Patateslerin kızartılması sırasında ısı ve kütle transfer parametrelerinin belirlenmesi

Abstract

PATATESLERİN KIZARTILMASI SIRASINDA ISI VE KÜTLETRANSFER PARAMETRELERİNİN BELİRLENMESİAYGÜN YILDIZÖZBu çalışmada işlenmiş patates ürünleri arasında önemli yer tutan parmakpatatesin kızartılması sırasında meydana gelen eş-zamanlı ısı ve kütle transferiincelenmiştir. Bu amaçla, parmak patates dilimlerinin (8,5 Ã 8,5 Ã 70 mm), 150, 170ve 190ºC'deki ayçiçek yağı içerisinde kızartılması sırasında etkin ısı (ısı transferkatsayısı) ve kütle transfer (etkin nem difüzyon katsayısı ve kütle transfer katsayısı)parametreleri belirlenmiştir. Bu parametrelerin hesaplanmasında parmak patateslerinkızartılması sırasında deneysel olarak elde edilen boyutsuz sıcaklık ve nem içeriğioranları kullanılmıştır. Ayrıca, aynı geometriye sahip bir alüminyum parçacık (9,5 Ã9,5 Ã 68,8 mm) kullanılarak Lumped sistem yöntemi ile kabarcıklı ve kabarcıksızortamlarda ısı transfer katsayısı bulunmuştur. Etkin ısı transfer katsayısının yağsıcaklığının artması ile azaldığı, Lumped sistem yöntemi ile kabarcıklı ve kabarcıksızortamlarda bulunan ısı transfer katsayısı değerlerinin ise yağ sıcaklığının artması ilearttığı belirlenmiştir. Etkin kütle transfer katsayısı yağ sıcaklığının artması iledoğrusal olarak, etkin nem difüzyon katsayısı ise üstel olarak artmıştır. Etkin nemdifüzyon katsayısı ve yağ sıcaklığı arasında Arrhenius tipi bir ilişki belirlenmiştir.Çalışmada aynı zamanda kızartma işlemi için sonlu farklar yönteminikullanarak bir ısı ve kütle transfer modeli geliştirilmiştir. Bulunan transfer parametredeğerleri geliştirilen modelde kullanılmış, elde edilen nem içeriği ve sıcaklıkdeğişimleri deneysel veriler ile karşılaştırıldığında uyum içerisinde olduğugörülmüştür.Anahtar Kelimeler: Parmak patates, kızartma, ısı transfer katsayısı, kütletransfer katsayısı, nem difüzyon katsayısı

DETERMINATION OF HEAT AND MASS TRANSFERPARAMETERS DURING POTATO FRYINGAYGÜN YILDIZABSTRACTSimultaneous heat and mass transfer during frying of French fries wasinvestigated in this study. Effective heat (heat transfer coefficient) and mass transfer(mass transfer coefficient and moisture diffusivity) parameters were determinedduring frying of potato slices (8,5 Ã 8,5 Ã 70 mm) in sunflower oil at 150, 170 and190ºC. These parameters were evaluated from the plots of dimensionless temperatureand concentration ratios against time. Heat transfer coefficient was also determinedthrough Lumped system analysis with and without bubbles using an aluminum piecewith the same geometry (9,5 Ã 9,5 Ã 68,8 mm). Effective heat transfer coefficientwas found to decrease with increasing oil temperature. However, heat transfercoefficient determined with the aluminum piece increased with an increase in oiltemperature both in the presence and absence of bubbles. Effective mass transfercoefficient increased linearly whereas, effective moisture diffusivity increasedexponentially with an increase in frying temperature. An Arrhenius type ofrelationship was found between the frying temperature and the effective moisturediffusivity.In this study, a heat and mass transfer model for the frying process wasdeveloped using the finite difference method. Experimentally determined heat andmass transfer parameter values were used in the model, and an agreement was foundbetween the simulated and experimental temperature and moisture content data.Keywords: French fries, frying, heat transfer coefficient, mass transfercoefficient, moisture diffusivity.