Salvo
Kayıtlı Üye
Akışkan Yataklı Kurutucu
Özet:
Laboratuvar ortamında gerçekleştirilen bu deneyde, %70 oranında su içeren mısır taneleri kurutulmuştur. Deney sonunda yapılan hesaplamalar uyarınca hsabit hızda kuruma’nın 14,82W/m2C, hazalan hızda kuruma değerinin ise 31,56W/m2C olduğu bulunmuştur.
Giriş ve literatür:
Bu deneyin amacı, akışkan yataklı kurutucunun kurutma işlemi sırasında gıda maddeleri üzerindeki etkilerini gözlemlemek, sistemin özelliği olan homojen kurutmanın etkilerini belirlemek ve sabit - azalan hızda kurutma için ısı iletim katsayılarını hesaplamaktır.
Ürünle kurutucu arasındaki yakın temas, akışkan yatak kurutucusu olarak adlandırılan kurutucu ile sağlanabilmektedir. Akışkan yatak kurutucular temel olarak, bir ısıtıcı, sıcaklık kontrol ünitesi, zaman ayarlayıcı ve sıcak hava üfleme fanından oluşmaktadır. Akışkan yatak kurutucunun prensibi; havanın, ürün partikülleri arasından, ürüne etki eden yer çekimi kuvvetini yenecek kadar yüksek hızla zorlanarak, partikülleri havada askıda tutmasıdır. Ürün, kurutma işlemi süresince havada askıda kalmakta ve aynı zamanda yatay olarak hareket etmektedir. Islak besleme yatağa yapılır. Kuru ürün ise alta yakın kenardan alınır. Bir partikül için yatakta kalış süresi 30-120 saniyedir. (Sadece yüzeydeki sıvı buharlaştığında). Ürün içindeki suyun buharlaşması da söz konusu ise 15-30 dakika olabilmektedir. Ufak parçacıklar alttan gönderilen gazın çıkıştaki kuru termometre sıcaklığına kadar ısıtılır. Sıcaklığa duyarlı ürünler soğuk ortamda kurutulmalıdır. Eğer kuru üründe ufak parçacıklar varsa bu beslemeden yada kırılmalardan dolayı olabilir: önemli miktarda katı çıkış gazı ile taşınabilir. Bu yüzden siklonlar ve filtreler çıkan küçük parçacıkların geri kazanımı için gereklidir. Genel olarak, bu uygulama sonunda ürünün nem içeriği oldukça düzgün bir dağılım gösterir. Partikülleri havada askıda tutmayı sağlayan hava hızları, üründen ürüne özellikle de partikül büyüklüğüne ve yoğunluğuna bağlı olarak değişir. Genel olarak hava hızları 0,05 m/s ile 0,75 m/sarasında değişmektedir. Kolayca akışkanlaştırılamayan ürünler için, normal tasarımda değişiklikler yapılır. Örneğin, vibratörlü taşıyıcı, havada partikül süspansiyonunun oluşmasına ve hatta daha düşük hava hızlarının kullanımına olanak sağlar. Fışkırtmalı (emzikli) akışkan yataklı kurutucu normal, orijinal tasarımın değişik bir şeklidir. Ürün partikülleri, kurutucu bölmeye dikey bir hava jeti yardımıyla süspansiyon haline getirilir. Hava jetinin ortasındaki partiküller gerekli kurumanın sağlanabilmesi için süspansiyonda tutulur. Temas süresi oldukça kısa olduğundan bu yaklaşım, diğer akışkan yatak tasarımları kadar etkin değildir.(1)
Akışkan yatak kurutucular granül ve kristal maddeler (partikül büyüklüğü 1-2 mm) için uygundur. Daha homojen kurumuş bir ürün için küçük partiküllü maddeler kullanılmalıdır. Endüstriyel alanda enzimler, tatlandırıcılar, yumurta albümini, mısır, bezelye, fasulye, şeker ve tuz bu yöntemle kurutulmaktadır. Ayrıca küçük parçalara ayrılmış et içinde kullanılmaktadır. Son dönemde domates çekirdekleri bu yöntemle kurutularak ihraç edilmektedir.(2-3)
Sürekli yada kesikli işlem gerçekleşebilir. Hızlı ve üniform ısı transferi, kısa kurutma süresi, kurutma kontrolü, taban alanı küçüklüğü açısından avantajlıdır. Güç gereksinimi diğer kurutuculara göre azdır.
