Dondurarak kurutma sistemi tasarımı ve tıbbi aromatik ürünlerin kurutma parametrelerinin araştırılması

Dondurularak kurutma işlemi, dondurulmuş ürünün dehidrasyon süblimasyonuna dayanır. Düşük sıcaklıklar ve işlem için gerekli olan basınç ve uzun kuruma süresi nedeniyle, dondurarak kurutma teknolojisi hassas ürünlerin işlemine uygundur. Dondurarak kurutmadaki uzun kuruma süreleri, yüksek enerji tüketimi ve yüksek maliyetlere yol açmaktadır. Bu çalışmada, nane yaprakları üç farklı sıcaklık (40, 50, 60oC) ve üç farklı basınçta (30, 50, 80 kPa) dondurularak kurutulmuştur. Kurutulan nane yapraklarının kuruma davranışları incelenmiştir. Ekserji analizi ile ekserji kayıplarını en aza indirmeyi ve ekserji verimliliğini en üst seviyeye çıkarmayı sağlayan çalışma koşulları belirlenmiştir. Enerji ve ekserji analizi yanısıra ürün görseli de değerlendirildiğinde, deneme yapılan değerler arasında nanenin dondurarak kurutulmasında 30 kPa kabin basıncı ve 50oC kurutma sıcaklığının en ideal çalışma şartları olduğu belirlenmiştir. İdeal kurutma şartlarında elde edilen sonuçlarla en iyi uyum sağlayan matematiksel modelin Wang and Singh modeli olduğu belirlenmiştir. Nane yaprakları için ısı ve kütle transfer analizleri yapılmıştır. Kurutulmuş nanenin ısı transfer katsayısı ortalama 0.33 W/m2K olarak belirlenmiştir. Ürünün kütle transfer hızı ise 3.33x10-10 ile 2.27x10-9 m/s arasında değişmiştir. Isı transfer katsayısı ve kütle transfer hızı sıcaklık artışıyla artmış, kabin basıncındaki artışla azalmıştır. Ayrıca, kurutma sıcaklığının nem difüzyonunu hızlandırdığı görülmüştür. Bu çalışmadan elde edilen sonuçlar, dondurarak kurutma sisteminin optimizasyonunu ve çalışma parametrelerinin iyileştirmesine yardımcı olacak bilgiler sağlayacaktır.