Bitkisel Yağ Teknolojisi II

Bitkisel Yağ Teknolojisi
II
(Taşıma, depolama ve ön işlemler)
Yrd. Doç. Dr. Salih KARASU
Yağlı Tohumların Taşıma ve Depolama İşlemleri
• Yağlı tohumların taşıma, depolama ve ön işlemleri ürün
kalitesi açısından önemli bir konudur.
• Bitkisel yağ teknolojisinde son ürün kalitesi üstün
nitelikte hammaddenin işlenmesiyle ilgilidir.
• Hasat sonrasında ve özellikle de depolama sırasında
tohumlarda veya meyvede biyolojik aktivitenin devam
etmesi, yağ ve kek kalitesini ve yağ verimini düşürür.
Yağlı tohumların yıl içerisinde yüksek miktarlarda
üretildiklerinden dolayı yıl içerisinde depolanmalarına ihtiyaç
duyulmaktadır.
Bu süre boyunca yağlı tohumların yapılarında herhangi bir zarar
oluşmaması için uygun depolanmaları gerekmektedir.
Birçok yağlı tohum hasat sırasında ve sonrasında çeşitli biyolojik
faaliyetlerden zarar görebilmektedirler. Bu faaliyetler,
ØYüksek nem içeriği,
ØYabancı madde içeriği,
ØFiziksel yaralanma,
ØHasat sonrası gibi yağışa maruz kalma gibi faktörlere bağlı
olarak hızlanmaktadır.
Çeşitli Yağlı bitki tohumları
Depolama sırasında tohum kalitesini etkileyen faktörler
• Respirasyon (solunum) :
Oksijen varlığında şekerler gibi organik maddelerin su ve
karbondioksite kadar parçalanması reaksiyonuna respirasyon veya
solunum denilir.
C6 H12O 6 + O2
6 CO2 + 6 H2O + energy (ekzotermik reaksiyon)
Solunum hızı;
Sağlam tohum
–
low m.c. 0.1ml CO2 /g tohum.gün
Zarar görmüş tohum
–
high m.c. 5.0ml CO2 /g tohum gün
•
Enzimler :
(a)Lipaz enziminin katalizlediği reaksiyonlar;
Gliserol + 3 yağ asidi
Trigiserid + 3 H2O
(b) Katalaz ve peroksidaz. Her iki enzimde hidrojeni kullanır.
Katalaz hidrojen peroksiti parçalarken, peroksidaz bir sonraki
oksidasyon ürünleri için peroksitleri sübstrat olarak kullanır.
2 hidrojen peroksit
2 su + oksijen
•Nem İçeriğinin Depolamaya etkisi
Yağlı tohum solunum, çimlenme, enzim aktivitesi, ve küf
gelişimi düşük nem değerlerinde durur. Bu maksimum
kabul edilebilir nem miktarına kritik nem içeriği (KNİ) adı
verilir. Bu nem içeriği aşan değerlerde yıkardaki bozulmalar
gözlenir.
Yağlı tohumların depolanması sırasında tohumun yağ
içermeyen bölümünün nem içeriği önemli bir
parametredir.
KNİ genel olarak düşük yağ içerikli tohumlarda yüksek,
yüksek yağ içerikli tohumlarda ise düşük değerdedir.
Nişasta bazlı ürünlerde güvenli nem içeriği % 16
düzeyindedir.
Kritik nem içeriği aşağıdaki gibi hesaplanır.
Tohumun yağ içeriği
……. % 22
Yağ içermeyen bölümün yüzdesi ……. %78
Kritik nem içeriği 0.78 x 16 = 12.5 %
Bazı yağlı tohumların kritik nem içeriği
Kabuk (%)
Kanola
14
Palm çekirdeği
Ayçiçeği çekirdeği
28
Pamuk tohumu
48
Soya fasulyesi
8
Yağ (%)
40
52
43
18
20
CML(%)
7.0
8.0
8.5
10.0
12.0
•Sıcaklığın Etkisi
Pamuk tohumu gibi tohumlarda sıcaklık depolama sırasında en
önemli faktörlerden biri olarak değerlendirilir.
Pamuk tohumunun solunum faaliyeti sıcaklığa önemli derecede
bağımlıdır. Pamuk tohumundaki lint adı verilen yapı tohumun
ısıyı absorbe etmesine neden olur.
