Journals / Afyon Kocatepe Üniversitesi Fen ve Mühendislik Bilimleri Dergisi / 2021 / Cilt: 21 - Sayı: 4

Investigation of Drying Behavior of Granny Smith Apple in a Novel Solar Drier

Güneş Enerjili Yeni Tip Bir Kurutucuda Granny Smith Elmanın Kuruma Davranışının İncelenmesi

Pages
945–957
Publication Date
2022-10-12
DOI
—
🏛️Bibliographic metadata and full text access for this article are provided via DergiPark.
DergiPark Record ↗
✨

AI Summary & Key Takeaways

AI Insight
⚡ TL;DR(Too Long; Didn't Read)

As a result of the estimation of MR by four different GPR methods, it was seen that the best convergence was in Experimental GPR.

📌 3 Key Takeaways

🎯
Objective & Hypothesis:The method of increasing the durability and increasing the quality by drying agricultural products is the oldest and most common food storage method that has been applied since ancient times.
📊
Key Findings & Data:In this study, the drying performance of Granny Smith apple dried in a solar energy assisted dryer with a novel type of cabinet design was experimentally investigated.
💡
Conclusion & Impact:As a result of the estimation of MR by four different GPR methods, it was seen that the best convergence was in Experimental GPR.
🔬Design:Modeling & Simulation
📍Scope:Comprehensive Sample
⚙️Variables:Domain Parameters

Abstract

The method of increasing the durability and increasing the quality by drying agricultural products is the oldest and most common food storage method that has been applied since ancient times. Drying can be done under direct sunlight by open exhibition method or by using technical equipment and methods. In this study, the drying performance of Granny Smith apple dried in a solar energy assisted dryer with a novel type of cabinet design was experimentally investigated. In the study, mathematical and predictive models were created using Gaussian Process Regression (GPR) for moisture ratio (MR) determined by the data obtained from experiments. During the uninterrupted drying process for two days, different parameters such as temperature, humidity, radiation and weight were measured. As a result of the experiments; It has been observed that the drying behavior of the products changes depending on the climatic conditions. Approximately 1100 g of moisture was removed from Granny Smith apples with a product weight of 1400 g after two days of experiment. As a result of the calculations, the average drying rate of apple slices was determined as 0,0017 (grw/grdm)/min, and the highest drying rate was determined as 0,0094 (grw/grdm)/min. Among the mathematically generated thin layer drying models for MR, the best estimate was obtained with the Sigmoid mathematical model. As a result of the estimation of MR by four different GPR methods, it was seen that the best convergence was in Experimental GPR.

Özet

Tarımsal ürünlerin kurutularak dayanaklığının arttırılması ve kalitenin yükseltilmesi yöntemi, ilk çağlardan beri uygulanmakta olan en eski ve en yaygın gıda saklama yöntemidir. Kurutma işlemi, direk güneş altında açık sergi yöntemi ile yapılabileceği gibi teknik ekipmanlar ve metotlar kullanılarak da yapılabilir. Bu çalışmada, yeni tip bir kabin tasarımına sahip güneş enerji destekli kurutucuda kurutulan Granny Smith elmanın kuruma performansı deneysel olarak incelenmiştir. Çalışmada ayrıca deneylerden elde edilen verilerle belirlenen nem oranı (MR) için matematiksel ve Gauss Proses Regresyonu (GPR) kullanılarak tahminsel modeller oluşturulmuştur. İki gün kesintisiz devam eden kurutma işlemi sırasında sıcaklık, nem ışınım ve ağırlık gibi farklı parametreler ölçülmüştür. Deneyler sonucunda; ürünlerin kuruma davranışının iklim şartlarına bağlı olarak değiştiği görülmüştür. İlk ürün ağırlığı 1400 gr olan Granny Smith elmalardan iki günlük deney sonucunda yaklaşık 1100 gr nem çekilmiştir. Yapılan hesaplamalar sonucunda, kurutulan elma dilimlerinin ortalama kuruma hızı 0,0017 (grsu/grkm)/dk, en yüksek kuruma hızı ise 0,0094 (grsu/grkm)/dk olarak tespit edilmiştir. MR için matematiksel olarak oluşturulan ince tabaka kuruma modelleri arasında en iyi tahmin Sigmoid matematiksel modeli ile elde edilmiştir. MR’nin dört farklı GPR yöntemi ile tahmin edilmesinin sonucunda ise en iyi yakınsamanın Experimental GPR’de olduğu görülmüştür.

