Özdirenç Isıtma Sistemi Tasarımı Ve Farklı Çözünen Konsantrasyonu İle Voltaj Uygulamasının Özdirenç Isıtmaya Etkisi

Abstract

Bu çalışmada, farklı tuz konsantrasyonlarındaki sulu çözeltilerin, katı-sıvı karışımların (bezelye-tuz çözeltisi), şeker çözeltilerinin ve bazı gıda ürünlerinin (portakal nektarı ve boza) özdirenç ısıtma davranışı, elektriksel iletkenlikleri ve sistemdeki elektriksel değişimler üzerine çalışılmıştır. Tüm bu çalışmaların yürütülebilmesi için özdirenç ısıtma düzeneğinin tasarımı yapılıp çalışır hale getirilmiştir. Farklı gerilim uygulamalarında (60 V, 130 V, 200 V) suda, %1, %3 ve %5 tuz çözeltilerindeki özdirenç ısıtma davranışı; %1 ve %3 tuz çözeltilerindeki bezelye miktarının (%5 ve %10 w/w) ısınma hızına etkisi; portakal nektarı ve boza için 130 V ve 200 V gerilimde ısınma hızındaki değişim; şeker miktarının özdirenç ısıtmaya etkisi karşılaştırma yapılarak değerlendirilmiştir. Başlangıç sıcaklığından (20 °C) hedef sıcaklığa (80 °C) ulaşmak için geçen süre tuz miktarının artışıyla azalmıştır. Sıcaklık artışıyla birlikte elektriksel iletkenliğin yükseldiği gözlenmiştir. Bezelye çalışmasının yürütüldüğü denemelerde, katı miktarı arttıkça ısınma süresinin uzadığı görülmüştür. Buna karşın yüksek gerilimde (200 V) ve yüksek tuz konsantrasyonunda (%3 tuz çözeltisi) katı miktarının ısınma süresinde çok etkin olmadığı belirlenmiştir. 200 V gerilimde % 1 tuz çözeltisine şeker ilavesi (%5 şeker) yapıldığında % 1 tuz çözeltisine kıyasla ısınma süresinin uzadığı görülmüştür. Portakal nektarı ve boza çalışmalarında ise elektriksel iletkenlik düşük olduğundan hedef sıcaklığa ulaşma süresinin uzun olduğu görülmüştür. Şeker iyonik bir bileşen olmadığından elektriksel iletkenliğin düşmesine ve ısınma süresinin uzamasına neden olmuştur. Elektriksel iletkenliğin yüksek olduğu çalışmalarda ısınma süresinin kısa olmasından dolayı elektrik tüketiminin uzun süreli çalışmalardan daha az olduğu gözlenmiştir. Bununla birlikte yüksek elektriksel iletkenlikteki gıdalarda gıdadan geçen alternatif akımın işlem boyunca hızla yükseldiği, gerilim ise hızla düştüğü belirlenmiştir.

Ohmic heating behaviour, electrical conductivity of different salt concentration solution, particle-liquid mixture (peas-salt solution), sugar solution and some food products (boza and orange nectar) and electrical changes of these systems were studied. Ohmic system design was completed and worked to be able to make these studies. In different voltage application (60 V, 130 V, 200 V), ohmic heating behaviour of water and %1, %3 and %5 salt solution; effect of peas amount (%5 and %10 w/w) inside %1 and %3 salt solution to heating rate, heating rate of orange nectar and boza at different voltage (130 V and 200 V) and effect of sugar amount to ohmic heating were observed. Because electrical conductivity increased with salt concentration, the heating time decreased in order to reach 80 °C with high voltage. The study in which peas amount increase, the heating time also increased. However, particle amount has not effect mostly in %3 salt concentration in 200 V. In other study, it was found that adding %5 sugar to %1 salt solution in 200 V increased heating time than only %1 salt solution. Electrical conductivity of orange nectar and boza was lower than other studies. Heating time was longer. In addition to these studies, it was observed that the current passing through foods which have high electrical conductivit increased and voltage decreased swiftly and also electrical consumption decrease with high electrical conductivity that decrease heating time.