Foodelphi.com Science of Food Engineering
BUĞDAYIN ÖĞÜTÜLMESİ
Buğdayın Öğütülmesi
Öğütme endosperm ve kepeğin birbirinden ayırmak ve endospermi una indirgemek için yapılan işlemdir. Bir başka deyişle buğdayların un veya irmik haline getirilmesi için yapılan işlemdir. Buğdayların yabancı maddelerden temizlenip tavlandıktan sonra üzerinde dişler bulunan veya bulunmayan farklı hızlarda dönen vals adı verilen silindirler arasında kırılarak eleklerden elendikten sonra 1- 150µm parçacık büyüklüğünde toplanan ürüne un denir.
Buğdayın Öğütülmesi
Değirmene gelen buğday öğütülmeden önce bir takım ön işlemlere tabi tutulur. Buğdaydan un elde etme 4 aşamada gerçekleşir:
Buğdayın temizlenmesi
Buğdayın tavlanması- kondisyone edilmesi
Buğdayın öğütülmesi
Eleme
Buğdayın Temizlenmesi
Değirmene gelen buğday sap, saman, yabancı tohum, metal, taş, tahta gibi işlenmeden önce uzaklaştırılması gereken yabancı maddeler içerir. Yabancı maddeler buğdaya genelde tarlada veya buğdayın fabrikaya taşınması sırasında karışır. Buğday en iyi koşullarda yetiştirilmiş olsa bile her zaman yabancı tohum içerir. Çevresel ve tarımsal koşullar iyi değilse elenecek maddelerin miktarı artmaktadır. Yetiştirme koşulları ve kalıtsal varyete özellikleri elemeyle ayrılacak buğday miktarını da etkilemektedir.
Buğday fabrikaya ulaştığında ön temizlemeye tabi tutularak güvenli depolama ve işleme için yabancı maddeler ve tozlar uzaklaştırılır.
Buğday genel olarak kendi karakteristik özelliklerinden farklılık gösteren yabancı maddeler içerir. Temizleme sisteminde buğdaydan yabancı maddeleri ayırmak için farklı prensiplere dayanan çeşitli makinalar kullanılır.
Bu makinaların çalışma prensipleri;
Manyetik özellikler
İrilik ve boyut ( hacim, genişlik, uzunluk )
Şekil
Özgül ağırlık
Terminal hız ( hava cereyanı karşısında gösterdiği hız)
Sürtünme, elastikiyet, tekstür ve sertlik
Darbeye dayanıklılık
Elektrostatik özellikler
Renk farklılıkları
(1. Manyetik özelliklere göre ayırma)
Bu amaçla mıknatıslar kullanılır. Temizleme sisteminin başında bir manyetik seperatör (mıknatıs) metal parçalarını uzaklaştırır. Mıknatıslar sadece buğdaydan metali uzaklaştırmaz, aynı zamanda makinaları hasardan korur ve patlamayı tetikleyecek kıvılcım tehlikesini ortadan kaldırır. Sistemde birden fazla mıknatıs bulunması çalışan makinalardan buğdaya geçebilecek metal parçalarını önlemek açısından yararlıdır. Daimi mıknatıslar veya daha etkili mıknatıslar kullanılabilir.
Buğdayın Temizlenmesi
1. Manyetik özelliklere göre ayırma
Aluminyum- nikel – kobalt gibi metal alaşımlarının geliştirilmesi ile at nalı veya düz yüzeyli çok güçlü ve yeterli daimi mıknatıslar geliştirilmiştir. Mıknatısların sistemde yerleşimi dikkat gerektirir ( Şekil 1). Boru ağzının dibine yerleştirilmiş bir mıknatıs, büyük bir parça demir yakalanırsa buğday akış düzeninin bozulmasına neden olabilir. Dikkat edilmesi gereken diğer bir konu ise küçük demir parçalarının mıknatıstan geçerken tanenin gücü ile yığın içine karışmasıdır. Bu problemi aşmak için mıknatısın kuvveti dikkatli seçilmelidir. Boru ağzının tasarımı mümkünse tanenin akışını yavaşlatmalı ve ince bir tabaka halinde yaymalıdır. Tıkanmaların önlenmesi borunun başına yerleştirilmiş kuvvetli bir mıknatıs ile sağlanır.
2. İrilik ve boyuta göre ayırma
Tane içindeki yabancı maddeleri boyuta göre ayırmada mekanik düzenlemeli elekler kullanılır. Elekler delikli metal levha veya tel örgüden yapılabilir. Ayırma işlemini gerçekleştirmek için hareketli elekler kullanılır.
Makinalar dönüş hareketi, salınım veya ileri geri hareket ile çalışırlar. Bir dönü; eleme yüzeyinin kendi ekseni üzerinde silindirik veya poligonal şekilde çevrilmesidir. Ayırımın olabilmesi için silindirik veya poligonal eleklere belli hızda dönüş hareketi, düz yüzeyli eleklerin eleme yüzeyine ise belli hızda salınım hareketi veya dairesel hareket verilmelidir. Silindirin dönme, çevirme hareketi materyalin uygun boyut ile elekten geçmesini sağlar.
Yatay eleklerde eleme işlemi ancak tanenin hareketi eleğinki ile aynı olmadığı zaman meydana gelebilir. Eleme yüzeyi ile üstündeki tanelerin hareketi arasındaki fark iki şekilde elde edilebilir.
1.Eleme yüzeyine belli derecede eğim verilerek üzerindeki tanelerin kendi ağırlıkları ile bu eğik yüzey üzerinden hareket ettirilmesi (kaydırılması veya yuvarlanması)
2.Eleme yüzeyinin hareket ettirilmesi ve böylece üzerindeki tanelerin hareketlenmesi
Modern temizleme makinalarında elekler hareketlidir. Elek üzerindeki materyal elekten daha yavaş bir hızla hareket eder. Bağıl hız; elek yüzeyi, materyalin şekli ve yüzeyine bağlıdır. Elekler materyalin elek boyunca yukarıdan aşağıya yavaş hareketini sağlamak ve eleme performansını arttırmak için yatay veya yataya yakın bir açıdadırlar. Elek ve materyalin bağıl hızları elek göz genişliğinden küçük olan tanelerin elekten kolaylıkla geçebilmesini sağlamalıdır. Eleme sırasında materyalin elek yüzeyine muntazam dağıtılması gerekir.
Yabancı maddelerin buğdaydan etkin bir şekilde ayrılabilmesi için buğday tanesinin boyutlarının bilinmesi ve ona göre kullanılacak eleğin seçilmesi gerekir. Boyut farklılığına göre ayırmada
1.hacim farklılığı
2.en farklılığı
3.boy farklılığı esas alınır.
1.Hacim Farkına Göre Ayırma
Hacim farkına göre ayırma tek başına değil diğer ayırma yöntemleriyle beraber uygulanır. Bu yolla yabancı maddelerin ayrılması için materyal elenir. Bir elek üzerindeki buğday kütlesine belli hızda salınım hareketi yaptırılırsa, kütle içindeki küçük taneler özgül ağırlıkları daha az olsa bile diğerleri arasından geçerek kütlenin alt kısımlarına doğru hareketlenir. Böylece tüm karışım küçükler altta, büyükler üstte olacak şekilde tabakalaşır. Kütlenin altına geçen taneler elek yüzeyi ile temas edenlerdir. Bunlar elek deliklerinden geçebilecek durumda ise alta geçerek büyüklerden ayrılmış olur.
