8/8/2019 soğutma ÇIKTIAA http://slidepdf.com/reader/full/sogutma-ciktiaa 1/40 Teslim tarihi : 04.11.2010 KARSO SOĞUK HAVA DEPOSUGDM 401 PROSES TASARIMI LEYLA YEŞİM KALE 06290146 ELİF ÖZDEMİR 06290331 MERVE MÜHÜRCÜOĞLU 06290195 GÜLŞAH GÖKTAŞ 06290117
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Proje,500 ton elmanın Ankara’da üç ay (eylül ekim kasım) boyunca saklanabilmesi
için gerekli olan soğuk hava deposunun tasarımını kapsar.Proje kapsamında minimum enerji
ve işletme maliyetini sağlamak amacıyla,sistemin güvenli bir şekilde işleyişini sağlayacak
depo konumu belirlenir, ekipmanın erişilebilirliği ve maliyeti göz önünde bulundurularak
ekipman seçimi yapılır.Soğuk hava deposunun tasarlanmasında ilk adım olarak sistemin
güvenli bir şekilde işleyişini sağlayacak şekilde soğuk hava odalarının sayısına, boyutlarına,
kapasitesine, cephe yönüne (kuzeyden güneye), depo içerisindeki konumuna ve ön soğutma
uygulanıp uygulanmayacağına karar verilir.Ön soğutma uygulanacak ise bunun hangi şekilde
yapılacağı ve kullanılacak materyalin özellikleri göz önünde bulundurulur.Daha sonra elma,
kasa ve paletlerin boyutları belirlenerek kaç adet kasa,palet ve forklifte ihtiyaç olduğu ve
bunların toplam ağırlığı hesaplanır.Soğutma deposunda birim zamanda uzaklaştırılması
gereken ısı miktarının bulunabilmesi ve bu soğutmayı sağlayabilecek soğutucunun seçimine
karar verilebilmesi için soğutma yükü hesabına geçilir.Özgül ısı (cp),ısı iletim katsayısı
(k),suyun ve havanın fiziksel özellikleri gibi teknik faktörler,dış ortam atmosferinin sıcaklığı
ve bağıl nemi,hammaddenin depo içerisinde saklanma koşulları,soğuk hava odalarının
boyutları (tavan,taban ve yan duvarlar),lamba sayısı,çalıştırılacak işçi sayısı vb. soğutma yükühesabında ihtiyaç duyulan parametrelerdir.Soğutma yükü kararlı konumdaki soğutma yükü ve
kararsız konumdaki soğutma yükü olmak üzere iki unsurdan oluşur. Kararsız konumdaki
soğutma yükü,gıdanın bulunduğu sıcaklıktan depolanacağı sabit sıcaklığa kadar soğutmak
için belli bir süre içinde uzaklaştırılması gereken ısıdan oluşur.Depoya alınan elmaların dış
ortam sıcaklığından depo sıcaklığına kadar soğutulması için uzaklaştırılması gereken ısı ve
elmaların yaydığı solunum ısısını kapsar.Proje kapsamında,su ile ön soğutma
uygulanacağından elmanın kararsız konum yükü hesabına gerek yoktur ancak paletin dışortam sıcaklığından depo sıcaklığına ulaşana kadarki kararsız konum yükü
hesaplanacaktır.Kararlı konumdaki soğutma yükü ise,depolama sıcaklığına kadar soğutulmuş
gıdaların,sabit bir sıcaklıkta tutulabilmesi için belli bir süre içinde uzaklaştırılması gereken ısı
miktarıdır.Bu evrede soğutma yükü; depoya yan duvarlar,tavan ve tabandan transfer olan
ısı,deponun kapı ve çeşitli aralıklardan giren hava ile kazandığı ısı, depoda bulunan elektrik
motor ve lambalardan ve depoda çalışanlardan yayılan ısı gibi çeşitli unsurlardan
oluşmaktadır. Kararlı ve kararsız konumdaki soğutma yüklerinin toplamı ‘toplam soğutma
yükünü’ oluşturur.Toplam soğutma yükünün hesaplanmasından sonra ofis, tuvalet, güvenlik
Soğuk muhafaza ürünlerin hasattan sonra kaliteli olarak kaldığı süreyi uzatmak için
yapılan uygulamalardır. Soğuk depolarda ürün muhafaza etmek gerçek anlamda hasat öncesi
ve hasat sonrası, ağaç ve ürün fizyolojilerinin bilinmesine bağlıdır. Ürünle ilgili bilgiler;
ürünün bahçede besin maddeleri açısından dengeli yetiştirilmesi, tekniğine uygun hasat
edilmesi, uygun şekilde depoya taşınması, bu arada gerekiyorsa ön soğutmaya alınması ve
ürünün isteğine uygun muhafaza edilmesidir.
