Geri Dön

Radyo frekans yöntemi ile çözdürme işleminin matematiksel modellenmesi

Mathematical modeling of radio frequency thawing

  1. Tez No: 427787
  2. Yazar: RAHMİ UYAR
  3. Danışmanlar: PROF. DR. FERRUH ERDOĞDU
  4. Tez Türü: Doktora
  5. Konular: Gıda Mühendisliği, Food Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2015
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: Mersin Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 121

Özet

Dondurma prosesi gıda endüstrisinde, gıda ürünlerinin raf ömürlerinin artırılması ve kalitelerinin muhafaza edilebilmesi amacıyla yaygın olarak kullanılan bir yöntemdir. Dondurulmuş ürünlerin tüketilebilmesi veya bir proseste kullanılabilmesi amacıyla sıcaklıklarının donma noktasının üzerinde bir sıcaklığa çıkartılarak çözdürülmesi gerekmektedir. Endüstriyel anlamda, en yaygın olarak kullanılan çözdürme sistemleri konveksiyonla ısı transferi temelinde çalışan sistemlerdir. Yaygın olarak kullanılan geleneksel yöntemlerde prosesin uzun sürmesi ve kalite kayıplarının ekonomik anlamda işletme maliyetlerini etkilemesi nedeniyle bu sistemlerin yerini alacak hızlı ve güvenli bir çözdürme metoduna ihtiyaç duyulmaktadır. Dielektrik ısıtma yöntemlerinden birisi olan radyo frekans (RF) uygulaması, mikrodalga uygulamaya göre penetrasyon derinliğinin fazla olması ve ürün içerisinde hacimsel ısı enerjisi oluşturma özelliği ile, konvansiyonel sistemlere göre uygulama potansiyeli yüksek olan bir yöntem olarak kabul edilmektedir. Literatürde, farklı geleneksel sistemler ve mikrodalga uygulamaları kapsamında çözdürme işleminin matematiksel modellenmesi konusunda çok sayıda çalışma bulunurken, RF çözdürme işleminin modellenmesi konusunda bir çalışmaya rastlanmamıştır. Bu temelde, bu çalışmanın amacı RF çözdürme işlemi sırasında ürün içi sıcaklık dağılımının ve RF sistem içerisinde meydana gelen elektriksel alan dağılımının belirlenmesi amacıyla bir matematiksel modelin geliştirilmesi ve bu modelin farklı RF sistemlerde elde edilen deneysel veriler kullanılarak doğrulanmasıdır. Bu kapsamda, RF çözdürme işleminin modellenmesi amacıyla COMSOL (Comsol V. 3.5 ve V. 4,4, Comsol AB, Stockholm, Sweden) çoklu fizik programı kullanılarak bir çözdürme modeli geliştirilmiş, bu model kapsamında ağ bağımsızlık çalışmaları yapılmış ve model sonuçları 50 Ω'luk RF sistemler ile serbest salınımlı RF sistem geometrilerinde deneysel veriler kullanılarak doğrulanmıştır. Belirtilen içeriği ile, bu çalışmanın, gıda endüstrisinde kullanılabilecek RF çözdürme sistemlerinin tasarımı ve optimizasyonu açısından önemli bir çalışma olduğu düşünülmektedir.

Özet (Çeviri)

Freezing processes in food industry are applied to increase shelf-life of food products and preserve their quality during storage time and transport. Frozen food commodities, on the other hand, must be thawed at a certain temperature above their freezing point for consumption and further processing. Industrially used traditional thawing systems are based on the principle of convection heat transfer, and due to the longer thawing times experienced in these processes and quality losses, a faster and economically feasible thawing process is required. In this concept, radio-frequency (RF) application, a dielectric heating methodology, is accepted to have a certain potential compared to traditional systems with its longer penetration depth and ability to form volumetric heat generation inside the food products during processing. In the literature, there have been various mathematical modeling studies for traditional thawing systems and microwave processes while modeling studies about the application of RF thawing systems were not encountered. Therefore, the objective of this study was to develop a mathematical model to determine temperature distribution inside a frozen food product during thawing and electric field distribution inside the RF system and to validate this model with experimental data obtained from various RF systems. Based on this concept, an RF thawing model was developed using the COMSOL (Comsol V. 3.5 ve V. 4.4, Comsol AB, Stockholm, Sweden) multi-physics program, mesh independency studies were carried out, and the model was validated using the experimental data for 50 Ω and free running oscillator RF systems. With the given concept, this study was assumed to be significant for design and optimization of industrial RF thawing systems.

Benzer Tezler

  1. Donmuş tavuk etlerinde radyo frekans çözdürmenin kaliteye etkisi

    The effect of radio frequency defrosting on quality of frozen chicken meats

    ELİF BEYZA SAĞLAM

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2022

    Gıda MühendisliğiAnkara Üniversitesi

    Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. NURAY KOLSARICI

  2. Donmuş gökkuşağı alabalığında (Oncorhynchus mykiss) radyo frekans ve geleneksel çözündürme yöntemlerinin kaliteye etkisi

    The effect of radio frequency and traditional thawing methods on quality in frozen rainbow trout (Oncorhynchus mykiss)

    SEDA KARACA ÖZCAN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2021

    Gıda MühendisliğiAnkara Üniversitesi

    Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. NURAY KOLSARICI

  3. Giyilebilir algılayıcılar ile yaşamsal verilerin ölçülmesi iletilmesi ve görüntülenmesi

    Measuring transmitting and monitoring of vital body signs with wearable sensors

    MURAT GÜLER

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2007

    Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Disiplinlerarası Ana Bilim Dalı

    DOÇ.DR. ŞENİZ ERTUĞRUL

  4. Radyo frekans (RF) yöntemi ile araç tanıma ve kontrol sistemlerinin tasarım ve geliştirilmesi

    Desining and developing of the vechile recognition control systems by using RF method

    HACI BEKİR GÖKGÜNDÜZ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2008

    Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolSelçuk Üniversitesi

    Elektronik ve Bilgisayar Sistemleri Eğitimi Ana Bilim Dalı

    YRD. DOÇ. DR. CEMİL SUNGUR

  5. Rf-magnetron sıçratma yöntemi ile cam alttaşlar üzerine ZrO2 ince filmlerin oluşturulması ve elde edilen ince filmlerin karakterizasyonu

    ZrO2 thin film growth on glass substrates by rf- magnetron sputtering and characterizations of thin films

    PINAR KÖÇ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2016

    Mühendislik BilimleriAtatürk Üniversitesi

    Nanobilim ve Nanomühendislik Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ÖNDER ŞİMŞEK