Berrak Meyve Suyu Üretimi

Berrak Meyve Suyu Üretimi

Hammadde Elma Yıkama-Ayıklama Parçalama Mayşe Uzun süre depolanmış elmalar için enzim uygulaması Pres Santrifüj Aroma Ayırma Durultma Enzim 2-6 saat Berraklaştırma Aroma konsantresi (Jelatin-Bentonit) UF KG Filtresi Konsantrasyon Soğutma Steril Tanklar Tanklar Yarı Konsantrat Tam Konsantrat 36-48 °Bx 60-74 °Bx Geri Sulandırma Berraklaştırma, Filtrasyon Aroma İlavesi Dolum ve Pastörizasyon Berrak Meyve Suyu

Meyve Suyunun çıkarılması Meyve suyu endüstrisinde meyve suyu çıkarılması amacıyla değişik yöntemlerden yararlanılmaktadır. Ancak tüm yöntemlerden beklenen, kalitenin korunabilmesi için işlemin hızlı ve mümkün olduğunca havasız bir ortamda gerçekleştirilmesidir. İşletme yönetimi açısından ise bu amaçla kullanılacak düzen, uygun kapasitede olmalı, mümkünse sürekli (kontinü) çalışmalı ve az sayıda personele gereksinim duymalıdır. Ayrıca bu düzenler ekonomik, az sorunlu ve yüksek verimli olmalıdır. Ancak hammaddenin çok farklı niteliklerde olması nedeniyle, bu amaçla kullanılan düzenlerden hiçbiri ideal bir çözüm getirememektedir.

Preslemeyi etkileyen Faktörler  Pres basıncı ve süre Meyvenin parçalanma derecesi ve süngerimsi yapı Ön meyve suyu akışı  Tabaka kalınlığı Vizkozite

1. Presleme ve presler Presleme bir ayırma işlemi olup, mayşenin katı (meyve eti) ve sıvı fazlarının (meyve suyu) birbirinden basınç uygulayarak ayrılmasını sağlar. ØPreslemede basınç önemli bir faktör olmakla birlikte tek faktör değildir. Preslemede basıncın 10-15 bar’dan daha fazla artırılması pratik olarak meyve suyu verimi üzerinde etkili değildir. Ayrıca pres basıncının uzun süre etkili olmasının da bu konuda olumlu bir etkisi yoktur. Örneğin 2 dakikalık bir presleme süresi ile 5 dakikalık bir presleme süresi pres verimi açısından aynı sonucu vermektedir.

Preslemede mayşe ile ilgili faktörler de önem taşımaktadır: Ø Preslenecek mayşenin parçalanma derecesi ve mayşenin süngere benzer yapıda olması yanında, preslemede bu yapının kısa sürede bozulmaması da meyve suyu verimini etkiler. Preslenecek mayşeye sünger benzeri yapı belli irilikteki parçalama ile verilebilir. Örneğin iri parçalara bölünmüş veya çok ince kıyılarak lapa haline getirilmiş meyve mayşesi süngerimsi bir yapı kazanamamaktadır. Mayşeden ayrılacak meyve suyu miktarı, parçalanan hücre oranı yanında, mayşenin sünger benzeri yapısında kanallardan dışarı akmasına da bağlıdır. Eğer çok ince parçalama ile bu iskelet bozulursa, bu akış iç kısımlarda engelleneceğinden, preslenecek materyalin ancak dış kısımlarındaki meyve suyunun dışarı çıkışı söz konusu olur.

Mayşenin parçalanmasından sonra, hammaddeye göre farklı olmakla birlikte bir kısım meyve suyu mayşeden akarak uzaklaşabilir. Ön meyve suyu akışı özellikle üzüm ve üzümsü meyveler açısından önem taşımaktadır. Bu meyvelerden meyve suyunun %60’ı ön meyve suyu akışı yolu ile ayrılabilir. Elmada ise bu miktar ancak %10- 40 arasındadır. Ön meyve suyu ayrıldıktan sonra, mayşede daha iyi bir sünger yapısı oluştuğundan, yeterli bir drenaj sağlanabilir ve meyve suyu verimi artar.

Preslemeyi etkileyen diğer önemli bir faktör de preslenecek materyalin tabaka kalınlığıdır. Tabaka kalınlığının fazla olması halinde meyve suyunun presten çıkması için gerekli yol uzun olur ve presleme süresi uzar. Ayrıca daha fazla basınç uygulandığından kapilerler daralır ve birim zamanda elde olunan meyve suyu miktarı azalır. Elma gibi pektince zengin meyve suyunun viskozitesi de fazla olacağından, meyve suyu çıkışı daha da zorlaşır.

Preslemede elde olunan meyve suyunun viskozitesi düştükçe presleme kolaylaşır ve randıman artar. Nitekim bazı meyve mayşelerine enzim ilavesi ile meyve suyu viskozitesi düşürülerek, örneğin çilek gibi meyvelerin preslenmeleri kolaylaştırılmaktadır. Sıcaklığın yükselmesi de viskoziteyi düşürerek meyve suyu çıkışını kolaylaştırır. Ancak belli sıcaklıklardan sonra mayşenin yapısı bozulacağından meyve suyuna geçen pektin miktarı artar ve yine viskozitesi yükselir. Gerçekten elma mayşesi 40°C’den daha yüksek sıcaklıklarda preslenme niteliğini kaybeder.

1.1. Presleme yardımcı maddeleri p Mayşenin preslenmesini kolaylaştırma amacıyla pektolitik enzim uygulaması yaygın olarak kullanılmakla birlikte, bu amaçla presleme yardımcı maddeleri de kullanılabilir. Presleme sırasında, preslenecek maddenin yapısını, iç yüzeyini ve buna bağlı olarak meyve suyu çıkışını düzeltmek amacıyla kullanılan maddelere presleme yardımcı maddeleri denir. p Bazı ülkelerde elma gibi fazla pektin içeren ve bu nedenle preslenmesi problemli olan mayşeye selüloz lifleri, yıkanmış pirinç kapçıkları ve perlit presleme sırasında ilave edilmektedir. Presleme yardımcı maddelerinin dozajı mayşeye sürekli olarak yapılmaktadır. Meyve türü, meyvenin olgunluk durumu mayşeye ilave edilecek presleme yardımcı madde miktarını etkiler. Ancak genellikle kullanılacak yardımcı madde miktarı toplam mayşe ağırlığının % 0.5-1.0’i kadardır. Bazı durumlarda daha yüksek bir dozaj (%6-20) meyve suyu randımanını artırabilir. p Presleme yardımcı maddelerinin preslemeye olumlu etkileri bilimsel olarak saptandığı halde, ülkemizde ve birçok Avrupa ülkesinde henüz kullanılmamaktadır.