2. En Farkına Göre Ayırma
En farkına göre yapılan ayırmada salınım veya titreşim (reciprocating) hareketi yapan elekler kullanılır. Buğdaya elek üzerinde belirli bir hızda salınım hareketi yaptırılırsa taneler uzun eksenleri elek salınım doğrultusuna paralel olacak şekilde dizilirler. Eleğin her vuruşu uzun taneleri dikine (baş aşağı) dönmeye zorlar. Taneler elek yüzeyine dik konuma geldiğinde elek delik çapları tanelerin eninden biraz fazla ise tane elekten dikine geçer. Boyuta bakılmaksızın tanenin enine göre bir ayırım yapılmış olur. Bu tip eleklerin salınım hızı genelde 325- 600 vuruş/dakika, salınım genişliği ise 1 ¼ – 3/8 inçtir. Elek yüzeyi hafif eğimlidir.
nBuğdayın Temizlenmesi
3.Boy Farkına Göre Ayırma
Yatay bir düzlemde dairesel salınım veya dönme hareketi yapan yatay elek üzerinden geçen danelerin dik durma yeteneği yoktur. Eleme esnasında uzun eksenleri elek yüzeyine paralel durumda sıralanırlar. Uzunluğu elek göz genişliğinin çapından küçük olan daneler aşağı düşer ve genişliğe bakmaksızın boya göre ayırma yapılır. Danenin uzunluk ve genişliği gibi fiziksel boyutları buğday yığını içinde çeşitlilik gösterir. Bu nedenle buğdaydan yabancı maddelerin eleme ile temizlenmesinde eleklerin göz genişliği ve boyutları önceden seçilmelidir. Boy farkına göre ayırım yapan makinaların hızı 150- 300 dev/dk, elek hareketinin çapı ise 1 1/2 – 4.0 inçtir.
3. Şekle göre ayırma
Buğday içerisindeki yabancı maddelerin bir kısmı yuvarlak, bir kısmı uzun, bir kısmı da belirli bir şekli olmayan cisimlerdir. Buğdaydan farklı şekle sahip yabancı maddeler özel olarak dizayn edilmiş makinalarla buğdaydan ayrılır. Şekil farklılıklarına göre ayırma yapan makinalar disk seperatörler ve triyörlerdir. Disk seperatör buğday yığınının içinde dönen bir seri disk, triyör ise materyali uygun yuvalara alıp silindir merkezine taşıyan dönen bir silindirdir.
Disk seperatör bir seri diskin birkaç inch aralıklarla yatay merkezi bir mil üzerine yerleştirilmesinden oluşur (Şekil 2). Diskin her iki tarafında cepler vardır. Cepler belirli boyuttaki daneyi seçip tahıl kütlesinden ayırıp başka bir bölüme bırakma esasına göre tasalanmıştır. Tahıl diskin iç kısmına bir uçtan girerek diskin iletici kanatları ile diğer ucuna taşınır. Disk seperatörler genelde birbirlerine çok yakın çalışırlar. İki tip disk vardır; buğday diski ve tohum diski. Buğday diski buğdayı disklerde tutup yulaf, arpa ve diğer yabancı maddeleri almaz, tohum diski ise arzu edilen tahıl danelerini reddederek daha küçük tohumları ayırır.
Triyörler iç yüzlerinde cep şeklinde oyuklar bulunan, yatay veya hafif eğik konumdaki bir eksen üzerinde dönen, saç levhadan yapılmış silindirlerdir (Şekil 3). Silindir içerisine verilen materyal, silindir eğik ise kendi ağırlığı ile çıkışa doğru hareket eder, silindir yatay konumda dönüyorsa bir vida konveyör ile çıkışa doğru itilir. Silindirin dönüşü sırasında cepler içerisine giren materyal belirli bir noktaya kadar kaldırılır, daha sonra bir tekneye aktarılır ve vida konveyörlerle dışarı taşınır. Oluklara yerleşemeyen büyük ve uzun taneler ise silindirin sonundan triyörü terk eder.
Disk seperatörün silindirik triyöre göre avantajları;
1.Disk seperatörün kapasitesi çok daha fazladır, triyörden daha fazla yüzey ve cebe sahiptir
2.Diskler buğdayın aşındırmasına karşı koyabilmesi için çok sert dökme demirden yapılabilir.
3.Farklı şekillerdeki cepler kolaylıkla diske uygulanabilir
4.Farklı disklerden ayrılan fraksiyonlar tekrar temizleme için makinanın başına döndürülebilirler
5.Farklı cep şekillerine sahip diskler tek bir makinada birleştirilebilir.
Silindirik triyörlerin avantajları;
1.Ürünün uzaklaştırılması makine çalışırken teknenin açısı ile ayarlanabilir.
2.Cepler disk seperatörünkine oranla daha dayanıklıdır.
3.Bakım masrafları düşüktür. Çünkü silindirleri değiştirmek kolaydır.
4. Özgül ağırlığa göre ayırma
Taş, kum, çamur, metal gibi buğday daneleri ile yaklaşık aynı boyutta olan partiküller elekten buğday yığını ile birlikte geçerler. Taşlar veya buğdaydan ağır olan diğer materyaller su veya hava kullanılarak özgül ağırlık farkına göre ayrılabilirler. Bu prensibin uygulandığı makinalar kuru taş ayırıcılar ve yıkama makinalarıdır.
Kuru taş ayırıcılar sadece taş ve çamur gibi buğdaydan ağır olan partikülleri uzaklaştırmaz aynı zamanda ergot, kuru ve böcek zararı görmüş daneler gibi buğdaydan hafif partikülleri de uzaklaştırır. Özgül ağırlıktaki farklılıklara dayanan taş ayırma, hava akımı, elek titreşimi ve elek eğiminin ayırma performansını etkilediği kuru taş ayırıcılarda sağlanır ( Şekil4-5 )
Bu sistemde, iki veya daha fazla temizleme makinası prensibinin kombinasyonu kullanılır. Sistemde bir yandan salınım hareketi ve kuvvetli hava akımı ile özgül ağırlığına göre ürün akışkan hale getirilip düzenli bir şekilde elek üzerine yayılırken diğer yandan elek açıklıkları giderek artar, böylece ilk önce ağır daneler daha sonra orta ağırlıktaki daneler ve son olarak da hafif daneler elekten geçer. Elekten geçen ürünler ağır ürün ve karışık ( hafif-orta )ürün olarak ayrılırlar. Sona kalanlar hafif üründen oluşur. Bu tip ayırma genelde karışık ürün yığını içinde bulunan ergot, topaklar ve böcek zararı görmüş buğdayı ayırmada önemlidir.
Materyal tablanın alt hizasına yakın yerdeki besleme borusundan (A) verilir. Materyal tablanın titreşimi ile tabla üzerine düzgün bir şekilde dağılır ve önce yukarıdaki uca doğru hareket eder. Buğday taneleri tabla üzerinde alttan verilen havanın etkisini gösterdiği yere gelince havanın kaldırma etkisiyle hafifçe kaldırılır ve tablanın titreşim etkisinden kurtulur. Böylece buğdayı buğdayı hareket yönünü değiştirerek bir hava yastığı üzerinden tablanın alt ucuna doğru kayarak çıkıştan (B) aleti terkeder. Taş ve buğdaydan yoğun partiküller ise tablanın titreşimi hava akımı ile tablanın yukarısına doğru kayarak taş çıkışından (C) aleti terkeder. Toz ve hafif partiküller ekzost bacasından (D) hava ile birlikte çıkarlar. İşlem bir pencereden (E) takip edilerek gerekirse hava hızı, tabla eğimi, titreşim hızı ayarlanabilir.
Kuru temizleme yöntemleri ile ayrılamayan yüzey kirleri, buğdayla aynı boyuttaki taş, çamur, kum, toprak gibi parçacıklar yıkama makinalarında ayrılırlar. Su, çamur parçalarını söker, taş ve kum parçalarının buğdaydan ayrılmasını sağlar. Yıkama ile buğdaydaki mikroorganizma yükü azaltılır. Tane üzerindeki ilaç kalıntıları, tanenin karın çukurundaki kirler uzaklaştırılır.
