YENĠ TĠP DOĞRUDAN DEĞMELĠ KURUTUCUNUN GELĠġTĠRĠLMESĠ ve REYHAN ( Ocimum basilicum L.) BĠTKĠSĠNĠ KURUTMA PERFORMANSININ BELĠRLENMESĠ
Emel ĠNAN
Y.Lisans Tezi Tarım Makinaları Anabilim Dalı DanıĢman: Doç Dr. Sefa TARHAN
2010
2 T.C.
GAZĠOSMANPAġA ÜNĠVERSĠTESĠ FEN BĠLĠMLERĠ ENSTĠTÜSÜ TARIM MAKĠNALARI ANABĠLĠM DALI
Y.LĠSANS TEZĠ
YENĠ TĠP DOĞRUDAN DEĞMELĠ KURUTUCUNUN GELĠġTĠRĠLMESĠ ve REYHAN ( Ocimum basilicum L.) BĠTKĠSĠNĠ KURUTMA PERFORMANSININ
BELĠRLENMESĠ
Emel ĠNAN
TOKAT 2010
BaĢkan : Doç. Dr. Sefa TARHAN İmza : Üye : Prof. Dr. Gazanfer ERGÜNEġ İmza : Üye : Doç. Dr. Ġsa TELCĠ İmza :
Yukarıdaki sonucu onaylarım
Prof. Dr. Metin YILDIRIM
Enstitü Müdürü
Tarih (Ġmza)
4
TEZ BEYANI
Tez yazım kurallarına uygun olarak hazırlanan bu tezin yazılmasında bilimsel ahlak kurallarına uyulduğunu, baĢkalarının eserlerinden yararlanılması durumunda bilimsel normlara uygun olarak atıfta bulunulduğunu, tezin içerdiği yenilik ve sonuçların baĢka bir yerden alınmadığını, kullanılan verilerde herhangi bir tahrifat yapılmadığını, tezin herhangi bir kısmının bu üniversite veya baĢka bir üniversitedeki baĢka bir tez çalıĢması olarak sunulmadığını beyan ederim.
ÖZET
Y.Lisans Tezi
YENĠ TĠP DOĞRUDAN DEĞMELĠ KURUTUCUNUN GELĠġTĠRĠLMESĠ ve REYHAN ( Ocimum basilicum L.) BĠTKĠSĠNĠ KURUTMA PERFORMANSININ
BELĠRLENMESĠ
Emel ĠNAN
GaziosamanpaĢa Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Tarım Makinaları Anabilim Dalı
DanıĢman: Doç. Dr. Sefa TARHAN
Kurutma, tıbbi ve aromatik bitkilerin hasat sonrası sahip oldukları yüksek nem içeriğinden güvenli depolama son nem seviyesine ( % 9-11 yb) düĢürmek için yaygın olarak kullanılan bir iĢlemdir. Kurutma iĢleminin ana hedefi, ürün kalitesinde herhangi bir bozulmaya imkan vermeden ürün nemini en kısa sürede ve en az enerji harcayarak son nem değerine düĢürmektir. 15 kg kıyılmıĢ reyhan bitkisi doğrudan değmeli kurutucuda farklı kurutma Ģartlarında kurutulmuĢtur. Bir adet kurutma masası, bir adet hareketli karıĢtırma/havalandırma arabası, iki adet elektrikli sus ısıtıcı/depo ve bir adet kontrol ünitesinden meydana gelen doğrudan değmeli kurutucu ürüne kurutma için gerekli enerjiyi ısı iletimi ve taĢınımı yöntemleriyle aktarmaktadır. Depolarda ısıtılan sıcak su kurutma masası tabanına monte edilen ve bakır borudan yapılmıĢ serpantin içerisinde dolaĢtırılarak kurutma yapılmıĢtır. AraĢtırma kapsamında dört farklı kurutma programı kullanılmıĢtır. Bunlar; sabit sıcaklıkta, kademeli sıcaklıkta, dalgalı sıcaklıkta ve havalandırma/karıĢtırmanın olmadığı kurutma programlarıdır. Kurutma denemeleri iki tekerrürlü yapılmıĢtır. ÇalıĢma kapsamında reyhanın kuruma süreleri, renk değerleri, uçucu yağ değerleri ve enerji tüketim miktarları belirlenmiĢtir. Ayrıca, kuruma eğrilerini tanımlamak için uygun ince tabaka kurutma modellerinin seçimi yapılmıĢtır. Reyhan kurutma denemelerinin tamamlanma süreleri 24 saat ile 33 saat arasında değiĢmiĢtir. Sabit sıcaklıkta ve karıĢtırma/havalandırmanın yapılmadığı kurutma denemeleri en uzun sürede (ortalama 31,5 saat) tamamlanırken kademeli ve dalgalı sıcaklıkta kurutma denemeleri en kısa sürede (ortalama 25,5 saat) tamamlanmıĢtır. En yüksek enerji (ortalama 44 kWh) tüketimi havalandırma/karıĢtırmanın yapılmadığı kurutma denemelerinde elde edilirken, en düĢük enerji tüketimi ( ortalama 33,54 kWh) sabit sıcaklıktaki kurutma denemelerinde elde edilmiĢtir. Page eĢitliği ve Logaritmik model birbirine yakın ve en iyi tahminleme baĢarısına sahip olmuĢtur. Taze reyhan örneklerinin renk değerlerinde istatistiki farklar bulunmuĢtur.
ii
ii
Bu farklılıkların bitkilerin olgunluk seviyeleri ve hasat zamanlarındaki değiĢimlerden kaynaklandığı tahmin edilmektedir. Doğrudan değmeli kurutucuda kurutulan reyhan yapraklarının renklerinde önemli değiĢimler meydana gelmiĢtir. Kurutmadan en fazla yaprakların parlaklık (L*) ve yeĢil/kırmızılık (a*) değerleri etkilenirken, sarılık/mavilik (b*) değeri ise daha az etkilenmiĢtir. Uygulanan sıcaklık profilleri, renk değiĢimine birbirlerinden farklı etkiler yapmamıĢtır. Diğer taraftan ise karıĢtırma/havalandırma iĢleminin yapılmaması renk değiĢimini yavaĢlatmıĢtır. Taze reyhan örneklerinin uçucu yağ oranları % 0,80-0,85’tir. Sabit sıcaklıkta, kademeli sıcaklıkta ve dalgalı sıcaklıkta kurutma programlarında yapılan reyhan kurutma iĢlemi uçucu yağ oranlarında ortalama % 40 kayıplara sebep olmuĢtur. Taze reyhanların uçucu yağı içerisinde bulunan en önemli bileĢenler: linalol (%16,67-24,58) ve eugenol (% 7,31-12,64)’dır. Kurutma iĢlemi reyhanların linalol içeriğini (% 26,70-33,04) farklı seviyelerde artırmıĢtır. Doğrudan değmeli kurutucuda uçucu yağ kaybına sebep olan etkenin karıĢtırmaya bağlı mekanik zedelenme olduğu düĢünülmektedir. Bu sebeple, karıĢtırma sıklığının her 20 dakikada bir kez yerine daha uzun sürelerde yapılması gerekmektedir.
2010, 113 Sayfa
Anahtar kelimeler: Kurutma, Tıbbı ve aromatik bitkiler, Kurutma performansı, Uçucu
ABSTRACT
Ms Thesis
THE DEVELOPMENT OF A NEW CONTACT DRYERand DETERMINATION
OF ITS PERFORMANCE OF DRYING BASIL (Ocimum basilicum L.)
Emel ĠNAN
GaziosmanpaĢa University
Graduate School of Natural and Applied Sciences Department of Agricultural Machinery Supervisor: Assoc. Prof. Dr. Sefa TARHAN
Drying is a process commonly used to decrease the high moisture content of newly-harvested medicinal and aromatic plants to their safe storage moisture content (9-11 %, wb). The main target of drying process is to complete drying in the shortest time as possible by consuming less energy and keeping product quality high. 15 kg chopped basil materials were dehydrated by using the contact dryer in each trial. The contact dryer which has a drying table, a mobile mixing/aeration car, a control unit and two water heaters/tanks transfers heat to the drying materials by conduction and convection. The hot water was circulated in the serpentine of copper pipe mounted on the bottom of drying table. Four different drying programs were considered in this study. They were the drying at constant temperature profile, the drying at the profile of stepwisely-increased temperature up to a selected maximum value, the drying at wave-shaped temperature profile and the drying at no mixing/aeration. The drying trials were done with two replicates. The basil drying performance of contact dryer was investigated in terms of drying completion time, energy consumption, color change and the changes of essential oil content and compositions In addition, the drying curves of basil were mathematically described by three thin layer drying models (Page’s equation, Logarithmic equation and Two-term equation). The longest drying completion time (31,5 hours on average) was obtained for the drying trials at both no mixing/aeration and constant drying temperature while the shortest drying completion time (25,5 hours on average) was obtained for the drying trials at both stepwise drying temperature and wave-shaped drying temperature. The highest energy consumption (44 kWh on average) was obtained for the drying at no mixing/aeration while the lowest energy consumption (33,54 kWh on average) was obtained for the drying at constant temperature. The numerical values of model evaluation criteria showed that Page’s equation and Logarithmic equation performed well. Duncan test was done to compare the results of color values (L*, a* and b*) of fresh and dried basils.
iv
iv
The color values of fresh basils showed statistically differences among themselves. The reasons of these differences can be the variations in harvest time and the maturation stage of harvested basils. Drying caused statistically important changes in the initial color values of basil. However, no mixing/aeration decreased color change. Brightness (L*) and redness (a*) were more sensitive to drying than yellowness (b*). The essential oil amount of fresh basil was found to be 0.83-8.85 %. Drying basil without mixing and aeration retained the essential oil content of basil while the other three programs caused ~40 % reduction. Two major essential oils found in the fresh basil were linalool (16.67-24.58 %) and eugenol (7.31-12.64 %). Drying process increased the linalool amount (26,70-33,04%) in the dried basil at varying extents. It is thought that mixing/aeration increases essential oil lost and color change since it causes mechanical damage in basil leaves. Therefore, the frequency of mixing and aeration in stead of every 20 minutes during basil drying should be decreased to reduce mechanical damage.
