SU VE HAYAT Su, canlı hayatının temel ihtiyaçlarındandır. Bütün canlıların yaşaması ve gelişmesi için suya ihtiyacı vardır. Çünkü su, canlı organizmaların büyük bir kısmını oluşturur. Örneğin insan vücudunun kütlece %70 ini, ağaçların kütlece %60 ını su oluşturur. Canlı hücrelerde meydana gelen biyolojik tepkimeler sulu çözeltilerde gerçekleşir. Doğadaki canlılardan özellikle insanlar, dünya yüzeyine düzensiz bir şekilde dağılmış su kaynaklarını hızla kirleterek kullanılabilirlik olasılığını azaltmaktadır. Kullanılabilir suyun doğada bulunuşu zamana ve mekâna göre büyük değişiklikler gösterir. Bu nedenle yeryüzündeki sular deniz suyu ve tatlı su olmak üzere ikiye ayrılır. Dünyadaki su kaynaklarının çok büyük bir kısmı okyanus ve denizlerde yer alır. Dünyadaki tatlı su kaynakları değerlendirildiğinde, yeraltı sularının tatlı su kaynaklarının %75 ini oluşturduğu söylenebilir. Yeraltı suları, kullanılabilir su kaynaklarının tamamını oluşturur: Yeraltı suları %95 Göller ve nehirler %3,5 Toprağın nemi %1,5 Su kaynakları genel anlamda dört farklı gurupta sınıflandırılabilir. Yüzey suları: Göl, nehir, çay, deniz ve okyanuslar Atmosferik sular: Kar, dolu ve yağmur Yeraltı suları Kozmik sular: Uzaydan meteoritlerle gelen sular Suyun atmosfer, karalar ve okyanuslar arasındaki döngüsüne su döngüsü denir. Su döngüsü güneş enerjisiyle desteklenen açık bir sistemdir. Yeryüzündeki suyun büyük bir kısmını buzullar, okyanuslar, denizler, göller ve nehirler oluşturur. Su döngüsü sırasında aşağıda belirtilen olaylar meydana gelir; Su, güneş ışınlarının etkisi ile denizler, göller ve nehirlerden buharlaşarak atmosfere geçer. Havadaki su buharı yoğunlaşıp soğuyarak bulutları meydana getirir. Bulutlar belli bir soğuma oranına ulaştığında yağmur, kar ve dolu şeklinde yeryüzüne yağış olarak düşer. Yeryüzüne düşen suyun bir kısmı deniz, göl ve akarsulara karışırken bir kısmı da topraktan süzülerek yeraltı sularına karışır. Bitkilerde fotosentez ve terleme etkinliğiyle su döngüsünün meydana gelmesine katkıda bulunmaktadır. Su döngüsü, suyun devamlı olarak yeryüzü ve atmosfer arasında sıvı halden gaz hale ve gazdan sıvı hale dönüşmesi olayıdır. Günümüzde suyun tasarruflu kullanılması büyük önem taşımaktadır. Suyu doğru kullanarak binlerce ton su tasarrufu sağlanabileceği bir gerçektir. Evlerde musluğu açık bırakmamak, bulaşıkları elde değil makinelerde yıkamak, diş fırçalarken ya da el yıkarken musluğu kapamak, bozuk muslukları tamir etmek/ettirmek su tasarrufu konusunda farkındalık oluşturmamız gereken alışkanlıklardır. Dünya nüfusunun hızla çoğalması, buna karşılık su kaynaklarının sabit kalması nedeniyle dünya nüfusunun %20 si yeterli içme suyundan mahrumdur. 2050 yılında dünya nüfusunun %40 ının su kıtlığı çekeceği tahminler arasındadır. Doğanın yeniden su üretemeyeceği, geri dönüşen suyun milyonlarca yıl önceki suyun aynısı olduğu unutulmamalıdır. SULARDA SERTLİK Sular yerkabuğunda denizlere ve göllere doğru akarken farklı toprak türleri olan bölgelerden geçer. Bu bölgelerdeki bazı tuzlar örneğin, Mg 2+ ile Ca 2+ tuzları ve özellikle CaCO 3 ve CaSO 4 tuzları bu sularda çözünür. Böylece yeraltı sularında kalsiyum (Ca 2+ ) ve karbonat (CO 3 2- ) iyonları oluşur. Daha sonra