Mısırın kurutulmasında ultrason ön işleminin etkisinin araştırılması / Investigation of the effect of ultrasonic pre-treatment on corn drying

Abstract

Bu çalışmada, mısıra ultrason (40 kHz 200 W, %50 ve %100 genlik) ön işlem uygulanarak laboratuar tipi olan vakum kurutucu ve sıcak havalı kurutucuda 80, 90, 100 °C'de kurutma yapılmıştır. Kurutma sırasında, boyut (uzunluk, genişlik, kalınlık, eş değer çap ve küresellik), bin tane ağırlığı, hektolitre ağırlığı, renk (L*, a*, b*), tekstür, su aktivitesi ve nem değerleri karşılaştırılmıştır. Ayrıca, mısırın kuruma kinetiği belirlenmiştir. Kuruma kinetiği için 13 farklı model kullanılarak en uygun model kurutma belirlenmiştir. Araştırma sonuçları incelendiğinde ultrason ön işlem uygulaması, sıcaklık, kuruma süresi, kurutucu çeşidi mısır tanelerinin boyutları, renk, tekstür, bin tane ağırlığı, hektolitre ağırlığı ve su aktivitesine etkisi önemli bulunmuştur (p≤0.05). Uygulanan tüm ön işlem, sıcaklık ve kurutucu koşulları incelendiğinde en yüksek R2 (0.9990), en düşük RMSE (0.0076) ve en düşük X2 (0.0001) değerlerine göre en uygun modelin Demir ve ark. modelinin kurutma kinetiğini en iyi tanımlayan model olduğu belirlenmiştir. Kurutma sıcaklığı, ultrason gücü arttıkça kurutulmuş mısır tanelerinin difüzyon katsayısı değerleri de artmıştır. Aynı zamanda, vakum kurutucuda kurutulan mısır tanelerinin difüzyon katsayısı değerleri sıcak havalı kurutucuda kurutulanlara göre daha yüksek bulunmuştur. Sıcak havalı kurutucuda ultrason genliği arttıkça mısırın aktivasyon enerjisi azalmıştır (22.19-18.61 kJ mol-1). Fakat vakum kurutucuda ultrason genliği arttıkça mısırın aktivasyon enerjisi (25.06-37.82 kJ mol-1) de artmıştır. Sıcak havalı kurutucuda sıcaklık ve ultrason etkisi görülürken, vakum kurutucuda vakumun etkisi daha fazla görülmüştür. Bu araştırmada sıcaklık, ultrason ön işlemi ve vakumun mısır kurutma üzerindeki etkisi önemli bulunmuştur (p≤0.05). ANAHTAR KELİMELER: Mısır, vakum, ultrason, kurutma, kinetik In this study, pre-treatment of corn ultrasound (40 kHz 200 W, 50% and 100% amplitude) was applied and drying was done at 80, 90, 100 °C in the laboratory type vacuum dryer and hot air dryer. Dimensions (length, width, thickness, equivalent diameter and sphericity), thousand grain weight, hectolite weight, color (L*, a*, b*), texture, water activity and moisture content values were compared during drying. In addition, drying kinetics of corn was made. The most suitable modeling was determined by using 13 different models for drying kinetics. When the results of the research were analyzed, the effect of ultrasound pre-treatment, temperature, drying time and type of dryer on the dimensions, color, texture, thousand grain weight, hectolite weight and water activity of corn grains were found significant (p≤0.05). When all the pretreatments, temperature and dryer conditions were examined, the most suitable model according to the values of highest R2 (0.9990), lowest RMSE (0.0076) and lowest X2 (0.0001) values were determined by Demir et al. model is the model that defines the drying kinetics best. As the drying temperature and ultrasound power increased, the diffusion coefficient values of the dried corn grains increased. At the same time, the diffusion coefficient of corn grains that were dried in the vacuum dryer were higher than those of dried in the hot air dryer. As the amplitude of ultrasound increased, the activation energy of corn decreased (22.19-18.61 kJ mol-1) during hot air drying. However, the activation energy (25.06-37.82 kJ mol-1) of corn increased as the amplitude of the ultrasound increases during vacuum drying. While the temperature and ultrasound effects were observed during hot air drying, the vacuum effect was observed during the vacuum drying. The effect of temperature, ultrasound pre-treatment and vacuum drying on corn drying were found to be significant (p≤0.05) in this study. KEY WORDS: Corn, vacuum, ultrasound, drying, kinetic