Yıkama makinası (Şekil 6) 2 kısımdan meydana gelmiştir. Bunlardan birisi yıkama ve taş ayırma tankı diğeri de kurutucudur (Şekil 7). Su yıkama tankına (A) doldurulduktan sonra buğday buraya teleskopik bir borudan (B) verilir. Yıkayıcı (C) buğdayı su içinde dağınık halde tutmaya ve aynı zamanda kurutucuya doğru itmeye yarar. Buğday hareket sırasında dibe batmaz, su ile çalkalanarak yüzey kirleri çözünür. Buğdaydan daha yoğun olan taş parçaları dibe batar. Dibe çöken materyal, buğday akış yönünün tersine hareket eden taş helezonu yardımıyla bir toplama kabına itilir (E).
Buğdayda yıkama işlemi çok önemlidir. Buğdaydaki %0.2 oranındaki bir toz veya kir bile unda çok önemlidir. Bu toz veya kirlerin çoğu toplam unun %18’ini oluşturan kırma unlarına geçer.
Yıkamada kullanılan su miktarı buğdayın kirlilik durumuna göre değişmekle birlikte 1 kg buğdayın yıkanması için ortalama ½ litre su gerekmektedir.
5. Hava akımında taşınabilme özelliğine göre ayırma
Hava akımı temel olarak sağlam taneden toz, sap, saman, kavuz, hafif taneler ve buğdaydan hafif diğer yabancı maddeleri ayırmak için kullanılır. Ayırma; makinaya gelen materyalin aerodinamik özelliklerine bağlı olarak yapılır. Bir ayırma sistemindeki hava, dikey ya da yatay olarak hareket edebilir ancak dikey ayırma daha etkilidir.
Terminal hız farklılığından yararlanarak ayırmada aspiratör veya hava kanalları geliştirilmiştir. Bu tip aletlerde materyal düzgün bir şekilde akıtılırken, üzerine belli bir hızda hava verilerek uçabilen parçacıklar ayrılır ve bir yerde toplanır.
6. Yüzey yapısı, tekstür ve elastikiyet farkına göre ayırma
Yabani sarımsak tohumlarının buğdaydan ayrılmasında yüzey yapısı, tekstür ve elastikiyet farklılığınından yararlanılır. Bu amaçla yapılmış aletlerde silindir şeklinde döner tel bir fırça bulunur. Bu sert fırça, buğday kütlesi içerisinde dönerken yumuşak yapıdaki sarımsak tohumlarına batarak onları kaldırır ve buğdaydan ayırır.
7. Darbeye dayanıklılık farkına göre ayırma
Buğday içerisinde birçok fiziksel özelliği buğday tanesine eşit olan, sadece bir etki altında kaldıklarında kırılma ve ufalanma özellikleri farklı olan yabancı maddeler bulunabilir. Bunları ayırmak için buğday tanesini etkilemeyen fakat bu tip yabancı maddeleri kırıp ufalayan aletler kullanılır. Örneğin böcek tarafından içten yenmiş buğday tanelerini diğer sağlam tanelerden ayırmak için çarpma etkili bir aletten geçirerek parçalama ve ufalanan parçaları sonraki bir eleme veya aspirasyon işlemi ile ayırma uygulanır. Bu amaçla kullanılan alet ‘entoleter’dir (Şekil 8). Bu tip aletler buğday içerisindeki böcek, larva veya böcek yumurtaları etkin bir şekilde tahrip edilir.
Buğdayın böcekle bulaşık olması veya böcek yenikli taneler içermesi durumunda bu gibi tanelerin sağlam tanelerden temizleme makinaları ile ayrılmaları zordur. Özellikle tane içerisinde gelişen böceklerin larvaları tane içerisinde iken bunlar normal tane görünümündedir. Böcek zararı görmüş tanelerin normal tanelerden ayrılmasında çarpma etkili makinalardan yararlanılır. İçinde böcek larvası bulunan taneler sağlam taneler kadar dayanıklı değildir. Entoleterden geçerken kolayca parçalanırlar.
Entoleter, içinde hızla dönen bir tablası bulunan konik şekilde bir makinadır (Şekil 9). Materyal makinaya üstteki açıklıktan (A) verilir. Alete giren materyal bir döner tabla (B) üzerine gelince merkezkaç kuvvetinin etkisiyle aletin yan duvarlarına doğru fırlatılır. Böylece böcek ve böcek yumurtaları tahrip olur, böcekle bulaşık taneler parçalanır. Buğday aleti terkederken bir aspirasyon kanalından geçer, böylece sağlam tane dışındaki kırıntılar ayrılır.
Buğdayın Tavlanması
Öğütmede temiz, homojen, öğütmeye uygun buğdaya sahip olmak, en iyi un ekstraksiyonu ve un kalitesi sağlamak amaçlanmaktadır. Bu nedenle buğday temizlendikten hemen sonra öğütülmez. Öğütme işleminden önce tanenin fiziksel yapısı öğütmeye uygun hale getirilir. Bu da buğdayın tavlanması (tempering) veya kondisyone edilmesi (conditioning) ile sağlanır. Tavlama ve tavlama koşullarının ayarlanması, suyun uzaklaştırılması veya daha sıklıkla su ilavesi ve ardından buğdayın dinlendirilmesi anlamına gelir. Buğdayın sertlik ve gevreklik bakımından nispeten farklılık gösteren kepek, ruşeym ve endosperm gibi farklı kısımları öğütmeye uygun hale getirilir.
Eklenen suyun miktarı buğdayın nemi ve ortamın bağıl nemine bağlıdır. Nem verilen buğday eklenen nemin tanenin içine tam olarak işlemesi için dinlendirilir. Tavlama işlemi değirmencinin tanenin fiziksel ve kimyasal durumunu değiştirebileceği tek basamaktır. Tavlamada amaç buğday tanelerinin tümünün aynı fiziksel duruma ulaşmasını sağlamaktır.
Buğdayın tavlanması öğütülecek buğdayın rutubet oranını belli düzeye getirme ve rutubetin tane içerisinde uniform olarak dağılımını sağlama işlemidir. Kondisyone etme ise bu işlemlere ek olarak sıcaklık uygulanıp tanenin fizikokimyasal özelliklerini değiştirmek amaçlanır. Kondisyone etme işleminde uygulanan ısıtma işlemiyle suyun taneye difüzyon hızı artırılır, tanenin gluten ve enzim yapısı değiştirilerek ekmeklik kalitesi iyileştirilir. Ayrıca kondisyone işlemi, rutubet oranı aşırı olan buğdayların öğütmeye elverişli rutubete getirilinceye kadar kurutulmasını da kapsar.
Buğdayın kondisyone edilerek tanenin fiziksel özelliklerini değiştirmenin yararları:
1. Tane kabuğu, dayanıklılık ve elastikiyet kazanarak kırma valslerinden parçalanmadan geçer.
2. Tanenin kabuk ve endospermi birbirinden daha kolay ayrılır. Böylece kırma valslerindeki güç gereksinimi düşer. Bu da materyalin ısınmasını ve nişastanın aşırı zedelenmesini önler, evaporasyon kaybını azaltır, kalite fazla etkilenmeden ekstraksiyon artar.
3. Endosperm yumuşayarak redüksiyon valslerinde az bir basınçla kolayca parçalanacağından redüksiyon valslerinde güç sarfiyatı düşer.
4. Karışımda tane sertliği farklı olan çeşitler varsa bunların öğütme basınçları yaklaşık aynı olur ve çeşitlere göre pasaj unları arasındaki farklılık azalır.
5. Unda uygun bir partikül iriliği dağılımı sağlanır ve unun elenmesi kolaylaşır.
6. Son üründe istenen rutubet oranı sağlanır, kalite yükselir.
Buğdayın tavlanmadan önceki orijinal nem içeriği değişiklik gösterir. Buğdayın nem içeriği sürekli olarak izlenmeli ve buğdayı optimum öğütme nemine getirmek için su eklenmelidir. Genelde optimum öğütme nemi %14-17 arasındadır. Tanenin ortalama nem içeriği % 16 olsa bile, eğer kabuk %14 nem, iç kısım % 17 nem içeriyorsa tatminkar olmayan bir un rengi ortaya çıkabilir. Aynı şekilde tane nemi %16, fakat iç nem %14.5, kabuk %18.5 ise un verimi ve öğütme dengesi olumsuz etkilenebilir.