bu sular, gerekli işlemlerden geçtikten sonra, borularla içme suyu olarak evlerimize kadar taşınır. İçme sularını ısıtıcıyla ısıttığımızda su buharlaşır; kalsiyum karbonat iyonları ise tekrar birleşerek ısıtıcı üzerinde kalsiyum karbonat tuzu olarak çöker ve tortu oluşturur. Evlerde su kaynatmakta kullanılan kaplarda birikmiş tortular ise kaba sirke koyup kaynatmakla giderilebilir. İçerisinde kalsiyum (Ca 2+ ), magnezyum (Mg 2+ )gibi iyonlar bulunduran sular sert su olarak tanımlanır. Sert su, kireçli su olarak da bilinir. Suyun içerdiği çözünmüş kalsiyum ve magnezyum tuzları, suların sertliğini belirler. 1
İki tür sert su vardır; geçici sert su ve kalıcı sert su. Geçici sert su bikarbonat iyonu (HCO - 3 ) içerir. Suların sertliği Ca(HCO 3 ) 2 ve Mg(HCO 3 ) 2 tuzlarından kaynaklı ise su ısıtılarak yani kaynatma ile bu tuzlar karbonatları şeklinde çöktürülür. Kalıcı sert su ise CaSO 4 ve MgSO 4 tuzları kaynaklıdır. Kalıcı sertlik, suyun kaynatılması ile giderilemez. Na 2 CO 3 veya Na 3 PO 4 eklenir ve ortamdaki Ca 2+ ve Mg 2+ iyonları karbonatları ya da fosfatları şeklinde çöktürülür. İçerisinde Ca 2+ ve Mg 2+ gibi iyonları az sayıda bulunduran sular ise yumuşak su olarak adlandırılır. Suların sert ve yumuşak olması suyun içimi sırasında ağızda farklı bir tat bırakır. Yumuşak sular, sert sulara göre daha tatlı ve içimi güzel olan sulardır. Doğrudan şişelenebilir kaynak sularının sertlik derecesi oldukça küçüktür. Yani yumuşak sulardır. Ancak doğal kaynakların bir çoğu sert sudur. Örneğin Pamukkale travertenleri, o bölgede bulunan kaynak sularındaki Ca 2+ 2 ve CO 3 iyonlarının çok fazla olmasından ve bu iyonların CaCO 3 tuzu şeklinde çökmesinden dolayı oluşmuşlardır. Sert ve Yumuşak Suların Kullanımı Arasındaki Farklar Sert sular sabunda bulunan maddelerle birleşerek çökelti oluşturur. Bu durum sabunun köpürmesini engeller. Sabun temizleme işlevini yerine getiremez ve sert sular fazla sabun kullanılmasına neden olur. Temizlik için kullanılan suyun yumuşak olması temizlik maddelerinde tasarruf sağlar. Sert sular, temizlikte kullanıldığında cam ve porselen eşyalarımızda çizilmelere ve matlaşmalara neden olurlar. Sert sularla yıkanan giysiler üzerinde oluşan tortular, zamanla grileşmeye ve renklerinin solmasına neden olur. Bu durum giyim eşyalarının daha çabuk eskimesinin en önemli nedenlerinden birisidir. Bu yüzden bulaşık makinelerinde ve çamaşır makinelerinde kullanılan suyun yumuşak olması gerekir. Sert sular, yıkanan maddelere zarar verdiği gibi makinenin kendisine de zarar verir. Isıtıcının etrafında ya da su borularının içinde biriken tortu ısının iletilmemesine, borulardaki suyun akışının yavaşlamasına neden olur. Bu durum aletlerin çabuk arızalanmasına ve elektrik tüketiminin artmasına neden olur. Sert suların her zaman kalp ve damar sağlığını koruyucu, kemik erimesini önleyici, kemik yapısını güçlendirici ve zeka gelişimini hızlandırıcı gibi özellikleri tıbbi uzmanlar tarafından da kabul görmüştür. Sert Suların Yumuşatılması Şehir şebekelerine verilen sular arıtım aşamasında belirli ölçülere kadar yumuşatılmaktadır. Ancak bir çok yerde bu yumuşatma yeterli olmaz. Bu nedenle evlerde ya da iş yerlerinde kullanılan suyun yumuşatılması ihtiyacı