2010, 113 Pages
Keywords: Drying, Aromatic plants, Drying kinetics, Essential oil analysis, Color
TEġEKKÜR
Lisans ve Yüksek lisans öğrenimimin ilk gününden bu yana desteğini esirgemeyen ve değerli görüĢleriyle bana yol gösteren danıĢman hocam Doç. Dr. Sefa TARHAN’a ve hocalarım Prof. Dr. Gazanfer ERGÜNEġ ve Doç. Dr. Ġsa TELCĠ’ye desteklerini benden esirgemeyen çalıĢma arkadaĢlarım Bülent KORUCU, ArĢ. Gör. Hakan POLATÇI, Erdal BAYRAM ve Yılmaz KARA’ya teĢekkürü bir borç bilirim.
Bu çalıĢmanın yapılabilmesi için gerekli desteği, sağlayan TÜBĠTAK’a teĢekkürlerimi sunarım ( Proje Numarası: 107-O-101).
Ayrıca çalıĢmalarımda yardım ve desteğini hiçbir zaman esirgemeyen eĢim Hamit ĠNAN’ a ve beni maddi, manevi olarak destekleyip bu günlere getiren anne ve babama sonsuz teĢekkür ve sevgilerimi sunuyorum.
Emel ĠNAN 2009
vi
vi
ÖZET ... i
ABSTRACT ... iii
TEġEKKÜR ... v
SĠMGE ve KISALTMALAR DĠZĠNĠ ... vii
ġEKĠLLER DĠZĠNĠ ... ix ÇĠZELGELER DĠZĠNĠ ... xii 1.GĠRĠġ ... 1 2. KAYNAK ÖZETLERĠ ... 6 3. MATERYAL ve YÖNTEM ... 16 3.1. Bitkisel Materyal ... 16
3.2. Doğrudan Değmeli Kurutucunun Teknik Özellikleri ... 17
3.3. Kurutma AĢamasında Yapılan ĠĢlemler ... 27
3.4. Kurutucunun ĠĢletme ġartları ve Kurutma Programları ... 29
3.4.1. Doğrudan Değmeli Kurutucunun ĠĢletme ġartları ve Kurutma Programları ... 29
3.5. Nem Oranının Belirlenmesi ... 30
3.5.1. Etüvde Nem Tayini ... 30
3.5.2. Mikrodalga Fırında Anlık Nem Tayini ... 31
3.6. Kurutma Sonrasında Yapılan Kalite Analizleri ... 32
3.6.1. Renk Analizi ... 32
3.6.1.1. Renk Değerlerinin Ölçümü ... 32
3.6.1.2. Hesaplanan Renk Değerleri ... 34
3.6.1.3. Renk DeğiĢiminin Hesaplanması ... 34
3.6.2. Uçucu Yağ Analizi ... 36
3.7. Kuruma Kinetiği Modelleri ve Ġyilik Derecelerinin Belirlenmesi ... 38
3.8. Özgül Kurutma Enerji Tüketimi Değerlerinin Hesaplanması ... 41
3.8.1. Özgül Kurutma Enerjisi Tüketimi (ÖET1) –Birinci Hesaplama Yöntemi ... 41
3.8.2. Özgül Enerji Tüketimi (ÖET2)- Ġkinci Hesaplama Yöntemi ... 42
3.9. Hava Sıcaklığı ve Bağıl Nem Ölçümleri ... 43
3.10. Verilerin Değerlendirilmesi ... 43
4. BULGULAR ve TARTIġMA ... 44
4.1. Doğrudan Değmeli Kurutucuda Reyhan Kurutma Denemelerine Ait Bulgular ... 44
4.1.1. Doğrudan Değmeli Kurutucuda Reyhan Kurutmaya Ait Hava Verilerinin ... 44
Değerlendirilmesi ... 44
4.2. Doğrudan Değmeli Kurutucunun Reyhan Kurutma Performansı ... 60
4.3. Doğrudan Değmeli Kurutucuda Kurutulan Reyhan Yapraklarının Kuruma ... 64
Kinetiği ve Modeli ... 64
4.4. Doğrudan Değmeli Kurutucuda Kurutulan Reyhan Yapraklarının Renk Değerleri………..74
4.5. Doğrudan Değmeli Kurutucuda Reyhan Kurutmanın Enerji Tüketimi ... 83
4.6. Doğrudan Değmeli Kurutucuda Kurutulan Reyhan Yapraklarının Uçucu Yağ Değerleri………..85
5.SONUÇ VE ÖNERĠLER... 88
KAYNAKLAR ... 94
SĠMGE ve KISALTMALAR DĠZĠNĠ
Simgeler Açıklama
a* Kırmızılık/YeĢillik
ai Ġki terimli EĢitliği Katsayısı ap Page EĢitliği Katsayısı ANO Ayrılabilir nem oranı b* Sarılık/Mavilik
bL Logaritmik EĢitliği Katsayısı bi Ġki terimli EĢitliği Katsayısı bp Page EĢitliği Katsayısı BI Kahverengilik değeri C* Kroma değeri
ci Ġki terimli EĢitliği Katsayısı di Ġki terimli EĢitliği Katsayısı hº Hue açısı
Hi,a Deneysel(ölçülen) değer Hi,c Tahmin edilen değer L* Parlaklık
MBE Ortalama taraflılık hatası MPE Ortalama yüzde hata Nk Kuru baza göre nem içeriği Nk,e Verilen Ģartlardaki denge nemi Nk,o Ġlk nem içeriği
Ny YaĢ baza göre nem içeriği ÖET Özgül enerji tüketimi R² Belirtme katsayısı
RH1 Çevre havası bağıl nemi
RH2 Kurutma masasının tabanında, sıcak su giriĢinin bulunduğu yerde ve bakır boruya temas edecek Ģekilde ölçülen havanın bağıl nemi
viii
viii
RH3 Kurutma masasının tabanında, sıcak su çıkıĢının bulunduğu yerde ve bakır boruya temas edecek Ģekilde ölçülen havanın bağıl nemi
RH4 Baca içerisinden geçen havanın bağıl nemi RMSE Ortalama karaler hatası kökü
t Kuruma zamanı
T1 Çevre havası sıcaklığı (°C),
T2 Kurutma masasının tabanında, sıcak su giriĢinin bulunduğu yerde ve bakır boruya temas edecek Ģekilde ölçülen havanın sıcaklığı
T3 Kurutma masasının tabanında, sıcak su çıkıĢının bulunduğu yerde ve bakır boruya temas edecek Ģekilde ölçülen havanın sıcaklığı
T4 Baca içerisinden geçen havanın sıcaklığı TET Toplam enerji tüketimi
Tos Ortalama ısıtılmıĢ hava sıcaklığı Toç Ortalama çevre havası sıcaklığı yL Logaritmik EĢitliği Katsayısı yb YaĢ baz
W Materyalin ağırlığı
Wi Ürün örneğinin ilk ağırlığı Ws Ürün örneğinin son ağırlığı ΔE Toplam renk değiĢimi ΔW UzaklaĢtırılan su miktarı
ġEKĠLLER DĠZĠNĠ
Sayfa
ġekil 3.1. Reyhan bitkisi yetiĢtirme parseli……….17
ġekil 3.2. Doğrudan değmeli kurutucunun genel görünüĢü ………...18
ġekil 3.3. Kurutucu masasının delikli tabanı ve serpantin …..………..19
ġekil 3.4. Pompalar ve çek valfler ……….………19
ġekil 3.5. Selonoid vanalar ve elektrikli resistant ısıtıcılar ….………...20
ġekil 3.6. Sıcak su deposu ve Pt 100 sıcaklık algılayıcısı ..………....21
ġekil 3.7. TaĢıma arabası hareket iletim düzeneği ……...……….21
ġekil 3.8. KarıĢtırıcı mil ve kanatları …..………22
ġekil 3.9. KarıĢtırma/havalandırma arabasının iç görünüĢü ………...23
ġekil 3.10. Kontrol panosu genel görünüĢü ...………24
ġekil 3.11. Kontrol panosu içinin genel görünüĢü ……….24
ġekil 3.12. Bitkisel materyalin kıyılması ………...……….28
ġekil 3.13. Etüv ve nem tayini örnekleri……….30
ġekil 3.14. Anlık nem tayininde kullanılan mikrodalga fırın………..32
ġekil 3.15. Renk ölçer………..33
ġekil 3.16. Damıtma ĠĢleminin Yapıldığı Neo Clevenger Aparatı………..36
ġekil 3.17. Gaz Kromatografisi………...37
ġekil 3.18. Reyhan uçucu yağ bileĢenlerine ait kromotogram………....38
ġekil 3.19. Güç Analizörü………...41
ġekil 4.1. Doğrudan değmeli kurutucuda sabit sıcaklıkta reyhan kurutma denemesine ait hava sıcaklığı değerleri (1. deneme).………...46
ġekil 4.2. Doğrudan değmeli kurutucuda sabit sıcaklıkta reyhan kurutma denemesine ait hava sıcaklığı değerleri (2. deneme)…..………..46
ġekil 4.3. Doğrudan değmeli kurutucuda sabit sıcaklıkta reyhan kurutma denemesine ait hava bağıl nem değerleri (1. deneme)...………..47
ġekil 4.4. Doğrudan değmeli kurutucuda sabit sıcaklıkta reyhan kurutma denemesine ait hava bağıl nem değerleri (2. deneme)……...………..47
ġekil 4.5. Doğrudan değmeli kurutucuda kademeli sıcaklıkta reyhan kurutma denemesine ait hava sıcaklığı değerleri (1. deneme)………...50
x
x
ġekil 4.6. Doğrudan değmeli kurutucuda kademeli sıcaklıkta reyhan kurutma denemesine ait hava sıcaklığı değerleri (2. deneme)…...………..…………..51 ġekil 4.7. Doğrudan değmeli kurutucuda kademeli sıcaklıkta reyhan kurutma denemesine ait hava bağıl nem değerleri (1. deneme).……….…………..51 ġekil 4.8. Doğrudan değmeli kurutucuda kademeli sıcaklıkta reyhan kurutma denemesine ait hava bağıl nem değerleri (2. deneme)……….….………..52 ġekil 4.9. Doğrudan değmeli kurutucuda dalgalı sıcaklıkta reyhan kurutma denemesine ait hava sıcaklığı değerleri (1. deneme)....………..54 ġekil 4.10. Doğrudan değmeli kurutucuda dalgalı sıcaklıkta reyhan kurutma denemesine ait hava sıcaklığı değerleri (2. deneme)………...………..54 ġekil 4.11. Doğrudan değmeli kurutucuda dalgalı sıcaklıkta reyhan kurutma denemesine ait hava bağıl nem değerleri (1. deneme)…...…………...………..55 ġekil 4.12. Doğrudan değmeli kurutucuda dalgalı sıcaklıkta reyhan kurutma denemesine ait hava bağıl nem değerleri (2. deneme)…..………..55 ġekil 4.13. Doğrudan değmeli kurutucuda havalandırma ve karıĢtırılma yapılmadığı reyhan kurutma denemesine ait hava sıcaklığı değerleri (1. deneme)………….………58 ġekil 4.14. Doğrudan değmeli kurutucuda havalandırma ve karıĢtırılma yapılmadığı reyhan kurutma denemesine ait hava sıcaklığı değerleri (2. deneme)……..…....……...58 ġekil 4.15. Doğrudan değmeli kurutucuda havalandırma ve karıĢtırılma yapılmadığı reyhan kurutma denemesine ait hava bağıl nem değerleri (1. deneme)…………..……59 ġekil 4.16. Doğrudan değmeli kurutucuda havalandırma ve karıĢtırılma yapılmadığı reyhan kurutma denemesine ait hava bağıl nem değerleri (2. deneme)……...………...59 ġekil 4.17. Doğrudan değmeli kurutucuda kurutulan reyhan yapraklarına ait kuruma eğrileri (1. deneme)………..…...65 ġekil 4.18. Doğrudan değmeli kurutucuda kurutulan reyhan yapraklarına ait kuruma eğrileri (2. deneme)………..…...65 ġekil 4.19. Sabit sıcaklıkta kurutmada reyhan yapraklarına ait Page eĢitliği tahminleri ve gerçek değerleri……….………..72 ġekil 4.20. Kademeli sıcaklıkta kurutmada reyhan yapraklarına ait Page eĢitliği tahminleri ve gerçek değerleri ……….….…..72 ġekil 4.21. Dalgalı sıcaklıkta kurutmada reyhan yapraklarına ait Page eĢitliği tahminleri ve gerçek değerleri ………..73
