Vakum soğutma sisteminin mantar ve marul soğutulmasında uygulanması

Abstract

Vakum soğutma sebzelerin, etlerin ve çiçeklerin soğutulmasında kullanılan hızlı bir soğutma tekniğidir ve mekanik kompresyonlu soğutma sistemlerinden soğutma kaynağı cismin kendi içinde olması nedeni ile farklıdır. Vakum altında, gıda içerisindeki suyun kaynama sıcaklığı düşer, suyun bir kısmı uzaklaşır ve yeni bir denge noktasına ulaşılır. Soğutma yükü buharlaşma oranı ve buharın gizli ısısına bağlı olarak belirlenir. Soğutmanın kaynağı olan su buharı direkt olarak üründen geldiği için, kütlenin yapısı ve ürün içerisindeki ısı transferini araştırmak çok önemlidir; vakum soğutmada ürün de soğutmanın bir parçasıdır. Bu tezde, bir vakum soğutucu sistemi kurulmuş ve deneysel çalışmalar yürütülmüştür. Bir vakum soğutucu gıda içerisinden suyun buharlaşarak soğutma etkisi yaratılabilen sızdırmazlığı olan bir odadır. Çalışmada, mantar ve marulun vakum soğutması deneysel olarak çalışılmıştır. Deneyler 7 mbar, 10 mbar ve 15 mbar da yürütülmüş ve denemeler sırasında numunenin yüzey ve merkez sıcaklığı, ortamın sıcaklığı ve nemi kaydedilerek grafik olarak verilmiştir. Mantarın vakum altında soğutulması sırasında vakum pompası çalışır durumda 7, 10 ve 15mbar’da ulaşılabilen en düşük merkez sıcaklıklar sırasıyla 5,6 (380 saniye), 5,2 (550 saniye) ve 8,0°C (486saniye) olurken kütle kayıpları sırasıyla %3,3, 3,7 ve 2,8 olmuştur. Marulun aynı koşullar altında soğutulması sırasında 7, 10 ve 15mbar’da ulaşılabilen en düşük merkez sıcaklıklar sırasıyla 3,6 (330 saniye), 12,0 (480 saniye) ve 16,5°C (480saniye) olurken kütle kayıpları sırasıyla %9,6, 5,7 ve 4,9 olmuştur. Mantar ve marulun mekanik kompresyonlu soğutulması 6°C, -16°C ve - 20°C’de buzdolabında gerçekleştirildi ve sonuçlar vakum soğutmadaki sonuçlar ile karşılaştırıldı. Mantar ve marulun vakum soğutma sırasındaki meydana gelen kütle kaybının buzdolabında soğutma sırasında oluşan kütle kaybından çok büyük olmadığı görülürken, merkez sıcaklıklarının istenen seviyelere düşürülmesi daha uzun sürelerde gerçekleşmiştir. Sonuç olarak, vakum altında marul ve mantarın soğutulması mekanik kompresyonlu soğutmadan daha hızlı olmaktadır.

Vacuum cooling is a rapid cooling technology widely used for vegetables, beef, flowers etc and vacuum cooling could be considered different from the conventional cooling in the internal generation of cooling source. Under the vacuum condition, boiling temperature of water in the food will be decreased, and some water in the food will boil away until new equilibrium condition is reached. The cooling load is determined by the evaporation rate and the latent heat of water evaporation. Since the evaporated water, which is the cooling source, comes from the product directly, it is very important to investigate the characteristics of mass and heat transfer in the product, which will be an integrated part of the vacuum cooling systems. In this thesis, a vacuum cooler has been designed and experimental studies have been carried out. The vacuum cooler is an instrument designed to maintain the vacuum pressure in a sealed chamber, where the boiling of the water in the food occurs to produce the cooling effect. In this study, vacuum cooling of mushroom and lettuce was experimentally studied. Experiments have been carried out at 7 mbar, 10 mbar and 15 mbar and during tests, surface and center temperature of samples, humidity and temperature of surroundings have been recorded and given as graph. Minimum internal temperatures reached during vacuum cooling of mushroom at 7, 10 and 15mbar were 5,6 (380s), 5,2 (550s) and 8,0°C (486s) while mass losses were 3,3, 3,7 and 2,8%, respectively. Minimum internal temperatures reached during vacuum cooling of lettuce at 7, 10 and 15mbar were 3,6 (330s), 12,0 (480s) and 16,5°C (480s) while mass losses were 9,6, 5,7 and 4,9%, respectively. Cooling of mushroom and lettuce have been also performed at a refrigerator at 6°C, -16°C and -20°C and results were compared with vacuum cooling. It has been seen that mass loss during vacuum cooling is not much higher than mass loss for cooling at a refrigerator. In conclusion, cooling of lettuce and mushroom under vacuum is faster than conventional cooling.