Deniz suyu kaynaklı ısı pompalı tünel tipi defne yaprağı kurutma sistemi tasarımı ve deneysel analizi

Abstract

Bu çalışmada deniz suyu kaynaklı ısı pompası ile çalışan bir kurutma fırınının tasarımı ve imalatı yapılmış, kurutma süresi, kuru ürün kalitesini etkileyen faktörler incelenmiştir. Kurutma işlemine başlanmadan önce ürün özellikleri ortaya konulmuştur. Deneyler esnasında tünel içi şartlar (sıcaklık, nem, hava hızı, ürün ağırlığı), ortam şartları, deniz suyu sıcaklığı ve ısı pompası çalışma şartları gözlemlenmiştir. Yapılan deneylerde değişken olarak hava hızı 1 m/s, 2 m/s ile 3,5 m/s, deniz suyu debisi 2 l/dk ile 9 l/dk arası değerlerde,kondenser – ürün istif mesafesi 30 cm ile 100cm arası farklı mesafelerde çeşitli deneyler yapılmıştır. Deneyler sırasında deniz suyu sıcaklığı 10,1 °C – 23,4 °C aralığındaki değerlerde ölçülmüştür. Kullanılan değişkenlerin kurutma süresi ve ürün kalitesine etkileri incelenmiştir. Deney verileri değerlendirildiğinde ürün kuruma süresini etkileyen en önemli faktör, kurutma havası sıcaklığıdır. Hesaplamalar sonucunda ısıpompasının〖COP〗_hp değerlerinin 3,41 – 3,93 aralığında olduğu hesaplanmıştır. Kondenser – ürün istif mesafesi için uygun uzaklığın en az40cm olması gerektiği,bu mesafenin altına inildiğinde difüzörün etkisi ile üründe homojen ve tam kuruma gerçekleşmediği yapılan deneylerde gözlemlenmiştir.Deneyler karşılaştırıldığında deniz suyu sıcaklığı 16,2 °C, kurutma havası sıcaklığı 60,3 °C, hava hızı 1 m/s, deniz suyu debisi 9 l/dk şartlarında yapılan deney, ısı pompası 〖COP〗_hpdeğeri (3,93), kurutma süresi (2 saat), duyusal analiz (renk, koku, doku), su aktivitesi değeri (0,37), özgül nem çekme oranı (0,0246) açısından en başarılı deney olarak belirlenmiştir. Deneylere ilişkin ekserji hesaplamaları yapılmıştır. Deniz suyu kaynaklı ısı pompalı kurutma fırınının defne yaprağı kurutmak için, ek bir ısı kaynağına ihtiyacı olmadığı, kaliteli bir kurutma yapılabildiği, benzer özelliklerde olan farklı ürünleri de kurutmaya elverişli olduğu ortaya koyulmuştur.

In this study, design and manufacture of tunnel type drying system that works with heat pump resourced by sea water are made, drying time; factors affecting the product quality were reviewed. Product specifications are mentioned prior to drying process. During experiments, under tunnel conditions, (temperature, humidity, air flow rate, product weight), environmental conditions, sea water temperature and heat pump operating conditions were observed. Air flow rate valued between 1 m/s, 2 m/s and 3,5 m/s, sea water flow rate valued between 2 l/min and 9 l/min in the experiments made and condenser – product stack distance was taken for different distances such as between 30 cm and 100 cm for various experiments. Between the experiments, sea water temperature is measured between the values of 10, 1 °C – 23,4 °C degrees. Drying time period and their affects to the product quality of used parameters were examined. As a result of consideration of experiment data, most important factor that affects the product drying time is the temperature of drying air. It is calculated that, 〖COP〗_hp values of heat pump were in range of 3,41 – 3,93. It is observed on the experiments that, optimum distance for the Condenser – product stacking distance is minimum 40 cm and in less distance, with the affect of diffuser, homogeneous and complete drying wasn't generated. When experiments were compared, experiment made within the conditions that sea water temperature is 16,2 °C, drying air temperature is 60,3 °C degrees, air flow rate is 1 m/s, sea water flow rate is 9 l/min it was determined as the most successful experiment by means of heat pump 〖COP〗_hp value (3,93), drying time (2 hours), sensory analysis (color, smell, tissue), water activity value (0,37), specific humidity moisture absorption rate 0,0246). Exergy and drying effect calculations regarding to experiments were made. It was put forth that to dry a bay leaf, tunnel type drying system that works with heat pump resourced by sea water didn't need any additional heat source, quality drying was made, was suitable to dry different products with similar specifications.