Meyve suyu endüstrisinde kullanılan presler Meyvelerin preslenmesi amacıyla çok çeşitli tipte presler kullanılmaktadır. Bunlar çalışma ilkelerine ve yapılarına göre aşağıdaki şekilde sınıflandırılmaktadır. 1. Diskontinü (kesikli) çalışan presler Bu preslerde preslenecek mayşe partiler halinde prese verilir, belli süre preslenir, posa boşaltılıp atılır ve yeni parti mayşe prese alınır. 1.1. Dikey sepetli presler Bu tip presler bugün artık modern meyve suyu endüstrisinde kullanılmamaktadır. Ancak küçük kapasiteli şarap işletmelerinde kullanılmaktadır. Diğer taraftan birçok meyve suyu işletmesinde ön denemeler için gerekli küçük kapasiteli presler bulunmaktadır.

1.2. Paketli presler Paketli presler bugün meyve suyu endüstrisinde yaygın olarak kullanılmamaktadır. Meyve suyu verimi yaklaşık %80 düzeyindedir. Örneğin depolanmış elma gibi diğer preslerde güç işlenebilen meyveler için de bu presler başarı ie kullanılabilmektedir. Paketli preslerde temel ilke; mayşenin sentetik liften yapılmış bezler içerisinde bohçalar halinde ve her bohça arasına tahta veya plastikten yapılmış kafesler konularak üst üste bir blok haline getirilmesi ve hidrolik tabla yardımıyla preslenmesidir. Diğer taraftan paketli preslerde elde olunan meyve suyu çok kuvvetli şekilde okside olmaktadır. Presten alınan meyve suyunda bulanıklık maddeleri fazladır.

Meyve suyu endüstrisinde kullanılan presler 1.3. Yatay sepetli presler Meyve suyu endüstrisinde yaygın olarak kullanılan bu presler, dikey sepetli preslere göre daha uzun olarak imal edilebilmektedirler. Böylece, meyve suyu çıkış özgül alanı artmaktadır. Yatay sepetli presler hidrolik presler ve pnömatik presler ve mekanik presler olmak üzere üç tipte bulunurlar. Yatay sepetli hidrolik presler öncelikle yumuşak çekirdekli meyve mayşelerinin preslenmesinde kullanıldığı gibi üzümsü meyve mayşelerinin preslenmesinde de sıklıkla kullanılmaktadır. Bu preslerin sepet kapasiteleri 1600, 3000, 5000 ve 10000 litre olabilmektedir.

1.3.1.Yatay sepetli hidrolik presler: Biri gövdeye sabit olarak bağlı tabla ile diğeri hidrostatik düzene bağlı olmak üzere iki tabla bulunur. İki tabla arasında gerilimi elastik sentetik materyalden yapılmış ve yine sentetik bir elyaftan yapılan kılıf ile kaplanmış coplar (ipler) bulunur. p Bu copların sayısı bir preste yaklaşık 200 adet olup, herbirinin çevresi uzunlamasına yivler ile donatılmıştır. Copların yüzeyindeki kılıf preslemede ortaya çıkan meyve suyu için filtre etkisi sağlar. p Pres sepeti hava almayacak şekilde ve tamamen kapalı olarak yapıldığından, meyve suyunun oksidasyonu sınırlı düzeydedir. Pres tablasının özel bir programla ileri ve geri hareketi sağlanır. Tablanın birinci hareketinde presleme gerçekleştirilir. Tablanın geri hereketinde posa, dönen sepet içinde gevşetilir.

Horizontal hidrolik pres

Horizontal hidrolik presin iç kısmı

1.3.2. Pnömatik yatay presler: Özellikle üzüm ve üzümsü meyvelerin preslenmelerinde yaygın olarak kullanılmaktadır. Çalışma prensibi, yatay döner bir silindir içinde, silindir ekseni boyunca uzanan ve 7 bar’lık hava ile şişirilebilen lastik bir torba bulunur. Lastik torba şişirilince ürün silindir çeperlerine doğru preslenir. Böylece mayşeden meyve suyu sızması oldukça geniş bir yüzeyden gerçekleşir. Presleme sırasında silindir çeperlerine doğru iletilen posa tanecikleri de birbirleri üzerine karşılıklı baskı yaparak meyve suyunun daha iyi sızmasını sağlarlar. Posanın gevşetilmesi havanın lastik torbadan boşaltılması ve silindirin döndürülmesi ile sağlanır. Bu preslerin sepet kapasiteleri 6000, 8000, 12000, 20000 ve 22000 litre olabilmektedir.

1.3.3. Mekanik Yatay Presler: Mekanik yatay preslere milli pres adı da verilmektedir. Bunlar da çoğunlukla üzüm ve üzümsü meyvelerin preslenmesine tavsiye edilmektedir. p Preslerde mil dışta veya içte bulunabilir. Dıştan milli konstrüksiyonların olumsuz yönü, preslemenin ancak uzun bir sürede gerçekleştirilebilmesidir. İçten milli preslerde ise milin mayşe ve dolayısıyla meyve suyu ile temas etmesidir. Bu da meyve suyunda az veya çok demir bulaşısına neden olmaktadır. Demir bulaşısı düzeyi çoğunlukla 2-4 mg/l arasında kalmakla birlikte, eski ve bakımsız preslerde bu miktar 15 mg/l’ye çıkmaktadır. Ancak meyve suyunda bulunmasına izin verilen maksimum demir miktarı da 15 mg/l’dir. p Genel olarak milli preslerde maksimum meyve suyu veriminin alınabilmesi, uzun bir presleme süresine gereksinim gösterir.

2. Kontinü (kesiksiz) çalışan presler Aşağıda meyve suyu endüstrisinde yaygın olarak kullanılan kontinü pres tiplerine kısaca değinilmektedir. 2.1.Vidalı Presler p Vidalı presler, genellikle yatık veya dikey bir pres silindiri içerisine yerleştirilmiş sonsuz bir vidadan ibarettir Vidalı presler basit ve dayanıklı yapılı konstrüksiyonlar olup, kapasiteleri 20 ton/saat kadardır. p Bu preslerin en önemli kısmını vida oluşturur. Vidanın hatveleri, pres silindirinin mayşe giriş kısmından posa çıkış kısmına doğru daraldığı için, mayşe gittikçe artan bir basınca maruz kalır. Böylece efektif pres basıncı pres silindiri boyunca artar. Bu preslerde elde olunan meyve suyu yapısında fazla miktarda bulanıklık maddeleri içerir, ayrıca ortamda fenolik maddelerin fazla olması ve hava ile ilişkinin fazla olması nedeniyle oksidasyon da fazladır. Bu nedenlerle vidalı presler üzüm veya üzümsü meyvelerin preslenmesine, yumuşak çekirdekli meyvelerden daha uygundur.

2.2. Bantlı Presler Bantlı presler meyve mayşesinin preslenmesi amacıyla yaygın olarak kullanılmaktadır. Bantların dokusu boylamasına naylon ve enlemesine paslanmaz çelik atkılardan oluşmaktadır. İki seri vals arasında presleme gerçekleştirilir. Pres valsleri, bantlar arasındaki posa tabakasının kalınlığına otomatik olarak uyarlar.

