Geri Dön

Mikrodalga uygulama ile ısıl işlem sırasında sıvı ürünlerin sıcaklık değişimi ve sıcaklığın tekdüzeliği üzerine ürün dönme hızı ve viskozitesinin etkisi

Effects of rotation rate and viscosity on temperature increase and uniformity during microwave thermal processing of liquids

  1. Tez No: 541863
  2. Yazar: HÜSEYİN TOPÇAM
  3. Danışmanlar: PROF. DR. FERRUH ERDOĞDU
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Gıda Mühendisliği, Food Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2018
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: Ankara Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 136

Özet

Sıvı ürünlerin endüstriyel olarak ısıl işleminde genellikle konveksiyon ve kondüksiyon ile ısı transferine dayalı geleneksel sistemler kullanılmaktadır. Bu sistemlerle yapılan ısıl işlemlerde sterilizasyon ya da pastörizasyon değerine ulaşılması için gerekli proses süresince ürün içerisinde fazla işlem görmüş bölgeler oluşmaktadır. Bunun engellenmesi için endüstriyel üretimde mikrodalga kullanımına yönelim vardır. Ancak, mikrodalga sistemlerde, proses süresinde kısalma ve hacimsel ısınma gibi avantajlar olsa da ürün içerisinde meydana gelen tekdüze olmayan elektromanyetik alan dağılımı sebebiyle tekdüze olmayan bir sıcaklık dağılımı ortaya çıkmaktadır. Bunun engellenmesi için bu çalışmada, kesikli-sistem mikrodalgada elektromanyetik alan ve sıcaklık dağılımının belirlenmesi için bir matematik model geliştirilmiş, oluşturulan model iki farklı visikoziteye sahip olan su ve % 0,5 CMC çözeltisi için deneysel olarak doğrulanmış ve sonrasında model endüstriyel sürekli-akış mikrodalga sistem tasarımında kullanılmıştır. Tasarlanan sistemde ürün olarak tüm-sıvı yumurta kullanılmış ve ürüne verilen yatay dönme hareketi sayesinde ürün içerisindeki sıcaklık dağılımının tekdüze hale getirilmesi hedeflenmiştir. Yapılan çalışmalar sonucunda 4000 W mikrodalga gücünde çalışan ve ürün akış hızı 0,5 m/s olan sistemde dönme hızının ürün içerisindeki sıcaklık dağılımına etkisinin olumlu ve etkili olduğu belirlenmiştir. Sonrasında bu sistem geometrisi, mikrodalga enerjisinin daha verimli kullanılabilmesi için optimize edilmiş ve optimize edilen sistemde de ürün çıkış sıcaklık profilinin farklı dönme hızlarında daha tekdüze olabilmesi için sistem gücü ve sisteme ürün giriş hızı optimize edilerek endüstriye ilham vermesi ve üniversite-sanayi iş birliğini artırması umut edilen bir sistem tasarlanmıştır ve 8 rpm dönme frekansında çalışan bu sistemde, sistem çıkışında 0,6°C sıcaklık farkı elde edilmiştir.

Özet (Çeviri)

For thermal processing of liquid products, conventional methods, based on conductive and convective heat transfer, have been used. With these systems, it is common to face over-processing while trying to obtain the required lethality values. For this reason, use of innovative systems like continuous microwave systems are getting popular for industrial processes. Even though microwave systems have advantages like shorter process time and volumetric heating, it has also disadvantages like formation of non-uniform temperature distribution inside product due to the non-uniform electromagnetic field. In this study, a lab-scale microwave system was used to develop a mathematical model, and this model was experimentally validated using 2 liquids with different viscosities (water and 0.5 % CMC solution). After experimental validation, this model was used to design a continuous microwave system where liquid egg was the processed product. In this system, with the applied rotation, temperature distribution was aimed to be uniform. The effect of rotation rate on temperature uniformity in this system with 4000 W microwave power and 0.05 m/s inlet velocity was found to improve the uniformity. Then, geometry of this system was optimized for maximum energy absorption and used for optimization of microwave power and inlet velocity with the objective of achieving temperature uniformity at the exit of the system. As a result of the optimization studies, the 8 rpm rotation rate was determined to reduce the temperature difference at the exit of the system below 0.6 °C. The results of this study are planned to share with the stakeholders to develop further academy-industry partnered projects.

Benzer Tezler

  1. Bioactive components and protein content in black carrot leaves

    Siyah havuç yapraklarında biyoaktif bileşenler ve protein içeriği

    HATİCE ÇAMBEL

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2024

    Gıda Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. DERYA KAHVECİ KARINCAOĞLU

  2. Meyve suyu işlemede nanolif membran filtrasyon ve mikrodalga uygulamaları

    Nanofiber membrane filtration and microwave applications during fruit juice processing

    SAİDE BAŞAK ARIKAN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2016

    Gıda Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. FİLİZ ALTAY

  3. Mikrodalga hibritli kurutma ile bal kabağı cipsi üretiminin modellenmesi ve karakterizasyonu

    Characterization and modelling of pumpkin chips production with microwave assisted drying method

    MERVE GÜVEN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2015

    Gıda Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. NEŞE ŞAHİN YEŞİLÇUBUK

  4. Baryum magnezyum tantalat seramiklerinin dielektrik özelliklerine nadir toprak elementlerinin etkileri

    The effects of rare earth elements on dielectric properties of barium magnesium tantalate ceramics

    BERHAN ŞENER

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2020

    Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Malzeme Bilimi ve Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ NURİ SOLAK

  5. Effects of cold plasma treatment on the quality andantioxidant properties of mixed fruit juice

    Soğuk plazma uygulamasının karışık meyve suyunun kaliteve antioksidan özelliklerine etkileri

    ECRE ŞAHİNOĞLU

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2023

    Gıda Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ CELALE KIRKIN GÖZÜKIRMIZI