanıklı şeffaf plastiklerle ambalajlanmış ürünler radyo frekanslı elektrik alanı içerisinden, ambalajlanmamış ürünlerde radyo frekanslı elektrik alanı içerisinden cam bir boru içerisinde geçirilerek pastörize ve sterilize edilebilir. Ürün sıvı, emülsiyon ve katı-sıvı karışımı olabilir. Gıdalar radyo frekansında olduğu gibi mikrodalga ile de ambalajlı ve ambalajsız pastörize veya sterilize edilebilir. Sıvı veya yarı sıvı gıdaların pastörizasyonunda genellikle ısı değiştiriciler kullanılmaktadır. Borusal ısı değiştiricilerde ısı boru yüzeyinden içe doğru transfer olduğu için boru yüzeyi fazla ısınarak boru cidarına yakın materyal yanmasına ve boru yüzeyine yapışmasına neden olabilmektedir. Plakalı ısı değiştiriciler kullanılarak bu sorun çözülebilir ise de plakalı ısı değiştiriciler hem çok pahalı hem de viskoz ve katı partikül içeren gıdaların pastörizasyon ve sterilizasyonu için uygun değildir. Ayrıca borulu ısı değiştiricilerde ısı yüzeyden ortaya doğru belli bir süre içerisinde transfer olduğu için boru yeterince uzun olmak zorundadır. Bu sorunlar uygun şekilde dizayn edilmiş dielektrik ısıtma sistemleri kullanılarak çözülebilir. 66
Uslu M.K., Certel M. Teknolojik Araştırmalar: GTED 2006 (3) 61-69 Çizelge 1. Dondurarak, Mikrodalga ve Radyo dalgaları ile kurutmanın, sıcak hava kullanılarak yapılan kurutma teknikleri ile karşılaştırılması [13]. Özellik Dondurarak Kurutma Mikrodalgayla Kurutma Radyo Dalgalarıyla Kurutma Kurutma Hızı - + + Esneklik - + + Güvenilirlik 0-0/- Yatırım Maliyeti - - - 0 Enerji Tüketimi + 0 0 Ürün rengi ++ + + Ürün Aroması ++ + + Besinsel Değeri ++ + + Mikrobiyal dayanıklılığı - + + Enzim inaktivasyonu - + + Mekaniksel dayanıklılığı - - - - Rehidrasyon kapasitesi ++ + + Rehidrasyondan sonra Tazelik ++ + + - -Çok negatif - negatif 0 etkisi yok + iyi ++ çok iyi Çözme Dielektrik ısıtma dondurulmuş gıdaların çözülmesinde de kullanılabilir. Geleneksel çözme metotlarında ısı, gıdanın termal iletkenliğine bağlı olarak farkı hızlarda yüzeyden içe doğru nüfus etmektedir. Gıdanın tazeliğini ve kalitesini korumak amacıyla çözme işlemi 2-4 C civarına ayarlanmış su banyolarında veya soğutucularda gerçekleştirilmektedir. Bu yüzden çözme işlemi oldukça uzun sürmektedir. Dielektrik ısıtma teknikleri ile gıdanın her tarafı homojen bir şekilde ısıtılabileceği için, kısa bir süre içerisinde çözülebilir. Dielektrik ısıtma bölgelerinde su elektromanyetik enerjiyi iyi bir şekilde absorbe ederken buz büyük ölçüde saydam olup ancak az bir kısmını absorbe edebilmektedir. Su ve buzun dielektrik özelliklerindeki bu farklılık bir takım sorunlara sebep olmaktadır. Zira dondurulmuş bir gıda 0 C ye kadar ısıtılırsa suyun katı formdan sıvı forma geçtiği bölgelerde sıcaklık hızla yükselecektir. Bu nedenle dielektrik ısıtma sistemleri kullanılarak çözülen örneklerin sıfır derecenin biraz altına kadar ısıtılıp daha sonra kendi kendine çözülmesi için bekletilmesi gerekmektedir. 13,6 MHz de çalışan radyo frekansının dielektrik ısıtıcı olarak kullanıldığı bir çalışmada -18 C de dondurulmuş 27.2 kg lık sığır karkasının - 3.8 C ye 16,3 dakikada, 20kg lık domuz karkasının -3,4 C ye 13,7 dakikada ve 4 kg lık hindi karkasının 67