olabilir. Suyun kaynatılması sertliğin giderilmesi için kullanılan en basit yöntemdir. Kaynatılan sudaki sertlik veren iyonlardan olan Ca 2+ iyonu Ca 2+ 2 Isı + CO 3 CaCO 3(k) şeklinde çöker. Böylece su bir miktar yumuşamış olur. Ayrıca suya sertlik veren Mg 2+ ve Ca 2+ iyonları ile suya sertlik vermeyen Na + iyonlarının yer değiştirilmesi temeline dayanan bir yumuşatma yöntemi de vardır. Bunun için sert su iyon değiştirici reçine yastıklarından geçirilir. Bu sistemde, sert su reçine içinden süzülerek geçirilir. Süzülme sırasında reçinede bulunan Na + iyonları ile suda bulunan Ca 2+ ve Mg 2+ iyonları yer değiştirir ve sert su yumuşatılmış olur. Na + iyonları tükendiğinde reçine yastık artık sert suyu yumuşatamaz. Reçine yastığı tekrar kullanılabilir yapmak için derişik NaCI çözeltisinden geçirilir. İyon değiştirici maddeler; zeolit ya da yapay (suni) reçine olabilir. Zeolit, doğal gözenekli sodyum-potasyum alüminyum hidroksilikat polimeridir. Doğal ve sentetik (permutit) türleri vardır. Kullanma Sularının Arıtımı İçme ve kullanma sularının taşıması gereken bazı özellikler vardır. Bu özellikler; Su, kokusuz, renksiz, berrak ve içimi serinletici olmalı Su hastalık yapan mikroorganizma içermemeli Suda sağlığa zararlı kimyasal maddeler bulunmamalı Su, kullanıma uygun sertlik derecesine sahip olmalı şeklinde özetlenebilir. Fenoller ve yağlar suya kötü koku ve tat veren maddelerdir. Bu nedenle sular bu maddeleri içermemelidir. Sular renksiz, berrak ve içilebilir sıcaklıkta (8-12 C) olmalıdır. Suyun ideal oksijen konsantrasyonu ise 5 mg/l sınırına sahiptir. Suda bulunabilen bazı mikroorganizmalar tifo, kolera ve sarılık gibi hastalıklara neden olur. Sudaki zararlı 2
mikroorganizmaları yok etmek için en etkili yol dezenfeksiyondur. Arsenik, kadmiyum, krom, kurşun, cıva ve selenyum gibi zehirli maddeler suda kimyasal kirliliğe neden olur. Arsenik zehirlenmelerinde felç, sinir sistemi bozuklukları; cıvanın vücutta birikmesi ile baş ağrısı, yorgunluk, ruhi bozukluklar gibi sorunlar görülebilir. Kadmiyum bileşikleri baş ağrısı, susuzluk hissi, sinirlilik ve öksürük gibi rahatsızlıklara neden olur. Şehir sularındaki bulanıklık estetik açıdan önemli olduğu gibi suyun tadını da etkiler. Suda bulunan asılı katı maddeler ve çözünmüş organik maddeler bulanıklığa neden olur. Bu nedenle bulanıklık suda istenmeyen maddelerin varlığına işaret eder. Dezenfektasyon amaçlı yapılan klorlama işlemi bulanık sularda daha zararlı maddelerin ortaya çıkmasına neden olabilir. Bu nedenle klorlama işleminin yapılabilmesi için sudaki bulanıklık değerinin belirli bir seviyede olması gerekir. Öte yandan bulanıklığın kaynağı evsel kirlenme, doğal bozunma ve endüstriyel kirlenme de olabilir. Su Arıtım Süreçleri Suyun arıtılması yalnızca suların sertliğinin giderilmesi ile sağlanmaz. Ayrıca içtiğimiz suların hastalık yapıcı mikroorganizmalar ve çeşitli kirleticilerden de arındırılması gerekir. Çünkü doğada bulunan mevcut su kaynakları (göl, akarsu, baraj, kuyu vb.) bazı istisnalar dışında içme, kullanma ve sanayinin ihtiyaçları için doğrudan kullanılmaya uygun değildir. Su arıtımındaki aşamalar dinlendirme, kireç giderme, koagülasyon, havalandırma, klorlama ve koku giderim evreleridir. Suyun