Çeltiğin kuruma davranışının teorik olarak incelenmesi ve sonuçların elipsoid modele uygulanması

Abstract

Çeltik insanların gıda ihtiyacını karşılayan önemli bir kültür bitkisi olup hasat sırasında yüksek nem oranlarına sahiptir ve hasat sonrası uygun bir kurutma işleminden geçirilmelidir. Kurutmanın amacı böceklenme ve küflenmeyi önleyici bir ortam yaratarak ürünü korumaktır. Çeltiğin kurutulması genellikle ısıtılmış havanın cebri konveksiyonu yardımıyla gerçekleştirilir. Bu çalışmada küre, silindir ve elipsoid geometrili modeller için çeltiğin tek tabaka kuruma davranışı deneysel ve teorik olarak incelendi. Deneyler kuru baza göre nem oram %24 olan rocco tipi çeltik kullanılarak gerçekleştirildi. Deneylerde kurutma havası sıcaklıkları 40°C, 45°C 50°C, 55°C ve 60°C, kurutma havası hızı da 1.5 m/s alınmıştır. Teorik model olarak küre için Luikov (1968), silindir için Ece ve Cihan (1993), elipsoid için Lima ve Farias (2003) tarafından elde edilen ve 2.Fick yasasına dayanan, daimi olmayan rejimde sıvı difüzyon denkleminin çözümü kullanılmıştır. Küre ve silindir için teorik sonuçlan elde etmek için Fortran programlama dilinden istifade edilmiştir. Elipsoid model için sonuçları elde etmek için Mathematica programlama dilinden yararlanılmıştır. İzlenen prosedürün amacı kurutma sıcaklığına bağlı olarak elde edilmiş deneysel sonuçları referans alarak bir difüzyon katsayısı belirlemektir. Küre için, genel olarak teorik ve deneysel değerler arasında kabul edilebilir bir uygunluk söz konusu olmasına rağmen, verilen bir hacim için minimum yüzey alanına sahip geometrinin küre olması nedeniyle çeltik için küre modelinin kullanılması yüksek difüzyon katsayıları vermektedir. Küre, silindir ve elipsoid için teorik ve deneysel dataların karşılaştırılması grafikler halinde gösterilmiştir. Grafiklerde, analitik çözümlerin üretmiş olduğu datalar birbirine çok yakın olduğundan eğriler arasındaki farklılığı anlamak için farkların kareleri toplamının minimum değerlerine bakılabilir. Efektif difüzyon katsayısını belirlemek için kurutma havası sıcaklığına bağlı Arrhenius tipi bir korelasyon kullanılmıştır. Farkların kareleri toplamına bakıldığında, deneysel sonuçlara en yakın modelin elipsoid olduğu görülmektedir.