Effect of Drying Methods on Time-Dependent Mass Losses in Basil (Ocimum basilicum L.)

Abstract

In regions with humid and rainy harvesting season, sun drying of basil it is not preferred; instead, convection dryers are commonly used. In this study, a new drying method, LED (Light emitting diode) drying, was tried for the first time on basil plants. Additionally, for comparison, basil leaves were dried in a tunnel type convective dryer, in the sun and in the shade. While the LED dryer was working by natural convection at three color temperatures (3000 K, 4000 K and 6500 K), the convection dryer was operated at 3 air speeds (0, 0.6 and 1.2 ms-1) and a temperature of 40 oC. The drying curves at 3000 K and 4000 K color temperatures are approximately the same and the drying time is 22% shorter than LEDs at 6500 K color temperature. In LED dryers, the cabin interior temperature increased to a maximum of 52 oC. In the tunnel type convective dryer, increasing the air speed shortened the drying time, but the shortening of the drying time (15%) was insufficient compared to the air speed increase rate (100%). LED drying (3000 K color temperature) was completed in 48%, 71% and 85% shorter times, as compared to shade drying, sun drying and convection drying (1.2 ms-1), respectively. Although the LED drying with 3000 K color temperature was operating by natural convection, drying was completed in 50% shorter time than the channel type convection dryer (at T = 40 oC temperature) with 1.2 ms-1 air speed. The present study revealed that, under the given drying conditions, LED drying is more advantageous for both time and energy saving in drying basil compared to convection dryers and sun and shade drying.

Keywords

• Basil
• Food drying
• LED
• Convection dryers
• Food properties

Fesleğen (Ocimum basilicum L.)’de Zamana Bağlı Kütle Kayıpları Üzerine Kurutma Metotlarının Etkisi

Abstract

Fesleğenin hasat dönemi nemli ve yağışlı geçen bölgelerde güneşte kurutma tercih edilmez, bunun yerine yaygın olarak konveksiyonel kurutucular kullanılır. Bu çalışmada yeni bir kurutma yöntemi olan LED’li (Light Emitting Diode; ışık yayan diyot) kurutma ilk defa fesleğen bitkisinde denenmiştir. Ayrıca karşılaştırmak için fesleğen yaprakları tünel tipi konveksiyonel kurutucuda, güneşte ve gölgede kurutulmuştur. LED’li kurutucu 3 renk sıcaklığında (3000 K, 4000 K ve 6500 K) doğal taşınımla kurutma yaparken, konveksiyonel kurutucu 3 hava hızında (0, 0.6 ve 1.2 ms-1) ve 40 oC sıcaklıkta çalıştırılmıştır. 3000 K renk sıcaklığında yapılan kurutma ile 4000 K renk sıcaklığındaki kurutma eğrileri yaklaşık aynı olup, 6500 K renk sıcaklığındaki LED’lerden kurutma süresi %22 daha kısadır. LED’li kurutucularda kabin iç sıcaklığı maksimum 52 oC’ye çıkmıştır. Tünel tipi konveksiyonel kurutucuda, hava hızının artması kurutma süresini kısaltmış ancak hava hızı artış oranına (%100) göre kurutma süresinin kısalması (%15) yetersiz kalmıştır. Gölgede kurutmaya göre güneşte kurutma, konveksiyonel kurutma (1.2 ms-1) ve LED’li kurutma (3000 K renk sıcaklığı) karşılaştırıldığında sırasıyla %48, %71 ve %85 daha kısa sürede tamamlanmıştır. 3000 K renk sıcaklıklı LED’li kurutma doğal taşınımla olmasına rağmen, kuruma süresi 1.2 ms-1 hava hızındaki kanal tipli konveksiyonel kurutucudan (T=40 oC sıcaklıkta) %50 daha kısa olmuştur. Bu çalışma, verilen kurutma şartlarında, LED’li kurutmanın konveksiyonel kurutuculara, güneş ve gölgede kurutmaya göre zaman ve buna bağlı olarak enerji tasarrufu yönünden daha avantajlı olduğunu göstermektedir.

