Mikrodalganın Hacim İçerisinde Dağılımının Sıcaklık Profiline Etkisinin İncelenmesi

Abstract

Bu çalışmada, mikrodalga ısıtma özelliğine sahip ısıtılan hacim içerisindeki mikrodalga dağılımının, gıda (patates) sıcaklık profiline etkisi deneysel ve teorik olarak incelenmiştir. Mikrodalganın, ısıtılan hacim içerisindeki dağılımı ısıtılan patatesin yüzeyleri için basit oranlar verilerek belirlenmektedir. Öncelikle mikrodalga ısıtma hakkında genel bilgi verilip, mikrodalga ısıtmanın temel prensipleri ve teorik olarak incelenmesi üzerinde durulmaktadır. Mikrodalga ısıtmanın modellenmesi ve gıdaların dielektrik özelliklerinin açıklanmasına yönelik literatür taraması sunulmaktadır. Mikrodalga ortamda ısıtılan gıdanın, ısıtma süresince sıcaklığını belirleyebilmek için kullanılan sistem ve deneysel çalışmalarda kullanılan ölçüm elemanları ile mikrodalga ortamda ısıtılan patatesin farklı noktaları için elde edilen zamana bağlı sıcaklık değerleri gösterilmektedir. Mikrodalga ortamda sıcaklık ölçümü yapabilmek için temin edilen fiber optik probların yapısı ayrıntılı olarak sunulmaktadır. Mikrodalga ortamda ısıl modelleme için kurulan ve VISUAL BASIC programında hazırlanan yarı analitik modelin ayrıntıları verilmektedir. Kavite içindeki farklı mikrodalga dağılımlarında patatesin farklı noktalarına ait, elde edilen sıcaklık değerleri için model sonuçları ile deneysel sonuçlar karşılaştırılmaktadır. Mikrodalga ısıtma özelliğine sahip hacim içerisinde homojen bir dağılım olmadığı ve gıdanın her yüzeyinin farklı mikrodalga etkisi altında olduğu elde edilen sonuçlarla desteklenmiştir.

The main objective of this study is to develop a three-dimensional FVM to simulate coupled heat and mass transfer in microwave heating of food material. Experimental time-dependent temperature results for slab-shaped potato specimens are obtained to verify the FVM. In addition, the effects microwave distribution in the volume on the temperature profile is investigated. The microwave distribution in this study is determined without the use of a commercial solver. Instead, simple rates are used. General information about the microwave heating is given and microwave heating is described theoretically. Moreover, general literature review is given for modeling of microwave heating and dielectric properties of food on microwave heating. The systems used to measure the microwave volume, its working principles and experimental time-dependent temperature results for 50 second - temporary regime are presented. A semi-analytical model is presented where microwave heating is modeled with a VISUAL BASIC program. Model results obtained for three different microwave distributions are compared with the experimental results. Model operating conditions are the same with the experimental conditions. It is shown in the results of the model and experiments that there is nonuniform microwave distribution.