akışkan yataklı sürekli bir kurutucuda göl tuzu kurutulmasının deneysel İncelenmesi

9
 1. GİRİŞ İnsan hayatı için zorunlu bir ihtiyaç maddesi olan ve ilk çağlardan bu yana başta gıdaların korunması ve tatlandırılması için bir besin maddesi olarak kullanılan tuz, çağımız kimya sanayinin en önemli maddelerinden biridir. Kübik sistemde kristalleşen tuz, “Na” (Sodyum) ve “Cl” (Klor) iyonlarından oluşmakta ve “NaCl” (Sodyum Klorür) sembolü ile ifade edilmektedir. Yüksek basıaltında plastik özellik gösteren tuzun sertliği 2-2.5 olup, özgül ağırlığı 2.1–2.55 g/cm3 arasında değişir. Erime noktası 800.8 °C, kaynama noktası ise 1412 °C'dir (Yalçın ve Ertem, 1997). Tuz, havadaki nemi kapacak kadar higroskopiktir; suda kolayca çözünmesi bu özelliğini yansıtır. Tuzdaki yabancı maddeler ve kil, tuza değişik renkler verir. Tuz beyaz, gri, koyu gri ve siyaha yakın renklerde görülmektedir. Molekül ağırlığı 58,454 g/mol olan tuzun ağırlık olarak % 39,34’ü sodyum, % 60,66’sı klor içerir. Tuzun suda erime miktarı sıcaklık ile değişir. Tuz, 0 °C’deki 100 g suda 36 g eriyerek doymuş tuzlu çözelti oluşturulduğu halde, 100 °C ‘de bu miktar 40 Akışkan Y ataklı Sürekl B r Kurutucuda Göl Tuzu Kurutulmasının Deneysel İncelenmes Investgated By Expermentally for Dryng Lake Salt n a Flud Bed Contnuous Dryer M. Al ERSÖZ a, * ve Hkmet DOĞAN b a Uşak Ünverstes, Meslek Yüksekokulu, T eknk Programlar Bölümü, 64300, Uşak b Gaz Ünverstes, T eknk Eğtm Fakültes, Makne Eğtm Bölümü, 06500, Ankara Gelş Tarh/ Receved : 23.06.2009, Kabul Tarh/Ac cepted : 02.12.2009 ÖZET Bu çalışmada, bir ak ışkan yatak lı sürekli kurutucu (AYSK) tasarımı yapılarak prototip imalatı gerçekleştirilmiştir. Endüstriyel alanda kullanılan göl tuzu, bu kurutucuda kurutma işlemine tabi tutulmuştur. Kurutma sürecinde kurutma havasının hızı, sıcaklığı ve tuzun kütle değişimi deneysel olarak incelenmiştir. Kurutucudaki kurutma havasının hızı işlem başlangıcında 4.5 m/s olarak ölçülmüş ve tüm deneylerde sabit tutulmuştur. Deneylerde kullanılan göl tuzunun başlangıç nemi 0,044 g su / g kuru madde  olarak belirlenmiştir. Bu tuz, üç farklı kurutma havası sıcaklığında 90 dakikalık kurutma işlemlerine tabi tutulmuştur. 94 o C, 126 o C ve 171 o C sıcaklıklarda yapılan kurutma işlemleri sonrasında tuzun nemi, sırasıyla 0.033, 0.024 ve 0.009 g su / g kuru madde ’ye indirgenmiştir . Bu sonuçlardan yararlanılarak tuzda 0.005 g su / g kuru madde  nem miktarına ulaşılabilmesi için kurutma havası sıcaklığının 181.511 o C olması gerektiği hesa planmıştır. Anahtar Kelimeler :  Kurutma, Tuz, Akışkan yatak kurutucu. ABSTRACT In this study, a uid bed continuous dryer was designed and implemented as a prtotype. The lake salt used in the industry was carried out the drying process in this drier. The speed and temparature of the driying environment’s air and the salt’s mass was investigated by experimental. In the begining, the air speed of the drying was measured 4.5 m/s and it was kept on constant during the experiment. The initial humidty of the lake’s salt used in experiments was determined 0,044 g water / g dry matter  . The salt was dried with 90 minutes time span for three drying temperatures separetely. After the drying processes at 94 o C, 126 o C and 171 o C, the humitities were reduced 0.033, 0.024 ve 0.009 g water / g dry matter  recpectively. Using the results data, drying air temperature was determined 181.511 o C for reaching the 0.005 g water / g dry matter  of the salt. Keywords : Drying, Salt, Fluid bed dryer. * Yazışılan yazar/Correspondng author. E-posta adres/E-mal address : malersoz@hotmal.com (M. A. Ersöz) Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi Cilt 16, Sayı 2, 2010, Sayfa 155-163 155

Upload: mustafa-vatansever

Post on 04-Nov-2015

42 views

Category:

Documents


0 download

DESCRIPTION

Kurutmayla ilgili

TRANSCRIPT

  • 1. GRnsan hayat iin zorunlu bir ihtiya maddesi olan ve ilk alardan bu yana bata gdalarn korunmas ve tatlandrlmas iin bir besin maddesi olarak kullanlan tuz, amz kimya sanayinin en nemli maddelerinden biridir.