🔖

Cite This Article

HÜRDOĞAN, E., SAYDAM, D. B., ÇERÇİ, K. N. (2022). Investigation of Drying Behavior of Granny Smith Apple in a Novel Solar Drier. Afyon Kocatepe Üniversitesi Fen ve Mühendislik Bilimleri Dergisi, Cilt: 21 - Sayı: 4, 945–957. https://ajindex.com/articles/429660

📄 Full Text PDF Viewer

📄

PDF görüntüleyici hazırlanıyor...

References (13)

  1. Akman, H., Çerçi, K, Hürdoğan, E., ve Büyükalaca, O. 2018. Güneş Enerjisi Destekli Bir Kurutma Sisteminin Tasarımı, İmalatı ve İlk Ölçüm Sonuçlarının Değerlendirilmesi. Osmaniye Korkut Ata Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, 1 (1), 1-9.
  2. Akman, H. 2017. Güneş Enerjisi Destekli Bir Kurutma Sisteminin Termodinamik Analizi. Yüksek Lisans Tezi, Osmaniye Korkut Ata Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Osmaniye, 66. Akpinar, E. K., Toraman, S., 2016. Determination of drying kinetics and convective heat transfer coefficients of ginger slices, Heat and Mass Transfer/Waerme- und Stoffuebertragung, 52 (10), 2271–2281.
  3. Aktaş, M., Ceylan, İ., ve Yilmaz, S. 2009. Determination of drying characteristics of apples in a heat pump and solar dryer. Desalination, 266–275.
  4. Aktaş, M., Şevik, S., Doğan, H., ve Öztürk, M. 2012. Fotovoltaik ve Termal Güneş Enerjili Sürekli Bir Kurutucuda Domates Kurutulması. Tarım Bilimleri Dergisi, 287-298.
  5. Atalay, H., Çoban, M. T., ve Kıncay, O. 2017. Modeling of the drying process of apple slices: Application with a solar dryer and the thermal energy storage system. Energy, 382-391.
  6. Bruce, D. M. 1985. Exposed-layer barley drying: Three models fitted to new data up to 150°C, Journal of Agricultural Engineering Research, 32 (4), 337–348,
  7. Cano, L. B., Verdugo, A. S., Gutierrez, L. G., ve Rivas, U. R. 2016. Modeling the thin-layer drying process of Granny Smith apples: Application in an indirect solar dryer. Applied Thermal Engineering, 1086–1094.
  8. Çelen, S., Arda, O. S., ve Karataşer, M. A. 2018. Güneş Enerji Destekli Mikrodalga Konveyör Kurutucu Kullanılarak Kuruma Davranışının Modellenmesi. El-Cezeri Fen ve Mühendislik Dergisi, 267-271.
  9. Çerçi, K., Süfer, Ö., Söyler, M., Hürdoğan, E., ve Özalp, C. 2018. Thın Layer Dryıng Of Zucchını In Solar Dryer Located In Osmanıye Regıon. Tehnıčkı Glasnık, 79-85
  10. Corzo, O., Bracho, N., Pereira, A., Vásquez, A., 2008. Weibull distribution for modeling air drying of coroba slices, LWT - Food Science and Technology, 41 (10), 2023–2028.
  11. Dalvand, M., ve Mohtasebi, S., Rafiee, S., 2012. Determining the influence of drying conditions on EHD drying process, Journal of Agricultural and Biological Science, 7, 396–401.
  12. Diamante, L., ve Munro, P., 1991. Mathematical modelling of hot air drying of sweet potato slices, International Journal of Food Science and Technology, 26, 99–109.
  13. Erbay, Z., ve Icier, F., 2010. A review of thin layer drying of foods: Theory, modeling, and experimental results, Critical Reviews i