Meyvelerde yaşam; gelişme, olgunlaşma ve yaşlanma olarak üç evrede
incelenmektedir. Gelişme fiziksel olarak büyümeyi, olgunlaşma ve yaşlanma ise biyokimyasal
olarak değişimleri içermektedir. Olgunlaşma; hasat olumu(ağaç olumu) ve yeme olumu olarak
birbirini izleyen iki dönem halindedir. Hasat olumu; ürünün hasat edilmeye hazır ve uygun
olma durumudur. Bu durumda fiziksel gelişme durmuş veya durmak üzeredir. Fakat
biyokimyasal olaylar bakımından yoğun bir dönem başlamıştır. Yeme olumu; tüketime ve
teknolojik değerlendirmeye uygun olma durumudur. Bu durumdaki meyveler, dış görünüş, tat
ve lezzet bakımından tüketici tarafından en çok istenen durumdadır.
Meyveler için en iyi hasat zamanı, meyvelerin büyüklük, renk ve tat bakımından çeşit
özelliğini en iyi gösterdiği zamandır. Hasat zamanına; meyvelerin götürüleceği yerinuzaklığına, meyvelerin hasat edilir edilmez yapılacak uygulamaların olup olmadığına,
meyvelerin depolanıp depolanmayacağı ve meyvelerin kullanılma şekilleri etkilidir. Bir çok
meyve çeşidinde meyve eti sertlik değer ve toplam suda erir kuru madde miktarı değerine
göre hasat zamanı belirlenmektedir.
Elma depolamada başarı üzerine, depo koşulları kadar etkili faktör meyvelerin hasat
zamanıdır. Çünkü çok olgun elmalar uzun süre depolanamazlar ve hemde bazı fizyolojik
hastalıklar görülür.; buna karşın, ham elmalar depoda buruşur ve bunlarda tüketici isteklerinikarşılayacak bir lezzet geliştiremez. Meyvelerde olan çeşitli yaralar da görünüşü bozar, su
kaybını arttırır, olgunlaşmayı hızlandırır ve çeşitli patojenlerin giriş ve gelişmesine olanak
vererek hasat sonrası kayıpları arttırır. Böylece depolama süresi kısalır.
Elmalarda hasat zamanının belirlenmesi çeşitli ölçülerle yapılabilir. Gün sayısı
oldukça kullanışlı bir ölçüdür. Bu Golden Delicious’ta 150-160 gündür. Zemin rengi ve
toplam suda erir kuru madde miktarı da kullanılarak da tarihe kesin olarak karar verilir.
Golden Delicious elmada zemin rengi açık yeşil veya sarımtrak yeşildir. Nişastanın
kaybolmasıda kullanılan pratik yöntemlerdendir.bu yöntemde üretici bahçeden topladığı
birkaç meyve örneğini ortalarından kesmekte ve içinde %1’lik iyot içeren %4’lük potastum
iyodür çözeltisine batırmakta ve yarım dakika sonra meyve yüzeylerine bakarak koyu lacivert
ve açık sarı ayrışımını gözlemlemektedir. Pratik açıdan koyu lacivert renkte 1/3 oranında
açılma, nişastanın o miktarının şekere dönüştüğünü ifade eder ve hasat zamanının geldiğini
işaret eder.