Materyal:
Bu deneyde;
• Akışkan yataklı kurutucu
• Termometre
• Mısır
kullanılmıştır.
Metot:
• Deney için seçilen gıda maddesi kurutucu silindire alınmış, akışkanlaşma hızı ve yatak kalınlığı deneme yanılma yolu ile belirlenmiştir.
• Filtre torbası akışkan yatak üzerine geçirilmiş, tanelerin yataktan uzaklaşması engellenmiştir.
• Akışkan yatak silindirinin ağırlığı, boşken ve dolu iken kaydedilmiştir.
• Sıcaklık ayarlanmış, kurutma işlemi başlatılmıştır.
• Belirli zaman aralıklarında yaş ve kuru termometre sıcaklıkları ölçülmüş ve silindirin ve örneğin toplam ağırlığı kaydedilmiştir.
• Materyal ve silindir birlikte sabit ağırlığa gelene kadar kurutma işlemine devam edilmiştir.
• Kurutma süresi kaydedilmiştir.
Sonuçlar:
Kurutucudan verilen havanın kuru termometre sıcaklığı: TK=150 0C
Kurutucudan verilen havanın yaş termometre sıcaklığı: Ty=29 0C
Ürün başlangıç nemi: %70
Deneyde kullanılan mısır miktarı: ilk ağırlık-kabın darası= 3543,2-3068,2=475gr
Deney sonucunda elde edilen veriler ve hesaplamalar tablo1’de gösterilmiştir.
Tablo1: Deney sonucunda elde edilen veriler.
Kurutma Süresi(dk) Mısır ağırlığı(gr) Kuru Madde Miktarı(gr) Mısırın su miktarı(gr) m(grsu/grkm) dm/dt
0 475 142,5 332,5 2,333333333 0,070175
4 435 142,5 292,5 2,052631579 0,078246
6 412,7 142,5 270,2 1,896140351 0,065263
8 394,1 142,5 251,6 1,765614035 0,054386
10 378,6 142,5 236,1 1,656842105 0,040982
15 349,4 142,5 206,9 1,451929825 0,032281
20 326,4 142,5 183,9 1,290526316 0,026105
25 307,8 142,5 165,3 1,16 0,019649
30 293,8 142,5 151,3 1,061754386 0,018246
35 280,8 142,5 138,3 0,970526316 0,015439
40 269,8 142,5 127,3 0,893333333 0,013754
45 260 142,5 117,5 0,824561404 0,029193
50 239,2 142,5 96,7 0,678596491 0,009404
55 232,5 142,5 90 0,631578947 0,007298
60 227,3 142,5 84,8 0,595087719 0,006877
65 222,4 142,5 79,9 0,560701754
Tablo1’deki değerler göz önüne alınarak şekil1 ve şekil2’de gösterilen grafikler çizilmiştir.
Şekil1: Zamana karşı nem içeriği grafiği
Şekil2: Zamana karşı kuruma hızı grafiği
Sabit hızda kuruma
hsabit hızda kuruma = L*(Wbaşlangıç –Wkritik)/(A*(Tk-Ty)*t)
hsabit hızda kuruma=2761600*(2,333-0,97)/((150-29)*60*35)
hsabit hızda kuruma=14,82W/m2C
Azalan hızda kuruma;
hazalan hızda kuruma= L*In((Wkritik-Wdenge)/(W-Wdenge))/(A*t*(Tk-Ty))
hazalan hızda kuruma={2761300*In[(0,97-0,5607)/(0,6786-0,5607 )]}/[(65-50 )*60*(150-29)]
hazalan hızda kuruma=31,56W/m2C
Tartışma:
Gerçekleştirilen kurutma prosesi sonucunda ürünün nem içeriği %75,97 oranında azaltılmıştır. Bu oranın proses esnasında denge nemine ulaşılmadığı düşünülecek olursa daha yukarılara çekilebileceği görülmektedir. Deney sonrasında çizilen grafiklerde kritik nem değerinin belirlenmesi için gereken şekilde eğri elde edilememiştir. Bunun sebebi deney verilerinin toplanması sırasında gösterilmesi gereken özenin gösterilmemesi ve çalıştırılan aletten istenilen verimin alınamamasıdır. Deney sonunda duyusal analize tabi tutulan mısır tanelerinin oldukça yoğun bir halde olduğu belirlenmiştir.
