Tesisat Dergisi 309. Sayı (Eylül 2021)

T esisat / Eylül 2021 101 tesisat.com.tr Ürün yüzeyinde meydana gelen buharlaşma, yüzeyi soğutan, dolayısıyla yüzeydeki buhar basıncını düşüren ve terlemeyi azaltan endotermik bir işlemdir. Meyve veya sebze içindeki solunum ise ürünün sıcaklığını artırma eğilimindedir, böylece yüzeydeki buhar basıncını yükseltir ve terlemeyi artırır. Ayrıca, solunum hızının kendisi, ürünün sıcaklığının bir fonksiyonudur (Gaffney ve diğerleri, 1985). Ayrıca yüzey yapısı, kabuk geçirgenliği ve hava akışı gibi faktörler de ter- leme oranını etkiler (Sastry ve diğerleri, 1978). Bu nedenle, meyve ve sebzelerde, ürünlerin terleme oranlarını değerlendi- rirken dikkate alınması gereken karmaşık ısı ve kütle transferi olaylarının meydana geldiği görülebilir. TERLEME MODELLERİ Terleme modelinin temel formu aşağıdaki gibidir: En basit haliyle, terleme katsayısı, k_t, belirli bir ürün için bir sabit olarak kabul edilir. Ek olarak, ürün yüzey sıcaklığı ile ortam hava sıcaklığının eşit olduğu varsayılır. Böylece, yüzeyin doymuş bir durumda olduğu varsayıldığında, yüzey su buharı basıncı P s , ortam sıcaklığında değerlendirilen su buharı doygunluk basıncı olur. Sastry vd. (1978) kapsamlı bir literatür taraması yaptı, çeşitli meyve ve sebzeler için sabit terleme katsayılarının bir listesini derledi ve basitleştirilmiş bir terleme modelini tar- tıştı. Derlenen terleme katsayılarında, su buharı basıncı açığı, kabuk geçirgenliği veya hava hızına herhangi bir bağımlılığı dikkate alınmadı. Çeşitli araştırmacılar (Pieniazek, 1942; ve Lentz ve Rooke, 1964), yüksek buhar basıncı açıklarında terleme hızının düş- tüğünü belirtmişlerdir. Kabuk dokusunun kuruması veya kurumadan kaynaklanan kabuk geçirgenliğindeki azalmanın, yüksek buhar basıncı açıklarında azalmış terlemenin nedeni olduğuna inanılıyordu. Fockens ve Meffert (1972), değişken kabuk geçirgenliğini modellemek ve hava akış hızını hesaba katmak için basit terleme katsayısını geliştirdi. Geliştirilmiş terleme katsayıları aşağıdaki şekli alır: Hava filmi kütle transfer katsayısı k_a, ürünün yüzeyinde meydana gelen ve hava akış hızının bir fonksiyonu olan kon- vektif kütle transferini tanımlar. Kabuk kütle transfer katsayısı k s , cildin nem geçişine karşı difüzyon direncini tanımlar ve su buharı basıncı açığının bir fonksiyonudur. Bu nedenle, değiş- ken hava akış hızı ve kabuk geçirgenliği hem Fockens hem de Meffert terleme katsayısı modelinde hesaba katılmıştır. Ancak Fockens ve Meffert'in çalışmalarında evaporatif soğutma, solunum ve buhar basıncını düşürme etkisi ihmal edilmiştir. Çeşitli araştırmacılar, Lentz ve Rooke (1964), Gac (1971), Gentry (1970), Dypolt (1972) ve Talbot (1973), buharlaşmalı soğutma ve solunumun ürünün yüzey sıcaklığı üzerinde önemli bir etkiye sahip olduğunu ve dolayısıyla ürün yüzey sıcaklığı ve ortam hava sıcaklığı eşit olmayabilir. Bu nedenle, ürün yüzeyindeki su buharı basıncı, ortam hava sıcaklığında değerlendirilen su buharı doyma basıncına eşit olmayabilir. Yüzey suyu buharı basıncı, ürünün yüzey sıcaklığında değer- lendirilmelidir. Ayrıca, domatesler üzerinde deneyler yaparken Sastry ve Buffington (1982), Fockens ve Meffert'in (1972) varsaydığı gibi, kabuk kütle transfer katsayısının (ks) buhar basıncı açı- ğına bağlı olmadığını kaydetti. Daha ziyade, terleme hızının davranışı, sıcaklık eğrisine karşı su buharı basıncının artan eğimine atfedildi. Bu nedenle, Sastry ve Buffington, Foc- kens ve Meffert'inkine benzer, ancak buharlaşmalı soğutma ve solunumun etkilerini içeren bir terleme modeli geliştirdi. Modelleri, ürün yüzey sıcaklığını belirlemek için teorik bir denklem içerir, böylece yüzey suyu buharı basıncının daha doğru bir şekilde belirlenmesini sağlar. Bu model, yüksek ve düşük su buharı basıncı açıklarında tahmini terleme hızının gelişmiş doğruluğunu sağlar. Ancak buhar basıncı açığının kabuk kütle transfer katsayısı k s üzerindeki etkilerini ihmal eder. Chau vd. (1987), Fockens ve Meffert modelini, transpi- rasyon modellerine radyatif ısı transferi ve buhar basıncını düşürme etkisini dahil ederek daha da geliştirdi. Ayrıca, kabuk kütle transfer katsayısının, k_s'nin su buharı basıncı açığı ile değişmediğini, dolayısıyla Sastry ve Buffington ile anlaşırken Fockens ve Meffert ile çeliştiğini belirttiler. Hava Filmi Kütle Transfer Katsayısı Hava filmi kütle transfer katsayısı k a , bir ürünün buhar- laşan yüzeyinde meydana gelen konvektif kütle transferini tanımlar. Dolayısıyla hava filmi kütle transfer katsayısı k a , bir Sherwood-Reynolds-Schmidt korelasyonu kullanılarak tahmin edilebilir (Sastry ve Buffington, 1982). Sherwood numarası, Sh aşağıdaki gibi tanımlanır: (1) (2) (3)