soğutma Çiktiaa

8/8/2019 soğutma ÇIKTIAA

http://slidepdf.com/reader/full/sogutma-ciktiaa 1/40

Teslim tarihi : 04.11.2010

KARSO SOĞUK HAVA DEPOSU

GDM 401 PROSES TASARIMI

LEYLA YEŞİM KALE 06290146ELİF ÖZDEMİR 06290331MERVE MÜHÜRCÜOĞLU 06290195GÜLŞAH GÖKTAŞ 06290117



İÇİNDEKİLER İÇİNDEKİLER ........................................................................................................................... 2

ÖZET .......................................................................................................................................... 3

GİRİŞ .......................................................................................................................................... 5

LİTERATÜR BİLGİSİ VE ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR ..............................................................6

DEĞERLENDİRME ...................................................................................................................9

ÖNERİLEN TASARIM ...........................................................................................................13

SONUÇLAR VE ÖNERİLER .................................................................................................20

TEŞEKKÜR ..............................................................................................................................23

KAYNAKLAR .........................................................................................................................24

EKLER ...................................................................................................................................... 25

2



ÖZET

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

3



kulübesi vb. yardımcı birimlerin konumuna ve büyüklüğüne karar verilerek toplam sermaye

maliyeti ve üç aylık soğuk hava deposunun işletme maliyeti (TL/500 ton elma)

hesaplanır.Maliyet doğrultusunda projenin uygun olup olmadığına karar verilerek proje

sonlandırılır.Proje akışın güvenilir olması,verimin yüksekliliği,işletme ve enerji maliyetlerinin

minimumda tutulması gibi hususlarda uygunsa seçilir, uygun değilse yeni bir proje tasarımına

gidilebilir.

4



GİRİŞ

Proje 500 ton elmanın Ankara’da üç ay boyunca saklanabilmesi için gerekli olan

soğuk hava deposunun tasarımı ve maliyet analizini (TL/500 ton elma cinsinden)

kapsamaktadır.Projenin hazırlanma sebebi,hammaddenin kimyasal ve/veya fiziksel

dönüşümlerinin,teknik faktörlerin göz önünde bulundurularak;minimum enerji ve işletme

maliyeti,maksimum kapasite ve verimlilik ile esnek,güvenilir bir soğuk hava deposunun

tasarlanabilmesi, deponun kurulumu ve işleyişi için uygun fiyatın sunulabilmesidir.

5



LİTERATÜR BİLGİSİ VE ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR

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

6



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

7



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

edilmesidir.

8



DEĞERLENDİRME

Öncelikle soğuk hava depomuzun boyutları hesaplanır. (1*).

1 m3 200 kg meyve 100 m3 ün 70 m3ü meyve

X 500000 kg meyve X 2500 m3 meyve

X=2500 m3 X=3600 m3

Yukarıdaki işlemle depomuzun hacim, uzunluk, yükseklik ve genişliğine karar

verilir.Duvar kalınlığı ve yalıtım malzemesinin toplam kalınlığı 400 cm olarak belirlenmiştir.

(1*)

Depo boyutları

İçten içe Dıştan dışa

Uzunluk= 30 m Uzunluk=30,4 m

Yükseklik= 6 m Yükseklik= 20,4 m

Genişlik= 20 m Genişlik= 20,4 m

Daha sonra elmanın çeşidine karar verilir. Elma çeşidi golden olarak seçilir. Elmaya

soğuk su ile ön soğutma yapılmasına karar verilir ve 4 ◦C’deki suya daldırılarak uygulanır.

Elmanın donma noktası üstünde özgül ısısı hesaplanır C p= 3,349 ms+0,83736 =3,65 kJ/kg.◦C (3*).

ms=0,84 (%84) (4*)

Daha sonra plastik kasa ve fırınlanmış tahta palet kullanılmasına karar verilir ve özgül

ısıları bulunur. (5*)

Plastik kasa C p = 1925 J/kg.K

Fırınlanmış tahta palet C p = 2385 J/kg.K

Depomuzun duvarı, tavanı ve tabanının toplam ısıl iletkenlik katsayıları (k)hesaplanır. (6*)

Yan duvarlar için toplam ısı transfer katsayısı;

k=

h: Yüzey ısı transfer katsayısı W/m2.K (7*)

h4: 4 ◦C’deki havanın yüzey ısı transfer katsayısı = 25 W/m2.K (7*)

h20: 20 ◦C’deki havanın yüzey ısı transfer katsayısı (4 ◦C ile 35 ◦C’deki h değerleri arasında

interpolasyon ile bulunmuştur.) (7*)