Bantlı Pres

Mayşeden meyve suyunun ayrılması için çeşitli preslerden yararlanıldığı gibi başka yöntemlerde kullanılmaktadır. Bunlar; 1. Döner vakum filtreler p 2. Mayşenin enzimatik sıvılaştırılması (total sıvılaştırma) 3. Dekanterler

Meyve suyu çıkarılmasında diğer teknikler 1. Döner vakum filtreler p Vakum filtrasyon tekniği yardımıyla da meyve suyunun çıkarılması mümkündür. Vakum filtrasyon uygulaması, meyve suyu endüstrisinde aynı zamanda enzimatik durultma işleminden sonra berraklaştırma amacıyla da gerçekleştirilmektedir. p Vakum filtrasyon tekniği genellikle meyvenin kolloid değirmenlerde gereğinden fazla parçalanması ve dolayısıyla diğer yöntemlerle preslemenin güç olduğu hallerde uygulanır. Bu şekildeki az veya çok kıvamlı mayşe, bir miktar su ilave edildikten sonra pektolitik enzim yardımıyla sıvılaştırılır ve daha sonra döner vakum filtresinden geçirilerek berrak meyve suyu elde olunur. Diğer meyve suyu çıkarma amacıyla kullanılan sistemlerde bulanık haldeki meyve ham suyu elde olunduğu halde döner vakum filtrasyonu uygulaması ile elde olunan meyve suyu berraktır

Döner vakum filtresi Filtre bezi Kieselgur veya Perlit tabakası Filtrat tankı Filtre keki Kazıyıcı Filtrat çıkışı Filtrat olmayan Vakum Filtrat Filtre teknesi maddelerin girişi pompası pompası Palet

2. Mayşenin enzimatik sıvılaştırılması (total sıvılaştırma) p Mayşenin enzimatik sıvılaştırılması meyve suyu çıkarılmasında en yeni uygulama olup, bugün meyve suyu endüstrisinde üzerinde en çok araştırma yapılan bir konudur. Ancak diğer meyve suyu çıkarma yöntemleri arasında henüz gelişmiş bir teknoloji halini alamamıştır. Bu yöntemin prensibi, enzimatik yolla hücre duvarının parçalanması ve sonra da hücre dokusunun tamamen (total) sıvılaştırılmasıdır. p Total sıvılaştırmada pektin ve selüloz parçalayan enzimlerin karışımları kısmen geleneksel olmayan dozlarda kullanılmaktadır. Bu enzimlerin yardımıyla mayşe dokusu gevşetilir, hücre duvarları parçalanır ve sonuçta selüloz şekerlere kadar parçalanır.

3. Dekanterler p Meyve suyu endüstrisinde dekanterlerin kullanımı gün geçtikçe artmaktadır. p Dekanterler katı ve yarı-katı fazların ayrıldığı yatay konumlandırılmış santrifüjlerdir. Santrifüj separatörlerde olduğu gibi, dekanterlerde de farklı yoğunluktaki komponentler santrifüj kuvveti etkisiyle ayrılırlar. Klarifikasyon veya bir başka deyişle separasyon dönen silindirik gövde içinde gerçekleşir. Ürün dekantere bir besleme borusundan girer. Silindirik gövde döndükçe besleme içindeki katı partiküller santrifüj kuvveti etkisiyle gövdenin duvarlarına doğru hareket eder. Vida tipi konveyör, silindirik gövdeden biraz daha hızlı döner ve katı partikülleri konik bölmeden boşaltma kanallarına taşır. Bu sırada sıvı faz dekanterin silindirik bölmesinden tam aksi yönde sıvı boşaltma kanallarına taşınır.

Aroma ayırma ve aroma konsantratı üretimi p Aroma maddeleri hammadde kalitesindeki değişimler ve işleme teknolojisindeki ufak hatalarla kolay değişim gösterirler. Bu nedenle aroma, bir içeceğin kalitesinin belirlenmesinde en önemli faktördür. p İnsan için aromanın fizyolojik değeri bulunmakta ve iştah açıcı ve sindirimi kolaylaştırıcı etki yapmaktadır. Tüketici açısından aroma çok önemli bir faktör olduğundan, son üründe doğal aromayı korumak, en az şeker miktarı, organik asit ve diğer tat maddeleri kadar önem taşımaktadır. Meyve ve sebze sularında aroma maddeleri çok az miktarlarda (ppm veya ppb) düzeyinde bulunurlar.

Taze meyve suyu Kısmi buharlaştırma Aroması ayrılmış Su buharı ve meyve suyu Aroma maddeleri Rektifikasyon Aroma destilatı Lutter suyu Kondensasyon Aroma konsantratı 1:100 – 1:200

Aroma maddeleri çoğunlukla çeşitli alkoller, aldehitler, ketonlar ve esterler gibi kolay uçucu maddelerdir. Böylece, meyve sularının konsantrata işlenmesinde, aroma komponentleri tamamen veya önemli ölçüde uzaklaştırılır. Üretilen konsantrat çoğu zaman elde edildiği meyveyi anımsatamayacak nitelikte tatlı bir şuruptan ibarettir.

Buna göre, evaporasyon sırasında brüdenin (evaporasyonda meyve suyundan ayrılan buhar) beraberinde sürüklediği aroma maddelerinin ayrılması zorunludur. p Bu amaçla kullanılan cihazlara “aroma tutucular” veya “aroma ayırıcılar” denir. p Aroma maddeleri, meyve suyundan uçurulacak daha ilk %15-40 brüde ile önemli ölçüde uzaklaşabilmektedir. p İşte bu yüzden aromanın, konsantrat üretiminde kullanılan evaporatörlerde oluşan brüde ile ayrılmasını önlemek için, aroma maddeleri konsantrasyon işleminden önce aroma tutucunun evaporatöründe daha sınırlı miktardaki brüde ile ayrılır.

Aroma tutucular, bir evaporatör ile, brüdeden aroma maddelerini ayıran ters akım destilasyon kolonundan ibaret bir sistemdir. p Aroma tutucularda üründen su uzaklaştığından meyve suyunun kuru madde düzeyi de 11-12°Brix’ten 18- 20°Brix’e yükselir. p Aroma ayırmanın diğer bazı yararları da vardır. Aroması ayrılmadan saklanan doğal meyve sularında, depolama sonunda aromanın önemli ölçüde kaybolduğu veya değiştiği saptanmıştır. Buna karşın aromanın ayrılıp, konsantreden ayrı olarak depolanmasında, aromada önemli bir değişme olmadığı ve bundan elde edilen meyve suyunun taze haline yakın bulunduğu saptanmıştır.

Aroma ayırma işlemi meyve suyuna genellikle durultma aşamasından önce uygulanır. Böylece meyve etine bağlı kalan aroma maddeleri de tutulabilmektedir. Bazı işletmelerde aroma ayırma işlemi meyve suyunun konsantrasyonundan önce de uygulanabilmektedir. p Ancak durultma sonucu uzaklaştırılan parçacıklar yoğun olarak aroma komponentleri içerdiğinden, aroma ayırma genellikle durultmadan önce uygulanmakta ve bu suretle daha güçlü bir aroma konsantresi üretilebilmektedir.