Yumuşak ve sert taneli buğdaylara verilecek su miktarı birbirinden farklıdır. Sert buğdaylar yumuşak buğdaylara oranla daha nemli hazırlanırlar. Çünkü sert buğdayların valslerde kırılmaları daha zordur. Farklı tane sertliğindeki buğdayların öğütmeden önce sahip olmaları gereken rutubet oranları:
Sert buğdaylar %17- 18
Orta sert buğdaylar %16- 17
Orta yumuşak buğdaylar %15.5- 16
Yumuşak buğdaylar %15- 15.5
Buğdayın Tavlanması (Taneye suyun geçişi)
Buğday tanesine su verildiğinde suyun tane içine penetrasyonu difüzyon yoluyla gerçekleşir ve sıcaklıkla hızlanır. Buğday tanesi su içine daldırıldığında tanenin suyu absorbe etmesi 2 aşamada gerçekleşir. İlk aşamada bir miktar su tane yüzeyinde tutulur. İkinci aşamada tutulan su tane içerisine çok yavaş bir şekilde absorbe olur. Tane yüzeyinde tutulan suyun tane içine absorbsiyonunu engelleyen bir tabaka olmamakla birlikte tanenin kabuk kısmı penetrasyonu çok yavaşlatır.
Buğdaya verilen suyun tane içerisinde dağılması :
Soğuk tavlama
Ilık Kondisyone
Şok Kondisyone olmak üzere 3’e ayrılır.
nBuğdayın Tavlanması
(Tavlama yöntemleri)
Soğuk Tavlama
Soğuk tavlama ortam sıcaklığında yapılan tavlamadır. %3’e kadar su ilave edilir ve suyun tane içine difüzyonu için birkaç gün dinlendirilir. Soğuk tavlamada bir defada %3’ten fazla su verilmez. Suyun verilmesi birkaç aşamada yapılabilir. Bu yöntemde suyun tane içerisine uniform olarak yayılabilmesi için geçen süre uzun olduğundan fazla tav silosu kapasitesine ihtiyaç vardır.
Sert taneli buğdayların soğuk tavlanması durumunda bekletme süresi 72 saate kadar çıkar.
Tavlama işleminin çok aşamalı yapılmasının yararları:
Uzun bir dinlendirme süresi uygulandığından tavlama sırasında verilecek suyun taneler arasında ve tane içinde düzgün olarak dağılması sağlanır.
Bu yöntemle tavlanan buğdaylarda tane kabuğunun endospermden daha kolay ayrılması sağlanır.
Çok aşamalı tavlamanın dezavantajları ise maliyeti ve undaki bakteriyal yükü artırmasıdır.
Ilık Kondisyone
Buğdayın tavlanması rutubet, sıcaklık ve zamanın bir fonksiyonudur. Sıcaklık yükseldikçe buğdayın öğütmeye öğütmeye elverişli hale gelmesi için gerekli süre azalır. Tane sıcaklığının yükselmesi tanenin genişlemesini sağlar. Böylece bünyesindeki kapiller borular açılır ve belirli sürede daha fazla suyun absorbe edilmesi sağlanır. Ilık kondisyone işleminde buğday en fazla 46◦C’a kadar ısıtılır ve bir aşamada %9’a kadar su verilebilir. Ilık kondisyone işleminde tavlama süresi 40 dakikadan 3 saate kadar değişebilir.
Şok kondisyone
Şok kondisyone işleminde amaç buğday tanesinin kabuk ve endospermi arasındaki yapışma gücünü azaltarak kabuğun kolay ayrılmasını sağlamak ve ayrıca endosperme kolayca kırılan bir yapı kazandırarak öğütmeyi kolaylaştırmaktır.
Şok tavlama işlemi stabilizör denen aletlerde gerçekleştirilmektedir. Stabilizörlerde buğday yaklaşık bir dakika süre ile atmosfer basıncında doğrudan buhar enjekte edilerek çok kontrollü bir şekilde hızla ısıtılır. Buğday 49- 66◦C arasında bir sıcaklığa kısa sürede getirilir.
Bu yöntemde tanenin dışından içine doğru sıcaklık ve rutubet derece derece değişir ve tanede derece derece buhar basıncı meydana gelir. Şok kondisyone işleminde çabuk ısıtmadan sonra buğdayın gluten özelliklerinin zarar görmemesi ve sıcaklık uygulamasının uzayarak kabuk ve endosperm arasındaki yapışma kuvvetinin tekrar artmaması için buğdayın tekrar hızla soğutulması gerekir.
BUĞDAYIN ÖĞÜTÜLMESİ
Buğdayların un veya irmik haline getirilmesi için yapılan işleme öğütme denir.
Buğdayın öğütülmesinde amaç tanenin endosperm kısmını mümkün olduğunca kabuk ve ruşeymden ayırmak, ayrılan endospermi ise incelterek un haline getirmektir.
Un fabrikaları dikeye yayılmış durumdadır. Fabrikaya gelen buğday temizlenmek, tavlanmak, öğütülmek veya depolanmak üzere katlar arasına döşenmiş dikey borular içinde taşınır. Buğdayın veya öğütme ürünlerinin borular içinde taşınması için hava kullanılır. Buğday ve ürünlerinin taşınması için havanın kullanıldığı sistemlere pnömatik sistem denir.
Öğütme işlemi 4 sisteme ayrılmaktadır:
1.Kepek ve ruşeymin endospermden ayrıldığı KIRMA SİSTEMİ
2.Kabuğa yapışık halde bulunan az miktardaki endosperm parçalarının ve ruşeym parçalarının ayrıldığı KAZIMA SİSTEMİ
3.Endospermi una indirgeyen REDÜKSİYON SİSTEMİ
4.Diğer 3 sistemden geri alınan endospermden kepeğin ayrıldığı KUYRUK SİSTEMLERİ (Tailings System)
Öğütme işlemi kırma, ufalama, ayırma ve sınıflama işlemlerini kapsar. Kırma ve ufalama işlemleri değirmenin kırma ve redüksiyon sistemlerinde, ayırma ve sınıflama işlemleri ise pürifikasyon (irmik temizleme) ve eleme sistemlerinde gerçekleştirilir.
Öğütmede bir vals çifti ve hemen ardından gelen elekten oluşan sistemlerde gerçekleştirilir. Bu sistemlere pasaj denir. Pasajlarda kırma ve inceltme işlemlerinde 4 farklı ürün elde edilmektedir;
Endospermin yapışık olduğu iri kabuk parçaları
İri endosperm parçaları (irmik)
İnce endosperm parçaları (dunst)
En ince endosperm parçaları (un, 1-150 µ)
Kırma sisteminin görevi tanenin endosperm kısmını mümkün olduğunca ayırmak, bunu yaparken en az miktarda kepek tozu ve un oluşturmaktır. Kırma sırasında endosperm partikülleri mümkün olduğunca iri kalmalıdır. Böylece pürifayrlarda (irmik temizleme) iri endosperm kepekten kolayca ayrılır.
Hedef; mümkün olduğunca az un, fazla irmik ve middlings meydana getirmektir.
Kazıma sisteminin görevi kabuğa yapışık halde bulunan az miktardaki endoperm parçacıkları ve ruşeym parçacıklarını ayırmaktır. Bu işlem için irmik temizleme makineleri kullanılır.