Hasat edilen her üründe fizyolojij ve patolojij olarak yaşayan canlılar olduğu
unutulmamalıdır. Bu nedenle meyve üzerinde çiğ damlaları bulunmamalı ve yağışlı havalarda
hasat yapılmamalıdır.
Meyvelerde hasattan dolayı kayıplar başlar. Bu kayıplar; metabolik değişimler, su
kaybı, mekanik zararlar ve mikroorganizmalar nedeniyledir. Meyvelerde hasattan sonra
kayıpları azaltmak için meyveye bir takım işlemler yapılmaktadır. Bu işlemler; ön soğutma,
mumlama, fümigasyon, olgunlaştırma ve sarartma, kür uygulaması, muhafazadır. Biz
elmalarda olabilecek kayıpları azaltmak için ön soğutma yaptık.
Elmalarda kısa zamanda belirlenen düzeye sıcaklığının düşürülmesi, kaliteyi korumak
ve hasat sonrası kayıpları azaltmak bakımından önemli olduğu için ön soğutma
uygulanmalıdır. Elma hem hava ile hem su ile ön soğutmaya uygundur.
Elmalarda hava ile ön soğutma en çok kullanılan yöntemdir. Bu yöntem ile ürünün
sıcaklığı 3-6° C’ye düşürülür. Genellikle 24 saat yeterlidir. Elmalarda su ile ön soğutma,
elmaların suyun üzerine akıtılması, püskürtülmesi veya ürünün soğuk su içine bırakılması
şeklinde olan bir yöntemdir. Hastalık yayılmasını önlemek için de suya yeterli miktarda
dezenfekte edici maddeler konur. Su ile ön soğutma daha etkin bir soğutma olduğu için elma
için yaptığımız ön soğutmada bu yöntemi tercih ettik. Kullanılan suyun sıcaklığı 4°C’dir.
Ürün hasadından tüketime kadar kayıpları asgari seviyede tutmak için tarladaki ürün
sıcaklığını bir an önce ürünün depolama sıcaklığına ve nem isteğine getirilmesi gerekir.
Elmanın taşıma süresi 1-3 gün arasında ise taşıma sıcaklığı 0-5°C(4◦C)’de oransal nemin de
%90 olması gerekir.Elmalarda depolama süresi içinde tür ve çeşide ve aynı zamanda depo odasının
sıcaklık ve nem durumuna göre su kaybederek buruşma gösterebilirler. . Golden delicious
elma çeşidinin içindeki su miktarı ağırlıkça % 84’dür. Elmaların muhafaza edildiği odalarda
nem %90-95 arasında olmalıdır. Biz Golden Delicious elma çeşidini depoladığımız için %90
nem oranını sağlayacak nemlendiriciler kullanılmalıdır.
Soğuk depolamada en önemli faktör sıcaklıktır. Depolamadaki sıcaklık derecesi
depolanan elmanın donma noktasının 1-2°C üstünde bulunur. Çeşide bağlı olmakla birlikte0°C ile +5°C arasında depolama yapabiliyoruz. Biz 3 ay depolayacağımız için Prof. Dr. Bekir
Cemeroğlu’nun meyve ve sebze işleme teknoljisi kitabındaki verilere ve belediyenin soğuk
hava depolarındaki gıda mühendisinin verdiği bilgilere göre depolama sıcaklığımızı +4°C
olarak belirledik.
Ürünün depolanması için kullanılan kasaların temiz olmasına dikkat edilmelidir ve
tahta veya plastik kasaların mümkün olduğu kadar hava akımını sağlayacak kadar açık
olmalıdır; fakat, aralıkların 5mm’yi aşmaması istenir. Çünkü aralığın fazla açık olması
halinde değen meyvelerde berelenme meydana gelmektedir.
