Soğuk akışkan yatak ile yapılan kurutma proseslerinde ısı ve kütle transferinin incelenmesi

Abstract

Tarih boyunca gıdaya olan ihtiyaç her zaman büyük önem taşımış, gıda maddelerini uzun süre saklayabilmek ve koruyabilmek için kurutma işlemi uygulanmıştır. Bu tezde kurutma, akışkan yataklı bir sistemde gerçekleştirilecektir. Akışkanlaşma işlemi, bir fan aracılığıyla basınçlandırılan havanın veya pompa aracılığıyla basınçlandırılan akışkanın, katı parçacıklar arasından, ürüne etki eden yer çekimi kuvvetini yenecek kadar yüksek hızla geçirilerek parçacıkların askıda tutulmasıdır. Malzeme ya da kurutulacak ürün havada askıda kalarak homojen bir yapı meydana gelir. Bu sayede sistemimizin içindeki ürün ya da malzeme bir akışkan gibi davranır. Akışkan yataklar, fiziksel ve kimyasal proses olarak sınıflandırılabilecek birçok endüstriyel uygulamada kullanılır. Deneyde kullanılan test düzeneğinin akışkan yataklı olması ile tanecikli ve parçacık yapısı uygun olanlar için daha hızlı bir kurutma sağlanmıştır. Deney sisteminde, kapalı sistem akışkan yatak ile tümleşik çalışan ısı pompası kullanılmıştır. Doğrudan ısı pompasının kullanılmasıyla, elektrik veya yakıt ile çalışan bir sisteme göre daha az enerji harcayarak kurutma işlemi gerçekleşmiştir. Kapalı bir sistem olması sonucu sisteme verdiğimiz enerjiyi dışarı atmayıp ısı pompası çevriminde tekrardan kullanarak enerjiden tasarruf edilmiştir. Ayrıca sistemin kapalı bir sistem olmasından dolayı havanın nem tutma özelliğinden en fazla şekilde faydalanılmıştır. Havanın ısıtılması kondenserde (yoğuşturucu) gerekliyse elektrikli ısıtıcıda, nem alma işlemi ise evaporatörde (buharlaştırıcı) yapılmıştır. Deneyde yeşil mercimek kurutulmuştur. Mercimeğin ölçüm sonucu bulunan minimum akışkanlaşma hızı 0,82 m/s olarak hesaplanmıştır. Kondenser kapasitesi 11,99 kW, elektrikli ısıtıcı kapasitesi 11,97 kW ve evaporatör kapasitesi 10,68 kW olarak hesaplanmıştır. Evaporatörde yoğuşan su miktarı ise 1,23 grnem/s, kurutma süresi ise 53 s olarak hesaplanmıştır.