Experimental Study, Design and Production of Purple Basil Drying System with Solar Power and Comparison with Alternative Methods

Öz

In this study, solar energy supported basil drying system was designed and manufactured while conducting purple basil plant drying experiments. The experiments were carried out in three groups. In the first group of experiments, basil having were placed in the drying chamber and when the temperatures reached 45ºC, 50ºC, 55ºC, the mass was measured at one hour intervals. In the second group of experiments, when the temperature reached 45ºC, 50ºC, 55ºC, 60ºC in the dryer, basil having were put into the dryer and dried. In the third group of experiments basil having a starting mass of different were placed in the drying cabinet and dried. Drying times were between 3 and 7 hours depending on the temperature increase. After the completion of drying process, water activity and color analysis of the dried products were performed. The final moisture content of dried basil is reduced to less than 15%. Water activity values have been found below the 0,6 value specified in the literature and it has been concluded that it can be accepted as safe in terms of microbial growth. Drying times were found as expected in experiments at different temperatures. Color analysis experiments were carried out and required values were reached. As a result of the analysis, it was found that the manufactured system successfully enables the drying of basil.

Anahtar Kelimeler

• Purple basil
• drying system
• solar energy

Güneş Enerjisi ile Reyhan Kurutma Sisteminin Tasarlanması, İmalatı, Deneysel İncelenmesi ve Alternatif Yöntemlerle Karşılaştırılması

Öz

Bu çalışmada güneş enerjisi ile reyhan kurutma sistemi tasarlanmış ve imalatı gerçekleştirilerek mor reyhan bitkisi kurutma deneyleri yapılmıştır. Deneyler üç grup şeklinde gerçekleştirilmiştir. Birinci grup deneylerde reyhanlar kurutma kabinine konmuş ve sıcaklıklar 45ºC, 50ºC, 55ºC ‘ye ulaştığında sabit tutulmuş ve birer saat aralıklarla kütle ölçümleri gerçekleştirilmiştir. İkinci grup deneylerde kurutma makinesinde sıcaklık 45ºC, 50ºC, 55ºC, 60ºC ‘ye ulaştığında sabit tutularak reyhanlar kurutma makinesinin içerisine konmuş ve kuruma gerçekleştirilmiştir. Üçüncü grup deneylerde farklı başlangıç kütlesine sahip reyhanlar kurutma kabinine konularak kurumaları sağlanmıştır. Kuruma süreleri 3 ile 7 saat arasında olmuştur. Kurutma işlemlerinin tamamlanmasının ardından kurutulan ürünlerin su aktivitesi ve renk analizi deneyleri yapılmıştır. Kurutulmuş reyhanın nihai nem içeriği %15'in altına düşürülmüştür. Su aktivite değerleri literatürde belirtilen 0,6 değerinin altında bulunmuş ve mikrobiyal büyüme açısından güvenli kabul edilebileceği sonucuna varılmıştır. Farklı sıcaklıklarda yapılan deneylerde kuruma süreleri beklendiği gibi bulunmuştur. Renk analizi deneyleri yapılmıştır. Analizler sonucunda imalatı gerçekleştirilen bu sistemin başarılı bir şekilde reyhanın kurutulmasına olanak sağladığı görülmüştür.

