Geri Dön

Ambalajlanmış sıvı yumurtanın radyo frekans ile ısınma davranışının deneysel ve sayısal olarak incelenmesi

Experimental and numerical investigation of the radio frequency heating behavior of packaged liquid egg

PDF İndir

  1. Tez No: 980406
  2. Yazar: MAHİR CİN
  3. Danışmanlar: PROF. DR. TUNÇ KORAY PALAZOĞLU
  4. Tez Türü: Doktora
  5. Konular: Gıda Mühendisliği, Food Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2025
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: Mersin Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Gıda Mühendisliği Bilim Dalı
  13. Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.

Özet

Çalışmada, tüm sıvı yumurtanın (LWE) ambalaj içi radyo frekansı (RF) ile ısınma davranışı hem modelleme hem de deneysel olarak iki aşamada incelenmiştir. Bu çalışmanın ilk aşamasında, tüm sıvı yumurtanın (LWE) ambalaj içi radyo frekansı (RF) ısıtmasını simüle etmek için çoklu fizik modeli geliştirilmiştir. LWE'nin sıcaklığa bağlı materyal özellikleri kullanılmış ve modelde doğal konveksiyon etkileri hesaba katılmıştır. Bir RF sisteminin (27.12 MHz) paralel plaka elektrotları arasına yatay olarak yerleştirilen saydam esnek ambalajda (140 mm x 180 mm) LWE'nin RF ısıtmasının simülasyonu, LWE'nin sabit durumda ve sabit elektrot aralığında (103 mm) gerçekleştirilmiştir. Deneysel doğrulama için, RF karşı geçirgen saydam esnek ambalajdaki LWE (600 mL) RF ile ısıtılmış ve sıcaklık, fiber optik problar kullanılarak dört farklı iç konumda (merkez, uzun kenar, kısa kenar ve köşe) proses süresince ölçülmüştür. Simüle edilen sıcaklık profillerini deneysel olanlarla karşılaştırmak için kök ortalama karekök hatası (RMSE) değerleri kullanılmıştır. Simülasyon ve deneysel sonuçlar arasında çok küçük RMSE değerleri ile oldukça yakın bir uyum göstermiştir. Ambalajın geometrisi nedeniyle plastik ambalajın köşeleri sıcak noktalar olarak gözlenmemiştir. Ayrıca, LWE, elektrotlar arasında yatay konumda plastik bir ambalaj içinde oldukça homojen bir şekilde ısınmıştır. Isıtma sonunda simüle edilen maksimum ve minimum sıcaklıklar arasındaki fark doğal konveksiyon etkisi hesaba katıldığında (12,7 °C), doğal konveksiyon etkisinin hesaba katılmadığı (31,0 °C) duruma göre önemli derecede daha düşük bulunmuştur. Çalışmanın ikinci aşamasında ambalaj (140 mm × 180 mm) içindeki 600 mL LWE'nin RF ile ısıtılması deneysel yapılmıştır. Bunun için ambalaj içindeki LWE'nin iki farklı tepe boşluğuna (40 ve 60 mL) sahip olması durumunda yatay düzlemde orbital (yörüngesel) hareketi olması ve olmaması (sabit durumda) koşullarında iki farklı elektrot aralığında (98 ve 103 mm) deneysel çalışmalar yürütülmüştür. Orbital çalkalama işleminin ısıtma hızı ve homojenlik üzerindeki etkisi, sabit bir orbital çapı (35 mm) için değişen orbital çalkalama hızlarında (120, 130 ve 140 rpm) incelenmiştir. Bu amaçla özel olarak bir orbital çalkalayıcı tasarlanmış ve RF sistemine entegre edilmiştir. Fiber optik problar, LWE'nin sıcaklığını dört farklı iç konumda RF ısıtma prosesi süresince ölçmek için kullanılmıştır. Isıtmanın homojenliğini değerlendirmek için sıcaklık homojenlik indeksi (TUI) hesaplanmıştır. RF ısıtma işlem sırasında ambalaj hareketsiz olduğunda (sabit durumda), LWE'nin tepe boşluğu çevresi halka şeklinde pıhtılaşma gözlenmiştir. Fakat orbital hareketinin neden olduğu çalkalama işlemi, pıhtılaşmayı engellemiştir. LWE'nin tüm orbital çalkama koşullarında ısıtma hızı ve homojenliğinde önemli derece iyileşme gözlemlenmiştir. Ayrıca çalkalana koşullarında yüksek tepe boşluğuna sahip LWE'nin ısıtma hızı artmıştır.