    Kbik sistemde kristalleen tuz, Na (Sodyum) ve Cl (Klor) iyonlarndan olumakta ve NaCl (Sodyum Klorr) sembol ile ifade edilmektedir. Yksek basn altnda plastik zellik gsteren tuzun sertlii 2-2.5 olup, zgl arl 2.12.55 g/cm3 arasnda deiir.

    Erime noktas 800.8 C, kaynama noktas ise 1412 C'dir (Yaln ve Ertem, 1997).

    Tuz, havadaki nemi kapacak kadar higroskopiktir; suda kolayca znmesi bu zelliini yanstr. Tuzdaki yabanc maddeler ve kil, tuza deiik renkler verir. Tuz beyaz, gri, koyu gri ve siyaha yakn renklerde grlmektedir. Molekl arl 58,454 g/mol olan tuzun arlk olarak % 39,34 sodyum, % 60,66s klor ierir. Tuzun suda erime miktar scaklk ile deiir. Tuz, 0 Cdeki 100 g suda 36 g eriyerek doymu tuzlu zelti oluturulduu halde, 100 C de bu miktar 40

    Akkan Yatakl Srekli Bir Kurutucuda Gl Tuzu Kurutulmasnn Deneysel ncelenmesi

    Investigated By Experimentally for Drying Lake Salt in a Fluid Bed Continuous Dryer

    M. Ali ERSZa,* ve Hikmet DOANb

    a Uak niversitesi, Meslek Yksekokulu, Teknik Programlar Blm, 64300, Uakb Gazi niversitesi, Teknik Eitim Fakltesi, Makine Eitimi Blm, 06500, Ankara

    Geli Tarihi/Received : 23.06.2009, Kabul Tarihi/Accepted : 02.12.2009

    ZETBu almada, bir akkan yatakl srekli kurutucu (AYSK) tasarm yaplarak prototip imalat gerekletirilmitir. Endstriyel alanda kullanlan gl tuzu, bu kurutucuda kurutma ilemine tabi tutulmutur. Kurutma srecinde kurutma havasnn hz, scakl ve tuzun ktle deiimi deneysel olarak incelenmitir. Kurutucudaki kurutma havasnn hz ilem balangcnda 4.5 m/s olarak llm ve tm deneylerde sabit tutulmutur. Deneylerde kullanlan gl tuzunun balang nemi 0,044 gsu/ gkuru madde olarak belirlenmitir. Bu tuz, farkl kurutma havas scaklnda 90 dakikalk kurutma ilemlerine tabi tutulmutur. 94 oC, 126 oC ve 171 oC scaklklarda yaplan kurutma ilemleri sonrasnda tuzun nemi, srasyla 0.033, 0.024 ve 0.009 gsu/ gkuru maddeye indirgenmitir. Bu sonulardan yararlanlarak tuzda 0.005 gsu/ gkuru madde nem miktarna ulalabilmesi iin kurutma havas scaklnn 181.511 oC olmas gerektii hesaplanmtr.

    Anahtar Kelimeler : Kurutma, Tuz, Akkan yatak kurutucu.

    ABSTRACTIn this study, a fluid bed continuous dryer was designed and implemented as a prtotype. The lake salt used in the industry was carried out the drying process in this drier. The speed and temparature of the driying environments air and the salts mass was investigated by experimental. In the begining, the air speed of the drying was measured 4.5 m/s and it was kept on constant during the experiment. The initial humidty of the lakes salt used in experiments was determined 0,044 gwater/ gdry matter . The salt was dried with 90 minutes time span for three drying temperatures separetely. After the drying processes at 94 oC, 126 oC and 171 oC, the humitities were reduced 0.033, 0.024 ve 0.009 gwater/ gdry matter recpectively. Using the results data, drying air temperature was determined 181.511 oC for reaching the 0.005 gwater/ gdry matter of the salt.

    Keywords : Drying, Salt, Fluid bed dryer.

    * Yazlan yazar/Corresponding author. E-posta adresi/E-mail address : [email protected] (M. A. Ersz)

    Pamukkale niversitesi Mhendislik Bilimleri Dergisi Cilt 16, Say 2, 2010, Sayfa 155-163

    155

  • 156

    M. A. Ersz ve H. Doan

    g olmaktadr. Yksek basn altnda tuz plastik zellik gsterir (Ersoy ve Ynsel, 2001).