Soğuk hava depolarının yönü kuzeyden güneye doğrudur. Çünkü rüzgar kuzeyden
güneye doğru eser. Böylece maliyet düşürülmüş olur. Mekanik soğutmalı depolarda etkin
soğutmanın temini için soğutuculardaki fanların yeterli olması yanında istiflemenin durumu
da önemlidir. İstifleme, soğutucu tarafından üflenen havanın odanın her tarafına engelsiz bir
şekilde yayılmasını sağlayacak şekilde yapılmalıdır. Mümkünse odanın soğutucularının
bulunduğu yerin karşısına gelen duvarı ile en gerideki istif arasına bir açıklık bırakılmalı
böylece karşı duvara çarpan soğuk havanın aşağı inerek en dipteki kasalardaki elmaların
soğutulması sağlanmalıdır. Soğutucuların önü daima açık bırakılmalı dönüş havasının rahatça
dolaşımı sağlanmalıdır. İstifler arasında 10-20cm boşluk bırakarak hava sirkülasyonu için
kanallar oluşturulmalıdır. Aynı şekilde istiflerle duvar ve tavan arasında 30-50cm kadar
boşluk bırakılmalıdır. Bu sebeplerden dolayı biz depomuzu % 70 kapasite ile doldurduk.
Belediyenin soğuk hava deposundaki gıda mühendisinin verdiği verilere göre golden
delicious elma çeşidinin hasat döneminin vakti eylülün ikinci haftası olduğu ve o dönemdeki
Ankara İlindeki havanın bağıl nemi %60 olduğu belirlenmiştir. Meteroloji genel
müdürlüğünün sıcaklık verilerine göre de dış ortam sıcaklığı 20°C olarak belirlenmiştir.
Soğuk hava deposunun oda tavan ve yan duvar panellerinde bulunma kolaylığından dolayı
polipanel seçilmişken; dayanıklılık ve tartma özelliğinden dolayı tabanda XPS yalıtım
malzemesi kullanılmıştır.
Belediyenin soğuk hava deposundaki gıda mühendisinin verdiği bilgilere göre plastik kasa tahta kasadan daha kullanışlı, uzun ömürlü ve hava akımını daha iyi sağlıyor. Ayrıca 1
tahta kasa 15 kg elma alır. 1 adet palet 30 adet plastik kasa alır. 1 adet frınlanmış tahta palet
ağırlığı 22 kg ve 1 adet plastik kasa ağırlığı 2 kg olarak bulunmuştur. Fırınlanmış tahta palet
kullanılma nedeni tahta paletin üzerindeki mikroorganizmaların fırınlanma sonucu yok
Ankara’da 500 ton elmanın 3 ay boyunca saklanması için gerekli olan soğuk hava
deposunun tasarımı ve maliyet analizi yapılır. Yapılan tasarım göz önünde bulundurularak
TL/kg elma cinsinden fiyat önerisinde bulunulur. Bu sonuçların eldesinde öncelikle
depolanacak elmanın cinsi Ankara’daki pazar durumu gözlemlenerek Golden olarak
belirlenir. Sonrasında literatür taraması sonucu Golden cinsi elmanın depolama sıcaklığı 4 ◦C,
özgül ısısı 3650 j / kg. ◦C , depolanacağı oda nemi %90-95, muhafaza süresi 3-9 ay ve içindeki
su miktarı (%ağırlık) %84 olarak bulunur. Ayrıca plastik kasa ve mikrobiyel gelişimin
engellenmesi için fırınlanmış paletlerin özgül ısıları sırasıyla 1925 J/kg.K, 2385 J/kg.K olarak
bulunur. Ankara’da elmanın hasat tarihi Eylül’ün 2. haftasıdır ancak soğukta muhafaza
edilecek elmalar tam olgunluğa erişmeden bir süre önce hasat edilir. Soğuk hava deposuna
gelen elmaların ve dış ortamın sıcaklığına ulaşabilmek amacıyla araştırma yapılır ve sonuç
olarak Eylül’ün ilk haftalarında Ankara’daki ortalama sıcaklık 20 ◦C ve bağıl nem %60 olarak
bulunur. Sonrasında soğutma sektöründe yer alan bir firma (Ankara Belso Soğuk Hava
Deposu) gezilerek genel bir fikir edinilir.
