Akışkan yatakta kurutma prosesinin incelenmesi

Abstract

Tarih boyunca gıdaya olan ihtiyaç her zaman büyük önem taşımıştır. Bu ihtiyaçtan dolayı gıda maddelerini uzun süre saklayabilmek ve koruyabilmek için gıda kurutması işlemi önem kazanmıştır. İlk zamanlarda doğal kaynaklardan yararlanılarak yapılan gıda kurutması işlemi için teknolojinin gelişmesiyle birlikte çeşitli sistemler oluşturulmuştur. Kurutma işleminde kurutma sıcaklığı ve kurutma hızı malzemeye göre değişmektedir. Kurutma işlemi sırasında malzemenin özelliklerine göre belirli bir sıcaklıktan yukarıya çıkılamaz. Sıcaklığın belirlenen kritik değerden fazla olmaması istenir. Bu nedenle kurutma süresi sıcaklıktan daha çok,kurutma havasının hızına bağlı olarak değişir. Dolayısıyla kurutma süresinin yeterince kısalabilmesi için kurutma havasının ürüne tam olarak nüfuz etmesi gerekir. Bununla birlikte kurutma işleminde sistemde havayı ısıtmak için verilen enerji en büyük sorunlardan biridir. Gıda kurutmasındaki enerji ekonomisi yüzünden son dönemlerde gıda kurutması işlemlerinde akışkan yatak kullanımı büyük önem kazanmıştır. Akışkan yatak sistemleri yakıt yakma sistemlerinden nükleer araştırmalara, medikal sistemlerden gıda kurutma sistemlerine kadar çok geniş bir yelpazede kullanılmaktadır. Son zamanlarda akışkan yataklı sistemlerin kullanımı yaygınlaşmıştır. Genel olarak yapılan araştırmalarda akışkan yataklı kurutma sistemleri laboratuar boyutlarında hazırlanıp extrapolasyon yapılarak büyük sistemlere adapte edilmektedir .Araştırmalarda yaşanılan en büyük zorluk akışkan yatağın yaratacağı basınç düşümünü simüle edebilmektir. Akışkan yatak sistemlerinde en büyük basınç düşümü akışkan yatak içerisinde oluşmaktadır. Akışkan yatak içerisinde oluşacak bu basınç düşümü için akışkan yatak içerisinde minimum akışkanlaştırma hızının bulunması gerekmektedir. Literatürde minimum akışkanlaştırma hızı için bir çok korelasyon bulunmaktadır, bunlar yapılan deneyler sonucu elde edilmiş ampirik ifadelerdir. Minimum akışkanlaştırma hızına göre akışkan yatak içerisinde oluşabilecek basınç düşümü hesaplanabilir. Bu tez çalışmasında literatürdeki minimum akışkanlaştırma hızını veren korelasyonlar için ayrı ayrı hesaplar yapılıp daha sonra bir akışkan yatak üzerinde fiziksel özellikleri bilinen maddeler için akışkanlaştırma işlemi incelenmiştir. İncelenen maddelerin ölçüm sonucu bulunan minimum akışkanlaştırma hızları, matematiksel korelasyonlar ile hesaplanan değerlerle karşılaştırılıp, gerçeğe en yakın değerler bulunmaya çalışılmıştır. Kurulması planlanan akışkan yataklı kurutma sistem için gerekli ekipmanlar ve özellikleri ayrıntılı bir şekilde anlatılmıştır