    Bilindii zere Trkiyede ham tuz retimi 4 deiik doal kaynak kullanarak yaplmaktadr. Bunlar;

    a) Deniz suyundan tuz retimi

    b) Gl suyundan tuz retimi

    c) Kaya (Yeralt Madencilii) yntemiyle tuz retimi

    d) Kaynak (Yeralt) suyundan tuz retimidir.

    Trkiyede tuz retiminin % 63 gl, % 30u deniz, % 6s kaya, % 1i ise kaynak tuzu olarak gereklemektedir (D.P.T. VIII. Be Yllk Kalknma Plan).

    Kullanm yerlerine gre tuz tketimi kimya sanayiinde % 67, besin sanayi ve hayvanclkta % 5, karayollar kar ve buz mcadelesinde % 15, sofra tuzunda % 3 ve dier endstriyel kullanm da ise % 10dur (Madencilik Dergisi). nsanlk hayat sreci ile i ie olan tuzun retimi ve tketimi bu bakmdan nem kazanmaktadr.

    Rutubet miktar sofra tuzlarnda ve gda sanayinde kullanlan tuzlarnda ktlece en ok % 0.5 olmaldr. Sodyum klorr miktar; katk maddeleri hari olmak zere sofra tuzunda kuru maddede en az % 98, gda sanayi tuzunda en az % 97 olmaldr (nternet, T.C., Resmi Gazete, say: 26765, 23.01.2008).

    Kimya sanayinde, insan gdasnda, muhtelif gda sanayinde, tekstil-boyama sektrnde ve dier baz sanayi sektrlerinde ykanm veya rafine tuz olarak, baz alanlarda ise; ham tuz olarak kullanlmaktadr (Parlak v.d., 2001).

    Gl tuzu, dier tuz retim kaynaklarnda olduu gibi, havuzlama, keltme, toplama, harmanlama, tama ilemlerinden sonra ham tuz olarak retilmektedir. Ham tuz, tuz iletmelerinde kuruluun yapsna gre deiik ekillerde yaplsa da, istenilen zelliklere getirilirken ykama, buharlatrma, tme, santrifjlme, kurutma v.b. bir takm teknik ilemlerden geirilmektedir.

    Byle olunca bu ilemler srecinde bazen, gereinden fazla zaman ve enerji harcanmaktadr. Fazladan harcanan zaman ve zellikle enerji israf da tuzun maliyetini ykseltmektedir.

    Tuz retiminde kuruluun yan sra temizlii, dier madenlerden arl ve rengi de nemlidir. Bu nedenle, bu almada; retimdeki enerji maliyeti ve retim sreci esas alnarak retim maliyetinin nasl drleceinin belirlenmesi hedeflenmitir.

    2. DENEY SSTEM VE METOD

    2. 1. Akkan Yatak Kurutucular

    Kurutma, genel olarak sl yntemlerle bir maddenin bnyesindeki su veya uucu dier maddelerin buharlatrlmas ve sonrasnda bunlarn ortamdan uzaklatrlmas ilemlerini ifade eder.

    Modern kurutma yntemleri arasnda akkan yatakl kurutma teknii nemli bir yere sahiptir (Yzge, 2005). Akkan yatakl kurutucularda, rnn silindirik veya kresel tanecik biiminde olabilmesi iin kurutulacak malzeme bir elekten geirilerek kurutucuya yklenir. Tanecikli malzeme bu sre iinde akkanlatrlmtr ve malzemenin nemi bir kurutma gaz (genellikle havadr) ile uzaklatrlr (Bayrock ve Ingledew, 1997). Akkan yatakta gaz hz ok nemlidir ve dikkatli ayarlanmaldr. Toz veya taneli yapdaki kurutulan malzeme ile akkanlatrma gaz arasnda temas ok iyi olmaktadr. Bu nedenle kurutma havas ve tanecikler arasnda s transferi de etkin ekilde gerekleir. Bu kurutma sistemi ile byk scaklk farklarnda malzemelerin saknca olmakszn kurutulmas mmkndr. Otomatik ykleme ve boaltmann mmkn olduu bu sistemin en nemli stnl kurutma ileminin ksa srede tamamlanmasdr (Gngr ve zbalta, 1997).

    Akkan yatakl sistemlerde kurutulan malzemelere; kmr, kire ta, imento, kabuklar, dkmhane kumu, fosfat kayas, tuz, bor, plastik, tbbi malzeme ve hububat rnek olarak verilebilir.

