A NOVEL THERMAL ANALYSIS FOR COOKING PROCESS IN BULGUR PRODUCTION: DESIGN CONSIDERATIONS, ENERGY EFFICIENCY AND WASTEWATER DIMINUTION FOR INDUSTRIAL PROCESSES

Authors : İbrahim YILMAZ, Mehmet SÖYLEMEZ

Pages : 113-129

View : 28 | Download : 16

Publication Date : 2020-04-30

Article Type : Research Paper

Abstract :Bu çalışmanın ana katkısı, buğday pişirme işlemini özgün bir ısıl modelle izah ederek sunmak ve enerji-verimli bir pişirme kazanı için tasarım yöntemi önermektir. Küçük-ölçekli bir pişirme kazanı tasarlanmış ve modelin çeşitli çalışma şartları altında doğrulanması için bir deney düzeneği kurulmuştur. Geliştirilen model Engineering Equation Solver yazılımı kullanılarak çözülmüştür. Sonuçlar deneylerle kıyaslanmış ve iyi bir uyum elde edilmiştir. Isıl modelin doğrulanması ve büyük-ölçekli pişirme kazanlarına yönelik kullanışlı bir tasarım aracı olması için ayrıca bir hesaplamalı akışkanlar dinamiği modeli geliştirilmiştir. Pişirme işleminin enerji verimliliğinin, pişirme kazanının sarmal ısı değiştiricisi üzerindeki minimum ısı akısının çekirdekli kaynamayı (ısıtma elemanı yüzeyi ve doyma sıcaklığı arasında minimum ~5 °C farkla) karşılayacak şekilde başlatılmasıyla arttırılabileceği bulunmuştur. Enerji talebini azaltarak fakat nihai ürün kalitesini koruyarak, atıksuyun 5-günlük biyolojik oksijen ihtiyacı en az %50 oranında azaltılmıştır. Enerji optimizasyonu ve su geri kazanımı teknikleri yerine getirildiği takdirde buğday-su oranının 1,0−1,2'ye düşürülebileceği önerilmektedir. Tahmini ortalama özgül enerji tüketim hızının 400‒475 ±%5 W/kg (bir kilogram buğday için gerekli olan ısıl güç) arasında yer almakta, bu değer buğday-su oranının 1,0'a düşürülmesiyle ilaveten ~%25 oranında azaltılabilmektedir. Çalışmadan elde edilen sonuçların ısı ve gıda mühendisleri için endüstriyel pişirme kazanlarının tasarım uygulamalarında, daha az zararlı atıksu ile enerji optimizasyonunda ve buğdayın pişirilmesi için süreç kontrol stratejilerinde kılavuzluk edeceği düşünülmektedir
Keywords : bulgur, Buğday pişirme, pişirme modeli, enerji analizi, kazan tasarımı, atıksu