Redüksiyon sisteminin görevi kırma sisteminden çıkan iri endosperm parçalarını un haline getirmektir. Redüksiyon sisteminde materyal inceltilirken nişasta granüllerinin zedelenmesinin kontrol altında tutulması, kabuk ve ruşeym parçacıklarının olabildiğince az aşındırılması esastır.
Her üç sistemde de farklı özellikteki çelik valsler kullanılır (Şekil 13). Valslerin yüzeyi su verilerek sertleştirilmiştir. Kırma valsleri dişlidir (yivlidir). Kırma valsleri buğdayı kesip açma, kazıyıp aşındırma, kırıp parçalama görevini yerine getirmek üzere valsler üzerinde hafif eğim yaparak uzanan dişler bulunmaktadır. Vals yüzeyine yivler oyulmuş durumdadır. Yivlerin şekli, testere, vida veya oluk şeklinde olabilir. En yaygın olarak kullanılan yiv şekli testeredir.
Bir işletmenin kırma sisteminde işlevleri birbirinden farklı 4 veya 5 kırma değirmeni bulunmaktadır. Diş sayısı kırma sisteminde sona doğru gidildikçe vals yüzeyindeki diş sayısı artar. 250 mm çaplı valslerin diş sayısı şu şekildedir:
1.kırmada 250-335 diş/vals, 3.2-4.1 diş/cm
2.kırmada 400-450 diş/vals, 5.1-5.7 diş/cm
3.kırmada 500-550 diş/vals, 6.4-7.0 diş/cm
4. kırmada 675-750 diş/vals, 8.6-9.6 diş/cm
5.kırmada 800-850 diş/vals, 10.2- 10.8 diş/cm
Kırma valslerinin dişleri zamanla keskinliğini kaybederek kesme etkileri azalır, değirmen daha fazla ince materyal öğütmeye başlar. Valsin sert yüzeyindeki dişleri aşındıktan sonra ikinci kez diş açılmaktadır.
Redüksiyon valsleri ise düz valsler (liso valsleri de denir) dir. Vals yüzeyi ayna gibi parlak olabildiği gibi donuk ve pürüzlü de olabilir. Düz ve parlak vals yüzeyi ürünü ezme ve yassıltma görevi görür. Hafif pürüzlü olduğu taktirde valsler ürünü ovalayarak ezmeden inceltir. Valslerin yüzeyi parladığı taktirde yüzeye kum püskürtülerek pürüzlü hale getirilir.
ÖĞÜTME MAKİNALARI
Valsli Değirmen
Valsli değirmen günümüzde taş değirmenlerin yerini almış ve un fabrikalarında kullanılan en önemli makinelerdir. Bir işletmede bir değil bir dizi valsli değirmen kullanılır. Bunlar ard arda yerleştirilerek buğdayın kademeli olarak kabuğu ayrılır ve endosperm inceltilir. Böylece istenen ekstraksiyon derecesinde un elde edilir (Şekil 14).
Bir valsli değirmende partiküller vals yüzeyindeki dişler ve valsler tarafından uygulanan basınç nedeniyle vals aralığına doğru itilirken oluşturulan kesme ve sıkıştırma kuvvetlerine maruz kalırlar.
ÖĞÜTME MAKİNALARI
Valsli değirmende partiküller üzerine uygulanan basıncın büyüklüğü şu faktörlere bağlı olarak değişir.
Valslere mal akışının oran ve tekdüzeliği
Vals hızları
Hızlı ve yavaş valslerin hızlarının oranı (diferansiyel)
Vals yüzeylerinin tipi ve durumu
Vals aralığı
Partiküllerin özellikleri
Valsli değirmende öğütme zıt yönde dönen çelik valslerle yapılmaktadır. Bunlar ürünü öğütme bölgesi denilen valslerin arasına çeker. Valsler kullanım amacına göre düz yüzeyli (liso) olabilir veya yüzeyine diş (yiv) oyulabilir. Dişli valsler kırma sisteminde, düz valsler redüksiyon sisteminde kullanılır.
Bir değirmende 2 çift, yani 4 adet vals bulunur. Vals çiftleri makine gövdesi içerisine üst üste (vertical), yan yana (horizontal) veya 45 derecelik açı ile diagonal yerleştirilebilir. Yan yana pozisyonda vals başına düşen verim yüksektir, ağır beslemeye ve yüksek vals hızına uygundur. Diagonal tarzda yerleşimde ise valsler az alan kaplamaktadır.
Kırma Sistemi
Öğütme işlemi temizlenen ve tavlanan buğdayın 1.kırma valsine gelmesiyle başlar. Kırma sistemi, yüzeyleri dişli kırma valsleri ve bunların her birinden sonra gelen eleme makinalarından oluşur. Kırma sisteminin görevi buğday tanesini kırmak, açmak ve endospermi kabuk ve ruşeymden ayırmaktır. Kırma sisteminde 4-6 arası genelde ise 5 kırma kademesi bulunur. Her kademeden sonra materyal elenerek sınıflanır. Bunun sonucunda un iriliğine gelmiş materyal ayrılırken, kabuk ve endospermin tam olarak ayrılmamış olduğu partiküller bir sonraki kademeye gönderilir. Orta irilikteki partiküllerden, kabuk partiküllerinden ve saf endosperm partiküllerinden oluşan materyal pürifikasyon sistemine gider. Bu işlemler her kırma kademesinde tekrarlanır ve en son kademede kabukla endosperm birbirinden ayrılmış olur.
5 kırma valsli bir sistemde ilk üç kırma valsinin görevi buğday tanesini kırmak, açmak ve iri middlings elde etmek, son iki kırma valsinin görevi ise kabuktaki endospermi kazıyarak almaktır. Son kırma valsleri kepekteki endospermi alırken una bir miktar kabuk karışacağından son iki kırmanın materyali diğerlerine karıştırılmaz ve temizleme ve redüksiyon için değirmenin kuyruk kısmına gönderilir.
Kırma sisteminde iri irmik ve iri kepek partiküllerinden başka herhangi bir materyalin meydana gelmemesi en ideal olandır. Ancak bu pratikte mümkün değildir. Amaç kırma ununun oranının azaltılmaya çalışılmasıdır. Ortalama %12-18 oranında un oluşmaktadır.
Pürifikasyon Sistemi
Pürifikasyon sistemi kırma valslerinden gelen orta irilikteki partiküllerin tekrar işleme tabi tutularak kabuk, saf endosperm ve kompozite partiküllerin birbirinden etkin olarak ayrıldığı sistemdir. Kırma valslerinden geçerken parçalanmış, kaba eleklerden geçmiş olan kepek partikülleri ve kompozite partiküller bu aşamada endosperm partiküllerinden (irmik ve middlings partiküllerinden) ayrılmaktadır.
Kırma sisteminde kepek partiküllerinin iri parçaçıklar halinde kalması hedeflenirse de bir kısım kepek öğütme sırasında parçalanarak eleklerden geçer ve irmik içerisine karışır. Bu kepek parçaları purifikasyon aşamasında ayrılır.
Burada ayrılan kabuk yem materyaline, kompozite partiküller tekrar işlem görmek üzere işletmenin kırma sistemine, endosperm partikülleri ise redüksiyon valslerine gönderilirler. Pürifikasyon işleminde purifayr da denen irmik sasörleri kullanılmaktadır (Şekil 17).
İrmik sasörleri hava geçirmez bir sandık içerisine alınmış titreşim hareketli baş kısmından kuyruk kısmına doğru hafif eğimli uzun bir elektir. Purifier elekleri baştan sona doğru giderek kalınlaşmaktadır. Sasörde bir ekzost kanalı vardır. Bu kanal sayesinde eleklerin altından üstüne doğru bir hava akımı oluşmaktadır.
İrmik sasörüne gelen materyal 3’e ayrılır: Eleklerden geçen materyal;baştaki materyal saf endosperm parçalarıdır, irmik sasörünün sonuna doğru elek kalınlaşmakta ve elek altı endosperme yapışık kepek parçaları olmaktadır.
