Gıda Kurutma Fırınında Dış Yalıtımın Kurutma Süresine ve Enerji Tüketimine Etkisi

Deneysel olarak yapılan çalışmada mikro denetleyici ile yönetilen, daha önceden tasarlanıp imalatı yapılan, Gıda Kurutma Fırınında (GKF) cam yünü ve taş yünü yalıtımının enerji tüketimine ve kurutma süresine etkisi incelenmiştir. Kurutulacak gıda olarak elma seçilmiş ve yalıtımlı-yalıtımsız bulguları karşılaştırabilmek amacı ile deneylerin tamamı 80 °C de yapılmıştır. Ağırlığın ölçümü için fırın dışına çıkartarak ölçüm yapıp tekrar fırın içine alıp kurutmaya devam etmek gibi ölçme cihazı hatalarını azaltmak amacı ile mikrodenetleyici içeren arduino kartı yük hücresi kullanılarak bu ölçüm hatası en aza indirilmiştir. Kurutmada yalıtımsız yapılan deneyler 240 dakika cam yünü ve taş yünü yalıtımı ile yapılan deneyler ise 330 dakika sürmüştür. Yalıtımsız deneylerin ortalama (aritmetik) elektrik tüketimi 0,15 kWh, cam yünü ve taş yünü ortalama (aritmetik) elektrik tüketimi 0,1 kWh değerlerinde seyrettiği görülmüştür. Tüm deneylerin kümülatif elektrik tüketimi cam yününde 1,287 kWh, taş yününde 1,265 kWh ve yalıtımsızda 1,420 kWh olmuştur. Yalıtımlı-yalıtımsız enerji tüketimi karşılaştırıldığında % 10,97 enerji tasarrufu elde edilmiştir. 60-120. dakika aralığında özgül enerji tüketimi (SEC) 10 kWh/kgsu aralığında seyrederek yalıtımsızda 150. dakikadan yalıtımlıda ise 240. dakikadan sonra keskin bir artışa geçmiştir. Özgül nem çekme oranı (SMER) 60-90 dakika aralığında tepe noktasına ulaşmış 0,14-0,16 kgsu/kWh aralığında değerler almıştır. Devamında 180. dakika ya kadar keskin bir azalma elde edilmiştir. 180. dakikadan sonra taş yünü ve cam yünü SMER’i 0,40 kgsu/kWh yakınlarında yalıtımsız deneylerin SMER’i 0,20 yakınlarında değerler almıştır.

Anahtar Kelimeler:

Gıda kurutma fırınında yalıtım, Gıda kurutma fırınında enerji tüketimi, Elma kurutma

Effect of External Insulation on Drying Time and Energy Consumption in Food Drying Oven

In the experimental study, the effect of glasswool and rockwool insulation on energy consumption and drying time in food drying oven (GKF), which was previously designed and manufactured by microcontroller, was investigated. The apple was selected as the food to be dried and all the tests were done at 80 ° C in order to compare the insulated and non-insulated findings. This measurement error is minimized by using an arduino card load cell with microcontroller to reduce measurement device errors, such as measuring the weight, taking it out of the oven and taking it back into the oven and continuing to dry. The experiments carried out without insulation in the drying period lasted 240 minutes, while the glass wool and rockwool insulation tests lasted for 330 minutes. The average (arithmetic) electricity consumption of the uninsulated experiments was 0.15 kWh and the average (arithmetic) electricity consumption of glass wool and rock wool was 0.1 kWh. The cumulative electricity consumption of all experiments was 1,287 kWh in glass wool, 1,265 kWh in rock wool and 1,420 kWh in uninsulated. Compared to uninsulated and uninsulated energy consumption, 10,97% energy savings were achieved. 60-120. Specific Energy Consumption (SEC) in the range of 10 kWh / kg water range in the minute interval and after a staggering increase from 150 minutes in a non-insulated area after 240 minutes. The Specific Moisture Extraction Rate (SMER) reached its peak in the range of 60-90 minutes and received values in the range of 0.14-0.16 kg / kWh. Thereafter, a sharp reduction of up to 180 minutes was obtained. After 180 minutes, SMER of rockwool and glasswool was found to be 0,4 kg kg / kWh.

Keywords:

Food drying oven insulation, Energy consumption in food drying oven, Apple drying,

PDF

___

[1] Food and Agriculture Organization of the United Nations (2018): http://www.fao.org/statistics/en.
[2] Kılıç F., Köse, A., Meyve-Sebze Kurutma Makineleri İçin Arduino Tabanlı Neme Duyarlı Fan Kontrol Tasarımı. In 1st International Turkish World Engineering and Science Congress Antalya, (2017).
[3] Bradford, K.J., Dahal, P., Asbrouck, J.V., Kunusoth, K., Bello, P., Thompson, J., Wu, F., The dry chain: Reducing postharvest losses and improving food safety in humid climates. Trends in Food Science & Technology, 71(84-93), (2018).
[4] Jiang, N., Liu, C., Li, D., Zhang, Z., Liu, C., Wang, D., Niu, L., Zhang, M., Evaluation of freeze drying combined with microwave vacuum drying for functional okra snacks: Antioxidant properties, sensory quality, and energy consumption. LWT - Food Science and Technology, 82(216-226), (2017).
[5] Aktas, M., Gonen, E., Bay Leaves Drying in a Humidity Controlled Heat Pump Dryer. Journal of the Faculty of Engineering and Architecture of Gazi University, 29(2)(433-441), (2014).
[6] Variyenli, H.İ., Özdemir, M.B., Kaçmaz, H., Kılıç, F. Farklı Tipteki Güneş Ocaklarının Tasarımı, İmalatı ve Performanslarının Deneysel İncelenmesi. Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi Part:C, 2(4)(333-342), (2014).
[7] Mukherjee, S., Asthana, A., Howath, M., Mcneill, R., Frisby, B., Achieving Operational Excellence for Industrial Baking Ovens. Energy Procedia, 161(395-402), (2019).
[8] Davidson, I., Chapter 16 - Oven Efficiency, in Biscuit Baking Technology (Second Edition), I. Davidson, Editor. Academic Press, (253-267), (2016).
[9] Davidson, I., Chapter 17 - Oven Inspection and Audit, in Biscuit Baking Technology (Second Edition), I. Davidson, Editor. Academic Press, (269-291). (2016).
[10]Davidson, I., Chapter 9 - Heat Recovery System, in Biscuit Baking Technology (Second Edition), I. Davidson, Editor., Academic Press, (157-161), (2016).
[11]Davidson, I., Chapter 10 - Oven Conveyor Bands, in Biscuit Baking Technology (Second Edition), I. Davidson, Editor. Academic Press, (163-183), 2016.
[12]Pfeifer, H., Industrial Furnaces - Status and Research Challenges. Energy Procedia, 120(28-40), (2017).
[13]Walker, C.E., (2016). Oven Technologies, in Encyclopedia of Food Grains (Second Edition), C. Wrigley, et al., Editors. Oxford: Academic Press, 325-334.