    2. 2. Deney Setinin Hazrlanmas

    Akkan yatak srekli kurutucuda tuzun kurutulmas iin ekil 1deki emada grld gibi, laboratuar llerinde bir deney seti kurulmutur. Kurutma sistemi; silo, kurutma ve soutma evresinden oluan akkan yatak srekli kurutucu, kurutma havas emi fan, s reteci, sistem kumanda panosu, akkan yatakl kurutucu zerinde egzoz tesisat ve tayc sistemden olumaktadr.

    Tuz, metaller zerinde yksek oranda anma (korozyon) etkisine sebep olduundan, sistemin btn devre elemanlar krom-nikel alaml malzemelerden yaplmas tercih edilmelidir. Ancak imal edilen bu kurutucu, deney amal olduundan ve srekli sistem altrmas yaplmayacandan sistem kurma maliyetlerini asgaride tutabilmek iin, farkl malzemeler kullanlmas tercih edilmitir.

    Pamukkale University, Journal of Engineering Sciences, Vol. 16, No. 2, 2010

  • 157

    Akkan Yatakl Srekli Bir Kurutucuda Gl Tuzu Kurutulmasnn Deneysel ncelenmesi

    1. Fan; 2. Is reteci; 3. Kontrol panosu; 4. Silo; 5. Akkan yatak srekli kurutucu.

    ekil 1. Akkan yatak srekli kurutma sistemi emas.

    Kullanlan elemanlarn zellikleri Tablo 1de verilmitir. malat gerekletirilen kurutucu, uzun bir sre test edildikten sonra deneylerin yapmna hazr hale getirilmitir. Akkan yatakl srekli kurutucunun elemanlar ve kurutma sreci ekil 2de grlmektedir.

    1. Silo; 2. Kurutma davlumbaz; 3. Soutma davlumbaz; 4. rn boaltmas; 5. Titreim motoru; 6. Akkan yatak

    srekli kurutucu gvdesi; 7. Tayc yay; 8. Tayc sistem; 9. Kuru rn toplama kab; 10.Egzoz; 11. Elek.

    ekil 2. Akkan yatak srekli kurutucu emas.

    Tablo 1. Kullanlan elemanlarn zellikleri.

    2. 3. Tuzun Tam Kuru Arlnn Bulunmas

    Tuz kurutma deneyleri yaplmadan nce baz n deneyler yaplarak tuzun tam kuru arl bulunmutur.

    Tam kuru arl bulmak iin tuz numuneleri, her birine 50 g slak tuz konulan 4 ayr ay taba halinde hazrlanmtr. Tuz konulmadan her bir elik ay tabann bo arlklar tespit edilmitir. Numuneler, 103 2 Cde etvde birinci aamada 6 saat sre ile bekletilmi, daha sonra desikatrde soumaya braklmtr. Souyan numuneler 0,001 g duyarlkl dijital lm cihaznda tartlarak sonular alnmtr. kinci aamada numuneler, 6 saat etvde bekletilmi ve ayn yntemle sonular alnmtr. nc aamada da numuneler tekrar 6 saat etvde bekletilmi ve ayn yntemle sonular alnmtr. Numunelere ait sonular Tablo 2de verilmitir.

    Tuz numunelerinin kuru baza gre nem miktar % 4,4 g su/g kuru madde olarak bulunmutur.

    Elemann ad zellikleri

    Silo

    30x30x50 cm ebatlarnda 1 mmlik siyah satan imal edilmitir. Silo dikdrtgen prizma eklinde olup, rn boaltma blm rn akn kolaylatrmak iin konik olarak tasarlanm ve imal edilmitir. rn ak miktarn deitirebilmek amacyla boaltma azna kapak konulmutur. Siloya, belirli srelerden (nilemler, buharlatrma, tme, ykama, santrifj v.b.) getikten sonra % 6-7 nem oranna ve belirli tane byklne getirilen tuz (NaCl) konulur.

    Kurutma havas fan

    Fann giri az ap 125 mm ve k az 90x100 mm dikdrtgen kesitlidir. Fana ait dier zellikler; DEMSAN Havalandrma San. Tic. Ltd. ti., 750 m3/h, 2483 dev/dak., 180 Watt, 0,8 A, 50 Hz, 130 C, 63 dBA, 4 kg, 220-230 V, 5/400 MFdir.

    Titreim motoru

    Elektrik motorunun milinin her iki ucuna 10 mm kalnlnda 80 mm apnda alminyum disk balanarak (arlk merkezi deitirilerek) titreim motoruna dntrlmtr. Elektrik motoru JIAN, 220 V,50 Hz,120 W, 1,5 Amps.