ġekil 4.22. Havalandırma ve karıĢtırmanın yapılmadığı kurutmada reyhan yapraklarına
ait Page eĢitliği tahminleri ve gerçek değerleri ………..73
ġekil 4.23. Reyhan yapraklarına ait 1. deneme L (parlaklık) değerleri………...80
ġekil 4.24. Reyhan yapraklarına ait 2. deneme L (parlaklık) değerleri………...80
ġekil 4.25. Reyhan yapraklarına ait 1. deneme a (kırmızılık) değerleri………..81
ġekil 4.26. Reyhan yapraklarına ait 2. deneme a (kırmızılık) değerleri………..81
ġekil 4.27. Reyhan yapraklarına ait 1. deneme b (sarılık) değerleri………...82
xii
xii
ÇĠZELGELER DĠZĠNĠ
Sayfa
Çizelge 3.1. Üretim parsellerinin toprak özellikleri ………..…….…16 Çizelge 4.1. Doğrudan değmeli kurutucuda reyhan bitkisi kurutma denemelerine baĢlama tarihleri ve biçim sıraları ……….……...……….61 Çizelge 4.2. Doğrudan değmeli kurutucuda kurutulan reyhan bitkisinin kurutma denemelerine ait yaĢ ürün ilk nem değerleri (%,yb)………....62 Çizelge 4.3. Doğrudan değmeli kurutucuda kurutulan reyhan bitkisinin yaprak ve dallarının son nem değerleri (%, yb) ………..………...63 Çizelge 4.4. Doğrudan değmeli kurutucuda kurutulan reyhan yapraklarının kuruma süreleri (saat) ………..…………..……….64 Çizelge 4.5. Doğrudan değmeli kurutucuda kurutulan reyhan yapraklarına ait matematiksel kuruma modellerinin parametre değerleri. ………..……….……...68 Çizelge 4.6. Doğrudan değmeli kurutucuda kurutulan reyhan yapraklarına ait matematiksel kuruma modellerinin iyilik değerleri ..………..71 Çizelge 4.7. Doğrudan değmeli kurutucuda kurutulan reyhan yapraklarına ait ölçülen renk değerleri ……….……….75 Çizelge 4.8. Doğrudan değmeli kurutucuda kurutulan reyhan yapraklarına ait hesaplanan renk değerleri ve değiĢimleri ……….………..78 Çizelge 4.9. Doğrudan değmeli kurutucuda reyhan kurutmaya ait tüketilen enerji miktarları ………...……….83 Çizelge 4.10. Doğrudan değmeli kurutucuda reyhan kurutmaya ait özgül enerji tüketim değerleri ……….…..….84 Çizelge 4.11. Doğrudan değmeli kurutucuda kurutulan reyhan yapraklarının uçucu yağ oranları ………...……..……….…….85 Çizelge 4.12. Doğrudan değmeli kurutucuda kurutulan reyhan yapraklarında bulunan uçucu yağ bileĢenleri (%)………...……….86
Tıbbi ve aromatik bitkilerin antioksidan, antimikrobiyal, insektisit (böcek öldürücü) ensefalin (ağrı dindirici), endorfin (cinsiyeti uyarıcı), seratonin (sakinleĢtirici), noradrenalin (uyarıcı), immunostimülatör (bağıĢıklık sistemini uyarıcı), vb. etkilerinden dolayı bu bitkilerden elde edilen ürünler insan sağlığının korunması-iyileĢtirilmesi ve yiyeceklerin muhafazası ile ilgili bir çok alanda kullanılmaktadır (Baydar, 2005; Halvorsen ve ark., 2002; Pavela, 2004; Sağdıç ve Özcan, 2003; Yanishlieva ve ark., 2006; Wargovich ve ark., 2001).
Bitkiler içerisinde bulunan antioksidan maddeler, yiyeceklerde acılaĢma gibi birçok kalite değiĢikliğine sebep olan lipid oksidasyonlarını durdurabilmektedir (Yanishlieva ve ark., 2006). Ayrıca aynı antioksidan maddeler insan vücudunda oksitlenme stresine bağlı olarak ortaya çıkan kanser ve kalp-damar sertliği gibi hastalıklara karĢı da korunma sağlamaktadır (Halvorsen ve ark., 2002). Ayrıca, sivri sineklerin öldürülmesinde reyhan bitkisinden elde edilen insektisit baĢarılı sonuç vermiĢtir. (Umerie ve ark., 1998).
Yapılan bir çalıĢmada 2002 yılında A.B.D.’de yaklaĢık 38,2 milyon yetiĢkin insanın sağlık amaçlı olarak bitkisel ürün kullandığını ortaya koymuĢtur (Kennedy, 2005). Aynı çalıĢmada insanların bitkisel ürünleri en çok baĢ-gögüs ağrıları, sindirim sistemi rahatsızlıkları, kireçlenme ve deprasyon için kullandıklarını ortaya koymuĢtur. A.B.D.’de sağlık amaçlı bitkisel ürünlerin pazar değeri 1994 yılında 1 milyar $ iken 1998 yılında 4 milyar $ olduğu bildirilmiĢ olup, yaklaĢık yıldan yıla pazar payında % 25’lik bir büyüme olmuĢtur (Bent ve Ko, 2004). Yalnız, bu ürünlerin doktor kontrolünde alınması gerektiği ve ürünlerin içerikleri-kaliteleri konusunda değiĢik farklılıkların olması sebebiyle sıkı kuralların uygulanması gerektiği de bildirilmiĢtir ( Wheaton ve ark., 2004; Romagnoli ve ark., 2007).
Dünya genelinde 1991-2003 yılları arasında yıllık ortalama sağlık amaçlı bitkisel ürün ihracatı, 467000 ton miktarında ve 1,2 milyar $ değerinde gerçekleĢmiĢtir (Lange, 2005).
2
Sağlık amaçlı en çok bitkisel ürün ihracat eden 12 ülke arasında Türkiye yer almamıĢtır (Lange, 2005). Ġlk sırada Çin yer almıĢ, 150600 ton ürün satarak 266 milyon $ gelir elde etmiĢtir. Amerika BirleĢik Devletleri aynı yıllar aralığında yıllık ortalama 51200 ton sağlık amaçlı bitki ithal etmiĢ ve 140 milyon$ para ödemiĢtir. Diğer taraftan ise 13050 ton sağlık amaçlı ürün satmıĢ ve 104,5 milyon $ gelir elde etmiĢtir (Lange, 2005). Bu değerler Amerika BirleĢik Devletlerinin iĢlenmemiĢ bitkisel hammadde aldığını ve iĢlenmiĢ bitkisel ürün sattığını göstermektedir. Benzer durum Almanya için de geçerlidir. Almanya, ithal ettiği sağlık amaçlı bitkilerin her tonu için 2430 $ öderken ihraç ettiği bitkisel ürünlerin tonunu ortalama olarak 4580 $’ dan satmıĢtır (Lange, 2005). Türkiye maalesef gerek iĢlenmemiĢ veya gerekse iĢlenmiĢ sağlık amaçlı bitkisel ürün pazarından yeterince faydalanamamaktadır.
Dünya baharat üretimi 5 milyon tondan fazladır. Dünya baharat ticareti 2,5-3 milyar $ arasında değiĢmektedir (Baydar, 2005). Türkiye, her yıl 50-60 milyon $ değerinde yaklaĢık 30 bin tonluk bir baharat ihracatı gerçekleĢtirmektedir. Türkiye’nin baharat ihracatında kekik (8-9 bin ton), kimyon (5-6 bin ton), defne (4-5 bin ton), anason (3-4 bin ton) ve kırmızıbiber (1-2 bin ton) ilk beĢ sırayı almaktadır (Baydar, 2005).
Uçucu yağlar; aromatik, kokulu veya tıbbi bitkilerde bulunan ve oda sıcaklığında kolaylıkla buharlaĢabilen maddelerdir. Aromatik bitkilerin uçucu yağ oranları genelde % 0,5-5 arasında değiĢmektedir. Uçucu yağlar bitkinin tamamına yayılabildiği gibi, sadece bir organında da yoğunlaĢabilir. Uçucu yağlar yoğunluğu 0,8-1,3 arasında değiĢir ve suda çok az çözünürler. Uçucu yağlar, yapılarında yağ asitleri ve gliserol bulunmadığı için acılaĢmazlar. Uçucu yağların birçoğu güzel kokulu olduğu için parfüm ve kozmatik endüstrisinde yaygın olarak kullanılırlar (Baydar, 2005).
Son kayıtlara göre dünyada 65 farklı reyhan türü mevcuttur. Ancak bu türler içerisinde
Ocimum basilicum; en fazla ekonomik değere sahip, tek yıllık bir bitkidir (Anwar ve
ark., 2005). Uçucu yağlar tek bir ana bileĢenden oluĢmaz; kimyasal yapıları farklı onlarca, hatta yüzlerce farklı bileĢenlerden meydana gelir. Reyhan bitkisi içerisinde bulunan en önemli yağlar linalool, methylchavicol ve eugenol’dür (Diaz-Maroto ve ark., 2004).
