Doğu karadeniz bölgesinde yetişen yöresel ürünlerin dondurarak kurutma karakteristiklerinin incelenmesi
Investigation of freeze drying characteristics of local products grown in the eastern black sea region
- Tez No: 946505
- Danışmanlar: DOÇ. DR. BİROL ŞAHİN
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Dondurarak kurutma, Yeşil çay, Freeze drying, Green tea
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Recep Tayyip Erdoğan Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu tez çalışmasında, Karadeniz Bölgesi'nde yetişen dört farklı yöresel ürünün (ağaç kavunu, çay, kivi ve Trabzon hurması) farklı dilim kalınlıkları (3 mm, 5 mm ve 7 mm) ve kabin basınçlarında (0,008 mbar, 0,010 mbar ve 0,012 mbar) dondurarak kurutma karakteristikleri incelenmiştir. Kurutma kinetiğini analiz etmek amacıyla, nem oranı (MC), boyutsuz kütle kaybı oranı (MR) ve kuruma hızı (DR) parametrelerinin dondurarak kuruma sürecindeki zamana bağlı değişimleri incelenmiştir. Bu kapsamda, kurutma kinetiğinin belirlenmesi amacıyla 20 farklı matematiksel model ve 14 farklı değerlendirme kriteri kullanılmış, her bir ürünün kurutma sürecini en iyi tanımlayan model ve model denklemi belirlenmiştir. Deneylerden elde edilen veriler Yapay Sinir Ağı (YSA) modeline uygulanmış ve YSA'nın yalnızca MR tahmininde değil, aynı zamanda MC ve DR tahminlerinde de 0,9999 doğrulukla başarılı sonuçlar verdiği belirlenmiştir. YSA'nın sağladığı bu yüksek doğruluk, kurutma sürecinde meydana gelen karmaşık parametre değişimlerinin tahmin edilmesinde yapay zeka tekniklerinin etkinliğini göstermektedir. Matematiksel modeller, MR tahmininde 0,3038 ile 0,9999 arasında değişiklik gösterirken, YSA tüm parametrelerde istikrarlı ve yüksek bir doğruluğa ulaşmıştır. Ayrıca, dondurarak kurutma deneyleri sonrasında nihai ürünlerde renk analizi ve su aktivitesi ölçümleri yapılmıştır. Kabin basıncı ve dilim kalınlığı azaldıkça su aktivitesi değerlerinin düştüğü ve ürünlerin parlaklık (L*) ve sarılık/mavilik (b*) değerlerinin arttığı tespit edilmiştir. Bu durum, düşük basınçta kurutma işleminin hem nihai ürün kalitesini hem de raf ömrünü iyileştirdiğini göstermektedir. Ayrıca, dilim kalınlığının ve kabin basıncının azalması ile kurutma süresinde belirgin bir azalma olduğu da gözlenmiştir. Sonuç olarak, bu tez çalışmasında, yöresel ürünlerin dondurarak kurutma süreçlerinin optimizasyonu için elde edilen bulgular sunulup; kurutma teknolojilerinde YSA kullanımıyla birlikte hem ürün kalitesini artıracak hem de kurutma süresini azaltarak enerji verimliliğine katkı sunacak stratejilere yönelik önemli bilgiler verilmiştir. Çalışmanın, gıda endüstrisinde özellikle enerji ve kalite açısından etkin bir dondurarak kurutma süreci geliştirilmesine katkı sağlayacağı düşünülmektedir.
Özet (Çeviri)
The present thesis study investigates the freeze-drying characteristics of four distinct local products cultivated in the Black Sea Region (Citrus medica, tea, kiwi, and persimmon) at varying slice thicknesses (3 mm, 5 mm, and 7 mm) and cabin pressures (0.008 mbar, 0.010 mbar, and 0.012 mbar). The analysis of the drying kinetics was undertaken by examining the time-dependent variations of moisture content (MC), dimensionless moisture ratio (MR), and drying rate (DR) during the freeze-drying process. In this context, 20 different mathematical models and 14 evaluation criteria were employed to determine the drying kinetics. The model and corresponding equation that best described the drying behaviour of each product were identified. The experimental data were then applied to an Artificial Neural Network (ANN) model. The ANN model demonstrated a high degree of accuracy in predicting not only the dimensionless mass loss ratio (MR) but also the moisture content (MC) and the drying ratio (DR), achieving a remarkable accuracy of 0.9999. This high predictive performance of the ANN underscores the efficacy of artificial intelligence techniques in modelling the intricate parameter changes that occur during the drying process. While the mathematical models exhibited a broad spectrum of MR prediction accuracy (R² values ranging from 0.3038 to 0.9999), the ANN consistently demonstrated high accuracy across all parameters. Furthermore, a comprehensive color analysis and water activity measurement of the final products was conducted following the freeze-drying experiments. It was observed that decreasing the cabin pressure and slice thickness led to lower water activity values and increased brightness (L*) and yellowness/blueness (b*) values. The findings of this study indicate that the quality and shelf life of the final product is enhanced by drying under lower pressures. Furthermore, a substantial reduction in drying time was observed in response to decreased slice thickness and cabin pressure. In conclusion, the present thesis presents findings on the optimization of freeze-drying processes for local products and provides valuable insights into strategies that enhance product quality and reduce drying time through the integration of ANN-based modelling. It is anticipated that this study will contribute to the development of an effective freeze-drying process in the food industry, particularly in terms of energy efficiency and product quality.
Benzer Tezler
- Landsat uydusu aracılığı ile elde edilen görüntülerin sınıflandırılmaları ve bunlara ilişkin bilgisayar programlarının hazırlanması
Başlık çevirisi yok
G. FERZAN KÜÇÜKA
Yüksek Lisans
Türkçe
1985
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolEge ÜniversitesiBilgisayar Bilimleri ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. HALİS PÜSKÜLCÜ
- Realization of transmitter and receiver clock generation units and channel switching unit in a modified analog radio relay
Değiştirilen bir analog radyodaki verici ve alıcı saat üretimi birimleri ve kanal anahtarlama biriminin gerçekleştirilmesi
AYHAN BÜYÜKSEMERCİ
Yüksek Lisans
İngilizce
1987
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MURAT AŞKAR
- The Effect of government price support on wheat farming and wheat marketing in Turkey
Başlık çevirisi yok
GÜNEŞ GÜLSEN ÖZEL
Yüksek Lisans
İngilizce
1987
EkonomiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiYöneylem Araştırması Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HALİM DOĞRUSÖZ
- New algorithms and techniques for microprocessor-controlled PWM induction drives
Başlık çevirisi yok
OSMAN KÜKRER
Doktora
İngilizce
1987
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. H. BÜLENT ERTAN
- Effect of chymotrypsin on M1 type pyruvate kinase from rabbit muscle and L-type from sheep liver
Başlık çevirisi yok
NİLAY BAŞARAN
Yüksek Lisans
İngilizce
1987
BiyokimyaOrta Doğu Teknik ÜniversitesiBiyokimya Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. MERAL YÜCEL