    Tayc yaylar TOFA ahin marka otomobillerin motorlarnda kullanlan supap yaylar

    Is reteci

    Her bir rezistans gc 410 W olan 25 adet boru tipi rezistans retece balanmtr. Boru tipi rezistanslar 3 adet 6 l, 1 adet 7li olmak zere gruplandrlmtr. Her bir 6l grubun gc 2460 W, 7li grubun gc ise 2870 Wtr. 6l gruplardan, 1. grup 1 nolu, 2. grup 2 nolu, 3. grup 3 nolu, 7li grup 4 nolu anahtar tarafndan kontrol edilmektedir.

    Pamukkale niversitesi, Mhendislik Bilimleri Dergisi, Cilt 16, Say 2, 2010

  • 158

    M. A. Ersz ve H. Doan

    Numunenin nem ierii %de olarak, aadaki eitlikle hesaplanr:

    Rutubet muhtevas(%)= (1)

    Tuzdaki kuru esasa gre hesaplanan su oran iin;

    (2)

    Tuzdaki ya esasa gre hesaplanan su oran iin;

    (3)

    eitlikleri kullanlr (Ceylan, 2007).

    Tablo 2. Tam kuru arln bulunmas iin hazrlanan numunelere ait kuruma deerleri.

    2. 4. Deney PlanBu almada kullanlan tuz, Kohisar Tuz Glnden alnan gl tuzu olup, Ankara Cad. No: 124 ereflikohisar/Ankara adresinde bulunan Tekin Tuz Nak. Paz. San. Tic. Ltd. ti.den temin edilmitir.

    Deneylerde kurutmaya tabi tutulan tuz ham tuz olmayp, belirtilen iletmede, belirli ilemlerden (n ilemler, evaporasyon, tme, ykama, santrifj v.b) geirilerek kurutma artlarna getirilen tuzdur. Tuz, genelde farkl tane byklklerinde olup, zerrecikler halinde de bulunmaktadr.

    Tuz, iletmeden 10 kglk plastik bidonlarla silme doldurularak evre havasnn nemini almayacak ekilde kapatlarak deney setinin bulunduu yere tanm ve deneyler yaplncaya kadar bu bidonlarda muhafaza edilmitir.

    Tuz kurutmal btn deneylerde akkan yatakl srekli kurutucuya tuz yklemesi; sistem altrlp, kurutma havas scakl denge haline ulatktan sonra, yani; sistemin almaya balamasndan 30 dakika sonra ve eit miktarlarda yaplmtr. Kuru rn numuneleri, tuzun akkan yataa yklenmesinden 90 dakika sonra kuru rn toplama kabnda biriken tuzdan, cam kavanozlara silme doldurulup, kavanoz kapaklar kapatlarak alnmtr. Yaplan deneylerin plan Tablo 3de verilmitir.

    Tablo 3. Deney plan.

    Her iki kurutucu modelinde de enerji kayna olarak, boru tipi elektrikli stclardan yararlanlmtr. Elektrikli stc, 1. kademe 4920 W, 2. kademe 7380 W ve 3. kademe 10250 W olmak zere kademede kullanlmtr. Deneyler her bir stc gc iin ayr ayr yaplm ve tm deneyler iin kurutma sresi, sistemin almaya balangcndan srecin tamamlanmasna kadar 120 dakika ile snrlandrlmtr. Akkan yatak srekli kurutucuda (AYSK) yaplan deneylerde scaklk lmlerinin yapld noktalar ekil 3de grlmektedir. Yine tm deneylerde kurutma havas hz 4,5 m/s olup, btn kurutma srelerinde sabit tutulmutur. Ayrca kurutucunun titreim frekans tm deneylerde sabittir. Bu nedenle; yaplan deneylerde kurutma srecini etkilemeyecei iin titreim frekansnn llmesine ihtiya duyulmamtr.

    2. 5. Deneylerde Kullanlan lme Cihazlar

    Deneyler yaplrken kullanlan lme cihazlar ve zellikleri Tablo 4de verilmitir.

    Tablo 4. Kullanlan lme cihazlar ve zellikleri.

    2. 6. Gerekli Enerji Miktarnn Belirlenmesi

    Kurutma uygulamalarnda sistem kapasitesi belirlenirken, kurutucuda ihtiya duyulacak olan enerji miktar hesaplanmaldr. Hesaplanan bu enerjiyi, sistemin s kayna (s pompas, gne enerjisi, elektrikli stc, eitli yaktlarn kullanld kazanlar gibi) salamaldr.