Reyhan bitsinin kurutulmuĢ örneklerinde uçucu yağ oranı % 0,5-2 arasında değiĢmektedir ve dünyada en fazla kullanılan uçucu yağlardan biridir. Pek çok ülkede uçucu yağ üretimine yönelik kültürü yapılmaktadır.
Kurutma, insanlığın ilk çağlarından itibaren yiyeceklerin muhafazasında kullanıla gelen en yaygın yöntem olmuĢtur. Dünya genelinde geliĢmekte olan serbest ekonomik Ģartlar ve tüketici memnuniyeti gibi değiĢik faktörlerin etkisi altında günümüzde ve gelecekte kurutma, uygun kurutma Ģartlarının belirlenmesi ve çok sayıda kurutucu tipi/kurutma yöntemlerinin geliĢtirilmesi konularını kapsayan aktif bir bilimsel çalıĢma konusu olmasının yanında stratejik bir endüstriyel iĢlemdir. Bitkisel ürünlerin hazırlanmasında sıklıkla kullanılan kurutma iĢleminin uygun yapılmaması durumunda ürün içerisinde bazı etkin bileĢenlerinin havadaki oksijenle reaksiyona girmesi (kahverengileĢme reaksiyonları gibi) ve bazılarının da kurutma sıcaklığına bağlı olarak parçalanması/uçması (uçucu yağların miktar ve oranlarında meydana gelen değiĢmeler gibi) neticesinde gerek içerik ve gerekse görünümle ilgili ürün kalitesinde büyük değiĢmelerin olması istenmeyen fakat kaçınılamaz bir sonuç olmaktadır.
Kurutma iĢleminde fazla suyun bitkisel materyalden uzaklaĢtırılması için gerekli ısı enerjisinin ürüne aktarılması ve çıkan nemin taĢınması iĢlemlerinde yoğun enerji kullanımı ciddi çevresel ve ekonomik planlamayı gerektirmektedir. Bu sebeple, kurutmada özgül kurutma enerjisi değerinin azaltılması ve alternatif enerji kaynaklarının kullanımı önemli olmaktadır. Kurutma iĢleminde özgül kurutma enerji tüketimi, ortalama olarak üründen 1 kg fazla suyun uzaklaĢtırılması için harcanan ticari enerjilerin toplamını ifade etmektedir. Bitkisel ürünlerin ekonomik kurutulmasını etkileyen etmenler, kuruma süresini kısaltarak kurutucunun birim kapasitesinin artırılması ve kurutucu üretim maliyetinin azaltmaktadır. BaĢarılı kurutma iĢleminin teknik tanımı; yaĢ üründen fazla suyun en kısa sürede, en az/sıfır seviyede kalitesel bozulmada, en az enerji tüketimiyle uzaklaĢtırılması olarak tanımlanabilir.
Alternatif enerji kaynaklarının kullanımı, kurutucu imalat maliyetinin azaltılması ve kurutucunun farklı ürünlerde kullanımı kurutma iĢleminin teknik baĢarısından daha çok ekonomik ve çevresel sürdürülebilirliğini etkileyen faktörlerdir.
4
Bütün ürünler için uygun ve istenilen bütün teknik, ekonomik ve çevresel özellikleri üzerinde barındıran tek bir kurutucu ve kurutma Ģartları olmadığı için günümüzde çok sayıda kurutma yöntemi ve kurutucu tipi geliĢtirilerek ve kullanılmaktadır.
Kurutma, tıbbi ve aromatik bitkilerin hasat sonrası sahip oldukları yüksek nem içeriğinden güvenli depolama son nem seviyesine ( % 9-11 yb) düĢürmek için yaygın olarak kullanılan bir iĢlemdir. Kurutma iĢleminin ana hedefi, ürün kalitesinde herhangi bir bozulmaya imkan vermeden ürün nemini en kısa sürede ve en az enerji harcayarak son nem değerine düĢürmektir. Tıbbi ve aromatik bitkilerin kurutulmasında en yaygın kullanılan yöntem, sıcak havayla (konvektif) kurutmadır. Kurutma havasının sıcaklığı üründen ürüne değiĢmekle birlikte 30 ile 50 C arasında olması gerekmektedir (Müller ve Heindl, 2005). Bu bitkilerin düĢük sıcaklıklarda kurutulma gereksinimleri, kurutucu kapasitesini sınırlayan en önemli faktördür. Prototip kurutucularda ve daha fazla miktarlardaki ürünlerle yapılan çalıĢma sonuçları çok yetersizdir. Tıbbi ve aromatik bitkilerin kurutma iĢlemini hızlandırmak ve aynı zamanda ürün kalitesini bozmamak için yeni kurutucu prototiplerinin ve uygun kurutma Ģartlarının belirlenmesi gerekmektedir.
Tıbbi ve aromatik bitkilerin kurutulması ile ilgili yapılan bilimsel çalıĢmaların çoğunda laboratuar Ģartlarında çok küçük örnekler kullanılarak farklı kurutma yöntemlerinin ve seçilen yöntemlere ait kurutma Ģartlarının (kurutma sıcaklığı, kurutma havası debisi, vb.) ürün kalitesine ve kuruma süresindeki ürün nem değiĢimine olan etkilerinin belirlenmesine yönelik olmuĢtur. Tıbbi ve aromatik bitkilerin kurutulması amacıyla geliĢtirilen prototip kurutucularla yapılan bilimsel çalıĢmalar çok sınırlı kalmıĢtır. Laboratuar Ģartlarında çok küçük örneklerle elde edilen verilerin söz konusu bitkilerin ticari amaçlı kurutma iĢlerinde kullanılması durumunda karĢılaĢılabilecek sorunlar ve çözüm yolları henüz tam ve açık olarak bilinmemektedir.
Örneğin laboratuardaki kurutma fırınlarda küçük örneklerle yapılan kurutma denemelerinde örnekler homojen kurumasına rağmen aynı bitkilerin yığın halinde veya çok katlı raflarda kurutulmasında heterojen bir kurumaya bağlı kuruma sürelerinde uzamalar ve kalitelerinde bozuĢmalar söz konusu olmaktadır.
Tıbbi ve aromatik bitkilerle ilgili laboratuar Ģartlarında yapılan önceki konveksiyonlu kurutma (sıcak hava ile kurutma) denemelerinde kurutma havasının sıcaklığı ve hava debisi kurutma süresince sabit değerler olarak alınmıĢtır. Diğer tarımsal ürünler ile yapılan birçok baĢka çalıĢmada ise ısı taĢıyıcı akıĢkan sıcaklığını kurutma süresince değiĢtirerek kuruma süresi uzatılmadan ve özgül kurutma enerji tüketimini artırmadan ürün kalitesinde iyileĢtirmenin yapılabileceği gösterilmiĢtir.
Bu araĢtırmanın amacı, farklı kurutma Ģartlarının doğrudan değmeli kurutucuda reyhan kurutma iĢleminin baĢarısına olan etkilerinin belirlenmesidir. Kurutma iĢleminin baĢarısı; bitkilerin kalitesel özelliklerindeki değiĢim (uçucu yağ içeriği, ana uçucu yağ bileĢenlerindeki oransal dağılım, renk değerleri), özgül kurutma enerjisi değerleri ve kuruma sürelerini dikkate alarak incelenmiĢtir. Bu çalıĢmada dikkate alınan kurutma Ģartları: farklık sıcaklık profilleri ve karıĢtırma/havalandırma yapılma durumudur.
2. KAYNAK ÖZETLERĠ
Rocha ve ark. (1993), çalıĢmalarında farklı ön iĢlemlerin reyhanın( Ocimum basilicum L.) renk ve kurutma sürelerine etkilerini incelemiĢlerdir. Kullanılan öniĢlemler, 100°C sıcaklıktaki buharda 15 saniye tutma veya “% 2,5 etil olat + % 2,5 potasyum karbonat” çözeltisine 2 dakika bandırmadır. ÖniĢlem sonrası örnekler 1 m s-1
sabit hızdaki hava akımında 35, 40, 45, 50, 60, 70 ve 80ºC sıcaklıklarda kurutulmuĢtur. Kurutma hızının buharda bekletince 10 kat, kimyasal çözeltiye bandırıldığında ise 14 kat arttığını belirtmiĢlerdir. ÖniĢlem görmemiĢ reyhan örneklerinin yüksek sıcaklıkta kurutulduklarında kuruma süreleri kısalmasına rağmen renkleri değiĢmiĢtir. Diğer taraftan bütün kurutma iĢlemlerinde yapılan öniĢlemlerin klorofil tutumunu arttırdığı belirlenmiĢtir.
Koller ve Raghavan (1995), tıbbi ve aromatik bitkilerde kurutma sonrasında oluĢan kalite değiĢimlerini incelemiĢlerdir. ÇalıĢmada gölgede doğal kurutma, dondurarak kurutma ve 50 °C’de zorlanmıĢ konveksiyonla kurutma yöntemlerini karĢılaĢtırmıĢlardır. ÇalıĢmada 50 °C’de kurutma ve dondurarak kurutma uygulanan kekik bitkisi eterik yağ kompozisyonu arasında bir fark olmadığı görülmüĢ, gölgede doğal kurutmada ise bitki eterik yağ kompozisyonunda önemli kayıplar görülmüĢtür.
Strumillo ve ark. (1995), konvektif kurutucular ile ilgili yaptıkları istatistiksel çalıĢmada; kurutucuya verilen toplam enerjinin % 20-60’ının üründeki nemi buharlaĢtırmada, % 5-25’inin materyalin ısıtılmasında kullanıldığını belirtmiĢlerdir. Geri kalan enerjinin % 15-40’ının ısı kayıplarına harcandığı, % 3-10’unun kurutucu duvarlarından dıĢ ortama olan ısı kayıpları ve % 5-20’sinin diğer nedenlerle oluĢan kayıplar olduğunu belirtmiĢlerdir.
Hatay (2000), oğul-otu (melissa officinalis) bitkisinde farklı hasat dönemlerinin (çiçeklenmeden önce, çiçeklenme sırasında ve çiçeklenme döneminden sonra), günün farklı saatlerindeki (sabah, öğle ve akĢam) hasatların ve kurutma yöntemlerinin (yaĢ, gölgede kurutma ve güneĢte kurutma) uçucu yağ miktarlarına etkilerini incelemiĢlerdir.