Yüksek sıcaklığın istenmeyen etkilerinden dolayı yağlı tohumlar
sıcaklığın hava akımı ve fan sistemiyle kontrol altında tutulduğu
depolama sistemlerinde depolanırlar.
Bunun için en uygun depolama şekillerinden birisi de
Depolama yöntemleri
Muskogee tipi depolar
Pamuk, Ayçiçeği, soya fasulyesi gibi yağlı tohumlar, sıcaklık nem
kontrolünün yapıldığı
Muskogee
depo ortamlarında
depolanabilmektedirler
Muskogee tipi depolar
Yağlı tohum
Bantlı
taşıyıcı
Yağlı Tohum
yığını
Section through storage building
Depo ortamı (warehauses)
Yağlı tohumlara uygulanan ön işlemler
• Temizleme (Cleaning)
Yabancı maddeler
• Delinting (Lint giderme)
Lints
• Kabuk giderme (Dehulling)
Kabuk
• Boyut küçültme (Flaking)
• Kavurma (Cooking)
Nem
Temizleme (CLEANING)
Hammeddeden sağlam yağlı tohumların ayrılması ve diğer
safızlıkların uzaklaştırılması yağ kalitesi ve verimi açısından
önemli bir işlemdir.
Bu safsızları organik, inorganik ve tohum kaynaklı olmak
üzere sınıflandırabiliriz.
İnorganik safsızlıklar: Toz, toprak, taş, metal,
Organik safsızlıklar: Yaprak, ot, kavuz, kök, diğer tohumlar,
hasta ve zarar görmüş yağlı tohum.
.
Temizleme işleminin temel amacı yağ kalitesi ve verimini
artırmak, ve ekipmanların zarar görmemesini
sağlamaktır. Bu amaçla kullanılan sistemler.
Temizleme ekipmanları
•Elekler
•Aspiratörler
•Manyetik tutucular
•Seperatörler (sorter)
Elekler
Elekler yağlı tohumları boyut farkına göre yabancı maddelerden ayrımı
yapabilirler.
Vibrasyon elekler, döner elekler ve taş ayıklayıcılar bu amaçla kullanılır.
Vibratör elek
Taş ayıklayıcı
• ASPIRATORS
Yağlı tohum yığının hava akımına maruz bırakılması
sonucu özgül ağırlık farkına göre yabancı maddelerin
ayrılması sağlanır.
Aspiratör sistemi
Manyetik selektör
Manyetik selektör
Yağlı tohumlar içerisindeki metal parçaları manyetik
tutucularla yığından uzaklaştırılır.
Tohum bünyesine karışmış metaller hem üretim
kalitesini düşür hem de ekipmanlara zarar vermektedir.
Bu yüzden mutlaka uzaklaştırılması gerekmektedir.
Döner manyetik seperatör
Aspirasyon
Tohum girişi
Döner tambur
Manyetik
tutucu
Temiz tohum
Metal
parçaları
Linterleme (Delinting)
Pamuk tohumu
lints (8-12%)
Kabuk (40-45%)
Delinting proces
İşlemin amacı:
Pamuk tohumunda kalan lintlerin uzaklaştırılması
1)
Yağ verimini artırmak
2)
Lint maddesinin elde etmek
Linterleme
Kesme
cottonseed
seed feeder
cut lints
Saws (40 %)
delinted
seed
Brush (100 %)
Saw teeth
Kabuk soyma (DEHULLING)
.
Kabuk uzaklaştırma işlemi yüksek kalitede yağ elde
etmek için tohum etrafındaki yapının uzaklaştırma
işlemidir.
Bu durum kek içeriğindeki fibröz içeriğini düşürerek
kek ve kek kalitesini artırır. Tohumdaki yağın % 99
dan daha fazlası çekirdekte yer almaktadır.
Kabuk uzaklaştırma
Eğer kabuklar yağlı tohumdan yeterince uzaklaştırılamazsa
kabuklar yağı emer ve yağ veriminin düşmesine neden
olurlar.
Bununla birlikte kabuktaki renk maddeleri ve wakslar yağa
geçerler. Bu durum rafinasyon işleminde ekstra iş ve
maliyete neden olacaktır.
Ayrıca kabuk uzaklaştırılmazsa ekstraksiyon ekipmanlarının
kapasitesi düşer ve ekipmanların zarar görme ihtimali ve
ekstra bakım onarım masrafı ortaya çıkabilir.