    Akkan yatak kurutucuda tuzun kurutulmas iin gerekli olan toplam enerji miktar;

    Numuneler 1. 2. 3. 4. Dara (g) 57,8 57,8 57,7 57,8 rn Miktar (g) 50,0 50,0 50,0 50,0 Toplam Miktar (g) 107,8 107,8 107,7 107,8 1. 6 saat sonunda rn miktar

    105,7 105,8 105,6 105,7

    2. 6 saat sonunda rn miktar

    105,7 105,7 105,6 105,6

    3. 6 saat sonunda rn miktar

    105,7 105,7 105,6 105,6

    % (g su/g kuru madde)

    4,3 4,3 4,3 4,6

    Deneyler

    Boru tipi elektrikli

    stc gc (W)

    Sisteme hava giri hz

    (m/s)

    Titreim frekans

    1. Deney 4 920 4,5 Sabit 2. Deney 7 380 4,5 Sabit 3. Deney 10 250 4,5 Sabit

    lme Cihazlar zellikleri

    Hava hz ve scaklk lm cihaz

    Testo, scaklk -20,+70 C, hz 0-20 m/s, lm hassasiyeti 0,01 m/s, 0,1 C, heated wire, NTC sensr.

    Dijital tart

    Metler Toledo, Excellence XS6002S model, en yksek llebilecek miktar 6100 g, lme hassasiyeti 0,001g.

    Scaklk lme cihaz

    TFA, art. No:30.1018, lme aral (-20) (+200) C ve (-40)(+392) F, lm hassasiyeti 0,1 C, batarya 1,5 V.

    Pamukkale University, Journal of Engineering Sciences, Vol. 16, No. 2, 2010

  • 159

    Akkan Yatakl Srekli Bir Kurutucuda Gl Tuzu Kurutulmasnn Deneysel ncelenmesi

    (4)

    olarak kurutucuda harcanan ya da kaybolan slarn toplanmas ile bulunur ve kaybolan ya da harcanan bu slara ait eitlikler aada sras ile verilmitir.

    Kurutucu yzeylerinin stlmas iin gerekli enerji;

    (5)

    Kurutma havasnn stlmas iin gerekli enerji;

    (6)

    Tuzun stlmas iin gerekli enerji;

    (7)

    Tuzdaki nemin buharlatrlmas iin gerekli enerji;

    (8)

    (9)

    Kurutucudan evre havasna olan s kayplarn karlamak iin gerekli enerji;

    (10)

    (11)

    ile bulunur.

    2. 7. Belirsizlik Analizi

    Belirsizlik analizi elde edilen bilgilerin doruluk deerlerini belirler. Sitemin deerlendirilmesinde kullanlan lm cihazlarnn standart sapmalar dikkate alnarak belirsizlik analizleri aada verilen eitlikler yardm ile yaplmtr (Ceylan v.d., 2007).

    (12)

    (13)

    (14)

    (15)

    (16)

    Eitliklerde XM; gzlemlerin aritmetik ortalamas, Xi; yaplan gzlemler, N; gzlem says, a; hassasiyet, S; standart sapma, V; varyans, U; belirsizlik olarak verilmitir.

    Sistemin belirsizlik analizi Tablo 5deki gibi hesaplanmtr.

    Tablo 5. l aletlerinin lm hassasiyetleri ve sistemin belirsizlii.

    3. BULGULARIN DEERLENDRMES

    AYSKda her bir kademedeki stc gc iin elde edilen kurutma havas scaklnn zamana bal deiimi ekil 3de grlmektedir. Tuz, her bir stc gcnde ayr ayr kurutmaya tabi tutulmutur.

    ekil 3de grld gibi her kademede sistemin almaya balamasndan ilk 30 dakika kurutma havas scaklk deiimleri yksek miktarlarda olmaktadr. Ykselme sresinden sonra sistem denge haline kavuarak, kurutma havas scakl deiimi birinci kademede 93.2 C95.4 C aralnda artan bir deiim gstermitir.

    Cihaz Marka lm Hassasiyeti Belirsizlik

    Hava

    hz ve

    scaklk

    Testo, heated

    wire, NTC

    sensr.

    Hz= 0-20 m/s

    hassasiyeti 0,01 m/s

    0,016

    m/s

    Arlk

    lm

    cihaz

    Metler Toledo,

    Excellence

    XS6002S

    6100 g, lme

    hassasiyeti 0,001g.

    0,01

    g.

    Scaklk TFA, art.

    No:30.1018

    (-20) (+200) C

    hassasiyeti 0,1 C

    0,12

    C

    Pamukkale niversitesi, Mhendislik Bilimleri Dergisi, Cilt 16, Say 2, 2010

  • 160

    M. A. Ersz ve H. Doan

    kinci kademede bu deiim 123,6 C-127,8 C aralnda, nc kademede 169,2 C-172,6 C aralnda olmutur.

    Her bir kademedeki stc gc iin kurutma havasna verilen enerji elde edilen deneysel verilere gre E. 6dan hesaplanarak ekil 4de verilmitir.

    Akkan yatak srekli kurutucuda tuzdaki nemin alnmas iin yararlanlan enerji E. 6dan hesaplanmtr.