Dinlendirilmesi: Barajlar ve büyük dinlendirme havuzlarında gerçekleştirilen işlem, bulanık suyun dinlendirilmesi sırasında birçok yabancı maddenin dibe çökmesi esasına dayanır. Çöken maddeler, bulanıklığa neden olan katı ve suda çözünmeyen maddelerdir. Kireç Giderme: Sert suda bulunan Mg(HCO 3 ) 2 ve Ca(HCO 3 ) 2 bileşikleri, sert sudan, sönmüş kireç (Ca(OH) 2 ) ilavesiyle çöktürülür ve uzaklaştırılır. OH iyonu, bikarbonat iyonu ile tepkimeye girerek su ve karbonat iyonu oluşturur. Karbonat iyonu, Ca 2+ ve Mg 2+ iyonları ile tepkimeye girerek metal karbonatları halinde çöker. Koagülasyon: Atık su arıtımında, koloidal maddelerle askı halindeki çok küçük taneciklerin çökelmesini kolaylaştırmak için suya ilave edilen maddelere koagülant denir. Koagülasyon aşaması, koagülantların suya ilave edilişiyle hızla karıştırılması ile koloidal ve askıdaki katı maddelerle birleşip kolayca çökebilmesi esasına dayanır. Havalandırma: Çöktürme havuzlarından geçen atık sular, çelik borular ile havalandırma havuzlarına gönderilir. Bu havuzlarda, suya kirlilik veren maddelerin mikroorganizmaları okside ederek uzaklaştırması için hava oksijeni verilir. Hava filtresi boyutu 0,3 mikrona kadar olan partiküllerin yaklaşık %95 ini giderebilmektedir. Klorlama ve Koku Giderilmesi: Suların hastalık yapıcı mikroorganizmalardan temizlenmesine dezenfeksiyon denir. En çok kullanılan dezenfeksiyon yöntemi klorlamadır. Klor suya karıştırıldığında sudaki bakteri ve mikroplarla tepkimeye girerek bunları parçalar. Dolayısıyla etkilerini yok eder. Klor, çok eski zamanlardan beri kullanılan iyi bir mikrop öldürücüdür. Evlerde Su Arıtımı Evlerde su arıtımı amacıyla kullanılan araçlarda sisteme giren şebeke suyu arıtılmış şekilde içme suyuna dönüşür. Bu cihazlarda 5 farklı filtre kullanılır. Suyla temasa geçen ilk filtre 5 mikron boyuta sahiptir. Çamur, pas ve asbest gibi tortuları tutarak suyun bulanıklığını giderir. Karbon filtre, başta klor olmak üzere kötü koku ve tat veren kimyasal maddeleri tutar. 1 mikron boyutlu filtre suyu son kez süzer. Sonraki aşamada ters ozmos prensibi ile çalışacak membran filtre kullanılır. Filtreye gelen basınçlı su, gözenekleri milimetrenin milyonda birinden çok daha küçük olan membrandan geçerek en düşük molekül düzeyinde filtre edilir. Bu işlem sırasında suda bulunması olası zararlı karışımların ve mikropların tamamı dışarı atılır. Sudaki çözünmüş madde miktarı ortalama %90 düşürülerek suyun özü elde edilir. Bilinen en küçük boyutlu virüs membran gözeneğinden 20 kat büyüktür. Bu nedenle virüsler membrandan geçemez. Son aşamada membran filtreden elde edilen su tatlandırılır ve güvenli içme suyuna dönüştürülür. Sistemdeki filtrelerin kullanımlarının süreli olmasından dolayı zaman zaman değiştirilmeleri gerekir. Musluklara takılarak kullanılan filtreler, kullanım ilkelerine uygun kullanıldığı takdirde 3
