SEBZE KURUTMA MAKİNESİ (ÖDEV)

[cncarastirma]

Bahsettiğimiz gibi psikrometrik hesaplarla meselenin incelenmesi; hatta pratiğe uygulama esaslarının da ele alınması gerekmektedir.

Resimdeki formül http://eng.harran.edu.tr/~hbulut/Makale_MMO_Tesisat.pdf yazısından alınmıştır ancak hassas bir hesap için gayet uzak görünümü kaba da olsa bir hesap namına tereddüt ettirmekte.

Psikrometrik diyagram ihtiva etmediği bilgiler için uzatılarak kullanılabilir ancak parabolik olan nem doyma çizgisinin isabet yeri yanıltıcı olabildiğinden, sol alttaki doygun hava nem miktarı-hava sıcaklığı grafiği (yine güvenirliliğini bilmesek de) kullanılabilir.
Bölge üzerinde direk sonuç bilgiler yerine, analiz ve ya genel tasarım hesapları vb için genel geçer bilgilerin kullanılma halinde, psikrmetrik diyagram-mutlak nem formülü(ki eklenebilirse haritası daha uygun olabilir)-Türkiye yıllık ortalama sıcaklık dağılımı bilgileri (psikrometrik diyagramın solunda kırmızı hatlı harita yıllık ortalama sıcaklık dağılımı haritasıdır) kullanılabilir.

Bunlar bir yana kesin bilgiler ile bir hesap iç açıcı olabilir;

Gün itibariyle nem bağıl nem haritası nem almada dış havanın kullanımı açısından pek makbul görünmüyor ama (şehirsel günlük meteoroloji bilgileri ile-harita harici) Ankara 19 hava sıcaklığı %39 bağıl nem oranı ile ve potansiyel görünümlü Antalya 30 hava sıcaklığı ve %36 bağıl nem oranı ile fikir açısından kaba bir hesaba tabi tutulabilir;
Ankara 19 de maksimum 14 gr/kg nem alma kapasiteli havanın, %39 oran ile 5.46 gr/kg ını, Antalya 30 de 28 gr/kg nem kapasiteli havanın %36 ile 10.8 gr/kg ını nem ile işgal etmektedir. Ankara havasının kg ı 8.54 gr, Antalya havası ise 17.2 gr daha nem alabilir durumdadır ama sonuçta havanın ısıtıldığı sıcaklık olan 60 deki nem alma kapasitesi önemlidir. Psikrometrik diyagramın solundaki grafikte 60 için 125 gr/metreküp nem alma kapasitesi (dhava=1.225kg/metreküp hava yoğunluk bilgisi ile) 102 gr/kg dır. Tabi 5.46 gr/kg = 6.6885 gr/metreküp , 10.8 gr/kg = 13.23 gr/metreküp değerlerine eşittir.
(İlk resimdeki formül hesabı gayet alakasız görünmekte, daha önce alakalı kaynaklarda gördüğümüz birçok hatadan birisi olarak düzeltilmesi gereken bir sorun olabilir formülde)
60 ye ısıtılmış Ankara havası gün itibariyle 125 - 6.6885 = 118.3115, Antalya 125 - 13.23 = 111.77 gr/metreküp nem alma kapasiteinde. Antalya'nın potansiyel görünümü pek işe yaramamış gibi ama bir önceki ısıl gider hesabında 40 sıcaklık artırımı için 1 dak 1kW ısııcı çalıştırma gereksinimi Antalya'da 45 saniyeye düşmekte... (Hem de harita bilgisine göre Ankara bağıl nemi çok daha fazla ve % 60 civarlarında...)
Şehir kıyasları bir yana grafikteki 125 gr/metreküp bilgisini de 100 gr/metreküp olarak ele alırsak, sebzelerin nemini de kendi bünyesinin %20 nem-kütle oranından %5 e düşürmek istersek (sebze kütleinin %15 i nem alma ihtiyacı ile);
1 kg sebze için 1.5 metreküp hava gerekmekte ve ya 1 metreküp hava ile 660 gram sebze kurutulmuş olur. Bu nem alma kapasitesi en üst seviyeden değil efektif olarak yapılabilir oranda ele alınmalıdır (azaltılmalıdır) ki zaten grafikte olan 125 sayısını son olarak 100 kabul ettik (ama yine de incelenmelidir).
Sonuç olarak 1 kg sebze için 1.5 metreküp hava 1.5 dak 1kW ısıtıcı çalışması... Bu ısıtıcı ile saatte 1kWsaat kullanılarak(0.42TL/kWsaat kabulü ile 42 Kuruşa ) 40 kg sebze kurutma..
Sebzelerin kururkenki suyun buharlaşma ısısı da kapalı bir sistem olarak sistemden alındığından (yerine göre bu ısı sistemden alınmaz ve karşılanması gerekmez ancak yine yerine göre teoride alakasız sıcaklık düşüşlerini muhattap alabilir), 540cal/gr (2257 J/gr) suyun buharlaşma ısısı 40 kg lık sebzeden alınması gereken %15 (kütlesel) nem oranında (6000gr) 13542000 Joule yapar ve (1kWsaat =3600000 Joule) 3.762 kWsaat demektir. 40 kg lık sebze için aşşağı yukarı 4kWsaat lik enerji eklemesi ile toplamda 5 kWsaat enerji düşünülür ki 2TL maliyeti muhattap alır. Bu cümlelerde yazılan buharlaşma ısısı değeri (540cal/gr) esasında uyarlanmalıdır ama kaba bir hesap için kullanılmıştır. Ve bu ek hesap bahsedildiği gibi sistemden alınmak zorunda değildir ama kapalı bir sistem ve yakın ısı transferi özellikleri ile sisteme binmesi beklenir ama geliştirme olarak bir kısmı sebzelerden alınırsa sebzelerin sistemden daha soğuk çıkışları sağlanabilir.
Hesaplar gayet kaba yapılmış olup, türlü düzeltmeler ve kayıplar eklendiğinde daha doğru olacaktır. Sonuç itibariyle artan ısıtma giderleri elektriğin doğalgaz-atık yağ vb ve ya katı yakıt tipi enerji kaynakları ile değişimi ile azaltılabilir.
Ortam havasının nemini önceden alma, vb değişik kombinasyonlar ve ya daha farklı yöntemler haricinde psikrometrik bir açıklamaydı. İşlemlerimiz ve ya yöntemlerimizdeki her tip eksiğimiz, hatalarımız (mantık vb dahil) incelenip sunulabilir.
Başarılar dileriz...