Anahtar Kelimeler

• Mor reyhan
• Kurutma sistemi
• Güneş enerjisi

Kaynakça

1. Altay K, Farklı yöntemlerle kurutulan arapgir mor reyhanının (Ocimum basilicum) kuruma davranışlarının incelenmesi ve kuru ürünün bazı kalite özelliklerinin belirlenmesi. Doktora Tezi, Ege Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, İzmir, 2019.
2. Aslan Öz MN, Balıkesir yöresinde doğal olarak yetişen biberiye ve fesleğen bitkilerine ait uçucu yağların antioksidan ve antimikotik özelliklerinin belirlenmesi. Yüksek Lisans Tezi, Namık Kemal Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Tekirdağ, 2017.
3. Ermişler A, Altın otu (elıchrysum arenarıum) ve fesleğen (ocimum basilicum) bitkilerinin sinek kovucu (repellent) özelliklerinin karşılaştırılması. Yüksek Lisans Tezi, Selçuk Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Konya, Türkiye, 2017.
4. Kulan E.G, Eskişehir koşullarında yetiştirilen reyhan (ocimum basilicum l.) bitkisinin bazı bitkisel özelliklerin ve diurnal varyabilitesinin belirlenmesi. Yüksek Lisans Tezi, Osmangazi Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Eskişehir, 2013.
5. Günay E, Telci İ, Isparta Ekolojik Koşullarında Bazı Reyhan (Ocimum basilicum L.) Genotiplerinin Verim ve Kalite Özelliklerinin Belirlenmesi Süleyman Demirel Üniversitesi Ziraat Fakültesi Dergisi 2017; 12 (2): 100-109.
6. Koca T, Polat MN, Reyhan kurutma yöntemleri ve karşılaştırma. International Conference On Engineering & Natural Sciences-4 (ISPEC); 2019; Ankara, Türkiye; pp. 106-112.
7. Ratti C, Hot-air and frezee-drying of high value foods: A Review, Journal of Food Engineering 2001; 49 (4): 311-319.
8. Polatcı H, Tarhan S, Farklı kurutma yöntemlerinin reyhan (Ocimum basilicum) bitkisinin kuruma süresine ve kalitesine etkisi. Tokat Gaziosmanpaşa Üniversitesi Ziraat Fakültesi Dergisi 2009; 26 (1): 61-70.