Çok çeşitli aroma tesisleri vardır. Bazıları normal basınçta, bazıları vakum altında çalışır. Fakat hepsinin ilkesi aynıdır. Bu genel ilkeye göre, meyve suyunun bir kısmı aroma tutucunun evaporatör bölümünde buharlaştırılır ve elde edilen brüde bir zıt akım kolonuna (rektifikasyon kolonu) verilerek aroma konsantresi ile suyu ayrılır ve su kısmı atılır. Böylece aroması ayrılmış meyve suyu kısmen konsantre olur (11- 12°Brix’ten 18-20°Brix’e ). Kısmen konsantre olmuş bu meyve suyu (dearomatize meyve suyu) işletmede uygulanan teknolojiye bağlı olarak diğer işlem aşamalarına gönderilir.

Aroma tutucu Fraksiyon kolonu Meyve suyu ön ısıtma Soğutma suyu 35°C Kondensatör 80°C Yıkama Plakalı ısı kolonu değiştirici C C ° ° 5 0 1 2 100°C Evaporatör Aroması Aroması alınmamış alınmış meyve Lutter suyu meyve suyu suyu tankı tankı Aroma Konsantresi

Aroma tutucularda en önemli sorunlardan birisi, meyve suyundan buharlaştırılması gereken su oranıdır. Gerçekten bazı meyve sularında %1015 oranında evaporasyon yapılınca, tüm aromanın ayrılması mümkün olduğu halde, bazılarında bu oranın %50’ye kadar çıkarılması gerekir. Bazı meyvelerin aroma maddeleri su ile azeotropik bir karışım yapar. Böylece gerçekte kaynama noktası düşük olan aroma maddeleri, bu azeotropik karışımda daha yüksek sıcaklıklarda kaynarlar. Bu yüzden bu çeşit meyve sularında, evaporasyon oranı %30-50 civarında tutulmalıdır ki, istenen nitelikte aroma konsantresi elde edilebilsin.

Bazı meyve aromaları ise zayıf bir azeotropik karışım yaptıklarından, bunlarda %20-25 oranındaki evaporasyon yeterlidir. p Önemli aroma bileşikleri azeotrop olmayan meyve sularında %10-15 oranında evaporasyon yeterli gelmektedir. Örneğin elma sularında %10-15 oranında yeterli iken çileklerde %20-25 oranında, bazı üzüm çeşitlerinde %30 oranında evaporasyon gerekmektedir.

Aroma konsantresi depolama Aroma konsantresi renksiz, berrak bir sıvıdır. Elde edildiği meyvenin aromasını yoğun bir şekilde taşır. Aroma konsantresinin konsantrasyon derecesi “kaç litre meyve suyundan ne kadar aroma konsantresi alındığı” şeklinde tanımlanır. Örneğin 200 litre meyve suyundan 1 litre aroma konsantresi elde edilmişse, konsantrasyon derecesi 1:200 olur. Konsantrasyon derecesi yükseldikçe elde edilen aroma konsantresinin depolama ve taşıma kolaylığı yükselirse de, bu tip aromalarda meyvenin bazı aromatik unsurları kaybolmaktadır. Kısaca konsantrasyon derecesi artırılırken bazı aromatik maddeler kaybedilmektedir.

Elde edilen aroma konsantresi cam damacanalarda, damacanın ağzına kadar doldurulması ve bunların hava almayacak şekilde kapatılmasıyla saklanır. Böylece hava oksijeninin, aroma maddelerinin zamanla bozulmasına etkisi önlenir. Aroma konsantresi serin ve karanlık depolarda (2-3°C) saklanmalıdır. Fazla miktarlarda üretilmesi halinde, aroma konsantresi tanklarda da depolanabilir. Depolanan aroma konsantresi, daha sonra meyve suyu konsantratının geri sulandırılması sırasında aynı oranda geri verilir.

4. Meyve suyunun durultulması ve berraklaştırılması p Meyve suyunun durultulmasının amacı, beslenme fizyolojisi ve duyusal açıdan ürünün özelliklerini mümkün olan en düşük düzeyde değiştirerek, stabil ve berrak meyve suyu üretmektir. Berrak ve stabil meyve suyu üretimi için çoğunlukla durultma ve berraklaştırma işlemleri birlikte kullanılmaktadır. p Mayşenin preslenmesinde meyvenin yapısında bulunan bir kısım bileşikler posada kalırken, bir kısmı da pres suyuna geçmektedir. Bu bileşiklerden bazıları meyve ham suyunda çözünmüş halde, daha büyük moleküllü olan bileşikler ise kolloidal çözünmüş veya dispers dalde dağılmış olarak bulunurlar. Bu bileşiklerin başlıcaları pektik maddeler, selüloz, nişasta, fenolik bileşikler, protein ve arabandır.

4.1. Meyve suyunda bulanıklık kaynakları Presten alınan meyve ham suyunda bulanıklığa neden olan bileşiklerin büyük bir kısmı hücre duvarında yer almaktadır. Pektik maddeler (Pektin) p Pektik maddeler grubunda altı farklı bileşik bulunmaktadır Pektik madde miktarı meyveden meyveye farklılık gösterir ve poligalakturonik asit olarak meyvelerdeki miktarı %0.52-1.21 arasında değişmektedir. Bu miktarlar genel olarak olgunlaşma ilerledikçe azalmaktadır. p Meyvedeki pektinin ne ölçüde pres suyuna geçeceği birçok faktöre bağımlıdır. Meyvenin olgunlaşma düzeyi, meyvenin depolanıp depolanmadığı ve depolama süresi, meyvenin parçalanma düzeyi, preslemeden önce mayşeye enzim uygulaması yapılıp yapılmaması bu faktörler arasında sayılabilir. Pres tipi de hammaddeden meyve ham suyuna geçen pektik madde miktarını önemli bir faktördür.

Pektin meyve suyunda (-) elektrik yüklüdür. Presten alınan meyve suyunda pektinle birlikte bulunan diğer kolloidal maddeler de çoğunlukla (-) elektrik yüklü olduklarından ve çoğu etraflarında bir su mantosu taşıdıklarından birbirlerini itmelerinden dolayı çökemedikleri gibi, dispers haldeki ve (+) yüklü diğer parçacıkların da etrafını sararak onlara da (-) yük kazandırırlar ve onların da çökmelerini önlerler. p Böylece pektin meyve suyunda koruyucu kolloid görevini yapmaktadır

Polifenoller Meyve ve sebzelerde buruk tat ve kırmızı mor renk genellikle polifenollerden kaynaklanmaktadır. Meyve suyunda (-) elektrik yük taşıyan kolloidlerin başında pektin ile birlikte polifenoller de bulunmaktadır. Meyve suyunda (-) yüklü olan bu bileşikler hem ürünün renginin korunması ve hem de bulanıklık açısından önem taşımaktadır. Bu bileşikler ortam faktörleri ve zamana bağlı olarak kondensasyon ve polimerizasyon eğilimi göstermektedir. Bu reaksiyonlar sonucunda suda çözünmeyen bazı bileşikler oluşmaktadır.

