Partikül içeren sıvı gıda ürünlerinin soğutulması amacıyla ısı değiştirici tasarımı
Heat exchanger design for cooling process of particulated liquid food products
- Tez No: 992175
- Danışmanlar: PROF. DR. FERRUH ERDOĞDU
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Gıda Mühendisliği, Food Engineering
- Anahtar Kelimeler: Isı değiştiriciler, Newton olmayan, Heat exchangers, Non-newtonyen
- Yıl: 2026
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Ankara Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu tez çalışmasında, gıda endüstrisinde yaygın olarak karşılaşılan Newtonumsu ve Newtonumsu olmayan, partikül içeren/içermeyen sıvı gıda ürünlerinin güvenli ve verimli şekilde işlenmesine yönelik akış ve ısı transferi analizleri incelenmiştir. Öncelikle dondurma miksi üzerinden gövde borulu ısı değiştiricilerde yaşanan termal strafikasyon problemi üzerinden bu ürünün işlenmesi amacıyla yüzey sıyırmalı ısı değiştiriciler önerilmiş ve farklı tasarım parametreleri (sıyırıcı sayıları, dönüş hızı, sıyırıcı geometrisi) incelenmiştir. Sıyırıcı sayısının ve dönüş hızının artması çıkış sıcaklığını olumlu etkilerken, sıyırıcının L geometride olması yine olumlu etki göstermiştir. Büyük hacimlerde ve karıştırıcı eleman içermeyen bir basınçlı kapta özellikle Newtonumsu olmayan bir akışkan içerisindeki sıvının termal strafikasyon problemi, giriş ve çıkış elemanları tasarımları iyileştirilmiş ve termal verimleri arttırılmıştır. Newtonumsu ve Newtonumsu olmayan sıvılar içerisindeki katı partiküllerin hareketi incelenmiş; deneysel çalışmalar ve literatür doğrulamaları ile desteklenmiştir. Deneyler, su ve %0,5 CMC çözeltisi içerisinde tek ve çoklu partiküllerin hareketlerini içerecek şekilde tasarlanmıştır. Partiküllerin sıvı yardımıyla hareketinin ve bu bağlamda oluşan sıvı-partikül, partikül-partikül ve partikül-duvar etkileşimleri için matematiksel model geliştirilmiştir. Tüm sonuçlar doğrultusunda, partikül içeren sıvı gıda ürünlerinin ısıtılması ve soğutulması için daldırılmış helisel borulu bir ısı değiştirici önerilmiş ve deneysel olarak doğrulanmıştır. Model doğrulamaları için kapalı çevrim bir test düzeneği tasarlanmış ve ısı değiştirici imalatı gerçekleştirilmiştir. Hem daldırılmış helisel borulu ısı değiştirici test düzeneği ile elde edilen veriler hem de sıvı içerisinde partiküllerin izlenmesi için geliştirilen matematiksel model ile hem su içerisindeki partiküllerin hem de CMC çözeltisi içeresindeki partiküllerin ısıtılması ve soğultulması sağlanmış ve partiküllerin sıcaklıkları hesaplanmıştır.
Özet (Çeviri)
The thesis investigates flow and heat transfer studies for the safe, effective processing of Newtonian/non-Newtonian liquid food products, with/without particulated, frequently utilized in food industry. The thermal stratification issue in shell-and-tube heat exchangers using ice cream mix led the proposal of scrapped-surface heat exchangers for product processing, leading to an investigation of several design parameters, including the number of scrapers, rotation speed, and scraper geometry. The increase of scraper number and rotation speed significantly influenced the outlet temperature, while L scraper configuration also yielded beneficial effects. Thermal stratification in liquids, especially non-Newtonian fluids, within a large pressure vessel devoid of stirring mechanism, was resolved by enhancing the designs of the inlet and outlet components and enhancing thermal efficiency. The trajectory of particles in Newtonian/non-Newtonian fluids was examined, confirmed by experiment and literature. Experiments were organized to include the motion of individual and multiple particles in water and CMC solution. Mathematical model was created to describe the motion of particles influenced by liquid, along with the interactions between liquid-particles, particle-particle, and particle-wall. Immersed helical tube heat exchanger was designed and experimentally confirmed for the heating and cooling of liquid food products containing particulates, based on the results observed. Closed-loop testing system was developed, and the heat exchanger was manufactured. The data obtained from the submerged helical tube heat exchanger test system and the mathematical model created for monitoring particles in the liquid were utilized to heat /cool the particles in both water and the CMC solution, and their temperatures were estimated.
Benzer Tezler
- Investigation of pine (Pinus nigra) bark extracts containing phenolic compounds
Fenolik bileşikler içeren karaçam (Pinus nigra) kabuğu ekstraktlarının incelenmesi
MERILYN AMLANI
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
Gıda MühendisliğiKastamonu ÜniversitesiGıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ SENEM YETGİN
- Zein or gelatin nanofibers loaded with au nanospheres, SnO2 or black elderberry extract used as active and smart packaging layers for various fish fillets
Altın nanokürecikleri, SnO2 veya kara mürver ekstresi ile yüklenen zein ve jelatin nanoliflerinin farklı balık filetoları için aktif ve akıllı ambalaj katmanı olarak kullanılması
TURGAY ÇETİNKAYA
Doktora
İngilizce
2022
Gıda Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiGıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FİLİZ ALTAY
DOÇ. DR. ZAFER CEYLAN
- Fortification of ayran (drinking yoghurt) with encapsulated cocoa hull waste extract by nano-liposomal sytems, shelf life and bioaccessibility studies
Ayran (içilebilir yoğurt'un) nano-lipozomal sistemler ile enkapsüle endilen kakao kabuğu atığı ekstraktı ile zenginleştirilmesi: Raf ömrü ve biyoyararlılık çalışması
GÖKÇE ALTIN
Yüksek Lisans
İngilizce
2016
Gıda Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiGıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. BERAAT ÖZÇELİK
- Püskürtmeli kurutucu tekniği ile farklı taşıyıcılar kullanılarak sentezlenmiş montelukast etkeni içeren kuru toz inhalasyon ürünlerinin karakterizasyonu
Characterization of dry powder inhalation products containing montelukast synthetized using different carriers by spray dryer technique
ELİF ŞAHİN
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Kimya Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. GÜLHAYAT SAYGILI
DOÇ. DR. PELİN BARAN
- Ekşi hamurlardan izole edilen Lactobacillus plantarum türünün dondurarak kurutulmasında farklı sütçülük yan ürünlerinin kriyoprotektif rollerinin belirlenmesi
Determination of the cryoprotective roles of different dairy by-products in the freeze-dried Lactobacillus plantarum isolated from sourdough
GAMZE ÜÇOK
Doktora
Türkçe
2020
BiyoteknolojiNecmettin Erbakan ÜniversitesiGıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ DURMUŞ SERT