Özet:
Laboratuvar ortamında gerçekleştirilen bu deneyde, %70 oranında su içeren mısır taneleri kurutulmuştur. Deney sonunda yapılan hesaplamalar uyarınca hsabit hızda kuruma’nın 14,82W/m2C, hazalan hızda kuruma değerinin ise 31,56W/m2C olduğu bulunmuştur.
Giriş ve literatür:
Bu deneyin amacı, akışkan yataklı kurutucunun kurutma işlemi sırasında gıda maddeleri üzerindeki etkilerini gözlemlemek, sistemin özelliği olan homojen kurutmanın etkilerini belirlemek ve sabit - azalan hızda kurutma için ısı iletim katsayılarını hesaplamaktır.
Ürünle kurutucu arasındaki yakın temas, akışkan yatak kurutucusu olarak adlandırılan kurutucu ile sağlanabilmektedir. Akışkan yatak kurutucular temel olarak, bir ısıtıcı, sıcaklık kontrol ünitesi, zaman ayarlayıcı ve sıcak hava üfleme fanından oluşmaktadır. Akışkan yatak kurutucunun prensibi; havanın, ürün partikülleri arasından, ürüne etki eden yer çekimi kuvvetini yenecek kadar yüksek hızla zorlanarak, partikülleri havada askıda tutmasıdır. Ürün, kurutma işlemi süresince havada askıda kalmakta ve aynı zamanda yatay olarak hareket etmektedir. Islak besleme yatağa yapılır. Kuru ürün ise alta yakın kenardan alınır. Bir partikül için yatakta kalış süresi 30-120 saniyedir. (Sadece yüzeydeki sıvı buharlaştığında). Ürün içindeki suyun buharlaşması da söz konusu ise 15-30 dakika olabilmektedir. Ufak parçacıklar alttan gönderilen gazın çıkıştaki kuru termometre sıcaklığına kadar ısıtılır. Sıcaklığa duyarlı ürünler soğuk ortamda kurutulmalıdır. Eğer kuru üründe ufak parçacıklar varsa bu beslemeden yada kırılmalardan dolayı olabilir: önemli miktarda katı çıkış gazı ile taşınabilir. Bu yüzden siklonlar ve filtreler çıkan küçük parçacıkların geri kazanımı için gereklidir. Genel olarak, bu uygulama sonunda ürünün nem içeriği oldukça düzgün bir dağılım gösterir. Partikülleri havada askıda tutmayı sağlayan hava hızları, üründen ürüne özellikle de partikül büyüklüğüne ve yoğunluğuna bağlı olarak değişir. Genel olarak hava hızları 0,05 m/s ile 0,75 m/sarasında değişmektedir. Kolayca akışkanlaştırılamayan ürünler için, normal tasarımda değişiklikler yapılır. Örneğin, vibratörlü taşıyıcı, havada partikül süspansiyonunun oluşmasına ve hatta daha düşük hava hızlarının kullanımına olanak sağlar. Fışkırtmalı (emzikli) akışkan yataklı kurutucu normal, orijinal tasarımın değişik bir şeklidir. Ürün partikülleri, kurutucu bölmeye dikey bir hava jeti yardımıyla süspansiyon haline getirilir. Hava jetinin ortasındaki partiküller gerekli kurumanın sağlanabilmesi için süspansiyonda tutulur. Temas süresi oldukça kısa olduğundan bu yaklaşım, diğer akışkan yatak tasarımları kadar etkin değildir.(1)
Akışkan yatak kurutucular granül ve kristal maddeler (partikül büyüklüğü 1-2 mm) için uygundur. Daha homojen kurumuş bir ürün için küçük partiküllü maddeler kullanılmalıdır. Endüstriyel alanda enzimler, tatlandırıcılar, yumurta albümini, mısır, bezelye, fasulye, şeker ve tuz bu yöntemle kurutulmaktadır. Ayrıca küçük parçalara ayrılmış et içinde kullanılmaktadır. Son dönemde domates çekirdekleri bu yöntemle kurutularak ihraç edilmektedir.(2-3)
Sürekli yada kesikli işlem gerçekleşebilir. Hızlı ve üniform ısı transferi, kısa kurutma süresi, kurutma kontrolü, taban alanı küçüklüğü açısından avantajlıdır. Güç gereksinimi diğer kurutuculara göre azdır.