Polifenoller Fenolik bileşikler ortamda bulunan metal iyonları ile de reaksiyona girerek kompleksler oluşturmaktadırlar. Oluşan bu bileşikler suda çözünmediğinden meyve suyunun berraklığını olumsuz yönde etkiledikleri gibi, ürünün renginin bozulmasına da neden olurlar. Özellikle meyve suyu konsantrelerinin depolanmaları sırasında fenolik bileşiklerden kaynaklanan böyle tortulanmalara sıklıkla rastlanmaktadır. p Fenolik bileşikler fizyolojik işlevleri yanında meyveye özgü renk ve tadın oluşumunda rol aldıklarından, meyve suyunun durultulmasında fenolik bileşiklerin meyve suyundan tümüyle uzaklaştırılması düşünülemez. Ancak berraklığın kalıcı olabilmesi için meyve suyundaki miktarının belirli bir düzeyin altına düşürülmesi gerekmektedir.

Nişasta Nişasta, bitkilerin tohum, kök, yumru gövde ve meyvelerinde bulunabilen bir polisakkarittir. Nişasta bitkilerde granül formunda bulunur. Nişasta suda çözünmez ve esas olarak α-D-glukoz birimlerinden oluşmaktadır. pKimyasal olarak yapısında iki tür polimer vardır. Bunlar, doğrusal veya çok az düzeyde dallanmış amiloz ve dallanmış bir polimer olan amilopektindir p Amiloz oranı nişasta granülünün %20-28’ini oluşturur, iyot ile mavi renk verir ve sıcak suda çözünür. pAmiloz, α- ve β-amilaz enzimleri tarafından tamamen hidrolize edilebilmektedir. Amiloz molekülleri arasındaki güçlü interaksiyonlar retrogradasyona neden olur. Bu durumda nişasta iyot ile mavi renk vermemekte ve amilaz enzimi ile de çok yavaş parçalanmaktadır.

Retrogradasyon eğilimindeki nişasta, meyve suyunda henüz çözünür formda olsa bile filtasyonla zor uzaklaştırılabilmektedir. p Retrogradasyon geri dönüşlü değildir ve meyve suyunda bulanıklığa neden olur. Retrogradasyon özellikle elma suyu gibi nişastaca zengin meyve sularında sorun yaratmaktadır. Elma suyu konsantrelerinde retrogradasyon durmakta, ancak rekonstitüsyondan sonra yeniden görülebilmektedir

Araban Araban, bitkilerin hücre duvarlarında doğal olarak bulunan bir polisakkarittir. Aralarında α-1,5 bağları bulunan arabinoz birimlerinin oluşturduğu ana zincir, α-1,3 veya α-1,2 bağları ile ve yine arabinoz birimlerinden oluşan yan zincirlere bağlanmıştır.

Araban molekül yapısı a-1,5 O O O O O O O O O O O a-1,2 O O a-1,3 O O H O OH 4 1 HOH2C OH 2 H H 3 5 H OH a-1-arabinofuranoz

Dallı yapıdaki araban, meyve suyu konsantrelerine ve soğukta çözünür halde olduğu halde, düz zincirli arabanın bu koşullarda çözünürlüğü daha azdır. Meyve suyu üretiminde mayşe enzimasyonu sırasında kullanılan enzim preparatlarının çoğunda arabinofuranozidaz aktivitesi bulunduğu için, dallı yapıdaki araban, düz zincirli arabana parçalanmaktadır. Böylece çözünürlüğü azalmakta ve konsantrelerde bulanıklığa yol açabilmektedir.

Araban bulanıklığı, elma suyu konsantresinin uzun süre depolanması sonucunda ortaya çıkmaktadır. Araban bulanıklığı mikroskop altında incelendiğinde ikili ve maya hücresine benzer bir yapı göstermektedir. p Ancak konsantrenin 70°C’ye kadar ısıtılması halinde ise tamamen çözünmektedir. p Diğer taraftan konsantrede araban bulanıklığı görülse bile, rekonstitüsyon ve böylece hazırlanan elma suyunun pastörizasyonu sırasında yeniden çözünmektedir. Daha sonra da elma suyunda bulanıklığa neden olmamaktadır. Bununla birlikte araban bulanıklığının diğer bulanıklıklardan özellikle mayaların neden oldukları bulanıklıktan ayırt edilmesi uygulama açısından önem taşımaktadır.

Araban bulanıklığı

Maya hücresi

Proteinler Meyve sularında proteinler, çözünürlük durumu, termolabil oluşu ve amfoter özellikleri açısından önem taşımaktadır. Proteinler moleküllerinin büyük olmasından dolayı tipik kolloid özellik göstermektedir. İyonik davranışları ise ortamın pH değerine göre değişmektedir. Asidik ortamda (+), bazik ortamda ise (-) yüklüdürler. Meyve sularının pH değerleri düşük olduğundan, bu ürünlerde proteinler (+) yüklüdür. Proteinler izoelektrik noktadaki pH de.erlerinde ise dipolik davran1_ gösterirler ve bu pH aral1.1nda çözünürlük minimum, çökelme ise maksimum düzeydedir.

Proteinlerin termolabil özellikleri 1s1l etki ile kolloidal çözünürlü.ün bozulmas1 (denatürasyon) ve bunu koagülasyonun izlemesidir. p Örne.in 1s1 etkisi ile üzüm suyundaki proteinlerin denatürasyonu 75-87°C’de gerçekle_mektedir. p Di.er taraftan termolabil davran1_ so.ukta bulan1kl1.a yol açarken, uygun ve ölçülü bir 1s1tma ile yeniden çözünme özelli.ini de kapsamaktad1r.

Selüloz Bitki hücre duvarlar1n1n ana komponenti olan selüloz do.ada çok yayg1n olarak bulunan bir polisakkarittir. p Selüloz ±-1,4 ba.lar1yla ba.lanm1_ ±D- glukopiranoz birimlerinden olu_ur. Yap1s1n1 yans1tan ve molekül zincirinde tekrarlanan en küçük yap1 ta_1na sellobiyoz denir. p Dallanm1_ yap1dad1r ve suda çözünmez. Sebzelerde selüloz, hemiselüloz, pektik bile_ikler ve proteinlerle bir arada bulunur.

Selüloz büyük moleküllü olmas1 nedeni ile suda çözünmemektedir ve su ba.lama yetene.i de k1s1tl1d1r. Bu nedenle meyve suyu üretimi s1ras1nda meyve suyuna dispers olarak da.1l1r ve mekanik etki ile uzakla_t1r1lmaktad1r. p Selülaz enzimi ile veya asit hidrolizi sonucu glukoza kadar parçalan1r.

