Experimental Analysis of Sliced Lemon Drying in Infrared Dryer Which is Supported with Heat Pump

Year 2019, Volume: 5 Issue: 2, 128 - 137, 28.08.2019

Simge Pelin Alkaç , Kurtuluş Boran , Mustafa Aktaş , Meltem Tokdemir

Abstract

In this study,
drying sliced lemons with an infrared-heat pump dryer is analyzed. The testing
apparatus is designed for two different systems: closed air loop and fresh air
inlet. Experiments are competed with same values for both systems and the
effects of these systems on drying kinetics are compared. 5mm thick sliced
lemons are dried from 6,6804 g water/ g dry matter moisture content to 0,045 g
water/ g dry matter moisture content at 60 °C constant temperature and 595 m³/h
inlet air flow. The drying process completed in 5 hours with closed air loop
system and in 6 hours with fresh air inlet system. In the literature studies,
drying of the lemon slices in the infrared dryer was examined and drying
process completed at 8 hours. The average COPws value calculated as 2,67 for
fresh air inlet system and 2,74 for closed air loop system. According to
experiments, drying time decreased 16,67% on closed loop system as against
fresh air inlet system. Visual analysis of dried lemons showed no difference
between the two systems in terms of product quality. It is considered that
evaluating of lemon by drying process which has an important place in the
domestic and international markets, will contribute greatly to the economy of
the country.

Keywords

Drying, Lemon, Relative Humidity Control

Isı Pompalı İnfrared Kurutucuda Dilimlenmiş Limonun Kurutulmasının Performans Analizi

Abstract

Bu çalışmada ısı
pompalı infrared bir kurutucuda dilimlenmiş limonun kurutulması deneysel olarak
analiz edilmiştir. Deney düzeneği kapalı çevrim ve taze hava girişli olarak iki
ayrı şekilde tasarlanmış ve aynı değerlerde deneyler yapılarak taze hava girişi
olan ve olmayan sistemin kuruma kinetiğine etkileri karşılaştırılmıştır. 5 mm
kalınlığında dilimlenmiş limonlar 6,6804 g su/g kuru madde başlangıç nem
miktarından 60 °C sabit sıcaklıkta ve 595 m³/h giriş hava debisi şartlarında 0,045
g su/g kuru madde miktarına kadar kurutulmuştur. Kurutma işlemi kapalı çevrim
sistemde 5 saat, taze hava girişli sistemde 6 saat sürmüştür. Literatürdeki
çalışmalarda limon dilimlerinin infrared kurutucuda kurutulması incelenmiş ve
kurutma işlemi 8 saat sürmüştür. Yapılan deney sonrasında ortalama COPws değeri
taze hava girişli sistem için 2.67, kapalı çevrim sistem için 2.74 olarak
bulunmuştur. Yapılan çalışma sonucunda kapalı çevrim sistemin kurutma süresini,
taze hava girişli sisteme göre %16.67 azalttığı tespit edilmiştir. Kurutulan
limonların gözle analizi yapıldığında ürün kalitesi açısından iki sistem
arasında fark olmadığı görülmüştür. Yurtiçi ve yurtdışı pazarda önemli yeri
olan limon meyvesinin kurutularak değerlendirilmesinin ülke ekonomisine büyük
katkı sağlayacağı düşünülmektedir.

