Bu çalışmada, mikrodalga ile kurutma işleminde farklı döner tabla hızlarının
limon kabuğunun kurutma kinetiği, yüzey sıcaklık dağılımı ve bazı kalite özellikleri
üzerine etkileri incelenmiştir. Bu amaçla limon kabukları, farklı mikrodalga güç
seviyelerinde (180W, 300W, 450W ve 600W), farklı dönme hızları (0, 6.5, 9.5 ve 12.5
rpm) kullanılarak kurutulmuştur. Limon kabuklarının kurutulmasında ayrıca,
karşılaştırma amaçlı olarak sıcak hava (60°C) ve dondurarak kurutma yöntemleri de
kullanılmıştır. Limon kabuğunun kurutma davranışını tanımlamada 5 farklı ince
tabaka kurutma modelinin uygunluğu (Newton, Page, Henderson & Papis, Logaritmik,
İki-Terimli) araştırılmıştır. Bunun yanında, efektif difüzyon katsayısı (Deff) ve
aktivasyon enerjisi (Ea) hesaplanmış ve kurutma işlemi sırasında ürün yüzeyindeki
sıcaklık dağılımı termal görüntüleme tekniği ile belirlenmiştir. Ayrıca, mikrodalga
döner tabla hızının, limon kabuğu tozlarının bazı fiziksel (renk, yığın yoğunluk (ρb),
sıkıştırılmış yoğunluk (ρt), Carr indeksi ve Hausner oranı), ve fonksiyonel (su tutma
kapasitesi (STK), yağ tutma kapasitesi (YTK)) özellikleri ile pH ve toplam fenolik
madde (TFM) içeriği üzerine etkileri de belirlenmiştir. Toz örneklerde SEM
görüntüleri elde edilmiştir.
Limon kabuklarının kurutma süresi mikrodalga kullanımı ile sıcak havada
kurutmaya göre %72-95 oranında kısalmıştır. Mikrodalga ile kurutma işleminde
dönme fonksiyonunun kullanılması, kurutma süresinde dönmenin olmadığı duruma
kıyasla %6-24 oranında bir azalma sağlamıştır. Dönme hızının kurutma süresine etkisi
mikrodalga gücüne bağlı olarak değişmektedir. Uygulanan tüm modeller limon
kabuğunun ince tabaka kuruma özelliklerini tanımlamada yeterli bulunmuştur. Tüm
kurutma koşulları için, kurutma davranışını en iyi ifade eden modelin Page modeli
olduğu belirlenmiştir. Deff değerleri 1.7x10-8-7.6x10-8 m2s-1 arasında değişmektedir.
Deff değerleri artan güç seviyesi ile artış göstermiştir. Ea değerleri 21.3-22.7W/g
aralığında bulunmuştur. Örneklere ait termal görüntüler incelendiğinde, tüm
mikrodalga güç seviyeleri için dönme fonksiyonu kullanılması ile, ürün yüzeyindeki
sıcaklık dağılımının homojenliğinin arttığı gözlenmiştir. Döner tabla hızının yüzey
sıcaklık değerlerine güce bağlı olarak etki ettiği ancak sıcaklık dağılımının
homojenliğine net bir etkisi olmadığı görülmektedir.