Teknolojik Araştırmalar : GTED 2006 (3) 61-69 ise -2.4 C ye 7 dakikada (Çizelge 2) yükseldiği bulunmuştur [14]. Bu çalışmada en soğuk nokta ile en sıcak nokta arasındaki sıcaklık farkının sığır karkasında 1.5 C yi, domuz karkasında 1,3 C yi ve hindi karkasında da 0.9 C yi geçmemesi sistemin çözme işlemi için ideal olduğu şeklinde yorumlanmıştır. Çizelge 2. Radyo Frekanslı dielektrik ısıtıcı ile karkas çözme [14]. Sığır Domuz Hindi Ağırlık (kg) 27,2 20,0 4 Başlangıç sıcaklığı ( C) - 17,9-18,1-18,1 Çözmeden sonraki ortalama sıcaklık ( C) -3,8-3,4-2,4 Sıcaklık yükselmesi ( T) ( C) 14,2 14,6 15,7 Çözme süresi (dakika) 16,3 13,7 7,0 Dakikadaki sıcaklık artışı ( C/ dak.) 0,87 1,07 2,24 Güç (W/kg) 100 120 250 En yüksek sıcaklık ( C) -2,9-2,2-1,2 En düşük sıcaklık ( C) -4,4-3,5-2,1 Sıcaklık farkı ( C) 1,5 1,3 0,9 KAYNAKLAR 1. Çengel Y. A., Turner R. H. 2001. Fundamentals of Thermal-Fluid Sciences Mc.Grow Hill, New York. 1047 sayfa. 2. Fellows P. 1988. Food Processing Technology, Principles and practice. Ellis Horwood Ltd., Chichester 505 sayfa. 3. Mudgett R.E. 1986a. Electrical Properties of Foods in, Engineering Properties of Foods, Eds M.A. Rao and S.S.H. Risvi Marcel Dekker, Inc., New York, Basel, 544 sayfa. 4. Kolbe E.R., Park J. W., Wells J.H., Benjamin A.F., ZHAO Y. 2001. Capacitive Dielectric Heating System. United States Patent No. 6 303 166, 16 Ocak. 5. Ryynanen S., 1994. The Electromagnetic Properties of Food Materials: A Review of the Basic Principles. Journal of Food Engineering. 26, 409-429 6. Buffler, CR. 1993. Microwave cooking and processing: engineering fundamentals for the food scientist. New York: Van Nostrand Reinhold; 7. Singh, RP and Heldman, DR. 1993 Introduction to Food Engineering. San Diego: Academic Press, Inc. 8. Mudgett R.E., 1986b. Microwave properties and heating Characteristics of foods. Food Technology. (June) 84-93 68
Uslu M.K., Certel M. Teknolojik Araştırmalar: GTED 2006 (3) 61-69 9. Ikediala, J.N., Tang J., Drake, R. Neven L.G., 2000. Dielectric Properties of Apple Cultivars and Codling Moth Larve. Transactions of the ARAE. 43(5), 1175-1184 10. Vega-Mercado H., Gongora-Nito M.M., Barbosa-Canovas G.V. 2001. Advances in dehydration of foods. Journal of Food Engineering 49, 271-289 11. Schiffmann R.F., 1986. Food Product Development for Microwave Processing Food Technology. (June) 94-98 12. Clark, T.D, 1997. The Current Status Of Radio Frequency Post-Baking Drying Technology. The 72nd annual technıcal conference of the biscuit and cracker manufacturers' association. October 21, Texas. 13. Nijhuis, H.H, Torringa, H.M., Muresan S., Yuksel, D., Leguijt C., Kloek W., 1998. Aproaches to improving the quality of dried fruit and vegetable. Trends in Food Science and Technology 9, 13-20. 14. Yamamota Y. 2001. High Frequency Thawing Apparatus. United States Patent No. 6 247 395, 19 Haziran. 69