Design of a continuous flow magnetic resonance system for rheological characterization

---

Tezin Türü: Yüksek Lisans

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Orta Doğu Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, GIDA MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2022

Tezin Dili: İngilizce

Öğrenci: ZİKRULLAH BÖLÜKKAYA

Asıl Danışman (Eş Danışmanlı Tezler İçin): Halil Mecit Öztop

Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu

Özet:

Gıda proses mühendisliğinde, seyreltik ve viskoz sıvıların, emülsiyonların süspansiyonların taşınması, pompalanması, ekstrüzyonu, üretim açısından önemlidir. Manyetik Rezonans Görüntüleme (MRI), farklı sıvıların reolojik özelliklerini tahribatsız bir modda ölçme olanağı sağlayan ve akıştaki yapısal değişiklikleri veya iç taşıma süreçlerini ön hazırlık gerektirmeden sunan bir tekniktir. Bu çalışmada, 24.15 MHz (~0,50 T) frekansında çalışan ve 10 mm'lik bir radyo frekans bobini ile donatılmış bir masa üstü Manyetik Rezonans Görüntüleme sistemi, bir akış-MR sistemine veya diğer bir adla MR-Viskozimetre'ye dönüştürülmüş ve Newtonian/Newtonian olmayan akışkanların reolojik sabitleri hesaplanmıştır. İlk adım olarak sistem ölçülerinin, bağlantı elemanlarının belirlenmesi ve sisteme basınç transdüserinin entegre edilmesi için mekanik enerji hesapları yapılmıştır. Sistemde peristatik pompa kullanılmasına karar verildiğinden, MR hız görüntülerinde 'darbe' sorunu ile karşılaşılmıştır. Bu nedenle uygun hesaplamalar yapılarak sisteme darbe sönümleyici eklenmiştir. Tasarım hesaplamaları tamamlandıktan ve sistem kurulduktan sonra, sistemi test etmek için deneysel denemeler yapılmıştır. Badem sütü ve tam yağlı süt, sistemin düzgün çalışıp çalışmadığını kontrol etmek için farklı pompa akış hızlarında test edilmiştir. Badem sütü kayma inceltici bir sıvı iken (K=0.0254 Pa.s, n =0.783), tam yağlı süt beklendiği üzere Newtonian özellik göstermiştir (=0.0032 Pa. s). Teorik ve deneysel basınç farkları arasındaki hata tam yağlı süt için %31-40, badem sütü için %23-45 arasında bulunmuştur. Farklı akış hızlarında deneysel ve teorik basınç farkları arasında anlamlı ve pozitif bir korelasyon (r=0.99, p 0,05), akış MR sonuçlarında K değerleri anlamlı derecede yüksek bulunmuştur (p<0,05). Akış MR sonuçlarında K değerleri daha yüksek olmasına rağmen 2 ölçüm arasında pozitif ve anlamlı bir korelasyon (p<0.05) olması sistemin düzgün çalıştığını ancak basınç ölçüm hatasının düzeltilmesi gerektiğini doğrulamaktadır.