TÜBĠTAK-BĠDEB

LĠSE ÖĞRETMENLERĠ

(FĠZĠK, KĠMYA, BĠYOLOJĠ VE MATEMATĠK)

PROJE DANIġMANLIĞI EĞĠTĠMĠ ÇALIġTAYLARI

LĠSE-1 (ÇALIġTAY 2011)

FĠZĠK

GRUP SES-2011

PROJE ADI

DOĞAL ÇEVRECĠ SEBZE-MEYVE KURUTMA SĠSTEMĠ

PROJE EKĠBĠ

Süleyman SÖNMEZ Ercan AKÇAY Serkan DOĞAN

PROJE DANIġMANLARI

Prof. Dr. Bilal GÜNEġ Prof. Dr. Hakan KÖÇKAR

KEPEZ-ÇANAKKALE

TEMMUZ-2011

PROJENİN AMACI

• Hava ortamına göre daha sağlıklı ve daha

sıcak bir ortam oluĢturularak daha kısa

sürede meyve ve sebzeleri organik olarak

kurutmaktır.

GİRİŞ• Kurutma iĢlemi, yiyecekleri korumak için kullanılan en

eski yöntemdir.

• AraĢtırmalara göre güneĢte kurutmanın çok sağlıklı olmadığı, ürüne kalite ve enerji ve besin ögesi değerleri bakımından zararlar verdiği tespit edilmiĢ ve farklı kurutma yöntemleri geliĢtirilmiĢtir. GüneĢ enerjisinden ve katı yakıttan faydalanarak kurutma iĢlemi yapan sistemler geliĢtirilmiĢtir [3].

• Meyve ve sebzeler doğal ortamda güneĢin zararlı ıĢınlarından korunarak kurutulursa tat ve aromada bozulma olmaz [6]. Kükürtlü ortamlarda kurutulması meyvelerde kalıntı bırakır [7].

• GüneĢ altında kurutmak, yenilenebilir enerjiden

faydalanarak, ucuz bir kurutma yöntemidir. Fakat bazı

olumsuz yönleri de vardır [4].

• Hem doğal ortamda kurutulmuĢ, hem de güneĢin zararlı

ıĢınlarından etkilenmemiĢ meyve kurusu elde etmek için,

kapalı kapta bir doğal kurutma sistemi yapılabilir.

• Ülkemizde meyve ve sebzeler yaygın olarak direkt açıkta;

güneĢ radyasyonuyla kurutulmaktadır. Bu durumda

böcekler, kuĢlar ve rüzgarın olumsuz etkileri ürün

kayıplarına neden olmaktadır. Ayrıca üründe küflenme ve

verim kayıpları ortaya çıkmaktadır.

• Doğal olarak kurutmaya bırakılan sebze ve meyvelerin iyi

hava akımı alan bir yere bırakılmıĢ olmaları oldukça

önemlidir. Çünkü kuruma böylece hızlanır ve buharlaĢma

daha kolay olur. Kurutma iĢlemi çabuk olursa meyve ve

sebzeler de o derce lezzetli olur [8].

• Kurutma sırasında doğrudan güneĢe maruz kalan

sebzelerde kahverengi noktalar da oluĢur [10]. Bu yüzden

gölgede yapılan kurutma sağlıklı olur.

• Kurutma esnasında meyvedeki su oranı % 80-90’dan

%15-20’ye kadar düĢer. Bu düĢüĢ meyve içindeki Ģeker

oranı, vitamin ve değerleri yoğunlaĢtırır ve kalori değerini

artırır [11].

KURAMSAL TEMELLER

• Isı bir enerji çeĢididir..

• Farklı sıcaklıktaki iki sistem arasında ısı transferi olur.

• Maddenin sıvı halden gaz hale geçmesine buharlaĢma denir.

• Sıcaklık arttıkça buharlaĢma miktarı da artar.

• Isınan hava hafifler ve yükselir.

• Maddeler üzerine düĢen ıĢığın bir kısmını soğururlar.

• Koyu renkli cisimler güneĢ ıĢığını daha fazla soğururlar.

YÖNTEM ve YAPILIŞI

1. Kurutma sisteminin yapılıĢı

2. Sebze ve meyvelerin hazırlanması

3. Kurutma iĢlemlerinin yapılması

4. Ölçümlerin alınması

1. Kurutucunun yapımı• 60 x 60 cm2 boyutlarındaki suntalar ve cam Ģekildeki gibi

yapılmıĢtır.

• Sistem içine iki tane güneĢ gören ve güneĢ görmeyen

ızgara raflar yapılmıĢtır.

Projeye

baĢlıyoruz.

Ġskeleti

oluĢturduk.

Ġç yüzey siyah

kağıtla kaplandı.

Çelik tel ızgaradan

raflar oluĢturuldu

Ön-alt kısımda ve arka-üst kısımda sinek telinden iki

tane havalandırma bölmesi yapılarak sistem içinde

hava sirkülasyonu sağlanmıĢtır.

2. Sebze ve meyvelerin hazırlanması

Meyvelerin çekirdekleri

çıkarılarak deney için hazırlandı

Ġlk ölçümler yapıldı.