9



h4 =25 W/m2.K h20 = 17,258 W/m2.K

h35=10 W/m2.K

Yalıtım malzemesi olarak seçilen poliüretan dolgulu sandviç polipanelin (polyster

boyalı saç,PVC kaplı saç, galvaniz,krom ) kalınlığı 100 mm, ısıl iletim katsayısı (k)=0,22

W/m.K olarak belirlenmiştir. (8*)

İçi boş tuğla kalınlığı= 13,5 cm k içi boş tuğla= 0,465 W/m.K (9*)

Dış sıva kalınlığı = 2 cm k dış sıva = 0,872 W/m.K (9*)

İç sıva kalınlığı = 1,5 cm k iç sıva = 0,698 W/m.K (9*)

k=

=1,13 W/m2.K

Taban için toplam ısı transfer katsayısı;h4: 4 ◦C’deki havanın yüzey ısı transfer katsayısı = 25 W/m2.K

Beton kalınlığı = 1 metre (10*) k beton = 0,762 W/m.K (9*)

Yalıtım malzemesi olarak seçilen XPS malzemenin kalınlığı: 100 mm ısıl iletkenlik katsayısı

(k):0,035 W/m.K(*)cantek

k=

k=0,23 W/m2.K

Tavan için toplam ısı transfer katsayısı;

h4: 4 ◦C’deki havanın yüzey ısı transfer katsayısı = 25 W/m2.K

h20 : 20 ◦C’deki havanın yüzey ısı transfer katsayısı = 17, 258 W/m2.K

Yalıtım malzemesi olarak seçilen poliüretan dolgulu sandviç polipanelin (polyster

boyalı saç,PVC kaplı saç, galvaniz,krom ) kalınlığı 100 mm, ısıl iletim katsayısı (k)=0,22

W/m.K olarak belirlenmiştir.

Asma tavan ile çatı arasında yalıtım amaçlı kullanılan hava boşluğu = 65 cm k hava = 0,024

W/m.K (9*)

k=

k= 0,036 W/m2.K

Lamba sayısı hesabı yapılır. (1*).

900 m3 5 lamba

3600 m3 X

X=20 lamba

10



Deponun nem düzeyini sabit tutmak için (1*);

900 m3 için 60 kg/24h

3600 m3 için X

X=240 kg/24h

240 kg/24h miktarda 20 ◦C’deki 7-8 bar hava ile su karıştırılarak soğuk buhar halinde

verilmektedir.

Deponun havası, deponun içinde yer alan 1kW gücündeki bir elektrik motoru ile tahrik

edilen fanla hafif hareket halinde bulunmaktadır. (1*)

Deponun tam kapasite çalıştırılmasına karar verilmiştir.Maksimum kapasite ve

minimum enerjiyle çalışabilmek için her gün 1 tırın boşaltılacağı göz önünde bulundurulmuş

yani 25 ton elma soğuk hava deposuna aktarılmıştır. 1 tırı 2 işçi 2 saatte boşaltacaktır sonra

elmalar soğuk su ile ön soğutmaya alınacaktır.Ön soğutmanın ardından 1 işçi forklift

operatörü olarak çalıştırılacak ve elmaları 1 forklift ile soğuk hava deposuna aktaracaktır. (Bu

bilgiler Ankara Belso soğuk hava deposundan alınmıştır.)

Ön soğutma suyu için soğuk hava deposuna gelen şebeke suyunun sıcaklığını 9 ◦C

olarak kabul edilir.

Yapılan varsayımlar:

Deponun bağıl nemi %90 ve sıcaklık 4 ◦C olarak seçilmiştir ancak 4 ◦C’deki %90

bağıl nem değerini kaynaklarda bulamadığımız için tablo 4.20’den 4,4 C’deki %80 bağıl

nem değeri kullanılmıştır.

Elektrik motor gücü ısısı 200 tonluk elma için alınan değer esas alınarak 1 kW olarak

seçilmiştir.(1*)

Asma tavan ile çatı arasındaki hava boşluğu mesafesi 0,25 m olarak varsayılmıştır.

Isıl iletkenlik katsayılarının hesaplanmasında çok etkisi olmayan inşaat

malzemelerinin k değerleri ihmal edilmiştir.(Boya,ziftli kağıt,demir ızgara,karo,çatı

malzemeleri vb.)Eylül’ün ilk haftalarında Ankara’daki ortalama sıcaklık 20 ◦C ve bağıl nem %60 olarak

varsayılmıştır.