Yürütülen çalıĢmada materyal olarak Hatay’da 80 rakımlı Sinanlı/Antakya ve 450 rakımlı Batıayaz/Samandağ lokasyonlarında doğal olarak yetiĢen oğul otu (Melissa
officinalis L.) bitkisinin yaprakları kullanılmıĢtır. Analizlerde her bir tekerrür için 50’Ģer
gram yaprak örneği kullanılmıĢtır. ÇalıĢma sonucunda, farklı hasat dönemlerinde, günün farklı saatlerinde ve değiĢik kurutma yöntemlerine göre elde edilen uçucu yağ oranlarının Batıayaz lokasyonunda % 0,079-0,135, Sinanlı lokasyonunda ise % 0,064-0,073 bulunmuĢtur. Denemede en yüksek uçucu yağ oranları, Batıayaz (% 0,135) lokasyonunda çiçeklenme öncesi dönemde, Sinanlı lokasyonunda ise (% 0,077) çiçeklenme döneminde olduğu saptanmıĢtır. Lokasyonlardan elde edilen uçucu yağ oranlarında ortaya çıkan farkın rakım, mikroklima, toprak ve diğer özelliklerin farklılığından kaynaklandığı belirlenmiĢtir. Gün içinde en uygun hasat saati Batıayaz lokasyonunda akĢam (% 0,117), Sinanlı lokasyonunda ise sabah (% 0,081) olarak belirtmiĢtir. Kurutma yöntemlerinde ise en uygun sonuç; her iki lokasyonda da gölgede kurutma yöntemlerinden elde edilmiĢtir.
Öztekin ve Soysal (2001), çalıĢmalarında tasarımı, imalatı ve ön denemeleri Çukurova Üniversitesi, Ziraat Fakültesi Tarım Makinaları Bölümü’nde yapılan ve Çukurova I adı verilen prototip raflı kurutma sisteminin teknik ve ekonomik performans faktörlerini incelemiĢlerdir. Tıbbi ve aromatik bitkilerden olan nane (Mentha piperita) bitkisi ile yaptıkları çalıĢmada Çukurova I kurutucusunun, kapasitesini günde 280-360 kg yaĢ ürün olarak bulmuĢlardır. Kurutucu özgül ısı tüketimini 4986-5818 kJ/kg su arasında bulmuĢlardır. Modüler olarak tasarladıkları Çukurova I kurutucusunun alan kurutma kapasitesi 1,12-1,44 ha/yıl arasında olup, sistemin geri ödeme süresi 1,5-12 ay arasında değiĢtiğini belirtmiĢlerdir.
Cesare ve ark. (2003), çalıĢmalarında reyhanın mikrodalga kurutma, hava ile kurutma ve dondurarak kurutmada meydana gelen uçucu yağ içeriğindeki ve renkteki değiĢimleri karĢılaĢtırmıĢlardır. Reyhan bitkisi marketten satın alınmıĢ olup sap ve yaprakları ayıklanmıĢtır. Uçucu yağlar su distilasyonu yöntemi kullanarak çıkarılmıĢ ve gaz kromatografisinde analiz edilmiĢtir. Uçucu yağ içerisinde eugenol (% 33,72), methyleugenol (% 24,38) ve eucalyptol (% 10,39) bulunmuĢtur.
8
ÇalıĢma sonucunda mikrodalga ile kurutmanın, geleneksel yöntemlere göre daha kısa sürdüğü ve en iyi sonuç verdiğini belirtmiĢlerdir.
Diaz-Maroto ve ark. (2003), nane (Mentha spicata) bitkisinin kurutulmasını çalıĢmıĢlardır. ÇalıĢmada üç farklı kurutma yöntemi (45ºC’de fırında kurutma, açık havada kurutma ve dondurarak kurutma) uygulanmıĢtır. Kurutma metotlarının uçucu yağ bileĢenlerine ve ürün yapısına etkisi incelenmiĢtir. Taze ve kurutulan nane örneklerinin uçucu yağ içeriği ve bileĢenleri distilasyon ve gaz kromatografisi ile analiz edilmiĢtir. Analiz sonucunda 28 bileĢen tanımlanmıĢtır. Karvon, Limonen ve 1,8-Cineol en önemli bileĢenler olarak tespit edilmiĢtir. 45ºC’de fırında kurutma ve açık havada kurutma en iyi sonucu vermiĢtir. Kurutulan tüm örneklerde monoterpenlerde artıĢ gözlemlemiĢlerdir. Dondurarak kurutulan örnekler -198ºC’de bekletilmiĢtir. Sonuç olarak 45ºC’de fırında kurutmanın daha avantajlı olduğu görülmüĢ ve bu kurutma yönteminin hızlı, basit ve ucuz olduğunu tespit etmiĢlerdir.
Müller ve Heindl (2005), tıbbi ve aromatik bitkileri kurutulması hakkında, Hohenheim Üniversitesinde yaptıkları bilimsel çalıĢmaların ıĢığında, ayrıntılı bir derleme makalesi yazmıĢlardır. Bu derleme makalede vurgulanan hususlar aĢağıda sıralanmıĢtır:
1. Tıbbi ve aromatik bitkilerin kurutulmasında en önemli faktör kurutma ortamı sıcaklığı olup, 30 ile 50 °C arasında olmaktadır. Optimum kurutma sıcaklığı her bitki için farklıdır. Adaçayı için optimum kurutma sıcaklığı 50 °C olarak verilmiĢtir. Daha yüksek sıcaklıklarda adaçayının rengi bozulurken daha düĢük sıcaklıklarda ise kuruma süresi artmıĢtır. Tıbbi ve aromatik bitkilerin kurutma ortamı sıcaklığı artıkça kuruma süreleri logaritmik olarak azalmaktadır. Adaçayı 45 °C sıcaklık yerine 50 °C sıcaklıkta kurutulduğunda kuruma süresi %60 ve enerji tüketimi ise % 35 azalmıĢtır. Bu sebeple, kurutucu kapasitesini maksimum seviyesine çıkarmak için ürün kalitesini bozmadan en yüksek kurutma sıcaklığında ürünleri kurutmak gerekmektedir.
2. Tıbbi ve aromatik bitkilerin kurutulmasında en yaygın kullanılan kurutma yöntemi konvektif (sıcak havayla) kurutmadır.
50-75 cm kalınlığındaki yaĢ ürün yığını içerisinden bir fan yardımıyla sıcak hava geçirilmesiyle kurutma iĢlemi yapılabildiği gibi raflı kurucuda raflar içerisine yaĢ ürün yerleĢtirilerek de kurutma yapılabilmektedir. Her iki kuruma yönteminde de homojen olmayan bir kurutma elde edildiği için ürünün bir kısmı aĢırı kururken bir kısmı da nemli olabilmektedir. 60 °C kurutma sıcaklığında adaçayı tavsiye edilen %10 -11 (yaĢ baz)’lik son nemden daha fazla kurutulursa uçucu yağ içeriğinde % 50 azalma meydana gelmektedir. Bu amaçla, yığının karıĢtırılması ve rafların yerlerinin değiĢtirilmesi gerekmektedir. Tıbbi ve aromatik bitkilerin kurutulmasında kullanılmaya baĢlanan en son kurutucu tipide konveyör (bantlı) kurutucudur. Bantlı kurutucu, beĢ adet üst üste konmuĢ hareketli bantlardan meydana gelmiĢtir. YaĢ ürün en üsteki bantta bir konveyör yardımıyla beslenmekte, verilen sıcak hava yardımıyla kururken banttın diğer ucuna taĢınmakta ve bir alttaki bantta düĢmektedir. DüĢme esnasında ürün karıĢtırılmaktadır. Bu kurutucunun en üstteki bantına daha sıcak hava verilirken en alttaki bantına da düĢük sıcaklıktaki hava verilmiĢtir. Bu sayede birim kurutucu alanından daha fazla ürün elde etmek mümkün olmuĢtur. Konveyör kurutucuda bir günde, 40-48 °C değiĢken kurutma havası sıcaklığında 1m2
kurutucu alanında 14,5 kg nane kurutulurken yığın kurutucuda ise 5,3 kg ürün kurutulabilmiĢtir.
3. Adaçayı küçük kapasiteli laboratuar tipi konvektif kurutucuda kurutulduğunda hava hızı 0,2 m/s’den 0.6 m/s’e çıkarılması kuruma hızını artırmadığı belirlenmiĢtir. Fakat 0,5 m yığın kalınlığında yapılan kurutma denemelerinde hava debisinin kurutucu kapasitesini sınırlayan faktör olduğu bildirilmiĢtir. Ġki kuruma denemesi zıt sonuçlar veriyor gibi görünse de aralarındaki temel fark yığın kurutucuda havanın yığın üst seviyesine gelmeden önce nemle tamamen doymuĢ olmasıdır. Ürün içerisinden geçen havanın bağıl nemi ürüne ait denge bağıl nemine yaklaĢtıkça kuruma süresi uzamakta ve denge bağıl nemine eriĢtiğinde ise kuruma süresi sonsuza gitmektedir. Bu sebeple, belirli bir miktardaki yaĢ ürünü kurutmak için gerekli olan hava miktarı öyle ayarlanmalıdır ki, hava ürünü terk ettiğinde sahip olduğu nem içeriği denge bağıl neminden düĢük olmalı ama enerji masraflarını azaltmak için ise çokta düĢük olmaması gerekir. Birim üründen uzaklaĢtırılan nem miktarı kuruma boyunca azalacağı için ürün içerisinden geçen hava zamanla denge bağıl neminden daha düĢük nem içerecektir.
10
Kurutmada enerji masraflarını azaltmak için hala kurutma potansiyeli olan havanın bir kısmı veya tamamı tekrar ürün içerisine gönderilebilir. Ürün içerisine gönderilecek taze havaya karıĢtırılacak eski hava miktarı öyle ayarlanmalıdır ki karıĢım havasının bağıl nemi % 20’den fazla olmamalıdır. KarıĢım havasının bağıl nemi % 20 olduğunda adaçayı kurutmada enerji tüketimi % 75 azalırken kuruma süresi sadece % 8 artmıĢtır. Diğer taraftan, karıĢım havasının bağıl nemi % 40 olduğunda ise enerji tüketimi % 84 azalmasına rağmen kuruma süresi % 30 artmıĢtır. Bir diğer uygulama Ģeklinde zamanla ürün içerisinden geçirilecek hava miktarının uzaklaĢtırılacak nem miktarına bağlı olarak azaltılmasıdır. Fakat, Müller ve Heindl (2005) makalelerinde hava debisinin zamanla azaltılmasından bahsetmemiĢlerdir.