    Kurutma zamanna bal olarak yararlanlan enerjinin deiimi ekil 5de grlmektedir.

    ekil 3. AYSKda kurutma havas scaklnn zamana bal olarak deiimi.

    ekil 4. AYSKda kurutma havasna verilen enerjinin zamana bal olarak deiimi.

    Pamukkale University, Journal of Engineering Sciences, Vol. 16, No. 2, 2010

  • 161

    Akkan Yatakl Srekli Bir Kurutucuda Gl Tuzu Kurutulmasnn Deneysel ncelenmesi

    ekil 5de grld zere kurutmann balangcnda ilk 30 dakikada yksek oranda enerji kullanm gereklemitir. Daha sonra kullanlan enerji miktar, zamana bal olarak azalmakta ve daha sonra denge haline ulamaktadr. Kurutma ileminin balangcnda kullanlan enerjinin nemli bir miktar akkan yatan stlmasnda harcandndan enerji kullanm yksek oranda olmaktadr. Kurutma sistemi srekli bir sistem olup, akkan yataa srekli nemli tuz girii salanmaktadr. Bu nedenle yararlanlan enerji bir sre sonra kk deiim miktarlar ile denge haline ulamaktadr.

    Elde edilen veriler kullanlarak Matlab yazlm ile scaklk-nem ilikisini gsteren bir fonksiyon elde edilmitir (ekil 6). Bu fonksiyondan yararlanlarak Trk Gda Kodeksi Tuz Tebliinde (Tebli No: 2007/53) belirtilen tuzlarda olmas gereken % 0.5 nem miktarna yaklak 181.511 oC kurutma havas scaklnda ulalabilecei belirlenmitir.

    ekil 5. AYSKda yararlanlan enerjinin zamana bal olarak deiimi.

    ekil 6. Matlab yazlm ile elde edilen scaklk-nem grafii.

    Pamukkale niversitesi, Mhendislik Bilimleri Dergisi, Cilt 16, Say 2, 2010

  • 162

    M. A. Ersz ve H. Doan

    4. SONULARAYSKda her bir kurutma havas scaklnda yaplan deneylerle 90 dakika sonunda kuru rn toplama kabnda toplanan kurutulmu tuzdan numuneler alnp, etvde 50er gram tuz tam kurutmaya tabi tutularak nem ierii deerleri bulunmutur. 94 oC kurutma havas scaklnda yaplan deneyde kuru olarak alnan numunenin nem miktar % 3.3, 126 oC kurutma havas scaklnda yaplan deneyde kuru olarak alnan numunenin nem miktar % 2.4 ve 171 oC kurutma havas scaklnda yaplan deneyde kuru olarak alnan numunenin nem miktar % 0.9 olarak tespit edilmitir. Daha nce belirtildii zere kurutulacak tuzun nem ierii (kuru bazda) % 4.4tr.

    Kurutma sresince yararlanlan enerji ortalama olarak birinci kademede 1.18 kJ/s, ikinci kademede 1.68 kJ/s ve nc kademede ise 3.56 kJ/s bulunmutur.

    Bu sonulardan, tuzda 0.005 gsu/ gkuru madde nem miktarna 90 dakikalk kurutma sreci sonunda ulalabilmesi iin kurutma havas scaklnn 181.511 oC olmas gerektii hesaplanmtr.

    Benzer bir kurutucuda kurutma konusu zerine almak isteyenler;

    Ayn kurutucuda farkl rnleri de kurutma ilemine tabi tutabilirler. Kurutma havasnn giri neminin, yatak malzemesinin miktarnn nasl bir etki gsterdiini de inceleyebilirler.

    Ayn sistemde kurutmann aksine bir nemlendirme srecine ilikin aratrmalar yapabilirler.

    Kurutma havasnn stlmas iin elektrik enerjisine kyasla gne enerjisi veya kat yakt yanma enerjisi kullanlrsa maliyet asndan ve srece uygunluk asndan nasl sonular elde edileceini aratrabilirler.

    Kurutma sisteminden egzoz edilen havann kazanlmas iin deiik atk enerji kazanm sistemleri tasarmlanarak sistem verimindeki artn ne kadar olabileceini inceleyebilirler.