• Kurutmak için kayısı meyvesi ve fasulye sebzesi

numuneleri seçilmiĢtir.

• Meyve ve sebzeler açık havada güneĢ altına ve gölgeli

ortama, kurutucu içinde ise cam bölgenin hemen altına ve

camın arka bölmesindeki kapalı alana yerleĢtirilmiĢtir.

• Kayısı ve fasulyeler birer saat ara kütleleri ölçülerek,

kuruma oranlarının karĢılaĢtırılmaları yapılmıĢtır.

• Yine ortamların sıcaklık farkları alınarak, sistemin dıĢarı

ile kıyaslaması yapılmıĢtır.

3. Kurutma işleminin yapılması

Sebze ve meyveler kurutma sistemine yerleĢtirildi.

Ġçeriye termometre yerleĢtirildi.

Kurutma sisteminin üstüne de açık havadaki kuruma

oranını bulmak için numuneler yerleĢtirildi.

4.Ölçümler yapıldı

Periyodik aralıklarla

sıcaklık ve kütle

ölçümleri yapıldı.

Deneyler iki gün süre ile

yapılarak veriler toplandı.

• Kayısıların çekirdekleri çıkartılarak 200 gramlık dört

numune, fasulyeler ise küçük parçalara bölünerek

yaklaĢık 100 gramlık üç numune alınmıĢtır.

• Belirli zaman aralıkları ile iç ve dıĢ ortam sıcaklıkları ile

numunelerin kütleleri ölçülerek tablo oluĢturulmuĢtur.

SONUÇLARTablo 1. Kayısı ile yapılan kütle ve ortam sıcaklığı ölçümleri.

KAYISI NUMUNELERĠ

KURUTMA SĠSTEMĠNDE AÇIK HAVADA

GÜNEġLĠ ORTAM GÖLGELĠ ORTAM GÜNEġLĠ ORTAM GÖLGELĠ ORTAM

TARĠH SAAT

KÜTLE

(g)

SICAKLIK

(0C)

KÜTLE

(g)

SICAKLIK

(0C)

KÜTLE

(g)

SICAKLIK

(0C)

KÜTLE

(g)

SICAKLIK

(0C)

14.07.2011 16:30 200 35 200 35 200 35 200 30

17:30 178,5 40 179,8 40 176,67 40 184,11 35

15.07.2011 09:30 143,76 28 151,41 28 151,39 28 158,59 26

10:40 134,67 35 143,83 33 141,24 32 153,39 29

11:40 123,83 38 137,37 35 128,6 37 146,34 32

15:00 112,44 42 127,29 40 116,09 39 136,33 34

16:30 103,03 41 118,04 36 105,61 39 126,29 34

18:00 95,06 41 110,49 37 98,09 38 119,02 35

• Tablo 1’deki sonuçlara göre; kurutma sistemin alt

kısmındaki güneĢ alan bölgenin sıcaklığı, dıĢ ortamdaki

güneĢli bölgeye göre göre ortalama 2,4 oC daha fazla

görülmüĢtür..

• Yine, sistemin güneĢ almayan iç bölgesinin sıcaklığı dıĢ

ortamdaki gölgeli ortama göre ortalama 3,5 oC daha fazla

bulunmuĢtur..

Seri 1: Açık hava güneşli ortam.

Seri 2: Açık hava gölgeli ortam

Seri 3: Kurutucuda güneşli ortam

Seri 4: Kurutucuda gölgeli ortam

Açık havada güneĢli

ortamda % 51 kütle azalması

olurken, kurutma sitemi

içindeki güneĢ alan ortamda

% 52,5 kütle azalması

olmuĢtur.

Açık havadaki gölgeli

alanda kütle azalması % 40,5

olurken, kurutma siteminin

tavan kısmındaki güneĢ

almayan bölgede % 45

olmuĢtur.

Şekil 2. Farklı sıcaklıktaki ortamlarda kayısı

kütlelerinin zamana bağlı değişim grafiği.

FASULYE NUMUNELERĠ

AÇIK HAVA GÜNEġLĠ

ORTAM

KURUTUCUDA GÜNEġLĠ

ORTAM

KURUTUCUDA GÖLGELĠ

ORTAM

TARĠH SAAT KÜTLE (g) SICAKLIK (0C) KÜTLE (g)

SICAKLIK

(0C) KÜTLE (gr)

SICAKLIK

(0C)

14.07.2011 16:30 100,26 35 99,88 35 100,5 35

18:00 84 40 83 40 90 40

15.07.2011 09:30 74,88 28 64,53 28 73,94 28

10:35 71,43 32 59,58 35 70,35 33

11:40 65,48 37 52,26 38 68,36 35

15:00 59,54 39 45,05 42 64,22 40

16:30 54,21 39 39,17 41 59,89 36

18:00 50,08 38 34,6 41 56,32 37

Tablo 2. Fasulye ile yapılan kütle ve ortam sıcaklığı ölçümleri.