4. Kuruma süresinin farklı evrelerinde farklı kurutma sıcaklıkları uygulanabilir. Adaçayı 60 °C ve daha yüksek sıcaklıklarda kurutulduğunda orijinal yeĢil rengi kırmızıya döndüğü kahverengileĢme reaksiyonu meydana gelmiĢtir. Fakat, adaçayı 3 saat 50 °C sıcaklıkta kurutulduktan sonra 60 °C sıcaklıkta kurutulmaya devam edildiğinde renkte herhangi bir bozuĢma meydana gelmemiĢtir. Böylece, kuruma süresi kısaltılmıĢ fakat ürün kalitesi düĢmemiĢtir.
Soysal (2000), yaptığı doktora çalıĢması Türkiye’de tıbbi ve aromatik bitkilerin kurutulmasıyla ilgili yapılan en kapsamlı çalıĢmalardan bir tanesidir. Yapılan çalıĢmada; nane, kantaron ve gül kurutulmuĢtur. Nane ve kantaron kurutmada dört katlı ve sabit raflı kurutucu kullanılırken gül kurutmada ise raflar bir otomatik sistem yardımıyla aĢağıya doğru en alttaki rafın kurutucudan alınmasıyla birlikte hareketlendirilmiĢtir. Sabit raflı kurutucuda 0,75 kW gücündeki bir elektrik motorundan hareket alan bir radyal fan ile 33,3 kW (120000 kJ/h) gücünde bir LPG li hava ısıtıcısı kullanılmıĢtır. Kurutma havasının sıcaklığı 46,4 °C olarak sabit alınmıĢtır. Radyal fanın debisi 3600 m3
/h olarak belirlenmiĢtir. Bu Ģartlar altında, kurutucuda her bir kurutmada 145 kg taze nane yüklenmesi önerilirken kantaron için yükleme miktarı 120 kg olarak verilmiĢtir. 145 kg taze nanenin kurutulmasında özgül ısı tüketimi ve özgül elektrik enerjisi tüketimi sırasıyla 4840 kJ/kg su ve 164 kJ/kg su olmuĢtur. 120 kg taze kantaronun kurutulmasında ise özgül ısı tüketimi ve özgül elektrik enerjisi tüketimi sırasıyla 7694 kJ/kg su ve 164 kJ/kg su olmuĢtur.
Kurutucunun alt rafıyla üst rafı arasıdaki kuruma süresi farkı 1 saat olarak verilmiĢtir. Bu çalıĢma sonunda 1 kg taze nane ve kantaron kurutmak için fan debisi olarak sırasıyla 24,8 ve 30 m3/h değerleri uygun bulunmuĢtur. Aynı çalıĢmada 1 kg taze nane ve kantaron kurutmak için ısıtıcı gücü olarak sırasıyla 0,23 kW ve 0,28 kW uygun bulunmuĢtur.
Tanko ve ark. (2005), çalıĢmalarında tıbbi bitkilerin hasat öncesi ve hasat sonrası iĢlemlerini incelemiĢlerdir. Yaptıkları kurutma denemeleri sonucunda bitkilerde kimyasal değiĢimlerin olduğunu saptamıĢlardır. Depolama, sıcaklık ve kurutma Ģartlarının ürünlerin kalitesine etki ettiklerini belirtmiĢlerdir. Yüksek kalitede üretim için tıbbi bitkilerin geliĢiminin optimum olduğu zamanda hasat edilmesi gerektiğini belirtmiĢlerdir.
Özcan ve ark. (2005), reyhan bitkisini iki farklı yöntemle kurutmuĢlardır. Kullandıkları yöntemler, 15 saat süre ile 50°C sıcaklıkta fırında kurutma ve iki gün süresince 30-35°C sıcaklık aralığında güneĢte kurutma olarak rapor etmiĢlerdir. Reyhan bitkisinin ilk nem içeriğini % 84,67 bulmuĢlar, son nem içerikleri ise fırında kurutmada % 17,31 ve güneĢte kurutmada % 23,79 olarak belirlemiĢlerdir. Kurutma yönteminin kurutulmuĢ reyhanın mineral içeriğini etkilediğini ifade etmiĢlerdir. Fırında kurutulan reyhan örneklerinin mineral içeriğinin güneĢte kurutulan reyhan örneklerinden daha yüksek olduğunu bulmuĢlardır.
Rohloff ve ark. (2005), Norveç’in Apelsvoll araĢtırma merkezinde yaptıkları çalıĢmalarında nane (Mentha piperita L.) bitkisini kullanmıĢlardır. Denemenin amacını farklı hasat zamanlarının ve kurutma metotlarının kurutulmuĢ nane kalitesine ve üretim miktarına olan etkilerini belirlemek olarak vermiĢlerdir. Nane üretiminde farklı hasat dönemlerinin biyokütle verimine, uçucu yağ verimine ve kaliteye etkisini araĢtırmıĢlardır. 2001 ve 2002 yıllarında, üç farklı geliĢme döneminde (çiçeklenmeden önce, çiçeklenme sırasında ve çiçeklenmeden sonra) bitkiler hasat edilmiĢtir. Bitkiler yerden 10 cm yüksekliğinde hasat edildikten sonra materyalin yarısı arazide bırakılıp soldurma yapmıĢtır. Ürünün diğer yarısı da 1-5 gün arasında bekletilmiĢ ve farklı sıcaklık Ģartlarında (30ºC, 50ºC, 70ºC) 500’er gram halinde kurutulmuĢtur.
12
Sonuç olarak herba verimi en düĢük 2001 yılında çiçeklenme dönemi öncesinde (<150 g/m2),en yüksek 2002 yılında çiçeklenme sonrasında (>450 g/m2) hasat edilen üründe bulunmuĢtur. Hasat dönemleri arasında uçucu yağ içeriği yönünden bir farklılık bulunmamıĢtır. Fakat uçucu yağ verimi bakımından 30ºC’de yapılan kurutma denemelerinde hasat dönemleri (çiçeklenmeden önce 2,95 L/da, çiçeklenme sırasında 4,13 L/da, çiçeklendikten sonra 4,20 L/da) arasında fark olduğu bulunmuĢtur. Uçucu yağ bileĢenlerinden mentol ve menton’un oranları yıllara göre farklılık göstermiĢtir.
Doymaz (2006), nane (Mentha spicata) yapraklarının ısıtılmıĢ hava ile kurutulmasının kinetiği üzerine yaptığı çalıĢmada kabinli bir kurutucu kullanmıĢ ve farklı kurutma havası sıcaklıklarının kurutma süresine olan etkisini belirlemiĢtir. Ayrıca 4 farklı ince tabaka kuruma modeli (Lewis, Henderson-Pabis, Page ve Logaritmik) seçilerek deneysel veri matematiksel olarak tanımlamıĢ ve modellere ait parametre değerleri bulunmuĢtur. ÇalıĢmada 4 farklı sıcaklık (35, 45, 55 ve 60° C) kademesi seçilmiĢ ve denemeler üç tekerrürlü olarak yürütülmüĢtür. Denemelerin yapıldığı dönemde ısıtılmıĢ havanın bağıl nemi % 8 ile 40 arasında değiĢmiĢtir. Kurutma havası ürüne paralel Ģekilde gönderilmiĢ ve hava hızı 4,1 m/s verilmiĢtir. Nane yapraklarının nemi % 84,7’den %10’a kadar düĢürülmüĢtür. Yapılan modelleme iĢleminde en iyi modeli belirlemek amacıyla R2
, X2 ve RMSE değerleri dikkate almıĢtır. R2 değerleri 0,9981 ve 0,9996 arasında değiĢirken, RMSE değerleri 0,018627 ve 0,046729 arasında ve X2 değerleri 0,000045 ve 0,000323 arasında değiĢmiĢtir. Logaritmik modelinin en iyi sonuç verdiğini belirlemiĢtir. 35°C’de kurutma 600 dakika, 45°C’de kurutma 285 dakika, 55°C’de kurutma 180 dakika, 60°C’de kurutma 105 dakika sürdüğünü belirtmiĢtir.
Akpınar (2006), 2004 yılında Elazığ’da güneĢ altında tıbbi ve aromatik bitkilerin kurutulmasıyla ilgili denemeler yapmıĢtır. Denemede nane (Mentha spicata L.), reyhan (Ocimum basilicum L.), maydanoz (Petroselinum sativum) kullanmıĢtır. ÇalıĢmada nane, reyhan ve maydanoz’un kurutma kinetiği belirlenmiĢtir. 12 farklı matematik model ile kurutma eğrileri tanımlanmıĢ ve difüzyon katsayısı hesaplanmasıdır. Izgaralı kare tepsi üzerine ince tabaka Ģeklinde üç bitkiden 30’ar g alınarak güneĢ altında, üç farklı kurutma yapmıĢtır. Nane, maydanoz ve reyhanın baĢlangıçtaki kalınlığı sırasıyla 30, 20 ve 32 mm’dir. Denemelere 10:30’da baĢlanmıĢ olup 17:00’de bitirilmiĢtir.
Denemelerde havanın sıcaklığı, bağıl nemi, rüzgâr hızı ve güneĢ ıĢıma miktarı kayıt edilmiĢtir. Yapılan modelleme iĢleminde en iyi modeli belirlemek amacıyla R2
, χ2 ve RMSE değerlerini dikkate almıĢtır. BaĢlangıç nemi nane, maydanoz ve reyhan bitkisinde sırasıyla % 86, % 84 ve % 87 iken son nem değerleri sırasıyla % 10, % 6 ve % 4 olmuĢtur. Nane ve reyhan bitkisinde Page 1 modelinin en uygun sonucu verdiğini belirtmiĢtir. R2
değeri 0,99739-0,99901, χ2 değeri 0,000651254-0,00020655, RMSE değeri 0,023626633-0,013305732 olarak bulunmuĢtur. Difüzyon katsayısı 7,04x10-12
ve 4,53x10-12m2s-1 bulmuĢtur.
Telci ve ark. (2006), çalıĢmalarında fesleğen bitkisi uçucu yağlarının kimyasal karakteristiklerini belirlemiĢlerdir. Bu çalıĢmada Anadolu’nun çeĢitli bölgelerinden yerli ırk incelenmiĢtir. Bitkilerin tamamı çiçeklendiğinde hasat yapılmıĢ ve 35°C’de kurutulup uçucu yağ izolasyonu yapılmıĢtır. Uçucu yağlar, su distilasyonu yöntemi ile çıkarılmıĢtır. Uçucu yağların analizi sonucunda yedi farklı kemotip belirlenmiĢtir. Bunlar 1. linalool ( % 37,7-60,2); 2. metil cinnamate (58,6); 3. metil cinnamate/linalool (%-63,1); 4. metil eugenol (% 34,2); 5. citral (% 56,6-65,6); 6. metil chavicol ve 7. metil chavicol/citral (% 60,3-76,3) olduğu bulunmuĢtur.
