Bazı Egzotik Meyvelerin Yenilikçi ve Hibrit Yöntemler ile Kurutulması ve Fiziksel Özelliklerinin İncelenmesi

PINAR ATA

Bazı Egzotik Meyvelerin Yenilikçi ve Hibrit Yöntemler ile Kurutulması ve Fiziksel Özelliklerinin İncelenmesi

Tezin Türü: Yüksek Lisans

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Yıldız Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, KİMYA MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2022

Tezin Dili: Türkçe

Öğrenci: PINAR ATA

Danışman: Azmi Seyhun Kıpçak

Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu

Özet:

Meyveler yüksek vitamin ve mineral içeren besin gruplarıdır. Bu nedenle meyve tüketimi insan sağlığı için oldukça önemlidir. Öte yandan meyveler yüksek miktarda su içerir. Bu durumda meyve, yüksek enzimatik mikrobiyolojik aktivitesi nedeniyle bozulmaya en yatkın gıda ürünlerinden biridir. Bir meyve ürününün raf ömrünün arttırılması bu mikrobiyolojik aktivitenin durdurulması ile mümkündür. Bu çalışmada, farklı güç ve sıcaklık seviyelerinin guava ve çarkıfelek meyvesi numunelerinin kuruma kinetiği üzerindeki etkilerini incelemek için kızılötesi kurutma ve mikrodalga kurutma yöntemleri seçilmiştir. Kızılötesi kurutma için sıcaklık seviyeleri 60, 70 ve 80 ℃, mikrodalga kurutma için güç değerleri ise 140, 210 ve 350 W olarak seçilmiştir. Kurutma işlemine başlamadan önce nem miktarları guava için 5,0875 kg su / kg kuru madde, çarkıfelek meyvesi için 2,8889 kg su / kg kuru madde olarak hesaplanmıştır. Elde edilen veriler incelendiğinde, kızılötesi kurutulan guava numuneleri 60 ℃'de 0,2348 kg su / kg kuru madde, 70 ℃'de 0,2323 kg su / kg kuru madde, 80 ℃'de 0,2296 kg su / kg kuru maddeye kadar kurumuştur. Sıcaklığın 60 ℃'den 80 ℃'ye çıkartılması sonucu numunelerin kuruma süresi yarıya düşmüştür. Kurutma eğrilerinde artan, sabit ve azalan hız periyotlarının hepsi gözlemlenmiştir. Efektif nem difüzyonları 60, 70 ve 80 ℃ için sırası ile 4,85x10-10, 7,08x10-10 ve 1,09x10-9 olarak hesaplanmıştır. Aktivasyon enerjisi ise 39,42 kJ/mol olarak hesaplanmıştır. Aynı şekilde mikrodalga kurutma sonucu guava numuneleri 140 W'da 0,2314 kg su / kg kuru madde, 210 W'da 0,2338 kg su / kg kuru madde, 350 W'da 0,2350 kg su / kg kuru maddeye kadar kurumuştur. Güç değerinin 140 W'dan 350 W'a çıkarılması sonucu guava numuneleri 4 kat daha kısa sürede kurutulmuştur. Kurutma eğrilerinde yalnızca artan ve azalan hız periyotları gözlemlenmiştir. Efektif nem difüzyonları 140, 210 ve 350 W için sırası ile 1,73x10-8, 3,98x10-8 ve 6,45x10-8 olarak hesaplanmıştır. Aktivasyon enerjisi ise 421,86 kJ/mol olarak elde edilmiştir. Kızılötesi kurutulan çarkıfelek meyvesinden elde edilen deneysel sonuçlara bakıldığında numuneler 60 ℃'de 0,4891, kg su / kg kuru madde, 70 ℃'de 0,4364 kg su / kg kuru madde, 80 ℃'de 0,4226 kg su / kg kuru maddeye kadar kurumuştur. Sıcaklığın 60 ℃'den 80 ℃'ye çıkartılması sonucu numunelerin kuruma süresi 1,8 kat kısalmıştır. Kurutma eğrilerinde artan, sabit ve azalan hız periyotlarının hepsi gözlemlenmiştir. Efektif nem difüzyonları 60, 70 ve 80 ℃ için sırası ile 9,23x10-10, 1,19x10-9 ve 1,63x10-9 olarak hesaplanmıştır. Aktivasyon enerjisi ise 27,91 kJ/mol olarak hesaplanmıştır. Mikrodalgada kurutulan çarkıfelek meyvesi numunleri 140 W'da 0,1326 kg su / kg kuru madde, 210 W'da 0,1343 kg su / kg kuru madde, 350 W'da 0,1371 kg su / kg kuru maddeye kadar kurumuştur. Güç değerinin 140 W'dan 350 W'a çıkarılması sonucu çarkıfelek meyvesi numuneleri 3,6 kat daha kısa sürede kurutulmuştur. Kurutma eğrilerinde 140 W için artan, sabit ve azalan hız periyotlarının tümü gözlemlenmiştir. 210 W ve 350 W için yalnızca artan ve azalan hız periyodu gözlemlenmiştir. Efektif nem difüzyonları 140, 210 ve 350 W için sırası ile 2,29x10-8, 4,00x10-8 ve 7,86x10-8 olarak hesaplanmıştır. Aktivasyon enerjisi ise 392,93 kJ/mol olarak hesaplanmıştır. Hibrit kurutma yöntemi ile kurutulan ve ilk olarak içeriğindeki nem miktarının yarısı 60 ℃'de kızılötesi kurutulan, ardından geri kalan nem miktarı 140 W'da mikrodalga ile kurutulan çarkıfelek meyvesi 0,1168 kg su / kg kuru maddeye kadar kurutulmuştur. Bu işlemin tam tersi yapılarak içeriğindeki nem miktarının yarısı ilk olarak 140 W'da mikrodalgada kurutulan, ardından kalan nem miktarı 60 ℃'de kızılötesi kurutulan çarkıfelek meyvesi ise 0,1452 kg su / kg kuru maddeye dek kurutulmuştur. Her iki hibrit kurutma yöntemi için kurutma eğrileri çizilmiştir. Deneyler sonucu elde edilen kurutma eğrilerinin literatürde mevcut olan 15 ince tabaka kurutma modeline uygunluğunu incelemek amacıyla matematiksel modellemeleri yapılmıştır. Tüm modelleme sonuçları incelendiğinde, kızılötesi kurutulan guava için R2 , χ2 ve HKOK değerleri için elde edilen en yüksek ve en düşük veriler sırası ile; 0,999993 – 0,944826, 0,008627 – 0,000001, 0,070940 – 0,000824; mikrodalgada kurutulan guava için; 0,999968 – 0,965311, 0,009906 – 0,000013, 0,061450 – 0,001918, kızılötesi kurutulan çarkıfelek meyvesi için; 0,999979 – 0,923050, 0,020593 – 0,000003, 0,083941 – 0,001331, mikrodalgada kurutulan çarkıfelek meyvesi için; 0,999963 – 0,967535, 0,036862 – 0,000028, 0,060622 – 0,002160 arasında değişmiştir. Uygulanan 15 farklı kurutma modeli arasından en uygun modeller; kızılötesi kurutulan guava için Aghbashlo vd., Midilli ve İki Terimli Üstel, mikrodalgada kurutulan guava için Alibas, Midilli ve İki Terimli Üstel, kızılötesi kurutulan çarkıfelek meyvesi için Jena ve Das, Midilli ve Wang & Singh, mikrodalga kurutulan çarkıfelek meyvesi için Aghbashlo vd., Alibas ve İki Terimli Üstel olarak belirlenmiştir.