Blast freezer (şok dondurucu) içindeki sıcaklık dağılımı ve hava akışının incelenmesi

Gıdaların uzun süreli muhafaza ihtiyacı, insanlık tarihi boyunca, bir amaç ve zorunluluk olmuştur. Bu doğrultuda uygulanan en yaygın yöntemler, kurutma, tuzla salamura yapma, konserveleme ve soğutmadır. Bütün muhafaza yöntemleri, gıdaların besin değerlerini ve kalite değerlerini en üst düzeyde tutmayı amaçlamaktadır. Ancak gıdaların gerek kurutma, gerekse salamura veya konserveleme işlemlerinde, besin değerlerinde (özellikle vitamin) meydana gelen kayıplar oldukça fazladır. Bu nedenlere bağlı olarak soğutma yöntemi bir çok gıdaya uygulanabilirlik, besin / kalite değerlerinin korunması ve uygulama kolaylığı bakımından en etkili yöntemdir. Günümüz teknolojik imkanları dahilinde en yüksek verimli soğutma sistemi dondurma / şoklama / derin dondurma teknolojisidir. Blast Freezer sistemlerine yönelik olarak günümüzde oda tipi ve buzdolabı tipi olmak üzere iki genel kullanım sınıfı bulunmaktadır. Mevcut durumda oda tipi sistemler ülkemiz genelinde de üretilebilir iken, buzdolabı tipi sistemlerin boyut ve ağırlık kriterleri nedeniyle teknik altyapısının daha zor olduğu görülmüştür. Dondurma teknolojisi ile muhafaza etmenin temel prensibi, -18〬C derece ve daha düşük sıcaklık değerlerinde gıdayı hızlı bir şekilde dondurarak, gıda bozulmasına sebep olabilecek mikroorganizmaların çalışma ve çoğalma faaliyetlerinin tam olarak durdurulmasıdır. Bu çalışmanın amacı Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği (HAD) tekniğini kullanarak Blast Freezer buzdolabında akışın kabin içerisinde hedeflenen şekilde homojen şekilde dolaşmasını ve gıda kütle merkezinin ısısını 270 dakikada 100〬C dereceden -18〬C dereceye düşürülmesini sağlamaktır. Bu çalışmayı literatürdeki çalışmalardan farklı kılan özellik, şok dondurucu üzerinde deneysel ve HAD yöntemleri yardımı ile tasarımın doğrulanması ve daha verimli bir prototipin imalatıdır. Çalışmada ileriki aşamada farklı fan motorları kullanılarak alternatif incelemeler yapılmıştır. Bu analizlerin sonucunda toplam debi ve her bir fandan çıkan debi değerleri bulunmuştur. Ayrıca kabin içindeki sıcaklık dağılımları ve deneysel çalışmalarla uyumluluğu gösteren ölçüm paketlerinin sıcaklık dağılımları da sunulmuştur. Yapılan deneyler ve bunları destekleyen analizler doğrultusunda görülmüştür ki kabin içinde sıcaklık duvarlara yaklaştıkça artmaktadır. En soğuk paketler orta şok dondurucuda bulunmuştur. Sıcaklığın hızlı şekilde çok düşük değerlere düşmesi nedeni ile üst ve alt taraflardaki sıcaklık farkı çalışmamızı etkileyen önemli bir parametredir. Ayrıca kontrol panellerini kullanmadan, uyguladığımız sınır şartları ile çekirdek sıcaklığını istediğimiz sürede -18 C dereceye düşürülmesi mümkün kılınmıştır.