Özet (Çeviri)

In the study, the in-pack radio frequency (RF) heating behavior of liquid whole egg (LWE) was investigated numerically and experimentally. In the first stage of this study, a multiphysics model was developed to simulate in-pack radio frequency (RF) heating of liquid whole egg (LWE). The temperature-dependent material properties of LWE were used, and the effects of natural convection were taken into account in the model. Simulation of RF heating of LWE in transparent flexible packaging (140 mm x 180 mm) placed horizontally between the parallel-plate electrodes of a RF system (27.12 MHz) was performed at a fixed electrode gap setting (103 mm) and stationary (no orbital agitation). For experimental validation, LWE (600 mL) in an transparent flexible packaging was heated by RF, and the temperature was measured at four different internal locations (center, long edge, short edge, and corner) using fiber optic probes throughout the process. Root mean square error (RMSE) values were used to compare the simulated temperature profiles with the experimental ones. An impressively close agreement was found between the simulation and experimental results, with very small RMSE values. The corners of the plastic packaging were not the hot spots due to the geometry of the packaging. In fact, The LWE in the plastic bag was heated quite uniformly in a horizontal orientation between the electrodes. The difference between the simulated maximum and minimum temperatures at the end of heating was found to be significantly lower in the case where the natural convection effect was taken into account (12.7 °C) than in the case where the natural convection effect was not taken into account (31.0 °C). In the second stage of the study, the RF heating of 600 mL of LWE in a pack (140 mm × 180 mm) was carried out experimentally. For this purpose, experimental studies were conducted under two different electrode gaps (98 and 103 mm), considering both the presence and absence (stationary) of orbital movement in the horizontal plane, and with the LWE in the package having two different headspace volumes (40 and 60 mL).The effect of orbital agitation on heating rate and uniformity was investigated at varying orbital rpm's (120, 130, and 140 rpm) for a fixed orbital diameter of 35 mm. For this purpose, orbital shaker was specially designed and integrated with the RF system.Fiber optic probes were used to measure the temperature of the LWE at four different internal locations during the RF heating process. The temperature uniformity index (TUI) was calculated to assess the uniformity of heating. When the package was stationary during the RF heating process, a ring-shaped coagulation of the LWE was observed around the headspace. Agitation brought about by orbital movement prevented the coagulation. Significant improvement in heating rate and uniformity was observed under all agitation using orbital movement conditions of LWE. Additionally, the heating rate increased at greater headspace under agitation conditions.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    591008

    Sıvı ve gaz halindeki etonolün ıspanak muhafazasında kalite üzerine etkileri

    Effects of liquid and gaseous ethyl alcohol on quality of spinach

    ALİ KOÇ

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2019

    ZiraatKocaeli Üniversitesi

    Bahçe Bitkileri Yetiştirme ve Islahı Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. MEHMET UFUK KASIM

  2. Tez No

    789339

    Ticari olarak satılan kolajenlerde olası ağır metal ve antibiyotik kalıntısı varlığının araştırılması

    Investigation of possible heavy metals and antibiotic residues in comercial collagens

    DEVRAN DEMİR

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2023

    FizyolojiBurdur Mehmet Akif Ersoy Üniversitesi

    Veterinerlik Fizyolojisi Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. ÖZLEM YILDIZ GÜLAY

  3. Tez No

    857773

    Mikrodalga destekli pişirme işleminin farklı formülasyonlarla üretilen glutensiz bisküvilerde maillard reaksiyon ürünleri oluşumu üzerine etkileri

    The effects of microwave assisted baking on maillard reaction products in gluten free biscuits produced with different formulations

    ASLI YILDIRIM VARDİN

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2024

    Gıda MühendisliğiAydın Adnan Menderes Üniversitesi

    Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. AYŞE DEMET KARAMAN

    DR. ÖĞR. ÜYESİ ALİ GÖNCÜ

  4. Tez No

    84725

    Çeşitli kuru meyvelerin ilavesi ile üretilen vakumlu ambalajlanmış kaşar peynirlerin özellikleri üzerine bir araştırma

    A research on vacuum packaged kashar cheese containing of some dried fruits

    CEVDET ARITAŞI

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    1999

    Gıda MühendisliğiTrakya Üniversitesi

    Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. OSMAN ŞİMŞEK

  5. Tez No

    746698

    Ambalaj materyallerinden gıdalara bısfenol a geçişi üzerine sıcaklık, ultrasound ve ultraviyole uygulamalarının etkisinin araştırılması

    Investigation of the effect of temperature, ultrasound, and ultraviolet applications on bisphenol a migration from packaging materials to foods

    ZANA MOHAMMED ABDULAZEEZ ABDULAZEEZ

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2022

    Gıda MühendisliğiOndokuz Mayıs Üniversitesi

    Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. FEHMİ YAZICI

Geri Dön