500 ton elmayı muhafaza etmek için %70 kapasite doluluğunda 500 tonluk bir depotasarlanır. Geriye kalan %30’luk boşluk homojen ve etkin ısı dağılımı, forklift işçisinin
kasaları yerleştirme alanı olarak düşünülür. Buna bağlı olarak deponun tavan, taban ve yan
alanları uygun ölçülerde hesaplanır ve depo hacmi 3600 m3 olarak bulunur. Bu ölçülere göre
depoda kullanılacak lamba sayısı ve kasaların istif şekli belirlenir. Depoya günlük bir tırın 25
ton elmayla geldiği ve bu elmaların öncelikle ön soğutma havuzuna alındığı oradan da
soğutma odasına yerleştirildiği düşünülür. Böylece 500 ton elma depoya 20 günde
gelir.Depoda 100W’lık 20 lamba kullanılmış ve kasalar 5-5-7 aralarda paletler olacak şekildeistiflenir. Duvarla istif arasında ve istifler arasında yeterli boşluklar bırakılacak şekilde istif
yapılır. Bu istiflemeyi gerçekleştirmek için günlük olarak depoya bir tır ile gelen 25 ton
elmayı taşıyan 2 işçi ve bu elmaları soğutma odasına yerleştiren 1 forklift işçisi düşünülür.
Soğuk hava deposuna giren forklift işçisinin yaydığı ısı literatür araştırması sonucu 200 kcal/h
olarak bulunur. Depo havasını hareket halinde tutan fan ve bunu tahrik eden elektrik motoru 1
kW, depo nemini sabit tutmak amacıyla depo atmosferine atomize edilerek verilen su ise 240
kg /24 h olarak hesaplanır. Su kaybı arttıkça ürün pörsür, yumuşar ve kabuğunda buruşma,
sapında kuruma meydana gelir, sonuç olarak su kaybı kaliteyi düşürür ve ağırlık (miktar)
kaybı dışında değer kaybına yol açar. Bu nedenle, ürünümüzün kalitesini korumamız için, yaş
meyve ve sebzelerin bulunduğu ortamın oransal nemini yüksek tutmamız (% 90–95)
gerekmektedir. Depo atmosferine verilen bu su 20 ◦C ‘deki 7-8 bar hava ile su karıştırılarak
soğuk buhar halinde verilir. Literatürde elmalara ön soğutma işleminin uygulandığı ve bunun
için uygun sıcaklık değerinin 0 ◦C olduğu bulunur. Ön soğutma işlemi 0 ◦C ‘deki soğuk suya
daldırılarak yapılır. Depo kapısının açılmasıyla depoya giren dış atmosfer havasıyla deponun
kazandığı ısı Tablo 4.19 ‘dan 4665,6 m3/24h olarak hesaplanır.
Soğuk hava deposunda kullanılan malzemelerin ısı transfer katsayıları aşağıdaki
veriler göz önünde bulundurularak hesaplanır.
Yalıtım malzemesi olarak;
Yan duvarlarda poliüretan, ziftli kağıt, betopan gibi maddeler
Zeminde karo, karo altına demir ızgaralı beton, poliüretan ve dolgu malzemesi
Tavan ise poliüretan köpüklü çatı paneli asma tavan olarak tasarlanarak havanında yalıtım
gücünden yararlanılır.
Soğutma sistemin de soğutucu madde olarak amonyak gazı kullanılır. Bu madde
depoda boru içerinde dolaşırken,katı halden sıvı hale daha sonrada gaz haline dönerek ortamın
sıcaklığını alır ve soğumayı sağlar. Yapılan çalışmalar sonucu depo hacmi , yalıtım
malzemelerinin k değerleri, elma ile ilgili genel bilgiler ve depo sıcaklığının belirlenmesinin
ardında soğutma yükü hesabına geçilir.