Seri 1: Açık havada güneĢli ortam

Seri 2: Kurutucuda güneĢli ortam

Seri 3: Kurutucuda gölgeli ortam

ġekildeki grafiğe

göre fasulye

kütlelerinde dıĢ

ortamda güneĢ alan

bölgede %50,04,

iç ortamda ise güneĢ

alan bölgede

%65,35,

güneĢ almayan tavan

bölgesinde ise

%43,96 azalma

olmuĢtur.

Şekil 3. Farklı sıcaklıktaki ortamlarda fasulye

kütlelerinin zamana bağlı değişim grafiği.

TARTIŞMA ve YORUM

• Kurutma sistemi içinde yüzeylerin siyah renk ile

kaplanması sonucunda, dıĢ ortama göre güneĢli ortamda

2,4 oC, gölgede ise 3,5 oC sıcaklık artıĢı sağlanmıĢtır.

• Bu sıcaklık artıĢı ile, kurutma sistemi içinde meyvenin

buharlaĢma hızı dıĢ ortama göre artırılmıĢtır.

• BuharlaĢmanın hızlanması ile meyve ve sebzelerin

kuruma süresi azaltılmıĢtır.

• Bu değerler Temmuz ayında nem oranı %52 olan

Çanakkale ilinde ölçülmüĢtür. Bu ölçümler nem oranı

daha düĢük olan bölgelerde yapılırsa daha hızlı kuruma

sağlanabilecektir.

ÖNERİLER• Doğal meyve sebze kurutucusunun cam yüzey alanı

büyütülerek iç ortamın sıcaklığı daha fazla yükseltilebilir.

• ElveriĢli kurutma için tavsiye edilen sıcaklık değerleri tüm sebze ve meyveler (fasulye, pirinç hariç) için 55-60 C, fasulye pirinç için ise 45 C dir [12].

• Kurutma süresi ve iç sıcaklık hava giriĢ ve çıkıĢlarına konulacak basit sürgülerin az veya çok açılmasıyla kontrol edilebilir.

• Türkiye’de yaz aylarında meyvenin bol olduğu dönemlerde, doğal güneĢ kurutucusu ile kurutularak hem üreticiye hem de ülkeye ekonomik kazanç sağlanabilir.

• Ülkemiz güneĢ kuĢağı denilen iyi ıĢınım değerlerine sahip ülkeler arasındadır. Bu avantaj her alanda kullanılabilir.

KAYNAKÇA

• 1] ÇATI, K. ,YILDIZ,S.(2010) Türkiye’de kuru kayısı üretim ve pazarlama problemleri. http://e-dergi.atauni.edu.tr (15 Temmuz 2011)

• 2] Sebzeleri Kurutma. Mesleki Eğitim ve Öğretim Sisteminin GüçlendirilmesiProjesi (MEGEP), Gıda Teknolojisi, 2007. Ankara.

• 3] Meyveleri Kurutma. Mesleki Eğitim ve Öğretim Sisteminin GüçlendirilmesiProjesi (MEGEP), Gıda Teknolojisi, 2008. Ankara.

• 4] TOSUN, N., BAYINDIR, H., AYDIN, H.(2009).Diyarbakır ilinde çok fonksiyonlu güneĢ enerjili

kurutma sistemi oluĢturulması üzerine bir araĢtırma. V.Yenilenebilir Enerji Sempozyumu. Diyarbakır.

• 5] GARG, H.P., KUMAR, R. ve DATA, G (1998). Simulation model of the thermal performanceof a natural

convection-type solar tunnel dryer. Internatıonal Journal of Energy Resarch,22.

• 6] ÇATI, K., YILDIZ, S. Türkiye’de kuru kayısı üretim ve pazarlama problemleri ve çözüm önerileri.

• 7] Solareks Solar Energy Systems. http://www.solareks.com/urunler.html

(15 Temmuz 2011)

• 8] GÜN, H. (2001), “Kuru Kayısı Üretiminde Kalite” Kayısı Sempozyumu. Malatya.

• 9] ERTÜRK, M. ,OKTAY, Z. GüneĢ enerjisi destekli mekanik buhar sıkıĢtırmalı ısı

pompasıyl akurutma fırını tasarımı ve termodinamik analizi. 8. Ulusal Tesisat

Mühendisliği Kongresi.

• 10] UYTUN, A., DOĞAN, A,K. Islaklık ölçümleri. VII. Ulusal Ölçümbilim Kongresi.

• 11] IġIK, N.(26 Eylül 2010). Anadolu Ajansı.

• 12] KILKIġ, B. (Temmuz, 2003). Kendimiz yapalım. Bilim ve Teknik Dergisi.

TEŞEKKÜR• Çalıştay koordinatörü:

Prof. Dr. Mehmet AY’ a

• Danışmanlarımız:

Prof. Dr. Hakan KÖÇKAR ve

Prof. Dr. Bilal GÜNEġ’e,

• Teknisyenimiz;

Emine GÜNDÜZ’e

• ve tüm çalıĢtay ekibine

TEġEKKÜRLERĠMĠZĠ ARZ EDERĠZ.