Eleklerden alta geçen materyal bir toplama konisinde toplanarak kalitelerine göre farklı çıkışlardan çıkarak redüksiyon valslerine giderler.
İrmik sasörlerinden çıkan 2. materyal elek üstünde kalan kirli materyaldir. Bu kısım kepeğe yapışık endosperm parçaları veya kepek partikülleri olabilmektedir.
3. materyal ise hava akımı ile ayrılan ve daha çok tanenin arı kanadı tabakası veya tozdan ibaret olan ekzost kanalına giden materyaldir.
Redüksiyon Sistemi
Bir değirmende redüksiyon (inceltme, öğütme) sisteminin görevi, kırma ve pürifikasyon sisteminden geçmiş ve temizlenmiş olan materyali, kepek ve ruşeym partikülleri karıştırmadan, gluten ve nişasta özelliklerine zarar vermeden gerekli inceliğe getirmektir.
Redüksiyon sistemi, kırma sisteminde olduğu gibi bir dizi vals ve bunların her birinden sonra gelen eleme makinalarından oluşur. Redüksiyon valslerinin kırma valslerinden farkı vals yüzeyinin kırma valslerinin dişli değil düz oluşudur.
Redüksiyon valslerinde endospermin bir defada ufalanıp un haline getirilmesi mümkünse de pratikte uygulanmaz. Çünkü çok fazla vals basıncı gerektirir ve una kepek ve ruşeym karışma riski artar. Gluten zarar görür ve aşırı nişasta zedelenmesi meydana gelir.Sonuç olarak unun rengi ve ekmeklik kalitesi bozulur.
Redüksiyon kademesi değirmenin büyüklüğüne göre 8-14 arasında olabilmektedir. Redüksiyon sisteminin görevi kabuğundan ayrılmış endosperm partiküllerini ufaltarak un haline getirmektir. Her kademe sonunda bir kısım un ayrılır ve daha iri olan materyal bir sonraki kademeye gönderilir. Yassılmış ve yüzeyi genişlemiş olan kepek ve ruşeym partikülleri de uzaklaştırılır.
Kademeli redüksiyonda sistemin sonuna doğru gidildikçe materyal içerisindeki endosperm oranı düşer, kepek oranı artar. Ayrıca materyalin fiziksel karakterleri de değişir. Başlangıçta iri ve granüllü olan, kolay ufalanabilen endosperm giderek küçülür, yumuşak ve yapışkan bir hal alır, öğütülmesi elenmesi zorlaşır.
Redüksiyon sisteminde de kırma sisteminde olduğu gibi valsli değirmenler kullanılır. Kırma sisteminden çıkan materyal redüksiyon sisteminde boyut küçültme işlemine tabi tutulur.
Vals yüzeyi: 100 kg buğdayın 24 saatte öğütülmesi için gerekli vals uzunluğu (mm) olarak ifade edilir. Redüksiyon vals yüzeyi toplam değirmenin %62’sine karşılık gelmektedir. Kırma valslerinde ise bu oran %38’dir. Bir anlamda öğütme işleminin %62’si redüksiyon valslerinde %38’i ise kırma valslerinde gerçekleşir.
ÖĞÜTMEYE ETKİ EDEN FAKTÖRLER
Bir çift çelik valsin öğütme niteliği birçok faktörden etkilenmektedir:
1.Valslerin Çapı
Ticari valslerin çapı 225- 450 mm arasında değişim gösterir. Ticari değirmenlerde en yaygın olarak kullanılan vals çapı 250 mm’dir. Vals çapı büyüdükçe inceltme- ezme etkisi artar. Geniş çaplı valsler tabaka haline getirme işleminde tercih edilirler. Küçük çaplı valsler ise kırma sisteminde basıncı minimuma indirmek ve kesme işleminin etkisini arttırmak için tercih edilirler. Çap arttıkça öğütme etkisi artar.
2. Valslerin Uzunluğu
Ticari bir değirmende vals uzunluğu 450- 1500 mm arasında değişmekle birlikte en yaygın olarak kullanılan vals uzunluğu 1000 mm’dir. Valsli değirmenin öğütme kapasitesi vals uzunluğuna bağlıdır. Kapasite; belli vals uzunluğuna düşen materyal miktarı olarak ifade edilir. 1.2. ve 3. kırma valslerinde valsler arası açıklık fazla olduğundan ve sapma riski olmadığından uzun valsler tercih edilirken birbirine yakın çalışan 4. ve 5. kırma valsleri ve redüksiyon sisteminde daha kısa valsler tercih edilir. Çünkü bu valslerde vals açıklığı hassas ayar gerektirir. Sapma minimum olmalıdır. Uzun valslerde düzgün bir vals aralığını sağlamak zordur.
3. Vals Yüzeyi
Valsler yüzeylerinin ömrünü ve çalışmasını arttırmak için farklı materyallerden yapılmışlardır. Valslerin çoğu dökme demirden yapılmış ve daha uzun ömürlü olmaları için yüzeyi sertleştirmek üzere hızlıca soğutulmuşlardır. Valsler yüzeyinden 10 mm derinliğe kadar sertleştirilebilirler. Dezavantaj vals metalinin yüzeyde en sert, artan derinlikle daha yumuşak olmasıdır.
Vals yüzeyinin sertliği Share Sceleroscope Enstrümanı ile ölçülür. Bu değer 70-74 aralığındadır veya dişli valsler için 510-550 Brinell’dir. Yüksek sertlik numarasına sahip valsler çok kırılgandır ve bu da dişlerin parçalara ayrılmasına neden olur, daha düşük numaralılar ise daha hızlı aşınırlar.
4. Valslerin Dönüş Hızı ve Diferansiyel
Değirmenlerde valsler oldukça yüksek hızlarda dönerler. Kırma ve redüksiyon sistemlerinde hızlı valsin dönüş hızı 500- 550 dev/dak’dır. Valsin dönüş hızı arttırıldıkça öğütme performansı zarar görmekte, ince materyal oluşumu ve güç sarfiyatı artmaktadır.
Bir vals çiftinde iki valsin dönüş hızları (rpm cinsinden) arasındaki orantıya diferansiyel denir. 2:1’lik bir diferansiyel hızlı valsin yavaş vals devrinin 2 katı ile döndüğünü gösterir. 1:1’lik bir diferansiyel ise valslerin hızının eşit olduğunu ifade eder.
Öğütme işi valsler arasındaki hız farkı nedeniyle gerçekleşir.
Kırma ve redüksiyon valslerinde üstteki vals alttakinden hızlı dönmektedir. Yavaş vals taneyi 1 hızı ile tutarken, hızlı vals 2.5 hızıyla onu kazımış parçalamış olur (diferansiyel 2.5:1). Valsler arasındaki öğütme şöyledir: Dönen valsler arasına düşen parçacıklar her iki valsin yüzeylerinin arasının parçacıkların büyüklüğü kadar olduğu yerde valsler tarafından yakalanır. Yivler valsin dönme hareketi ile parçacıkları çekerler ve öğütme aralığı daraldığı için parçacıklar yivlerin basıncı ile kesilirler, hız farkı nedeniyle birbirinden ayrılırlar ve birçok parçalar halinde dağılırlar. Yavaş dönen vals tarafından tutulan partikülü hızlı dönen valsin yivleri keserler.
Un değirmenlerinde kırma sisteminde, kepeği ayırmak için 2,5:1’de çalışmak, kepek parçacıklarının parçalanmasını azaltmak için düz valsli redüksiyon sisteminde 1,25:1’den 1,5:1’e kadar olan diferansiyel oranlarında çalışmak uygundur.
