Endüstriyel bisküvi fırınının termodinamik, maliyet analizi ve atık ısı geri kazanımı
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Bilecik Şeyh Edebali Üniversitesi, LİSANSÜSTÜ EĞİTİM ENSTİTÜSÜ, MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2023
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: MURAT ERDOĞAN
Danışman: MERVE ŞENTÜRK ACAR
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Bisküvi pişirme fırınları nihai ürün maliyetini düşürmek ve üretim kapasitesini arttırmak için tünel tip olarak üretilmektedir. Tünel tip bisküvi fırınları konveyör şeklinde tasarlanır ve bisküvi tipine göre konveyör bandı olarak tel örgü bant veya sac bant kullanılır. Tünel tip bisküvi fırınlarında tünelin bir ucundan hamur olarak giren ürün tünelin diğer ucundan da pişmiş ürün olarak çıkmaktadır. Bu çalışmada bisküvi fırını akış şeması oluşturularak her bir düğüm noktası için termodinamik analiz yapılmıştır. Analiz sonucunda bisküvi fırınının enerji veriminin %3,90 olduğu tespit edilip harcanan enerjinin %49,35'inin atık ısı olarak bacadan atmosfere salındığı tespit edilmiştir. Bacadan atmosfere salınan atık gazların özellikleri dikkate alınarak organik rankine çevrimi (ORC) tasarımı yapılmıştır. Baca gazları organik rankine çevriminden geçirilerek elektrik enerjisi üretimi amaçlanan çalışmada organik rankine çevrimi tasarımı yapılarak net bugünkü değer (NBD) yöntemi ile organik rankine çevriminin maliyet analizi yapılmıştır. Sistemin çalışma ömrünün 20 yıl olarak kabul edildiği tasarım sonucunda iş akışkanı olarak R113'ün kullanılan çevrimde 58,62 kW elektrik enerjisi üretilip net bugünkü değeri (NBD) 1,979 milyon $ olarak hesaplanmıştır. Bisküvi fırınına yapılan Organik Rankine Çevrimi (ORC) yatırımı ile elektrik enerjisi üretilmesi durumunda bisküvi fırınının enerji verimi %3,90'dan %11,04'a yükseldiği, bisküvi fırınının ekserji verimi ise %0,5'den %6,22'ye yükseldiği görülmüştür. Alternatif olarak baca gazları eşanjörden geçirilerek bir başka fırının pişirme havasının 200 ℃'ye kadar ısıtılması sağlanmıştır. Isıtılan hava ile bisküvi ve kek pişirmesi amaçlanmıştır. Atık ısının kullanılarak pişirme havasının ısıtılması sonucunda 331,58 kW enerji tasarrufu sağlanırken 29,6 𝑚3/𝑠𝑎𝑎𝑡 doğalgaz tasarrufu bir başka ifade ile %38,2 oranında yakıt tasarrufu sağlanmıştır. Bisküvi fırınının enerji verimini %3,9'dan %44,29'a yükselttiği, bisküvi fırınının ekserji veriminin ise %0,5'den %32,87'ye yükseldiği görülmüştür.