Doğu Karadeniz Bölgesinde Yetişen Yöresel Ürünlerin Dondurarak Kurutma Karakteristiklerinin İncelenmesi
Tezin Türü: Doktora
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Recep Tayyip Erdoğan Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2025
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: MUHAMMED EMİN TOPAL
Danışman: Birol Şahin
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Bu tez çalışmasında, Karadeniz Bölgesi'nde yetişen dört farklı yöresel ürünün (ağaç kavunu, çay, kivi ve Trabzon hurması) farklı dilim kalınlıkları (3 mm, 5 mm ve 7 mm) ve kabin basınçlarında (0,008 mbar, 0,010 mbar ve 0,012 mbar) dondurarak kurutma karakteristikleri incelenmiştir. Kurutma kinetiğini analiz etmek amacıyla, nem oranı (MC), boyutsuz kütle kaybı oranı (MR) ve kuruma hızı (DR) parametrelerinin dondurarak kuruma sürecindeki zamana bağlı değişimleri incelenmiştir. Bu kapsamda, kurutma kinetiğinin belirlenmesi amacıyla 20 farklı matematiksel model ve 14 farklı değerlendirme kriteri kullanılmış, her bir ürünün kurutma sürecini en iyi tanımlayan model ve model denklemi belirlenmiştir. Deneylerden elde edilen veriler Yapay Sinir Ağı (YSA) modeline uygulanmış ve YSA'nın yalnızca MR tahmininde değil, aynı zamanda MC ve DR tahminlerinde de 0,9999 doğrulukla başarılı sonuçlar verdiği belirlenmiştir. YSA'nın sağladığı bu yüksek doğruluk, kurutma sürecinde meydana gelen karmaşık parametre değişimlerinin tahmin edilmesinde yapay zeka tekniklerinin etkinliğini göstermektedir. Matematiksel modeller, MR tahmininde 0,3038 ile 0,9999 arasında değişiklik gösterirken, YSA tüm parametrelerde istikrarlı ve yüksek bir doğruluğa ulaşmıştır. Ayrıca, dondurarak kurutma deneyleri sonrasında nihai ürünlerde renk analizi ve su aktivitesi ölçümleri yapılmıştır. Kabin basıncı ve dilim kalınlığı azaldıkça su aktivitesi değerlerinin düştüğü ve ürünlerin parlaklık (L*) ve sarılık/mavilik (b*) değerlerinin arttığı tespit edilmiştir. Bu durum, düşük basınçta kurutma işleminin hem nihai ürün kalitesini hem de raf ömrünü iyileştirdiğini göstermektedir. Ayrıca, dilim kalınlığının ve kabin basıncının azalması ile kurutma süresinde belirgin bir azalma olduğu da gözlenmiştir. Sonuç olarak, bu tez çalışmasında, yöresel ürünlerin dondurarak kurutma süreçlerinin optimizasyonu için elde edilen bulgular sunulup; kurutma teknolojilerinde YSA kullanımıyla birlikte hem ürün kalitesini artıracak hem de kurutma süresini azaltarak enerji verimliliğine katkı sunacak stratejilere yönelik önemli bilgiler verilmiştir. Çalışmanın, gıda endüstrisinde özellikle enerji ve kalite açısından etkin bir dondurarak kurutma süreci geliştirilmesine katkı sağlayacağı düşünülmektedir.