Ön soğutma işlemi yapılacağı için sadece kararlı konum yükü hesaplanmıştır. Kararlı
konum yükü hesabında
1. Deponun tavan , taban ve yan duvarlardan kazandığı ısı
2. Depoya son güne kadar istif edilmiş elmanın yaydığı solunum ısısı
3. Kapının açılmasıyla depoya giren dış atmosfer havasıyla deponun kazandığı ısı4. Depoda çalışan işçilerden, bu çalışma sırasında yanan lambalardan ve depo havasını
hareket halinde tutan fan ve bunu tahrik eden elektrik motorundan kazanılan ısı
5. Depo nemini sabit tutmak amacıyla depo atmosferine atomize edilerek verilen su ile
deponun kazandığı ısı
hesaplanır. Bütün bu kazanılan ısıların toplamından soğuk hava deposunun soğutma yüküne
ulaşılır. Genel bir uygulama olarak %10 luk güvenlik payı eklenmiş ve soğutma yükü 37,86
kj/s olarak hesaplanır. Elde edilen bu soğutma yüküne göre bir soğutma sistemi belirlenmiş veoda içerisindeki konumuna karar verilir. Alınan bu soğutma sisteminin 5 yıl garantisi olduğu
1. Gıda Mühendisliğinde Temel İşlemler Prof. Dr. Bekir CEMEROĞLU Ankara 2005
Gıda Teknolojisi Yayınları No:292. Meyve Ve Sebze İşleme Teknolojisi 1 Prof. Dr. Bekir CEMEROĞLU 2009 Gıda
Teknolojisi Yayınları No:383. Meyve Ve Sebze İşleme Teknolojisi 2 Prof. Dr. Bekir CEMEROĞLU 2009 Gıda
Teknolojisi Yayınları No:384. Food Process Design Zacharias B. MAROULİS, George D. SARAVACOS5. Product &Process Design Principles Warren D. SEİDER, J.D. SEADER, Daniel R.
LEWİN6. Plant Design Adn Economics For Chemical Engineers Third Edition Max S. PETERS,
Klaus D. TİMMERHAUS7. Transport Processes And Unit Operations Third Edition Christie J. GEANKOPLİS8. A. Practical Approach Yunus A. ÇENGEL9. Soğuk Hava Deposu Projesi Çağrı YILDIRIM (Süleyman Demirel Üniversitesi
Mühendislik Mimarlık Fakültesi Makine Mühendisliği Bölümü)10. Ürünlerin Soğukta Muhafazası Ve Nemlendirmenin Önemi Zafer BAŞARAN Makina
Y. Mühendisi (İtü 1967)11. Bazı Elma Çesitlerının Soğukta Depolanma Kosullarının Belirlenmesi M. A.
KOYUNCU , I. EREN ADÜ Ziraat Fakültesi Dergisi 2005; 2(1) : 45 – 5212. Tarım köyişleri bakanlığı yaygın çiftçi eğitim projesi13. www.cinarziraat.com (Erişim tarihi : 20.10.2010)14. www.cantek.biz (Erişim tarihi : 03.11.2010)
15. www.forumfood.net (Erişim tarihi : 20.10.2010)16. www.armsogutma.com (Erişim tarihi : 20.10.2010)17. www.pinarsogutma.com (Erişim tarihi : 20.10.2010)18. www.frigoteksogutma-chiller.com (Erişim tarihi : 03.10.2010)19. www.tekniksogutma.com (Erişim tarihi : 23.10.2010)
Ortalama En Yüksek Sıcaklık (°C) 25.9 19.8 12.2Ortalama En Düşük Sıcaklık (°C) 11.9 7.5 2.3Ortalama Güneşlenme Süresi (saat) 9.4 6.6 4.4Ortalama Yağışlı Gün Sayısı 3.7 7.3 9.2
Ortalama Yağış Miktarı (kg/m2) 17.5 29.5 37.7Uzun Yıllar İçinde Gerçekleşen En Yüksek ve En Düşük Değerler (1975 – 2009)