Müller (2007), makalesinde adaçayı (Salvia offinalis), reyhan (Ocimum basilicum) ve ısırgan otu (Urtica dioica) bitkilerinin kurutulmasını incelemiĢtir. Bitkiler ince tabaka (30 mm) halinde farklı kurutma Ģartlarında (kurutma havası sıcaklığı 30-90°C, kurutma havası bağıl nemi % 30-70, kurutma havası hızı 0,2 ve 0,6 m/s) kurutulmuĢtur. 90 °C’de ürünün nemi % 40’a düĢtüğünde uçucu yağ kaybının % 11 olduğunu belirtmiĢtir. 60 °C’de % 10 nem içeriğine kadar uçucu yağ kaybı olmadığı görülmüĢtür. Renk ölçümlerinde parlaklık (L*), kroma (C*) ve hue (hº) açısı değerleri belirlenmiĢtir.
Adaçayı bitkisinde sıcaklık 50°C’den 55°C’ye yükseldiğinde hue açısı 112’den 87’ye düĢmüĢ, reyhan bitkisinde sıcaklık 35°C’den 50°C’ye yükseldiğinde hue açısı 96’dan 91’e düĢmüĢ ve ısırgan otu bitkisinde ise sıcaklık 50°C’den 125°C’ye yükseldiğinde hue açısı 125’den 111’e düĢtüğünü belirtmiĢtir. Kurutma iĢleminde hedeflenen neme ulaĢıldığında hemen müdahale edilmesini ve aĢırı kurumayı önlemek için ürün sık sık kontrol edilmesini tavsiye etmiĢtir.
14
MengeĢ ve Ertekin (2007), çalıĢmalarında viĢnenin farklı kurutma koĢullarındaki kuruma davranıĢını incelemiĢlerdir. Laboratuar kurutucusunda yapılan denemeler ile viĢnenin nem içeriği değiĢimine farklı kurutma havası sıcaklığı ve hızlarının etkisini farklı modeller ile açıklamaya çalıĢmıĢlardır. Bu çalıĢmada, viĢnenin kuruma süresinin belirli bir anındaki nem içeriğini belirlemek amacıyla farklı 12 ince tabaka kuruma modeli birbirleri ile karĢılaĢtırılmıĢtır. Ortalama kareler hatası kökü (RMSE) ve khi-kare (χ2) değerleri kullanılarak en uygun model saptanmıĢ ve ayrıca modelin modelleme yeterliliği de (EF) belirlenmiĢtir. Denemelerde kullanılan viĢne örnekleri, tüm olarak tek tabaka halinde kurutulmuĢtur. Kurutma havası sıcaklığı 60, 70 ve 80°C, hava hızı ise 1,0, 2,0 ve 3,0 m/s seçilmiĢtir. Ürünlerin son nem içeriklerini belirlemek için, ürün kurutma fırınında sabit ağırlığa gelinceye kadar bekletilmiĢtir. Elde edilen sonuçlara göre, Midilli ve ark. (2002) modelinin viĢnenin kuruma davranıĢını diğerlerinden daha iyi açıkladığını saptamıĢlardır. Modelleme yeterliliği 0,9970 ile 0,9994 arasında değiĢmiĢtir. Sonuçta kurutma havası sıcaklığı ve hızının viĢnenin kuruması üzerine önemli etkisinin olduğunu ifade etmiĢlerdir.
Asekun ve ark. (2007), çalıĢmalarında nane (Mentha longifolia L.) bitkisini kullanmıĢlardır. Yürütülen çalıĢmada nane yaprakları, farklı kurutma metotları uygulanarak kurutulmuĢ ve kalitesindeki değiĢimler incelenmiĢtir. Nane yaprakları, güneĢ altında sabit ağırlığa gelene kadar kurutma, laboratuarda gölgede kurutma ve fırında 40ºC’de kurutma olmak üzere üç farklı Ģekilde kurutulmuĢtur. Taze ve kurutulmuĢ örneklerde uçucu yağ analizi ve GC/MS analizleri yapılmıĢtır. Uçucu yağ analizi sonuçları, taze örneklerde pulegone (% 35), laboratuarda gölgede kurutulan örneklerde menton (% 47,6), fırında kurutulan örneklerde limonen (% 40,8) ve güneĢte kurutulan örneklerde menton (% 38,3) içeriğinin en yüksek olduğunu bulmuĢlardır. Kocabıyık ve Demirtürk (2008), nane yapraklarının infrared enerji ile kurutulmasında nanenin kuruma süresi, kuruma hızı incelenmiĢ ve özgül enerji tüketimi ile kurutulmuĢ nane yapraklarının renk özelliklerini araĢtırmıĢlardır. Nane yapraklarının ilk nem içeriğini 6,69 g.su/g kuru madde olarak tespit edilmiĢtir. Kurutma için ayrılan nane yapraklarından rastgele 10 tane yaprak renk ölçümleri için seçilmiĢtir.
Denemeler 1080 W/m2 infrared radyasyon yoğunluğunda dört farklı hava hızında (0,5, 1,0, 1,5 ve 2,0 m/s) gerçekleĢtirilmiĢtir. Tüm denemelerde giriĢ hava sıcaklığı ortalama 20±3°C olarak tespit edilmiĢ ve giriĢ havasında herhangi bir ısıtma iĢlemi uygulanmamıĢtır. Ġnfrared ısı kaynağı olarak 250 W gücünde 2 adet infrared lamba kurutma yüzeyine 20 cm aralıkta kabin tavanına montaj yapılmıĢtır. Üründen buharlaĢtırılan nemin uzaklaĢtırılması için üç adet doğru akımla çalıĢan fan kullanılmıĢtır. Sonuç olarak 1080 W/m2
infrared radyasyon yoğunluğunda hava hızının değiĢimi kuruma süresini etkilemiĢ, hava hızının artmasıyla nane yapraklarının kuruma süresi artmıĢtır. En uzun kurutma süresi 2 m/s hava hızında 180 dk, en kısa kurutma süresi ise 0,5 m/s hava hızında yaklaĢık 64 dk sürdüğünü belirtmiĢlerdir. 1080 W/m2 infrared radyasyon yoğunluğunda en fazla özgül enerji tüketimi 2,0 m/s hava hızında 106,58 MJ/kg bulunmuĢ, en düĢük enerji tüketimi ise 0,5 m/s hava hızının kullanıldığı kurutma denemesinde 37,04 MJ/kg bulunmuĢtur. KurutulmuĢ nane yapraklarında toplam renk değiĢimi (ΔE) en fazla 1,5 m/s hava hızında 23,740, en düĢük renk değiĢimi ise 0,5 m/s hava hızında 14,540 bulunmuĢtur. Nanenin kuruma öncesi ve sonrasında yapılan renk ölçümlerinde, renk değerleri arasında farklılıklar olduğu saptanmıĢtır.
3. MATERYAL ve YÖNTEM
3.1. Bitkisel Materyal
Bu çalıĢmada TÜBĠTAK tarafından desteklenen (TOGTAG–3102) “Türkiye’de Kültürü Yapılan Yerel Fesleğen (Ocimum spp.) Genotiplerinin Morfolojik, Agronomik ve Teknolojik Özelliklerinin Karakterizasyonu ve Üstün Bitkilerin Seleksiyonu” isimli proje sonucu seçilen LR-12 nolu populasyon kullanılmıĢtır.
Fide yetiĢtiriciliği ve tarlaya dikim:
Dikim öncesi deneme alanlarından 0-20 ve 20-40 cm derinliklerinden toprak örnekleri alınarak, toprak özellikleri belirlenmiĢtir. Deneme alanı topraklarına ait bazı fiziksel ve kimyasal özellikler Çizelge 3.1’de verilmiĢtir. AraĢtırma sonuçlarına göre deneme alanı toprağının killi tınlı hafif alkali reaksiyonlu (pH 7,95), orta kireçli (% 11,01–12,11) elveriĢli, fosfor bakımından yetersiz (8,70–9,62 kg/da), potasyum bakımından yeterli (75,20–82,00 kg/da), organik madde (% 1,54–2,22) bakımından orta seviyede olduğu belirlenmiĢtir. Dikim öncesi parsellere 5 kg/da P2O5 ve 5 kg/da N hesabıyla ön gübre verilmiĢtir.
Çizelge 3.1. Üretim parsellerinin toprak özellikleri
Toprak özellikleri 0–20 cm 20–40 cm
Kum (%) 33,4 31,0
Silt (%) 33,0 31,7
Kil (%) 33,6 37,3
Bünye Killi Tınlı Killi Tınlı
EC (ms/cm) 0,222 0,217 pH 7,95 7,95 Kireç (%) 12,11 11,01 ElveriĢli P2O5 (kg/da) 9,62 8,70 ElveriĢli K2O (kg/da) 82,00 75,20 Organik madde (%) 2,22 1,54
Reyhan bitkisi soğuklara çok hassas olduğundan dolayı, projeyle ilgili reyhan üretimine ilkbaharda baĢlanmıĢtır. Tohumlar, sera koĢullarında 45’lik plastik saksılarda torf, çiftlik gübresi, tarla toprağı ve perlit’ten (1:1:1:1) hazırlanan fide ortamlarında çimlendirilmiĢtir. GaziosmanpaĢa Üniversitesi Ziraat Fakültesi araĢtırma arazisine, fideler 8-12 cm büyüklüğüne geldiğinde ve don tehlikesinin kalmadığı Mayıs ayında yetiĢtirme parseline 40x30 cm aralıklarda dikilmiĢtir. Reyhanların dikildiği tarla parselinin boyutları 8x20 m olup, toplam dikim alanı 160 m2’dir.
ġekil 3.1. Reyhan bitkisi yetiĢtirme parseli
Damlama sulama sistemi kurularak bitkilerin su ihtiyacı karĢılanmıĢtır. Vejetasyon dönemi boyunca bitkilerin iyi geliĢmesi için gerekli tarımsal uygulamalar (yabancı ot mücadelesi, çapalama, sulama vb.) yapılmıĢtır. Reyhan bitkisinin yetiĢtirme parseline ait genel görünüm ġekil 3.1’de verilmiĢtir.