Eylül, ekim, kasım ayları için şebeke suyu sıcaklığını öğrenmek için ASKİ (Ankara Su

ve Kanalizasyon İdaresi)’yi telefonla aradık ama bize bilgi vermediler. Bunun üzerine

internetten yapılan araştırmalar sonucunda (www.habertürk.com) şebeke suyunun sıcaklığını

10◦C olarak belirledik.

11



ÖNERİLEN TASARIM

1) Önerilen tasarım çizimi

13



14



Soğuk su ile ön soğutma uygulaması 4 ˚C’deki su ile yapılmakta ve 20◦C’deki elma ve plastik

kasa 8 ◦C’ye soğutulmaktadır. (13*)

Ön soğutma süresinin hesaplanması:

Sıcaklık oranı=Ta: Soğutucu ortam sıcaklığı, ◦C

Ti: Soğuyan cismin başlangıç sıcaklığı, ◦C

Tf : Soğuyan cismin son sıcaklığı, ◦C

Sıcaklık oranı=

=0,25

NBi =

=

= 3,21

1/ NBi= 1/3,21=0,31

Sıcaklık oranı-Fourier sayısı grafiğinden NFo sayısı okunur.

NFo=0,35=k t/ c p r 2

: yoğunluk, kg/m3

k: ısıl iletkenlik katsayısı, W/m. ◦C

C p: özgül ısı, J/kg. ◦C

t: ön soğutma süresi, s

r: yarıçap, m

0,35*800*3650*(0,03)2/0,420= t

t= 2190 s=0,60 h (ön soğutma süresi)

Kullanılan su miktarı ;

Q=msu*c p*∆T=melma* c p*∆T+mkasa*c p*∆T

1 kasa 15 kg meyve alır

X 25000 kg meyve

X=1667 kasaya ihtiyaç vardır.

1 kasa ağırlığı= 2 kg

Toplam kasa ağırlığı= 1667*2= 3334 kg

1 adet palet 30 adet kasa taşır

X 1667 adet kasa

X=56 adet palet

16



Toplam palet ağırlığı=56*22=1232 kg palet

Plastik kasa C p: 1925 J/kg. ◦C = 1,925 kJ/kg. ◦C

msu*4,217kJ/kg. ◦C*(8-4) ◦C = 25000kg *3,65 kJ/kg. ◦C*(20-8) ◦C +3334 kg*1,925 kJ/kg. ◦C

*(20-8) ◦C

msu=69481,58 kg su harcanır.

500 ton kapasiteli soğuk oda için soğutma yükü hesabı:

Kararsız konum yükü:

Q=[a*(e) bT1/b*(T1-T2)]*(1-(e)-b.(T1-T2))

T1: ürünün soğuma başlangıcındaki sıcaklığı: 20◦C

T2: ürünün soğuma sonundaki sıcaklığı:8◦C

Elma için a: 19,4 b: 0,108 (10*)

Q: solunum ısısı, W/ton

Q=94,28 W/ton

Fırınlanmış palet ağırlığı= 1120 kg

Qa=25000*3,65*(8-4)+1232*2,385*(20-4)+ 3334*1,925*(8-4)

=437684,9 kJ/24h

Q b=25t*94,28J/s.t=25*0,0943=2,4kJ.s-1*(24*60*60)s/24h

=207360 kJ/24h

Q= Qa +Q b=645044,9 kJ/24h

Deponun çeşitli kaynaklardan kazandığı ısı,

1.Taban, tavan ve yan duvarlardan kazanılan ısı, Q1 :

Taban alanı: 30,4*20,4=620,16 m2

Tavan alanı: 30,4*20,4=620,16 m2

Yan duvarların toplam alanı:2*20,4*6,4+2*30,4*6,4=650,24 m2

Kazanılan ısı:

Tabandan: 620,16 m2*0,23*(15-4)=3751,968 WTavandan: 620,16*0,09*(20-4)=893,03 W

Yan duvarlardan: 650,24*1,13*(20-4)=11756,3 W

Q1=16401,3 W=16,4 kW=16,4 kJ/s*((24*60*60)s/24h)=1416960 kJ/24h

2. 500 ton elmanın 4◦C’de yaydığı solunum ısısı, Q2:

Q= a*e b.T = 19,4*e0,108*4=29,9 W/ton (9*)