9. Korucu B, Yeni tip döner tamburlu kurutucunun geliştirilmesi ve reyhan (Ocimum basilicum l.) bitkisi kurutma performansının belirlenmesi. Yüksek Lisans Tezi, Gaziosmanpaşa Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Tokat, 2009.
10. İnan E, Yeni tip doğrudan değmeli kurutucunun geliştirilmesi ve reyhan ( Ocimum basilicum l.) bitkisini kurutma performansının belirlenmesi. Yüksek Lisans Tezi, Gaziosmanpaşa Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Tokat, 2010.
11. Gülçimen F, Yeni tasarlanan havalı kollektörler yardımı ile reyhan ve nane kurutulması. Doktora Tezi, Fırat Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Elazığ, 2008.
12. Cesare LF, Forni E, Viscardi D, Nani RC, Changes in the chemical composition of basil caused by different drying procedures, Cesare, Journal of Agricultural and Food Chemistry 2003; 51 (12): 3575−3581.
13. Özcan M, Arslan D, Ünver A, Effect of drying methods on the mineral content of basil (Ocimum basilicum L.), Journal of Food Engineering 2005, 69 (3): 375-379.
14. Kavak AE, Mathematical modelling of thin layer drying process under open sun of some aromatic plants. Journal of Food Engineering 2006; 77 (4): 864-870.
15. Diaz-Maroto MC, Sánchez Palomo E, Castro L, Viñas G, Pérez-Coello MS, Changes produced in the aroma compounds and structural integrity of basil (Ocimum basilicum L.) during drying. Journal of the Science of Food and Agriculture 2004; 84 (15); 2070–2076.
16. Demirhan E, Özbek B, Microwave-drying characteristics of basil, Journal of Food Processing and Preservation 2010; 34 (3): 476-494.
17. Baritaux O, Richard H, Touche J, Derbesy M, Effects of drying and storage of herbs and spices on the essential oil. Part I. Basil, ocimum basilicum 1992; 7 (5): 267-271.
18. Bušić A, Vojvodić A, Komes D, Akkermans C, Belščak-Cvitanović A, Stolk M, Hofland G, Comparative evaluation of CO2 drying as an alternative drying technique of basil (Ocimum basilicum L.)—The effect on bioactive and sensory properties. Food Research International, 2014; 64 (1): 34-42.
19. Calín-Sánchez A, Lech K, Szumny A, Figiel A, Carbonell-Barrachina A.A., Volatile composition of sweet basil essential oil (Ocimum basilicum L.) as affected by drying method. Food Research International 2012; 48 (1): 217-225.
20. Hassanpouraghdam MB, Hassani A, Vojodi Mehrabani L, Farsad N, Drying methods affects essential oil content and composition of basil (Ocimum basilicum L.). Hassanpouraghdam Journal of Esserntial Oil Bearing Plants 2010; 13 (6): 759-766.
21. Tarakemeh A, Aboutalebi A, Effect of drying method on the essential oil quantity of basil (Ocimum basilicum L.), Journal of Essential Oil Bearing Plants, 2012; 15 (3): 503- 505.
22. Yousif AN, Scaman CH, Durance TD, Girard B, Flavor volatiles and physical properties of vacuum-microwave- and air-dried sweet basil (Ocimum basilicum L.). Journal of Agricultural and Food Chemistry 1999; 47 (11): 4777–4781.
23. Dina S.F, Ambarita H, Napitupulu FH, Kawai H, Study on effectiveness of continuous solar dryer integrated with desiccant thermal storage for drying cocoa beans. Case Studies in Thermal Engineering 2015; 5 (1): 32-40.
24. Aktaş M, Şevik S, Doğan H, Öztürk M, Fotovoltavik ve termal güneş enerjili sürekli bir kurutucuda domates kurutulması. Tarım Bilimleri Dergisi 2012; 18: 287-298.
25. Akman H, Çerçi KN, Hürdoğan E, Büyükalaca O, Güneş enerjisi destekli bir kurutma sisteminin tasarımı, imalatı ve ilk ölçüm sonuçlarının değerlendirilmesi. Osmaniye Korkut Ata Üni. Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi 2018; 1 (1), 1-9.
26. Ceylan İ, Aktaş M, Doğan H, Güneş enerjili kurutma fırınında elma kurutulması. Politeknik Dergisi 2006; 9 (6): 289-294.
27. Romero VM, Cerezo E, Garcia MI, Sanchez MH, Simulation and validation of vanilla drying process in an indirect solar dryer prototype using CFD Fluent program. Energy Procedia 2014; 57 (1): 1651-1658.
28. Türk Tİ, Çelebi RS, Toğrul H, Farklı ön işlem uygulanan Ahlatın kuruma ve büzülme davranışının modellenmesi. Journal of the Faculty of Engineering and Architecture of Gazi University 2018; 33 (4): 1231-1245.
29. Yoğurtçu H, Yanıt yüzey metodu kullanarak mikrodalga ile elma kurutmanın optimizasyonu. Ournal of the Faculty of Engineering and Architecture of Gazi University 2019; 34 (3): 1365-1376.
30. Doymaz İ, Aktaş C, Patlıcan dilimlerinin kurutma ve rehidrasyon karakteristiklerinin belirlenmesi. Journal of the Faculty of Engineering and Architecture of Gazi University 2018; 33 (3): 833-841.
31. Anonim. Gıdaların fiziksel özellikleri, https://acikders.ankara.edu.tr/pluginfile.php/15137/mod_resource/content/0/DERS-12.pdf. Erişim tarihi Kasım 11, 2009.
32. Quek SY, Chok NK, Swedlund P, The physicochemical properties of spray-dried watermelon powders. Chemical Engineering and Processing 2007; 46 (5): 386-392.
33. McGuire RG, Reporting of objective color measurements, hortscience 1992;27(12): 1254-1255.
34. Kline SJ, McClintock FA, Describing uncertainties in single sample experiments. Mech Eng 1953; 75 (1): 3-8.
35. Polatcı H, Farklı kurutma yöntemlerinin reyhan (Ocimum basilicum) bitkisinin kuruma süresine ve kalitesine etkisi. Yüksek Lisans Tezi, Gazi Osmanpaşa Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Tokat, Türkiye, 2008.
36. Altay K, Hayaloğlu AA, Dirim SN. Determination of the drying kinetics and energy efficiency of purple. Heat and Mass Transfer 2019; 55(8): 2173–2184.