3.2. Doğrudan Değmeli Kurutucunun Teknik Özellikleri
Doğrudan değmeli kurutucu TÜBĠTAK tarafından desteklenen TOVAG 107-O-101 nolu proje kapsamında geliĢtirilmiĢ ve imal edilmiĢtir. Kurutucunun imalatı Tokat sanayinde bulunan bir atölyede yapılarak Ziraat Fakültesi Tarım Makineleri Bölümü Kurutma Laboratuarına getirilmiĢtir.
18
Doğrudan değmeli kurutucu üç ana bölümden oluĢmaktadır (ġekil 3.2). Bu bölümler; kurutma masası, hareketli karıĢtırma-havalandırma arabası ve kontrol panosudur. Kurutma masasının toplam yerden yüksekliği 117 cm, toplam geniĢliği 105 cm ve toplam uzunluğu 248 cm’dir.
ġekil 3.2. Doğrudan değmeli kurutucunun genel görünüĢü
Kurutma masası, 40x40 kare profilden imal edilmiĢ dört adet 60 cm uzunluğunda ayağa sahiptir. Bu ayakların altında taĢıma amaçlı tekerler bulunmaktadır. Kurutma masasının tabanı, 1 mm kalınlığında ve 2 mm çapında delikleri bulunan delikli krom nikel saç ile kaplanmıĢtır. Delikli saçın hemen altına bakır borudan imal edilen serpantin yerleĢtirilmiĢtir (ġekil 3.3). Bakır borunun dıĢ çapı 15 mm olup iki komĢu borunun merkezleri arasındaki mesafe 85 mm’dir. Serpantin borularının üst kenarları delikli masa tabanına temas etmekte olup belirli aralıklarla telle masa tabanına bağlanmıĢ ve alttan da profillerle desteklenmiĢtir. Serpantine su giriĢi depoların bulunduğu uçtan olmakta ve diğer uzak uçtan çıkarak tekrar aynı depoya geri dönmektedir.
ġekil 3.3. Kurutucu masasının delikli tabanı ve serpantin
Depoların her birine birer adet su pompası (ALARKO, NPVO-26-P, üç kademeli) bağlanmıĢ olup önlerine de birer adet 1” çek valf konmuĢtur. Çek valfler, çalıĢmayan pompa tarafından depoya geri su basılmasını önlemek amacıyla konulmuĢtur (ġekil 3.4).
ġekil 3.4. Pompalar ve çek valfler
Serpantinden çıkan suyun tekrar aynı depoya dönmesi için her deponun su giriĢ kısmına birer adet selonoid vana (TORK, T-6M104) bağlanmıĢtır (ġekil 3.5). Pompası çalıĢan deponun selonoid vanası açık konuma gelerek depodan çıkan suyun tekrar aynı depoya gelmesi sağlanmıĢtır. Diğer taraftan, pompası çalıĢtırılmayan deponun selonoid vanası da kapalı konumda tutularak su geliĢi engellenmiĢtir.
20
ġekil 3.5. Selonoid vanalar ve elektrikli resistant ısıtıcılar
Kurutulacak olan materyal, delikli saç üzerine konmakta ve tabandan gelen hava, ürün içerisinden geçerek yukarıya doğru hareket etmektedir. Delikli saçtan imal edilen masa tabanının çevresi 24 cm boyunda ve 2 mm kalınlığındaki saç ile çevrelenerek ürünün masadan düĢmesi engellenmiĢtir.
Diğer taraftan, masa tabanının alt kısmı da 21 cm boyundaki saç ile çevrelenerek ısınan hava akıĢının alttan üste doğru yönlendirilmesi sağlanmıĢtır. Böylece, ısınan havanın, masanın yanlarından atmosfere kaybolmasının önüne geçilmiĢtir. Kurutma masası üst çerçevesinin iki kısa kenarı kavisli saçla birleĢtirilerek, karıĢtırıcı kollarının masa çerçevesine çarpması engellenmiĢtir. Kurutma masasının kısa kenarlarından bir tanesinin bulunduğu yere iki adet sıcak su deposu yerleĢtirilmiĢtir. Bu depoların boyutları 40 cm x 30 cm x 40 cm olup demir sacdan imal edilmiĢ ve 1 cm kalınlığında yalıtım malzemesiyle kaplanmıĢtır. Depoların üst kısmında bir adet su doldurma kapağı ve alt kısmında ise bir su tahliye tapası yerleĢtirilmiĢtir (ġekil 3.6). Pompaya su giriĢi, deponun yan kenarının alt kısmından sağlanmıĢtır. Depoya su giriĢi ise pompayla çapraz olacak Ģekilde deponun yan kenarının üst kısmından verilerek depo içerisinde düzenli su akıĢının sağlanması hedeflenmiĢtir. Elektrikli ısıtıcı ise su giriĢiyle aynı düĢey hat üzerinde fakat deponun yan kenarının alt kısmına yerleĢtirilmiĢtir.
ġekil 3.6. Sıcak su deposu ve Pt 100 sıcaklık algılayıcısı
Depolardan bir tanesinde 1 kW’lik elektrikli ısıtıcı kullanırken diğerinde 4 kW’lik elektrikli ısıtıcı kullanılmıĢtır. Isıtıcıların her ikisi de tek fazlıdır. Depolarının üst kenarına birer adet ½ “ maĢon kaynatılmıĢ ve bu maĢonlara da uzun uçlu Pt100 ısı algılayıcısı(ELĠMKO) bağlanmıĢtır. Pt100 ısı algılayıcısının uçları depo içerisindeki suya daldırılmıĢtır.
Kurutma masasının uzun kenarları boyunca ve dıĢ kısmında olacak Ģekilde iki adet (18 mm çapında çelik dolu milden yapılmıĢ) ray konulmuĢtur (ġekil 3.7).
ġekil 3.7. TaĢıma arabası hareket iletim düzeneği
22
Bu raylar, karıĢtırma-havalandırma arabasının hareketine kılavuzluk etmekte ve taĢımaktadır. Kurutma masasının uzun kenarlarından bir tanesinin dıĢ kenarı boyunca zincir yerleĢtirilmiĢtir. Bu zincir, karıĢtırma-havalandırma arabasına hareket sağlayan diĢlinin tutunmasını sağlamaktadır. Aynı kenar boyunca kabloların yerleĢtirildiği kablo kanalı ve desteği de yerleĢtirilmiĢtir. Kablo kanalı, 17 cm katlanma çapına sahiptir.
Doğrudan değmeli kurutucunun ikinci ana bölümünü oluĢturan hareketli karıĢtırma-havalandırma arabasının görevi: kurutma masasındaki ürünü karıĢtırmak ve üründen çıkan nemi ortamdan uzaklaĢtırmaktadır. Bu amaçla, hareketli araba içerisine çok kanatlı bir adet karıĢtırma mili yerleĢtirilmiĢtir (ġekil 3.8). KarıĢtırma mili, 35 mm çapında dolu demir milden yapılmıĢ ve etrafına kanallar açılmıĢtır.
ġekil 3.8. KarıĢtırıcı mil ve kanatları
Milin iki ucu arabaya yataklandırılmıĢ ve bir ucuna mekanik redüktörlü elektrik motoru bağlanmıĢtır. Kullanılan elektrik motoru 3 fazlı asenkron motoru olup gücü 0,37 kW’dir. Kullanılan redüktörün (Yılmaz Redüktör, EN05000B07) devir düĢürme oranı 1/83’dür. Mil boyunca 12 adet Z-biçimli karıĢtırma kanatları takılmıĢtır. KarıĢtırma kanatlarının toplam boyu 55 cm dir. KarıĢtırma kanatlarının yatay uçları 8,5 cm uzunluğundadır. KomĢu karıĢtırma kanatları birbirlerine dik açı yapacak Ģekilde yerleĢtirilmiĢtir. KarıĢtırılmayan ölü bölgelerin oluĢmaması için yatay kanat uçları yaklaĢık 0,5-1 cm iç içe geçecek Ģekilde yerleĢtirilmiĢtir.
Kurutma masası çerçevesi iç kenarları ile en yakın karıĢtırma kanatları arasında ise yaklaĢık 0,5-1 cm boĢluk bırakılarak ürünlerin masadan dökülmesi ve sıkıĢarak hareketli arabayı zorlamaması hedeflenmiĢtir. Benzer amaçla karıĢtırma kanatları ile kurutma masası taban delikli sacı arasında yaklaĢık 1 cm boĢluk bırakılmıĢtır. Kanatlar 6 mm kalınlığındaki ve 29,5 mm geniĢliğindeki lama demirden yapılmıĢtır. KarıĢtırma mili ve kanatları bir davlumbaz içerisine alınmıĢtır. Davlumbazın boyu 70 cm’dir. Ayrıca, kurutulan materyalden çıkan nemi uzaklaĢtırmak için davlumbazın tepesine 57 cm uzunluğunda ve 30 cm çapında bir baca yerleĢtirilmiĢtir. Bacanın tepesine 80 W gücünde ve üç fazlı elektrik motoruna sahip bir fan (Güçtay GT30, 1150 m3∙h-1
) yerleĢtirilmiĢtir. Kızgın telli anemometre ile hava hızı ölçümleri yapılması amacıyla bacanın yan kenarına bir delik açılmıĢtır. Davlumbaz ile bacanın birleĢtiği kısma yakın bir yerde ve davlumbazın iç yan duvarında delikli saçtan yapılmıĢ bir cep bulunmaktadır (ġekil 3.9). Bu cep içerisine sıcaklık-nem ölçme/kayıt etme cihazı yerleĢtirilmektedir. Hareketli arabanın tabanına dört adet U-oluklu çelik teker yerleĢtirilmiĢtir. Çelik tekerler yatay yerleĢtirilmiĢ olup arabayı masanın üzerine düĢmeden raylar üzerinde ileri geri doğrusal hareket yapma imkanı vermektedir. Davlumbaz ve bacanın yapımında 2 ve 4 mm kalınlığındaki demir saç malzemeler kullanılmıĢtır. Redüktörlü elektrik motorundan alınan dönü hareketi bir diĢliye aktarılmıĢ ve bu diĢli ise yatay sabitlenmiĢ zincir üzerinde dönerek karıĢtırma-havalandırma arabasını ileri ve geri yönde hareketlendirmektedir. Kullanılan redüktör (Yılmaz redüktör, EN03000B06), 1/34 devir düĢürme oranına sahiptir. Elektrik motoru 3 fazlı olup 0,18 kW gücündedir.
24
Doğrudan değmeli kurutucunun üçüncü bölümünü kontrol panosu (oparatör paneli) oluĢturmaktadır (ġekil 3.10, ġekil 3.11).
ġekil 3.10. Kontrol panosu genel görünüĢü