Meyve suyunun enzimatik durultulmas1 p Meyve suyunun enzimatik durultulmas1n1n amac1; meyve sular1na ekonomik, kolay ve h1zl1 bir filtrasyon niteli.i kazand1rmak, sonradan bulanmay1 önlemek ve bu arada pektini parçalayarak konsantrasyon s1ras1nda jel olu_umunu engellemektedir. p Meyve sular1n1n durultulmalar1 s1ras1nda yaln1zca istenilmeyen bile_enler de.il, ayn1 zamanda az miktarlarda olmak üzere aroma maddeleri gibi meyve sular1nda bulunmas1 istenilen bile_ikler de ayr1labilir. p Bu nedenle durultmadan önce meyve ham suyunun aromas1, aroma tutucu düzenlerde ayr1lmal1d1r.

Meyve suyu konsantrat1n1n rekonstitüsyonundan sonra, e.er gerekli ise, durultma ve berrakla_t1rma tekrar uygulanabilir ve daha sonra gerekli düzeyde aroma konsantrat1 ilave edilir. p Elma sular1nda aroma kay1plar1 durultma, filtrasyon ve pastörizasyondan sonra %7- 15 kadard1r.

Presten al1nan bulan1k meyve suyunda bulunan pektinin parçalanmas1, meyve suyuna pektolitik enzim ilavesi ve bir süre beklenmesiyle sağlan1r. Durultman1n bu aşamas1na “depektinizasyon” denir. Depektinizasyon tamamland1ktan sonra meyve suyundaki kolloidlerin uzakla_t1r1lmas1nda art1k önemli bir sorun kalmaz.

Meyve suyunda bulunan kolloidlerin en önemlisi olan pektin molekülleri, etraflar1nda kuvvetle su tuttuklar1ndan, bunlar1n ortama (+) yüklü kolloid ilavesiyle çökmesi olanaks1zd1r. p Yine bu nedenle pektin, ortama ilave edilen (+) yüklü kolloidlerce çökebilecek di.er kolloid maddelerin çökmesini de önlemektedir. p Ayr1ca pektin dispers haldeki di.er parçac1klar1n etraf1n1 sararak onlara da (-) elektrik yükü kazand1rmakta ve böylece çökmelerini engellemektedir. p Bu nedenle durultma, öncelikle ortamdaki pektin moleküllerinin parçalanarak kolloidal niteli.inin ortadan kald1r1lmas1 ile mümkündür.

Pektin, ^ekilde görüldü.ü gibi pektolitik parçalanmadan sonra koruyucu kolloid olarak görev yapamaz. K1smen parçalanm1_ pektin mantosu Parçalanm1_ pektin (+) yüklü dispers Protein (-) yüklü pektin kolloid parçac1k

Pektolitik enzimler gerçekte 10-55°C aras1nda aktivite göstermektedir ve 3°C.de etki minimuma inmektedir. p Meyve sular1n1n depektinizasyonunda kullan1lan pektolitik enzimlerin optimum çal1_ma s1cakl1.1 45-50°C.dir. 50°C.den sonra enzim inaktive olmaya ba_lar. p Bu enzimler 20°C civar1nda da yava_ olarak faaliyet gösterirler. Ortam s1cakl1.1 20°C.nin alt1na dü_tükçe faaliyetleri h1zla yava_lar. p Meyve suyu endüstrisinde baz1 nedenlerle 45-50°C.de veya 20°C.de olmak üzere iki farkl1 depektinizasyon uygulamas1 vard1r. Bunlardan 45-50°C.de uygulanan i_leme .s1cak enzimatik fermentasyon., 20°C.de uygulanana ise .so.uk enzimatik fermentasyon. denir.

ister s1cak, ister soğuk enzimatik fermentasyon (veya depektinizasyon) uygulanacak olsun, separatörden gelen meyve suyu önce bir 1s1 de.i_tiricide 80- 85°C.ye kadar 1s1t1l1r. p Is1tmay1 takiben derhal, e.er s1cak fermentasyon uygulanacaksa 45-50°C.ye kadar, so.uk fermentasyon uygulanacaksa 20°C.ye kadar so.utularak depektinizasyon tanklar1na sevkedilir.

Pektolitik enzim preparatlar1 sadece pektin parçalayan enzim içermezler. Bunlarda ayn1 zamanda selülaz, amilaz, proteaz gibi enzimler de bulunur. p Özel amaçlar için, önemli miktarda amilaz içeren preparatlar haz1rlanmaktad1r. Bu tip enzimler, nişasta içeren elma, armut sular1n1n depektinizasyonunda kullan1l1rlar. Hatta gerekirse, meyve suyuna ayr1ca amilaz enzimi ilave edilerek ni_asta sorunu tam olarak çözülebilir.

Ayr1ca ham elmalardan i_lenen elma sular1nda oldu.u gibi, ni_asta bulan1kl1.1 sonradan da belirebilir. Ba_ta bulan1kl1k yapmayan elma suyundaki ni_asta, zamanla retrogradasyon yolu ile bulanmaya neden olur. Ni_astan1n neden olaca.1 sorunlar, amilaz içeren enzim preparatlar1 uygulanarak çözüme kavu_turulur. p Elma, armut, ayva gibi meyvelerde özellikle sezon ba_1nda ni_asta bulunmaktad1r ve durultmada ni_astan1n parçalanmas1 gerekmektedir. Ni_astan1n degradasyonu için küf kaynakl1 ±-amilaz enzimi uygulanmaktad1r.

Presten al1nan meyve suyu depektinize edilmek üzere 5-10 tonluk paslanmaz çelik tanklara sevkedilir. p Ancak meyve suyunda bulunan oldukça iri meyve parçac1klar1n1 ay1rmak üzere meyve suyu önce bir döner elekten, sonra bir separatörden geçirilir. Döner elekte iri parçalar, separatörde ise daha küçük parçac1klar ayr1l1r.

Yukar1da da de.inildi.i üzere, meyve suyunun 80-85°C.ye kadar 1s1t1lmas1n1n birçok yararlar1 vard1r. Bu 1s1tma ile meyve suyundaki enzimler inaktif hale gelirler. Bu durum özellikle 1s1tma i_lemi uygulama olana.1 olmayan elma gibi may_elerden elde edilmi_ meyve sular1nda çok önemlidir. Aksi halde uzun süren durultma i_lemi boyunca bu meyve sular1n1n rengi esmerle_ir. Is1tma s1ras1nda mikroorganizmalar1n önemli bir bölümü öldü.ünden, durultma boyunca bir fermentasyon tehlikesi de önemli ölçüde önlenmi_ olur. p Ayn1 _ekilde ni_asta içeren ve daha önceki aşamalarda 1s1t1lmam1ş meyve sular1ndaki nişasta, bu 1s1tma ile çiri_lenir. Amilaz sadece çiri_lenmi_ ni_astay1 parçalayabildi.inden, durultmadan önceki 1s1tma son derece önemlidir

Depektinizasyonda s1cak enzimatik fermentasyon uygulan1yorsa, i_lem 2-3 saatte sona erer. p Durultma silindirik ve alt1 konik tanklarda uygulanmaktad1r. p E.er s1cak flokülasyon(çöktürme) uygulanacaksa, tanklar1n çift cidarl1 olmas1 ve böylece s1cak su dola_1m1 ile s1cakl1.1n korunmas1 daha uygundur. Durultma tank1nda ayr1ca kar1_t1r1c1 sistem bulunmaktad1r.