Materyal:
Bu deneyde;
• Akışkan yataklı kurutucu
• Termometre
• Mısır
kullanılmıştır.
Metot:
• Deney için seçilen gıda maddesi kurutucu silindire alınmış, akışkanlaşma hızı ve yatak kalınlığı deneme yanılma yolu ile belirlenmiştir.
• Filtre torbası akışkan yatak üzerine geçirilmiş, tanelerin yataktan uzaklaşması engellenmiştir.
• Akışkan yatak silindirinin ağırlığı, boşken ve dolu iken kaydedilmiştir.
• Sıcaklık ayarlanmış, kurutma işlemi başlatılmıştır.
• Belirli zaman aralıklarında yaş ve kuru termometre sıcaklıkları ölçülmüş ve silindirin ve örneğin toplam ağırlığı kaydedilmiştir.
• Materyal ve silindir birlikte sabit ağırlığa gelene kadar kurutma işlemine devam edilmiştir.
• Kurutma süresi kaydedilmiştir.
Sonuçlar:
Kurutucudan verilen havanın kuru termometre sıcaklığı: TK=150 0C
Kurutucudan verilen havanın yaş termometre sıcaklığı: Ty=29 0C
Ürün başlangıç nemi: %70
Deneyde kullanılan mısır miktarı: ilk ağırlık-kabın darası= 3543,2-3068,2=475gr
Deney sonucunda elde edilen veriler ve hesaplamalar tablo1’de gösterilmiştir.
Tablo1: Deney sonucunda elde edilen veriler.
Kurutma Süresi(dk) Mısır ağırlığı(gr) Kuru Madde Miktarı(gr) Mısırın su miktarı(gr) m(grsu/grkm) dm/dt
0 475 142,5 332,5 2,333333333 0,070175
4 435 142,5 292,5 2,052631579 0,078246
6 412,7 142,5 270,2 1,896140351 0,065263
8 394,1 142,5 251,6 1,765614035 0,054386
10 378,6 142,5 236,1 1,656842105 0,040982
15 349,4 142,5 206,9 1,451929825 0,032281
20 326,4 142,5 183,9 1,290526316 0,026105
25 307,8 142,5 165,3 1,16 0,019649
30 293,8 142,5 151,3 1,061754386 0,018246
35 280,8 142,5 138,3 0,970526316 0,015439
40 269,8 142,5 127,3 0,893333333 0,013754
45 260 142,5 117,5 0,824561404 0,029193
50 239,2 142,5 96,7 0,678596491 0,009404
55 232,5 142,5 90 0,631578947 0,007298
60 227,3 142,5 84,8 0,595087719 0,006877
65 222,4 142,5 79,9 0,560701754
Tablo1’deki değerler göz önüne alınarak şekil1 ve şekil2’de gösterilen grafikler çizilmiştir.
Şekil1: Zamana karşı nem içeriği grafiği
Şekil2: Zamana karşı kuruma hızı grafiği
Sabit hızda kuruma
hsabit hızda kuruma = L*(Wbaşlangıç –Wkritik)/(A*(Tk-Ty)*t)
hsabit hızda kuruma=2761600*(2,333-0,97)/((150-29)*60*35)
hsabit hızda kuruma=14,82W/m2C
Azalan hızda kuruma;
hazalan hızda kuruma= L*In((Wkritik-Wdenge)/(W-Wdenge))/(A*t*(Tk-Ty))
hazalan hızda kuruma={2761300*In[(0,97-0,5607)/(0,6786-0,5607 )]}/[(65-50 )*60*(150-29)]
hazalan hızda kuruma=31,56W/m2C
Tartışma:
Gerçekleştirilen kurutma prosesi sonucunda ürünün nem içeriği %75,97 oranında azaltılmıştır. Bu oranın proses esnasında denge nemine ulaşılmadığı düşünülecek olursa daha yukarılara çekilebileceği görülmektedir. Deney sonrasında çizilen grafiklerde kritik nem değerinin belirlenmesi için gereken şekilde eğri elde edilememiştir. Bunun sebebi deney verilerinin toplanması sırasında gösterilmesi gereken özenin gösterilmemesi ve çalıştırılan aletten istenilen verimin alınamamasıdır. Deney sonunda duyusal analize tabi tutulan mısır tanelerinin oldukça yoğun bir halde olduğu belirlenmiştir.