ALIÇIN DONDURULARAK KURUTULMA KİNETİĞİ VE DİFÜZYON MODELLEMESİ

Abstract

ABSTRACT

This study has been carried out to test freeze-drying (FD) technology, which has been used in the recent years for preserving different food products’ beneficial flavors because it reportedly extends their shelf life; so, this approach is considered as the healthiest drying procedure. Hawthorn is a commonly used food product, which needs drying to preserve its rich potassium and fiber contents. A freeze dryer brand, which is widely used for experimentation, is Scanvac Coolsafe model of the Labogene brand. First, 100g sliced hawthorn was frozen and placed in a drying freezer to start the drying process, and kinetic models were conducted by registering the loss of weight during the drying process. The total freeze-drying experimentation duration was 14 hours, and after every two hours, the weight of the hawthorn sample was measured besides calculating the sample’s moisture ratio. Several mathematical models have been presented in the literature to assess the agrarian plants’ drying properties; however, eight specific models are suitable for processing the experimental data obtained during and after drying hawthorn using MATLAB. Results clearly depict that the root mean square error (RMSE) and the lowest chi-square (X2) values were 0.011063 and 1.959 x 10-4. Additionally, the highest determination coefficient (R2) value was 0.9987, which is almost 1. The best model, in this context, is the Diffusion approach model, which has provided these results that were the best for all the eight models. The specimens’ effective diffusivity was 2.33742 × 10-10m2/s.

ÖZET

Bu çalışma, son yıllarda farklı gıda ürünlerinin faydalı aromalarını korumak için kullanılan dondurarak kurutma (FD) teknolojisini test etmek için yapılmıştır çünkü söylendiği üzere dondurarak kurutma raf ömrünü uzatmakta ve dolayısıyla bu yaklaşım en sağlıklı kurutma süreci olarak kabul edilmektedir. Alıç, zengin potasyum ve lif içeriğini korumak için kurutulması gereken yaygın olarak kullanılan bir gıda ürünüdür. Deney yapılması bakımından olarak yaygın olarak kullanılan bir dondurarak kurutma markası olan Labogene markasının Scanvac Coolsafe modeli kullanılmıştır. İlk olarak 100 gr. dilimlenmiş alıç dondurulmuş ve kurutma işlemini başlatmak için kurutma dondurucusuna konulmuştur. Kurutma işlemi sırasındaki ağırlık kaybı kaydedilerek kinetik modeller yapılmıştır. Toplam dondurarak kurutma deney süresi 14 saat olup, her iki saatte bir alıç numunesinin nem oranını hesaplanmanın yanı sıra numunenin ağırlığı da ölçülmüştür. Tarım bitkilerinin kuruma özelliklerini değerlendirmek için literatürde çeşitli matematiksel model sunulmuştur; bununla birlikte, MATLAB kullanılarak alıç kurutulması sırasında ve sonrasında elde edilen deneysel verilerin işlenmesi için sekiz özel model uygundur. Sonuçlar, kök ortalama kare hatası (RMSE) ve en düşük ki-kare (X2) değerlerinin 0.011063 ve 1.959x10-4 olduğunu açıkça göstermiştir. Ayrıca en yüksek determinasyon katsayısı (R2) değeri 0.9987'dir, ki bu değer yaklaşık olarak 1 ‘dir. Bu bağlamda en iyi model, sekiz modelin tümü için en iyi olan bu sonuçları sağlayan Difüzyon yaklaşım modelidir. Numunelerin etkin yayılma katsayısı 2.33742 × 10-10m2/s olarak bulunmuştur.