Berrakla_t1rma (Flokla_t1rma) p Enzimatik degradasyon ile sa.lanan berrakla_ma (flokla_ma-çökme) berrak meyve suyu üretimi için yeterli de.ildir. Bu nedenle de.i_ik yard1mc1 maddelerden yararlan1larak meyve suyunda berrakl1k sa.lan1r. Bu konuda birçok yöntem ve yard1mc1 madde olmakla birlikte, bugün en yayg1n kullan1lan yard1mc1 madde jelatindir . Ayr1ca bentonit, kizelzol, aktif kömür gibi yard1mc1 maddeler de çoğu zaman jelatinle birlikte kullan1lmaktad1r. Bu yard1mc1 maddelerin etki mekanizmalar1 birbirinden farkl1 oldu.undan, birlikte kullan1lmalar1 halinde toplam çöktürme etkisi de artmaktad1r.

Yard1mc1 maddeler p Jelatin(+) yük kazand1rma p Bentonit Adsorpsiyon (protein) p Kizelzol (-) yük kazand1rma p PVPP Adsorpsiyon (polifenoller) p Aktif kömür Adsorpsiyon

Meyve sular1n1n filtrasyonu p Meyve sular1n1n berrakla_t1r1lmas1, yani durultma uygulanm1_ meyve suyunda süspansiyon halinde bulunan kat1 parçac1klar1n meyve suyundan mekanik olarak ayr1lmas1, belli bir ölçüde durultma s1ras1nda yard1mc1 maddeler ile sa.lan1rsa da, tam berrakl1k için bu uygulamada sa.lanan sedimentasyon yetersizdir. Bu nedenle meyve suyunda iyi bir berrakl1k için durultulmu_ meyve sular1na daha sonra filtrasyon uygulan1r. Meyve sular1nda stabil berrakl1k durultma ve ard1ndan filtrasyon i_lemlerinin kombine _ekilde uygulanmas1 ile elde edilir. Filtrasyon ile süspansiyon halinde bulunan parçac1klar1 meyve suyundan ay1rmak kolay oldu.u halde, kolloidal olarak çözünmü_ bile_ikleri tamamen uzakla_t1rmak mümkün de.ildir.

Filtrasyon ile bulan1kl1k maddelerinin ayr1lmas1 filtre tabakas1n1n por büyüklü.ü taraf1ndan kontrol edilir. Porlar küçüldükçe klarifikasyon etkisi artar, ancak filtrat ak1_ h1z1 azal1r. Filtrasyonda eleme etkisi filtre porlar1 tamamen t1kan1ncaya kadar devam eder. p Bulan1k meyve suyu, bas1nç fark1 uygulayarak poröz bir filtre tabakas1ndan geçirilirse, süspansiyon halindeki bu maddeler yüzeyde (yüzey filtrasyonu) veya tabakan1n iç k1s1mlar1nda (derin filtrasyon-adsorpsiyon) tutulurlar.

Kolloidal süspansiyon halindeki bir s1v1n1n filtrasyonu, besleme giri_i ve filtrat ç1k1_1 aras1nda yarat1lan bas1nç fark1 ile sa.lanmaktad1r. Bunun içinde ya giri_ yönünde yüksek bas1nç ya da ç1k1_ yönünde vakum uygulanmas1 gerekmektedir. Birinci uygulamaya bas1nçl1 filtrasyon, ikinciye ise vakum filtrasyon ad1 verilmektedir. p Meyve suyunun filtrasyonu daha ekonomik oldu.u için ço.unlukla kademeli olarak gerçekle_tirilmektedir. Bu amaçla önce kaba, daha sonra ince filtrasyon uygulanmaktad1r. p Kaba filtrasyon için kaplamal1, ince filtrasyon için ise plakal1 filtre sistemleri daha uygundur. Ayr1ca son y1llarda meyve suyu berrakla_t1r1lmas1 amac1yla ultrafiltrasyon sistemlerinden de yararlan1lmaktad1r.

Kaplamal1 filtrasyon p Kaplamal1 filtrasyon, uygun bir yard1mc1 madde veya yard1mc1 madde kombinasyonundan yararlan1larak gerçekle_tirilir. Kaplamal1 filtrasyonda filtre yard1mc1 maddeleri kullan1l1r. Bunlar aras1nda kizelgur yaln1zca kaplama amac1yla kullan1labilmektedir. Ancak yard1mc1 maddeler birbirleriyle kombine olarak kullan1larak filtrasyon etkisini ve h1z1n1 art1rmak da mümkündür. Yard1mc1 madde su içinde iyice kar1_t1r1l1p filtre eleman1 üzerinde olu_turulan tabakaya filtre keki ad1 verilmektedir. Daha sonra meyve suyu do.rudan veya daha iyisi meyve suyuna sürekli yard1mc1 madde dozaj1 yap1larak bu kek tabakas1ndan geçirilir. Dozaj desteklemeli filtrasyonda daha iyi filtrasyon sa.lanmaktad1r. Bu uygulama ile meyve suyundan ayr1lan bulan1kl1k maddelerinin filtre kekini t1kayarak ak1_1 engellemesi önlenir.

Kaplamal1 filtrasyon, hangi tipte olursa olsun kaba filtrasyon için uygulanmaktad1r. Meyve suyunda kristal berrakl1.1n sa.lanabilmesi için kaplamal1 filtrasyondan sonra plakal1 filtrelerde ikinci bir filtrasyon i_leminin uygulanmas1 gerekir. Plakal1 filtrasyon için filtre presler kullan1lmaktad1r.

Filtre keki olu_umu ve filtrasyona etkisi

Kizelgur filtreleri Fazla bulan1k meyve sular1n1n ekonomik olarak filtrasyonu için kizelgur filtreleri uygundur. Bu filtrelerin ilkesi, kizelgur ile 2-3 mm.lik bir filtre keki olu_turduktan sonra filtre edilecek meyve suyuna kizelgur dozaj1 yap1larak, filtrasyonda ayr1lan kat1 parçac1klar1n filtre keki üzerinde yerle_mesinin sa.lanmas1 ve böylece filtre tablas1n1n s1van1p t1kanmas1n1n önlenmesidir. p Kizelgur filtresi olarak de.i_ik tipte filtreler bulunmakla birlikte, yayg1n olarak metal elekli kazan filtreler kullan1lmaktad1r. Yatay tablal1 ve dü_ey borulu sisteme göre çal1_an metal elekli filtreler bulunmaktad1r

Plakal1 filtrasyon p Bu sistemler plakal1 kizelgur filtrelerine benzemekle birlikte, destek plakalar1 farkl1d1r. Bu filtrelerde uygulanacak maksimal bas1nç filtre plakas1n1n özelli.ine göre de.i_mektedir ve genellikle 3.0 kg/cm2.dir.