5. Yiv Şekli ve Sayısı
Kırma valslerinin üzerindeki yiv ve setlerin profili (enine kesitinin şekli) ve sayısı valsin yaptığı işi etkiler. Bu nedenle yapılan işe göre valsin yüzeyine oyulacak dişlerin özellikleri ve sayısı özenle seçilir. Dişlerin kesme hareketi açı azaldıkça şiddetlenir ve açı büyüdükçe dişin derinliği azalır. Dişin derinliği öğütülen materyalin partikül boyutu ile karşılaştırılır. Diş çok derinse, materyal diş içine gizlenerek öğütülmeden geçebilir veya vals endospermi kazımaksızın kepeği parçalar. Çok sığ (kısa) olan bir diş endospermi kepekten kazımaya yetecek derecede içine işlemeyecek veya partikül üzerinde bölme kuvvetinden çok sıkıştırma kuvveti uygulayacaktır.
Günümüzde en yaygın olarak kullanılan diş şekli testere dişidir.
Diş sayısı dişler arasındaki açıklığı belirler. Yiv sıklığı cm’de ortalama 4-16 yiv arasında (10-40 /in) değişmektedir.
6. Yiv Pozisyonu
Valslerin kesme ve öğütme etkisi dişlerin pozisyonuna göre değişir. Buğday tanesi veya üzerine kepek yapışık bulunan iri endosperm parçaları valsler arasından geçerken alttaki valsin dişleri taneyi tutar, üstteki hızlı dönen valsin dişleri taneyi keser ve endospermden kabuğu kazır.
Dört farklı diş pozisyonu mevcuttur (Şekil 18):
Dişe diş pozisyonu: Üstteki hızlı dönen valsin dişlerinin kesme veya kısa kenarları altta, alttaki yavaş dönen valsin dişlerinin kesme kenarları ise üsttedir. Materyal valsler arasından geçerken yavaş dönen valsin dişlerinin kesme kenarı partikülü tutarken, hızlı dönen valsin dişlerinin kesme kenarı kırpar. Dişe diş pozisyonu en şiddetli etkiye sahip pozisyondur. Çok yumuşak buğdaylarda kullanılır.
Sırta diş pozisyonu: Hızlı dönen valsin dişlerinin kesme kenarı yavaş dönen valsin dişlerinin uzun kenarına yani sırt kısmına karşılık gelir. Partikül yavaş dönen valsin dişlerinin sırt kısmı ile hızlı dönen valsin dişlerinin keskin kenarı arasında kalır. Kabuğu orta derecede dayanıklı yumuşak buğdaylara daha uygundur.
Dişe sırt pozisyonu: Her iki valsin dişlerinin kesme kenarları yukarı doğrudur. Hızlı dönen valsin dişlerinin sırt kısmı yavaş dönen valsin dişlerinin keskin kenarına karşılık gelir. Bu pozisyon orta sert kırılgan buğdaylar için uygun sayılır.
Sırta sırt pozisyonu: Şiddeti en az olan pozisyondur. Hızlı dönen valsin dişlerinin kesme kenarları yukarı, yavaş dönen valsin kesme kenarları ise aşağı doğrudur. Partikül valsler arasından geçerken valslerin sırt kısımları arasında kalır. Bu pozisyon çok sert buğdaylara uygundur.
Sırta sırt pozisyonunda kepeğin parçalanması olasılığı en az, diş ömrü ise en uzundur. Bu pozisyon en fazla tercih edilen pozisyondur.
Çok yumuşak buğdayların öğütülmesinde dişe diş, orta yumuşak buğdayların öğütülmesinde dişe sırt, orta sert buğdayların öğütülmesinde sırta diş, sert buğdayların öğütülmesinde sırta diş tercih edilir.
7. Yiv eğimi, Spiralite (Drall)
Vals yüzeyi üzerinde eksene paralel, boydan boya çizilmiş bir hatta göre yivin eğimine spiralite (drall) denir. Kırma valslerinde spiralite genelde %2- 8 arasındadır. Yani bir yivin vals boyunca 100 mm’de 2 yada 8 mm yataydan uzaklaştığı anlamına gelir.
Küçük drall’ın daha fazla kesici, büyük drall’ın daha fazla aşındırıcı etkisi olduğundan ilk öğütme pasajlarında 1. kırma valsinde %8-10, sonuncu kırmada %12- 16 drall kullanılır.
8. Yön (Hand): Yön dişlerin materyali hangi tarafa doğru kestiğini belirten bir ifadedir. Şekil 19’da farklı dönüş aranjmanındaki valslerin yönleri gösterilmiştir. Yön belirlenirken hızlı dönen valse yüzümüz dönük vaziyette durunca valsin hangi uçtan hareket aldığına bakılır. Yani hızlı vals dışta veya bize yakın tarafta olacak şekilde durduğunuzda hareket veren kasnak sağda ise değirmenin yönü sağ, solda ise değirmenin yönü soldur.
9. Vals Uçlarının Darlığı ve Vals Kavisi
Redüksiyon valsleri çalışırken vals hızları arasındaki farklılık ısınmaya neden olur. Ancak ısınma ve buna bağlı olarak da genleşme valsin her tarafında eşit değildir. Vals uçları yataklardaki ilave ısınma nedeniyle orta kısımlara kıyasla biraz daha genleşir. Orta kısımlarda ürünün öğütülmesi daha hafif, uç kısımlarda ise ağır olur. Uç kısımlarda materyal aşırı incelir.
Bunu engellemek için vals üretilirken uçları biraz daha inceltilerek üretilir (taper), veya valslere dış bükey yani orta kısmı hafif geniş olan fıçı şekli (camber) verilir. Fıçı şekli verilmesi daha kullanışlı olmaktadır. Genleşme farkından doğan olumsuzlukları engellemek için bu önlem alınır.
Vals uçlarının biraz daha dar yapılması kırma valslerinde rastlanan bir durum değildir. Çünkü dişli valslerde basınç düşük olduğu için ve valsler arasındaki açıklık fazla olduğu için vals uçları inceltilmez.
Sapma, uzun valslerde kısa valslere göre daha fazladır.
BİRİM VE TOTAL EKSTRAKSİYONUN HESAPLANMASI
Kırma tahliyeleri birim ekstraksiyon ve total ekstraksiyon olarak ifade edilir. Bir işletmenin kırma sisteminde yükün dağılımı ürün kalitesi ve un verimi bakımından önemlidir. Bu nedenle kırma valslerine gelen yük dağılımı bilinmelidir. Ayrıca her kırmaya gelen materyalin partikül iriliği ve kalitesi de farklı olduğundan her kırmanın % ekstraksiyonu, partikül iriliği dağılımı, total ekstraksiyonu gibi özelliklerinin tayini gereklidir.
Total ekstraksiyon= Valse gelen yük* Birim ekstraksiyon /100
Birim ekstraksiyon= Total ekstraksiyon/ Valse gelen yük*100
Birim ekstraksiyon: Her kırma valsinden geçen % ürün miktarıdır. Yani bir kırma valsine gelen 100 kg buğdayın öğütülerek eleklerden geçen oranı birim ekstraksiyonu verir (%30 demek gelen ürünün %30’u geçiyor demektir.)
Total ekstraksiyon: Her kırma valsi sonunda elde edilen ürün miktarıdır. Yani total ekstraksiyonu 20 demek valse gelen buğdayın 20 kg’ı aşağıya geçmiş demektir.
İlk kırma valsinde birim ve total ekstraksiyonlar aynıdır. Diğer valslerde değişiklik göstermektedir.
BUĞDAYIN ELENMESİ
ELEME
Eleme, öğütülmüş materyal içerisinde bulunan değişik irilikteki partiküllerin birbirinden ayrılması işlemidir. Değirmenlerde eleme her öğütme operasyonundan sonra elde edilen materyali bir sonraki öğütme veya purifikasyon aşaması için sınıflamak veya materyal içindeki unu ayırmak için yapılır.
Eleme işlemi materyalin elek üzerinden hareket ettirilmesi ve elek deliklerinden geçebilecek olanların yerçekimi ile elek altına geçirilmesidir. Bazı durumlarda materyalin elek deliklerinden geçmesi için hava akımından veya özel paletlerin zorlayıcı etkilerinden de yararlanılır.