En yüksek L* değeri dondurarak kurutulan örneğe aittir. Mikrodalga ile
kurutulan örnekler sıcak havada kurutulan örnekler ile benzer veya daha düşük L* ve
b* değerlerine sahiptir. Dönme fonksiyonunun kullanılması 180W gücünde renk
parametrelerinde önemli bir fark yaratmazken yüksek güç seviyelerinde daha yüksek
III
L* ve b* değerleri sağlamıştır. Dönme hızındaki değişimin renk parametreleri üzerine
önemli bir etkisi olmamıştır. Dönmenin olduğu durumda 180 ve 300W güç
seviyelerinde mikrodalga ile kurutulan örneklerin L* ve b* değerleri diğer mikrodalga
koşullarında kurutulanlara kıyasla daha yüksektir. Mikrodalga kurutma, dondurarak
kurutma ve sıcak hava ile kurutmaya göre daha yüksek yoğunluk değerleri (ρb ve ρt),
benzer veya daha düşük STK ve YTK değerleri sağlamıştır. Dondurarak kurutulmuş
limon kabuğu tozu, gözenekli yapısı nedeniyle en düşük yoğunluk değerlerine sahip
bulunmuştur. Mikrodalga kurutmada, dönme fonksiyonu olmadığı durumda elde
edilen ρt değerleri daha düşüktür. Dönme hızındaki değişimin yoğunluk, STK ve YTK
değerleri üzerine önemli bir etkisi olmamıştır. 180W üzerindeki güçlerde mikrodalga
ile kurutma işlemleri, yaş örneğe ve diğer kurutma yöntemlerine kıyasla limon kabuğu
tozunda daha yüksek TFM içeriği sağlamıştır. TFM değerleri artan güç seviyesi ile
artış göstermiştir. Dönme fonksiyonu uygulanması ve dönme hızındaki değişim TFM
üzerinde önemli derecede etkilidir.
In this study, the effect of different rotational rates of turntable on drying
kinetics, surface temperature distribution and some quality properties of lemon peel
during microwave drying process were investigated. For this purpose, lemon peels
were dried by microwave drying using different rates of rotation (0, 6.5, 9.5 and 12.5
rpm) at different microwave power levels (180W, 300W, 450W and 600W). For
drying of lemon peel, hot air (60°C) and freeze drying methods were also used for
comparison purpose. The suitability of 5 thin-layer drying models (Newton, Page,
Henderson & Papis, Logarithmic, Two-term) was investigated to describe the drying
behavior of lemon peel. In addition, the effective diffusion coefficient (Deff) and
activation energy (Ea) were calculated and the surface temperature distribution on
product was determined by using thermal imaging technique. Moreover, the effects of
rotation rate on some physical (color, bulk density (ρb), tapped density (ρt), Carr index,
and Hausner ratio), and functional (water holding capacity (WHC), oil holding
capacity (OHC)) properties, pH and total phenolic content (TPC) of lemon peel
powders were determined. SEM images of powder samples were obtained.
Drying time of lemon peels was shortened by 72-95% by microwave drying
compared to hot air drying. Application of rotation function during microwave drying
provided 6-24% reduction in drying time of peels compared to drying without rotation.
Effect of rotation rate on drying time of lemon peels depended on the microwave
power level. All the applied models were found to be sufficient in description of the
thin layer drying characteristics of lemon peel. For all drying conditions, it was
determined that the model that best describes the drying behavior was the Page model.
The Deff values ranged between 1.7x10-8m2s-1 and 7.6x10-8m2s-1. The Deff values
increased with increasing power level. Ea values were between 21.3 and 22.7W/g.
When the thermal images of the samples were examined, it was observed that the
homogeneity of the temperature distribution on the product surface increased by using
the rotation function for all microwave power levels. It was seen that the rotational rate
of turntable affected the surface temperature values depending on the power level but
did not have a clear effect on the homogeneity of the temperature distribution.
The highest L* value belonged to the freeze-dried sample. Microwave-dried
samples had similar or lower L* and b* values than hot air-dried samples. Using the
rotation function did not make a significant difference in the color parameters at 180W,
V
but provided higher L* and b* values at higher power levels. The change in the rate of
rotation did not have a significant effect on the color parameters. The L* and b* values
of the samples dried by microwave drying with rotation at 180 and 300W power levels
were higher than those dried at other microwave conditions. Microwave drying
provided higher density values (ρb and ρt) and similar or lower WHC and OHC values
compared to freeze drying and hot air drying. Freeze-dried lemon peel powder was
found to have the lowest density values due to its porous structure. In microwave
drying, ρt values obtained in the absence of rotational function were lower. The change
in rate of rotation did not have a significant effect on the density, WHC and OHC
values. Microwave drying at powers above 180W resulted in higher TPC in lemon
peel powder compared to raw sample and other drying methods. TPC values increased
with increasing power level. Application of rotation function and change in rate of
rotation had significant effects on TPC.