Plakal1 filtrasyon p Plakal1 filtrasyonda en önemli nokta, amaca uygun filtre plakas1n1n belirlenmesidir. p Filtre plakas1, filtrasyon yard1mc1 maddelerinin belirli oranlarda kar1_t1r1lmas1, preslenmesi ve kurutulmas1 ile elde edilmektedir. Filtre plakalar1 kare _eklinde olup, boyutlar1 40×40 cm, 60×60 cm veya 100×100 cm olabilir. p Filtre plakalar1n1n ana dokusu asbest veya selüloz lifidir. Bunun d1ş1nda belirli oranda kizelgur, poliamid, PVPP ve özel amaç için aktif kömür de içermektedir.

Membran filtrasyon p Meyve sular1n1n berrakla_t1r1lmas1nda kaplamal1 filtrasyon sistemlerinin yan1 s1ra membran filtrasyon sistemlerinden de yararlan1lmaktad1r. Membran filtreler yard1m1yla moleküler düzeyde bir ay1rma mümkün olabilmektedir. G1da endüstrisinde membran filtrasyon uygulamalar1 te.et ak1_ düzenlerinin geli_tirilmesi ile h1zla yayg1nla_m1_t1r. Membranlar por yap1lar1na göre asimetrik ve simetrik olabilmektedir. p Membran filtrasyon uygulamalar1nda membran1 geçen fraksiyon permeat, geçemeyen fraksiyon ise retentat olarak adland1r1lmaktad1r. p Permeat ak1_1n1n sa.lanabilmesi için besleme ile permeat aras1nda bas1nç fark1 yarat1lmas1 gerekir.

Geleneksel dikey filtrasyon ile te.et ak1_ (tangential flow, cross flow) filtrasyon uygulamalar1 _ematik gösterimi Ak1_ Ak1_ Filtre Membran Filtre edilmi_ s1v1 Permeat

DP DP Simetrik Membran Asimetrik Membran

Membran filtrasyon teknikleri ay1rma s1n1r1na göre p i. Mikrofiltrasyon p ii. Ultrafiltrasyon p iii. Ters ozmoz p olmak üzere üç _ekilde uygulanmaktad1r. Bunlardan mikrofiltrasyon ve ultrafiltrasyon uygulamalar1nda itici güç uygulanan transmembran bas1nç fark1d1r. p Ters ozmozda ise bas1nç fark1 permeat ak1_1 üzerine etkili olmakla birlikte, itici güç esas itibar1 ile besleme ile permeat aras1ndaki konsantrasyon fark1d1r

Geleneksel ve membran filtrasyon ile ayr1lan maddelerin büyüklükleri Geleneksel filtrasyon Mikrofiltrasyon Ultrafiltrasyon Ters ozmoz 10-4 10-3 10-2 10-1 1 10 100 (µm) Moleküller, Proteinler, polisakkaritler, Kolloidler, ince partiküller, iyonlar kolloidler, virüsler mikroorganizmalar, kaba çökelti

Mikrofiltrasyon 0.1 µm ile 10 µm aras1nda de.i_en partiküller ile bakteri ve maya hücrelerinin ayr1lmas1nda kullan1lmaktad1r. Ultrafiltrasyon ise 1 nm ile 100 nm aras1nda de.i_en partiküllerin, ki bunlar genellikle proteinler, pektinler ve ni_asta gibi makromoleküllerdir, ayr1lmas1 amac1yla kullan1lmaktad1r. p Ters ozmoz membranlar1 sadece çözücü moleküllerinin geçi_ine izin verirler. Ters ozmoz i_leminin ba_layabilmesi için, besleme ile permeat (su) aras1ndaki ozmotik bas1nç fark1ndan daha büyük bir transmembran bas1nç fark1n1n uygulanmas1 zorunludur. p Meyve suyu endüstrisinde ultrafiltrasyon meyve sular1n1n berrakla_t1r1lmas1, ters ozmoz ise konsantrasyon amac1yla kullan1lmaktad1r.

Konsantrasyon polarizasyonu p Membran filtrasyon uygulamalar1nda sistem performans1n1 olumsuz etkileyen faktörlerin ba_1nda konsantrasyon polarizasyonu gelmektedir. Besleme içerisinde bulunan moleküller geçirgenli.e ba.l1 olarak membran yüzeyinde konsantre olurlar. Moleküllerin membran yüzeyinde konsantre olmas1 sonucu ortaya ç1kan konsantrasyon fark1 ters yönde bir kütle aktar1m1na neden olur ve filtrasyon performans1n1 olumsuz etkiler. Membran yüzeyinde konsantre olan moleküllerin neden oldu.u bu ince tabaka polarizasyon tabakas1 olarak adland1r1l1r. Besleme içerisinde membrandan geçemeyecek büyüklükte kat1 partiküllerin bulunmas1 halinde polarizasyon tabakas1 yan1nda, membran1 geçemeyen partiküllerin yüzeyde birikmesi sonucu bir jel tabakas1 olu_maya ba_lar. Olu_an bu jel tabakas1 ikinci bir membran gibi davran1r. Bunun sonucunda membran1n direnci jel tabaka nedeniyle yükselir ve permeat debisi dü_er.

Ultrafiltrasyon membranlar1n1n ay1rma özelli.i tan1mlan1rken ço.u kez gözenek irili.inden de.il, molekül a.1rl1.1 cut-off de.eri olarak ay1rma s1n1r1ndan bahsedilir. Cut-off de.eri bir membran1n hangi molekül a.1rl1.1ndan itibaren molekülleri tutmaya ba_lad1.1n1 belirtmektedir. p Ultrafiltrasyon membranlar1n1n cut-off de.erleri küresel _ekle sahip moleküller yard1m1yla belirlenir. Bu amaçla en çok molekül a.1rl1klar1 bilinen proteinlerden yararlan1lmaktad1r

Tersozmoz ve ultrafiltrasyon

Hammadde Elma Y1kama-Ay1klama Parçalama May_e Uzun süre depolanm1_ elmalar için enzim uygulamas1 Pres Santrifüj Aroma Ay1rma Durultma Enzim 2-6 saat Berrakla_t1rma Aroma konsantresi (Jelatin-Bentonit) UF KG Filtresi Konsantrasyon So.utma Steril Tanklar Tanklar Yar1 Konsantrat Tam Konsantrat 36-48 °Bx 60-74 °Bx Geri Suland1rma Berrakla_t1rma, Filtrasyon Aroma 0lavesi Dolum ve Pastörizasyon Berrak Meyve Suyu

Bir cevap yazın