 

[mehan01]

Açıklamalarınız ve güzel temennileriniz için çok teşekkür ederim. Saygılarımla

 

[nemasis]

Merhabalar,
Aslında bu deneyin tek başına bir sanayi kolu olduğunu düşünürsek iyi bir tartışma konusu da olmuş.
Benim de bu iş üzerine çok tecrübem yok ama yapılması gerekeni tahmin edebiliyorum.
Tüm mesajları okudum ve her zaman ki gibi Serkan_48 kardeşim olayı en basit ele alan taraf olmuş ve dediklerine katılıyorum. Bu iş radyant ısıtma ile olmaz.

Ek olarak şunları söylemek isterim;
1-Ürün kurutma da amaç üründe ki su miktarını azaltmak (veya tamamen almak) olduğuna göre, açığa çıkan nem miktarı önemli demektir.
2-Suyun buharlaşma sıcaklığına ulaşması için ortam sıcaklığı da önemli olduğuna göre,

Demek ki iki faktör var, biri sıcaklık diğeri ise bağıl veya mutlak nem. Burada bağıl nem ile mi çalışmak lazım yoksa mutlak nem ile mi çalışmak lazım ayrıca tartışılmalı. Bana göre sıcaklık sabit olacağından mutlak nem yeterli olur ama birazdan bahsedeceğim havalandırma süreci anında mutlak nem şartı da aranabilir. Bu konuyu çok düşünmedim açıkçası.

Bence fırın içinde ki hava belli bir sıcaklıkta (kurutulacak ürüne göre değişiklik göstereceğinden ayarlanabilir olmalı) tutulmalı ve fırında ki bağıl nem kontrol edilmeli. Burada da akıllı bir kontrol cihazı kullanmak deneyden daha çok veri almak anlamına gelir.
Fırında ürün olduğu müddetçe ve kurutulabiliyor ise açığa çıkan nem hala fırın içinde demektir. Bu nem sınır aşıldığında dış hava ile yer değiştirilerek fırından uzaklaştırılmalıdır. Burada nem sınırı, üründen alınabilecek suyun buharlaşma sıcaklığı ile havanın buhara doyma noktasına ulaştığı noktanın altı set edilmeli.
Tabi bir de taze havadan gelen yük var. Her halükarda dış hava fırının içinden daha soğuk olacağından ek bir ısıtma maliyeti getirecektir. Bunun önüne geçebilmek için (ya da en aza indirebilmek için) ısı geri kazanım eşanjörü kullanmak olabilir. Tabi bu kısmı ticari olduğundan deney için gerekmeyebilir.

Sonuçta fırın içi sıcaklık sürekli aynı değerde korunmalı ve bağıl nem belli bir değerin üzerine çıktığında taze hava ile yer değiştirilerek düşürülmeli ki kurutma işlem devam edebilsin.

 

[mehan01]

Sayın nemasis Sizinde dediğiniz gibi ortam sıcaklığını istediğimiz seviyede tutmak için ısıtıcıya bir termostat takılması zorunlu. Sürekli dereceye bakıp ısıtıcıyı bir açıp bir kapatmak ısı ve zaman kaybına yol açacağı gibi içeride bulunan nemide dışarı atmada zorlanacağız. Buda kurutacağımız sebzenin hem uzun sürede kurumasına hemde istediğimiz seviyede kurutmada zorluklar çıkartacaktır. Bilgiler için teşekkür ederim. Saygılarımla