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

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. 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. 2. Onin M., “Bazı Meyve ve Sebzelerin İnfrared Kurutucuda Kurutulmasının Deneysel ve Teorik İncelenmesi”, Yüksek Lisans Tezi, İnönü Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, (2012).
3. 3.Arslan N., “İnfrared Kurutma Yönteminin Kurutulmuş Manti Kalitesi Üzerine Etkisi”, Yüksek Lisans Tezi, Çanakkale Onsekiz Mart Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü , (2012).
4. 4. Darvishi H., Khoshtaghaza M., Minaei S., “Drying kinetics and colour change of lemon slices”, International Agrophys, 28:1-6, (2014).
5. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 13. Günerhan H., “Endüstriyel Kurutma Sistemleri”, Türk Tesisat Mühendisleri Dergisi, Sayı:13
14. 14. Erbay B., Küçüköner E., “Gıda Endüstrisinde Kullanılan Farklı Kurutma Sistemleri”, Türkiye 10. Gıda Kongresi, 2008
15. 15. Aktaş M., Ceylan İ., Doğan H., “Güneş Enerjili Kurutma Fırınında Elma Kurutulması”, Journal of Polytechnic, 9:289-294, (2006)
16. 16. Mujumdar A. S., “Handbook of Industrial Drying”, CRC, 2006
17. 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. 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. 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. 20. Aktaş M., Ceylan İ., Doğan H., “Isı Pompalı Endüstriyel Fındık Kurutma Fırınının Modellenmesi”, Journal of Polytechnic, 8:329-336, (2005)
21. 21. Aktaş M., Aktekeli B, “Isı Pompalı Kurutucuda Atık Isı Kullanımının Performansa Etkisi ve Deneysel Analizi”, Tarım Bilimleri Dergisi, 21:220-235, (2015)
22. 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. 23. Barry Fox, Giovanni Bellini and Laura Pellegrini, “Fermentation and Biochemical Engineering Handbook”, Chapter 14-Drying
24. 24. Doğan H., “Kurutmada Kullanılan Hava Isıtma Kollektörlerinin Deneysel Karşılaştırılması”, Teknoloji Dergisi, 1-2:75-82, (2001)
25. 25. Abuşka M. ve Doğan H., “Endüstriyel tip ısı pompalı kurutucuda çekirdeksiz üzümün kurutulması”, Politeknik Dergisi, 13:271-279, (2010).