    5. SMGELERA : Kurutucu yzeyi toplam alan (m2) cp,t : Tuzun zgl ss (kJ/kgK) cp,h : Havann zgl ss (kJ/kgK). cp,s : Kuru maddenin zgl ss (kJ/kgK). cp,ss : Su buharnn zgl ss (kJ/kgK). cy : Kurutucu yzeyinin zgl ss (kJ/kgK). d . Yzeyin her bir katmannn kalnl (m). hs : Suyun s miktar (kJ/kg). hss : Suyun doymu buhar halinde s miktar (kJ/kg). K : Kurutucu yzeyinin toplam s gei katsays

    (W/m2K). k : Kurutma katsays (1/s). M0 : Kuru madde kabnn dara ktlesi (g). M1 : Kurutmadan nce numune ktlesi (g). M2 : Kurutmadan sonra numune ktlesi (g). my : Kurutucu yzeyinin ktlesi (kg) mt : Kurutucudaki tuzun ktlesi (kg) Q : Kurutma iin gereken toplam enerji (kJ/s). q1 . Kurutucu yzeyini stmak iin gereken enerji (kJ). q2 : Kurutma havasn stmak iin gereken enerji (kJ). q3 : Tuzun Istlmas iin gereken enerji (kJ). q4 : Tuzda nemi buharlatrmak iin gerekli enerji (kJ). q5 : Kurutucudan evreye s kayplar iin gereken

    enerji (kJ). q4a : Tuzda nemi buharlatrmak iin gerekli enerji

    (kJ/kg). Sa : Su ierisindeki toplam su miktar (kg). Tk : Kurutucunun iletme scakl (C). Ti : Kurutma balamadan nce i hava scakl (C). Td : D hava scakl (C). Z : Istma sresi (h). iy : ortam s tanm katsays (W/m2K). dy : D ortam s tanm katsays (W/m2K). : Yzeyi oluturan her bir katmann s iletim

    katsays (W/m2K). : Havann younluu (kg/m3). Hv : Suyun buharlama ss (kJ/kg). SOKA : rndeki kuru arla gre su oran (g su/ g kuru

    arlk). SOYA : rndeki ya arla gre su oran (g su/ g ya

    arlk). V : Kurutucu ierisindeki hava miktar (m3).

    Pamukkale University, Journal of Engineering Sciences, Vol. 16, No. 2, 2010

  • 163

    Akkan Yatakl Srekli Bir Kurutucuda Gl Tuzu Kurutulmasnn Deneysel ncelenmesi

    KAYNAKLAR

    Bayrock, D. and Ingledew, W.M. 1997. Mechanism of viability loss during fluidized bed drying of bakers yeast, in: Food Research International, 30 (6), 417-425.

    Ceylan, . 2007. Programlanabilir (PLC) Is Pompal Kurutucunun Tasarm, malat ve Kereste Kurutma leminde Deneysel ncelenmesi, Doktora Tezi, Gazi niversitesi Fen Bilimleri Enstits, Ankara. 13-33.

    Ceylan, ., Akta, M. ve Doan, H. 2007. Is Pompal Bir Kurutucuda Kerestelerin Kurutma Srecinin Belirlenmesi, Gazi ni., Mh. Mim. Fak. Dergisi, C .22, No: 4, Ankara. s. 847-854.

    D.P.T. VIII. Be Yllk Kalknma Plan, 2001. Madencilik zel htisas Komisyonu Raporu, Endstriyel Hammaddeler Alt Komisyonu, Kimya Sanayi Hammaddeleri, Cilt: 2, Ankara, 93-112.

    Ersoy, A. ve Ynsel, T. Y. 2001. zelti madencilii ile tuz retimi, 4. Endstriyel Hammaddeler Sempozyumu, zmir. 208-220.

    Gngr, A. ve zbalta, N. 1997. Endstriyel kurutma sistemleri, III. Ulusal Tesisat Mhendislii Kongresi ve Sergisi Bildiriler Kitab, zmir. (2), 737-747.

    nternet: Tarm ve Kyileri Bakanl Trk Gda Kodeksi Tuz Teblii., T.C., Resmi Gazete, 26765, (23.01.2008).

    Madencilik Dergisi, 1974, Cilt: XIII, Say: 5, Ankara. Sayfa 33.

    Parlak, H., zkan, S. M. ve Ertem, H. . 2001. Sekizinci be yllk kalknma plan, Madencilik K Raporu Endstriyel Hammaddeler Alt Komisyonu Kimya Sanayii Hammaddeleri,(Bor Tuzlar-Trona-Kaya Tuzu-Sodyum Slfat-Stronsiyum) alma Grubu Raporu, Ankara. (2), 93-112.

    Yzge, U. 2005. Kurutma srecinin modellenmesi ve akll ngrl denetimi, Doktora Tezi, Kocaeli niversitesi, Fen Bilimleri Enstits. Kocaeli. 1-35.

    Yaln, E. ve Ertem, M. E. 1997. Deniz tuzlalarnn Trkiye tuz potansiyelindeki yeri, 2. Endstriyel Hammaddeler Sempozyumu, zmir. 208-215.

    Pamukkale niversitesi, Mhendislik Bilimleri Dergisi, Cilt 16, Say 2, 2010