ELEME (KARE ELEK)
Un değirmenciliğinde en çok kullanılan eleme makinası
§Yaklaşık 30 adet eleğin üst üste bulunduğu, 1- 8 arası bölümden oluşan ve her bölümde maksimum 8 boyutta eleme yapabilen kare çerçeveli dairesel hareketli eleklerdir. Bu eleklere kare elek veya plansifter denir.
Kare elekler yatay düzlem üzerinde dairesel hareket yaparak çalışırlar. Birçok elek üst üste yerleştirilerek geniş bir eleme yüzeyi elde edilmiştir. Eleme yüzeyi eğik değil tamamen yataydır. Çok sayıda elek blok şeklinde üst üste yerleştirilmiştir. Her bir elek bloğu bir seksiyon oluşturur. Bir eleme makinasının bir, iki veya üç seksiyonu bir sandık (veya kasa) içerisinde bulunur. İki sandık ve bir güç ünitesi bir eleme makinasını oluşturur.
Elek bloklarının altında taban distribütörleri vardır. Bunlar farklı pasajları elek panelinin altındaki uygun çıkışa göndermek için konulmuştur. Elekte elde edilen farklı boyutlardaki öğütme ürünleri distribütörlerden geçerek pnömatik sistemle makinaya gönderilir.
Un fabrikalarında önemli bir kural; istenilen boyuta küçültülmüş materyalin sistemi terk ederek sonraki öğütme ve eleme işlemlerine tabi tutulmamasıdır. Aksi taktirde hem uygun boyuttaki materyal gereksiz yere makinaları işgal edecek hem de ileri aşamalarda kalın materyal içine karışarak ayrılması güçleşecektir.
Elemenin Prensipleri (Elemeye etki eden faktörler)
Elek hareketinin şekli
Elek yüzeyi ile materyal arasındaki hız oranı
Elek delik açıklığı
Elek yüzey alanı ve elek bezinin etkin açık alanının yüzdesi
Elek yüzeyindeki materyal miktarı
Elek yüzeyindeki materyalin özellikleri
Elemenin Prensipleri
Elek hareketinin şekli
Öğütme sanayiinde kullanılan düz eleklerin hareketi ya yatay düzlem üzerinde dairesel hareket (gyrating), ya ileri geri titreşim hareketi (reciprocating) ya da bunların kombinasyonudur. Silindir ve poligonal elekler ise dönme hareketi yapar ve kullanımları sınırlıdır.
Öğütme sanayiinde en çok kullanılan eleme makinaları Şekil 19’da görülen çok seksiyonlu kare çerçeveli dairesel hareketli eleklerdir. Bu elekler 30 adet eleğin üst üste bulunduğu, 1- 8 arası bölümden oluşan ve her bölümde maksimum 8 boyutta eleme yapabilen eleklerdir.
Elemenin Prensipleri
Eleklerin bir diğer hareket şekli titreşim hareketidir. Titreşim hareketli elekler esneklik ve kapasitenin sınırlı olduğu özel durumlarda kullanılmaktadır. İleri geri titreşimli elekler bir eksantrik düzen veya yüksek-frekanslı titreşimle hareket etmektedir. Eleğin titreşim sıklığı ve salınım genişliği işleme göre değiştirilebilmektedir. Bu düzenleme genel olarak irmik sasöründe kullanılmaktadır.
Elek yüzeyi ile materyal arasındaki hız oranı
Dairesel hareketli elekler için eleme işleminde önemli olan faktörler, eleğin dakikada devir hızı ve eleğin fırlatması yani dairesel hareketin çapıdır. Bu faktörler materyalin elek üzerindeki hareketini belirler. Elek fırlatması arttıkça hareket artar.
Materyalin elenebilmesi için materyal ile eleme yüzeyi arasında bir hız farkı olmalıdır. Materyalin elek yüzeyi üzerinde kaymaya veya hareket etmeye başladığı hıza kritik hız denir. Elek hızı genelde materyalin kritik hızının %1.25- 1.75’i olacak şekilde ayarlanır.
Elek göz genişliği
Elek göz genişliği arzu edilen partikül ayrılmasını etkileyen önemli bir faktördür. Göz genişliği aynı mesh numarasına sahip eleklerde (bir inch’teki veya cm’deki ip) ip kalınlığı nedeniyle değişiklik gösterebilir. Elek numaraları mesh numarasıyla ilişkilidir. Ancak günümüzde üreticiler elek boyutunu belirtmek üzere göz genişliğini mikron olarak ifade etmektedirler. Tablo 1’de un değirmenciliğinde kullanılan eleklerin göz genişliği gösterilmektedir.
Elek göz genişliği
Unu elemede kullanılan eleklerin seçiminde göz önüne alınacak faktörler:
Elenecek materyaldeki endosperm harici maddeler ve materyal külü
Materyalin elenebilirliği
Materyal içindeki unun miktarı ve yüzdesi
Gerekli un granulasyonu (partikül boyutu)
Elek yüzey alanı ve elek bezinin etkin açık alanının yüzdesi
Kontinü eleme işleminde, materyalin elenmesi için geçen süre ve elek bezindeki açık alanın yüzdesi, eleme ile ayrılan fraksiyonların granülasyonunu etkiler. Eleme süresi, elek numarasına ve bezdeki açık alanın yüzdesine bağlıdır. Eğer bu faktörler yeterli değilse (örneğin yeterli elek yüzeyi sağlanamamışsa) elek üzerinde kalan materyal içerisinde elek göz genişliğinden geçebilecek incelikteki partiküller de bulunmaktadır. Bu duruma yetersiz eleme (undersifted, underbolted) denir. Tam tersi bir durumla karşılaşılırsa, yani aşırı elek yüzeyi varsa veya yetersiz besleme yapılıyorsa bu duruma ise aşırı eleme (oversifted, overbolted) denir.
Elek yüzey alanı ve elek bezinin etkin açık alanının yüzdesi
Değirmenlerde kullanılan elek alanı aşırı değil fakat materyalin serbestçe akmasına yetecek kadar olmalıdır. Elek yüzeyinin fazla gelmesi durumunda küçük kapasiteli değirmenler dar elek ya da bölünmüş elek seksiyonları kullanarak problemi minimuma indirmeye çalışırlar.
Eleme yüzeyinde dikkate alınacak noktalardan biri de bezin etkin açık alanı yüzdesidir. Aynı alana sahip, aynı delik açıklığındaki elek bezlerinden kalın iple dokunmuş olanların etkin açık alan yüzdesi ince iple dokunmuş olanlara kıyasla daha düşük olmaktadır.
Eleğin etkin açık alanı:
% A: L2 / (L + d)2. 100
A: Eleğin etkin açık alanı (%)
L: Delik açıklığı (µ)
d: dokuma ipliği çapı (µ)
nElemenin Prensipleri
(Elek yüzeyindeki materyal miktarı)
Elek üzerindeki madde miktarı yani yükleme oranı eleme etkinliği için önemli bir faktördür. Materyal elek yüzeyini tamamen kaplamaya yetecek miktarda olmalı ve elek üzerinde spesifik ağırlık, partikül boyutu ve şekle göre ayrılmalıdır. Eleğin hareketi küçük partiküllerin dibe çökmesini büyük kepeksi partiküllerin ise yüzeye çıkmasını sağlayarak elemenin etkinliğini arttırır. Eleğin üzerindeki yük çok fazla olmamalı aksi taktirde materyalin serbest hareketi engelleyecektir.
Eleklere fazla yükleme yapılırsa, kalın elek kullanılsa bile unun elenmesi tam olmaz. Yetersiz yüklemede ise ince elek kullanılsa bile alta geçmesi istenmeyen partiküller de elek altına geçebilir.
…