Kabuk uzaklaştırıcı
Kabuk uzaklaştırıcılar pamuk tohumu, ayçiçeği ve fındık
gibi tohumlar için kullanılabilir.
İki prensibe dayalı olarak çalışır.
• Barlı (parmaklı) kabuk uzaklaştırıcılar
• Diskli kabuk uzaklaştırıcılar
Diskli Kabuk soyucu
Yağlı tohumlar sabit ve hareketli disk içeren sitemin
merkezine beslenirler ve santrifüj kuvvetiyle ayrılırlar.
Bu işlem sonucunda farklı büyüklükte kabuk oluşur.
Kabuğu uzaklaştırılamayan tohumlar sisteme geri
beslenir.
Tohum boyutuna göre ayarlanır
Hareketli disk
Tohum
Sabit disk
Kabuk soyma işlemi
Boyut küçültme (Flaking)
Boyut küçültme işleminin amacı tohum yüzey alanını
artırarak, yağın katıda alacağı yol azaltılır ve presleme
işlemine kolaylık sağlanır. Bu işlem Isıl işlem etkinliğini de
artırmaktadır.
Valsli değirmen
Yağlı tohumlar beş valsten oluşan değirmene gönderilirler. Bu
sistemde iki vals arasına sıkışan tohumların boyutu küçültülür.
Aşağıdaki gibi kez valsleme işleminden geçerek tohum istenilen
boyuta düşürülür ve bir sonraki vals çiftine aktarılır. Bu
valslerin çapları 60-80 cm ve boyları ise 1-2.2 m arasında
değişir. Bu şekilde tohum boyutu 0,25 mm’ye kadar düşürülür.
Kesici vals
Tane
Hız 0.05 m/s
Bıçak
Düz vals
flake
Boyut küçültme makinesi (Flaking)
Kavurma işlemi
• Yağlı tohumların yağ verimlerini artırmak ve küspenin daha
iyi değerlendirilmesini sağlamak için kavrulması gerekir.
Sıcaklık uygulanarak yağın viskozitesi azaltılıp, akıcılığı artırılır.
Hücre proteinleri koagüle edilerek, hücre zarlarına gevreklik
verilerek yağın hücreden kolayca çıkması sağlanır.
• Tohumdaki su oranı % 7-8’ den % 4-4,5’ a düşürülür.
Kavurma işlemi küçük işletmelerde doğrudan ateşle ısıtılan
tek katlı tavalarda, büyük ve modern işletmelerde ise 4-5
katlı tavalarda yapılmaktadır.
Kavurma işlemi
Tavalara alınan tohum önce 15-20 dakika ısıtılır ve üzerine su
buharı veya sıcak su püskürtülüp nemi % 16-18’ çıkartılır. Tohum
sıcaklığı 80-90 oC’ ye çıkartılarak kavurma işlemine geçilir. 20-30
dakika kavrulan tohumun proteinleri koagüle edilmiştir. Daha
sonra 110-115 oC sıcaklıkta nem oranı % 4-4,5’ a düşürülür, pres
veya ekstraktöre sevk edilir.
Isıl işlem (Kavurma) sistemleri
Isıl işlem uygulaması
Aşağıdaki sistemde olduğu gibi ısıtma işlemi buhar
sayesinde yapılır. Bu sitemde gerektiğinde
tohumlara nem vermek ve uzaklaştırılarak
tohumun fiziksel yapısını preslemeye en uygun
hale getirilir.
Seed flakes
Direct steam
T (0C)
2-3.5 m diameter
50-70 cm high
Sweeper-type stirrer
Exhaust pipe
gates
Cooked flakes
Kavurma işlemi uygulaması
Isıl işlem uygulamanın tohumların kimyasal ve fiziksel özelliklerini
etkilemektedir:
• Isıl işlem uygulamsıyla birlikte küçük mikro yapıdaki yağ
damlacıkları bir araya gelerek daha büyük yapılara dönüşür.
• Isıl işlem uygulaması proteinleri denatüre ederek emülsiyon yapısı
kırılır ve yağ kekten kolaylıkla ayrılır.
• Isıl işlem tohum katısına preslemeye en uygun kıvamı (plastik)
sağlar.
• Bakteri ve küfler inaktive edilir.
• Sıcaklık artışıyla yağın viskozitesi düşer ve akışkanlık artar. Yağın
yapıdan ayrılması kolaylaşır.
• Gossypol gibi bazı maddelerin detoksifikasyonu sağlanır.