Q: solunum ısısı, W/ton

Elma için a: 19,4 b: 0,108 (10*)T: sıcaklık, ◦C

17



=118800 kJ/24h

Q4=118800+14400+1672=134872kJ/24h

5.Deponun nemini sabit tutmak için verilen su ile kazanılan ısı, Q5:

Q5=240 kg/24h*4.217kJ.kg-1. ◦C-1*(20-4) ◦C

=16193,3kJ/24h

Q=645044,9 +16193,3+ 134872+113980,6+1291680+1416960=2973685,9 kJ/24h

=3618730,8kJ/(24*60*60)s=41,88 kJ/s

İşlemler sonucu çıkan soğutma yüküne %10 güvenlik payı eklenir(*) temel işlm.

Q=41,88+41,88*0,1=46,068 kJ/s

19



SONUÇLAR VE ÖNERİLER

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)

20



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

21



ve kurulum-nakliyatının firmaya ait olduğu düşünülür. Forklift ve işçiler ise kiralanmış

dolayısıyla bunlar için herhangi bir sigorta primi ödenir. Depolama işleminin ve malın

tesliminin 40 gün(20 gün depoya aktarma+3 ay sonunda 20 gün depodan tıra yükleme)

içerisinde yapılabileceği göz önüne alınarak işçilere gün başına yani 40 günlük ödeme yapılır.

Forklift ise 3 aylığına kiralanmış bu sürede bakım-onarım ve sigorta forkliftin satın alındığı

firmaya ait olur.

Soğuk hava deposunun ‘Ankara Kazan’ bölgesine kurulumu planlanır ve yerleşiminde

kuzey-güney doğrultusunda olması ve yakınında eğer mümkünse bina olması böylece ısının

korunması temel alınır. Soğuk hava depolarında özellikle kolidordaki hava akımı çok

önemlidir. Bu nedenle kuzey-güney doğrultusunda bir kolidor tasarlanıp ısı değişimini en aza

indirmek hedeflenir. Ayrıca bu sektörde çalışanlardan elde edilen bilgiye dayanılarak soğutma

depolarının yerden birkaç metre yüksekte, soğutma odalarının ise kolidordan birkaç cm daha

yukarıda olması gerektiği böylece daha iyi bir yalıtımın sağlanacağı öğrenilir ve tasarımda o

şekilde yapılır. Depoya gelen tırdan kolaylıkla mal alımı yapılabilmesi için deponun ön kısmı

tırın yanaşabileceği şekilde tasarlanır. Depolarda yer alan ışıklar enerji tasarrufu açısından

sensörlü ve kapılar ise işçi güvenliği için çift kollu düşünülür. Soğuk hava deposunda 2 tanesi

tırdan elma kasalarını indirmek, 1 tanesi ise forkliftten sorumlu olmak üzere 3 işçi çalıştırılır.

Ayrıca birer adet olmak üzere mühendis, tekniker, genel müdür, sekreter, güvenlikçi ve

temizlik sorumlusu bulunur. Bu çalışanlar için prefabrik binalar düşünülür. Genel müdür ve

güvenlikçinin bilgisayarına bağlı olmak üzere bir güvenlik kamerası sistemi kurulur. Maliyet

hesabı için satıcı firmalarla görüşülür ve fiyat alınır, değerlendirmeler sonucunda sabit

sermaye miktarı ve işletme maliyeti hesaplanıp ve ??? olarak bulunur. Son olarak ise TL/kg

elma cinsinden fiyat ?? olarak önerilir.

22



TEŞEKKÜR

Ankara BELSO Soğuk Hava Deposu İşletme Mühendisi Ahmet YARDIMCI’ya

Prof. Dr. Nevzat ARTIK’aProf. Dr. Feryal KARADENİZ’eDoç. Dr. Ayla SOYER’eAraştırma Görevlisi Hakan ERİNÇ’ekatkılarından dolayı teşekkür ederiz.

23



KAYNAKLAR

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)

24



EKLER

EK 1. Ankara İline Ait İstatistiki Veriler

ANKARA Eylül Ekim Kasım

Ortalama Sıcaklık (°C)18.6 13.1 6.7

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)

EK 2.

25



EK 3.

EK 4.

26



EK 5.

27



EK 6.

28



EK 7.

29



EK 8.

30



EK 10.

32



EK 11.

33



EK 12.

34



EK 13.

35



36



37



38



39

soğutma Çiktiaa

Documents