Keywords

Kurutma, Limon, Bağıl Nem Kontrolü, Isı Pompası, Kızılötesi

References

• 1. Aktaş M., İlbaş M., Yalçın A. ve Şahin M., “Kizilötesi Işinimli Bir Kurutucuda Kuruma Davranişlarinin Deneysel İncelenmesi”, Gazi Üniv. Müh. Mim. Fak. Dergisi, 4:767-775,(2013).
• 2. Onin M., “Bazı Meyve ve Sebzelerin İnfrared Kurutucuda Kurutulmasının Deneysel ve Teorik İncelenmesi”, Yüksek Lisans Tezi, İnönü Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, (2012).
• 3.Arslan N., “İnfrared Kurutma Yönteminin Kurutulmuş Manti Kalitesi Üzerine Etkisi”, Yüksek Lisans Tezi, Çanakkale Onsekiz Mart Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü , (2012).
• 4. Darvishi H., Khoshtaghaza M., Minaei S., “Drying kinetics and colour change of lemon slices”, International Agrophys, 28:1-6, (2014).
• 5. Chen H., Hernandez C.E., Huang T., “A study of the drying effect on lemon slices using a closed-type solar dryer”, Solar Energy, 78:97-103, (2005).
• 6. Sadeghi M., Mirzabeigi Kesbi O., Mireei SA., “Mass transfer characteristics during convective, microwave and combined microwave-convective drying of lemon slices”, Journal of the Science of Food and Agriculture, 93(3):471-8, (2013).
• 7. Aktaş M., Kara Ç., “Güneş Enerjisi Ve Isi Pompali Kurutucuda Dilimlenmiş Kivi Kurutulmasi”, Gazi Üniv. Müh. Mim. Fak. Dergisi, 28:733-741(2013).
• 8. Meena P., Rittidech S., Poomsa-ad N., “Application of closed-loop oscillating heat-pipe with check valves (CLOHP/CV) air-preheater for reduced relative-humidity in drying systems”, Applied Energy, 84:553-564, (2007).
• 9. Aktaş M., Şevik S., Özdemir B., Gönen E., “Performance analysis and modeling of a closed-loop heat pump dryer for bay leaves using artificial neural network”, Applied Thermal Engineering, 87:714-723, (2015).
• 10. Aktaş M., Menlik T., Boran K., Aktekeli B. ve Aktekeli Z.,” Isı pompalı birkurutucuda portakal kabuğu kurutulması”, Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi, 2:229-238, (2014).
• 11. Shofinita D., Feng S., Langrish T.A.G, “Comparing yields from the extraction of different citrus peels and spray drying of the extracts”, Advanced Powder Technology, 26:1633-1638, (2015).
• 12. Aktaş M., Gönen E.,”Isı pompalı nem kontrollü bir kurutucuda defne yaprağı kurutulması”, Gazi Üniversitesi Mühendislik-Mimarlık Fakültesi Dergisi, 29: 433-441, (2014)
• 13. Günerhan H., “Endüstriyel Kurutma Sistemleri”, Türk Tesisat Mühendisleri Dergisi, Sayı:13
• 14. Erbay B., Küçüköner E., “Gıda Endüstrisinde Kullanılan Farklı Kurutma Sistemleri”, Türkiye 10. Gıda Kongresi, 2008
• 15. Aktaş M., Ceylan İ., Doğan H., “Güneş Enerjili Kurutma Fırınında Elma Kurutulması”, Journal of Polytechnic, 9:289-294, (2006)
• 16. Mujumdar A. S., “Handbook of Industrial Drying”, CRC, 2006
• 17. Wannapakhe S., Chaiwong T., Dandee M., Prompakdee S., “Hot Air Dryer with Closed – Loop Oscillating Heat Pipe with Check Valves for Reducing Energy in Drying Process”, Procedia Engineering, 32:77-82, (2012).
• 18. Lataoui Z., Romestant C., Bertin Y., Jemni A., Petit D., “Inverse thermal analysis of the drying zone of the evaporator of an axially grooved heat pipe”, Experimental Thermal and Fluid Science, 34:562-574, (2010).
• 19. Abbasi H., Seidavi A., Liu W, Asadpour L., “Investigation on the effect of different levels of dried sweet orange (Citrus sinensis) pulp on performance, carcass characteristics and physiological and biochemical parameters in broiler chicken”, Saudi Journal of Biological Sciences, 22:139-146, (2015).
• 20. Aktaş M., Ceylan İ., Doğan H., “Isı Pompalı Endüstriyel Fındık Kurutma Fırınının Modellenmesi”, Journal of Polytechnic, 8:329-336, (2005)
• 21. Aktaş M., Aktekeli B, “Isı Pompalı Kurutucuda Atık Isı Kullanımının Performansa Etkisi ve Deneysel Analizi”, Tarım Bilimleri Dergisi, 21:220-235, (2015)
• 22. Ceylan İ., “Programlanabilir (PLC) Isi Pompali Kurutucunun Tasarimi, İmalati Ve Kereste Kurutma İşleminde Deneysel İncelenmesi”, Doktora Tezi ,Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, (2007)
• 23. Barry Fox, Giovanni Bellini and Laura Pellegrini, “Fermentation and Biochemical Engineering Handbook”, Chapter 14-Drying
• 24. Doğan H., “Kurutmada Kullanılan Hava Isıtma Kollektörlerinin Deneysel Karşılaştırılması”, Teknoloji Dergisi, 1-2:75-82, (2001)
• 25. Abuşka M. ve Doğan H., “Endüstriyel tip ısı pompalı kurutucuda çekirdeksiz üzümün kurutulması”, Politeknik Dergisi, 13:271-279, (2010).