Keywords

• Fesleğen
• Gıda kurutma
• LED
• Konveksiyonel kurutucular
• Gıda özellikleri

References

1. Akgün, M., Özer, Ş., Kandemir, L., 2017. Sıcak Beyaz (Sarı) Renkli LED ile Kurutmanın Fındığın (Corylus avellana L.) Kuruma Karakteristiklerine Etkisi. Ordu Üniversitesi Bilim ve Teknoloji Dergisi, 7(2), 266 – 274. e-ISSN: 2146-6459
2. Akgün, M., Kandemir, L., Öztürk, B., 2018. Effect of Led Drying on Drying Behavior of Prunus domestica L. Fruit. Indian Journal of Pharmaceutical Education and Research, 52(4), 115-118. doi:10.5530/ijper.52.4s
3. Akgün, M., Kandemir, L., 2019. Alternatif Fındık Kurutma Sitemlerinde LED Renk Sıcaklığı ve Mesafenin Kuruma Süresi ve Ortam Sıcaklığına Etkisinin Deneysel İncelenmesi. Academic Perspective Procedia, 2(3), 1077-1088. doi:10.33793/acperpro/02.03.120
4. Aksüt, B., Dinçer, E., Saraçoğlu, O., Polatcı, H., 2023. Kurutma Yöntemi ve Sıcaklık Değerlerinin Mor Reyhanın Kuruma Kinetiği ve Renk Kalitesi Üzerine Etkisi. Anadolu Tarım Bilimleri Dergisi, 2023, 38 (1), 187-198. doi:10.7161/omuanajas.1163973
5. Danso-Boateng, E., 2013. Effect of drying methods on nutrient quality of Basil (Ocimum viride) leaves cultivated in Ghana. International Food Research Journal, 20(4), 1569-1573. URL: http://www.ifrj.upm.edu.my/20%20(04)%202013/8%20IFRJ%2020%20(04)%202013%20Eric%20(450).pdf
6. Darıcı, S., Şen, S., 2011. Kivi Meyvesinin Kurutulmasında Kurutma Havası Hızının Kurumaya Etkisinin İncelenmesi. Tesisat Mühendisliği, 230, 51-58. URL: https://www.mmo.org.tr/sites/default/files/yayin_dosyalar/tesisat-130-temmuz-agustos-2012.pdf
7. Di Cesare, L. F., Forni, E., Viscardi, D., & Nani, R. C. 2003. Changes in the chemical composition of basil caused by different drying procedures. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 51(12), 3575-3581. doi:10.1021/jf021080o
8. Günaydın, S., Sağlam, C., Çetin, N., 2022. Tarımsal Ürünlerin Kurutulmasında Kullanılan Kurutma Yöntemleri. Erciyes Tarım ve Hayvan Bilimleri Dergisi, 5(1), 30 – 45. doi:10.55257/ethabd.1096697

9. Hassanpouraghdam, M. B., Hassani, A., Vojodi, L., Farsad-Akhtar, N., 2010. Drying Method Affects Essential Oil Content and Composition of Basil (Ocimum basilicum L.). Journal of Essential Oil Bearing Plants, 13 (6), 759 – 766. doi:10.1080/0972060X.2010.10643892
10. Karaca, M., Kara, Ş. M., Özcan, M. M., 2017. Bazı Fesleğen (Ocimum basilicum L.) Popülasyonlarının Herba Verimi ve Uçucu Yağ Oranının Belirlenmesi. Ordu Üniversitesi Bilim ve Teknoloji Dergisi, 7 (2), 160-169. URL:https://dergipark.org.tr/en/download/article-file/384624.
11. Özcan, M., Chalchat, J. C., 2002. Essential oil composition of Ocimum basilicum L. and Ocimum minimum L. in Turkey. Czechoslovak Journal of Food Science, 20(6): 223–228. https://www.old-aj.cz/publicFiles/50917.pdf
12. Özcan, M., Arslan, D., Ünver A., 2005. Effect of drying methods on the mineral content of basil (Ocimum basilicum L.). Journal of Food Engineering, 69 (3): 375-379. doi:10.1016/j.jfoodeng.2004.08.030
13. Topdemir, A., 2019. Mikroçoğaltımla Üretilmiş Fesleğenin (Ocimum basilicum L.) Tepsili Kurutucuda Kuruma Karakteristiğinin Belirlenmesi. Fırat Üniversitesi Müh. Bil. Dergisi, 31(2): 545-550. doi: 10.35234/fumbd.580212