suyun sertliğini giderme konusunda işlev görebilir. Ev tipi filtreler genellikle kimyasal arıtma yapar, mikrobiyolojik arıtma sağlayamazlar. Ancak UV lamba veya gümüş filtre gibi özel birimler kullanılırsa su mikroplardan arındırılabilir. İşlenmiş içme suyu, yeraltı havzalarından elde edilen, ters ozmos ile saflaştırılıp ozonlanan ve damak lezzetine uygun olması için mineral ilave edilen sudur. Doğal kaynak suyu ya da işlenmiş içme sularının tercih edilmesi kişiye bağlıdır. İşlenmiş içme suyunun doğal kaynak suyundan farkı içme suyuna minerallerin ilave edilmesidir. Bu nedenle mineral düzeyi her zaman aynı düzeyde tutulabilir. Ancak doğal kaynak suyunda mineral yapısı mevsimsel olarak değişim gösterir. İşlenmiş içme suyu kaynağına bağlı olarak gazlı veya gazsız olabilir. Tercihe göre kaynağından çıkarıldıktan sonra da karbondioksit ile zenginleştirilerek gazlı hale getirilebilir. Doğal kaynak suları işleme tabi tutulmazken işlenmiş içme suları, dezenfeksiyon, filtrasyon, çöktürme, saflaştırma gibi işlemlere tabi tutulduğundan doğal su olarak değerlendirilemez. Deniz Suyundan İçme Suyu Eldesi Deniz suyundan içme suyu elde etmenin dayandığı prensip ters ozmos dur. Ters ozmos da aynen ozmos olayındaki gibi farklı derişimlere sahip iki çözelti yarı geçirgen zarla (membran) ayrılmıştır. Derişik çözelti tarafına ozmotik basınçtan daha yüksek bir basınç uygulandığında olay tersine döner (Yukardaki b şekli). Bu durumda derişik çözeltinin sıvı kısmı (çözücüsü) seyreltik çözeltiye doğru hareket eder. Böylece seyreltik çözelti daha seyreltik hale gelir. Derişik çözelti olarak deniz suyu (tuzlu su) kullanıldığında üzerine uygulanan 30-80 bar civarındaki basınç ile tuz ve diğer iyonlarından ayrıştırılarak içme suyunun değerlerine getirilebilir. Damıtma, deniz suyundan içme suyu elde etme yöntemlerinin bir diğeridir. Deniz suyu atmosfer basıncından düşük basınçlarda dolayısıyla 100 C nin altında kaynamaya bırakılarak damıtılır. Deniz suyunu tuzundan arındırma yöntemlerinden bir diğeri de deniz suyu basınçlanarak içinden metan gazı geçirmektir. Bu işlemde su yüzeyinde kısa sürede metan ve su moleküllerinden oluşan kristaller oluşur, geride ise tuz kalmış olur. Isıtılan kristallerden metan gazının buharlaşmasıyla su eldesi sağlanır. HAZIR GIDALAR VE TEMİZLİK MALZEMELERİ Hazır Gıdalar Günümüzde dünya nüfusunun artış hızına karşılık kaynakların sınırlı oluşu, insanın zamanı oldukça tasarruflu ve verimli kullanması gerekmektedir. Teknolojinin gelişmesi, kent nüfusunun artması, kadının iş hayatına yoğun bir şekilde katılması, yoğun iş temposu, çocukların okulda daha uzun süre kalması, daha çok seyahat etme veya yalnız yaşama tercihleri vb. gibi etkenler, insanları hazır ve hızlı yemeklere yöneltmeye başlamıştır. Hazır gıda; insanlar ve hayvanların artan ihtiyaçlarına karşılık olarak ortaya çıkan talebe karşı oluşmuş, üretilmesi ve tüketilmesi kolay, raf ömrü uzun olan çeşitli kimyasallar, koruyucu maddeler içeren besin maddelerine denir. Hazır gıdaları aşağıdaki gibi sınıflandırabiliriz; Toz ürünler; Hazır çorbalar, meyve içecekleri, tatlılar Unlu mamüller; Hazır ekmek, kek, gofret, kraker Fermantasyon ürünler; Ekmek, peynir, yoğurt, tereyağı, turşu, alkollü içecekler Dondurulmuş ürünler; Ayıklanmış sebzeler, patates kızartması, balık, dondurulmuş meyveler Konserveler; Hazır salçalar, marmelatlar, sebzeler, ton balıkları Hazır Gıdaların Hazırlanma Süreçleri Hepimiz mutlaka bir manavda, bakkalda ya da pazarda sebze, meyve veya kuru gıda maddeleri almışızdır. Bunları alırken mutlaka en iyisini, en tazesini almaya çalışmışızdır. Ancak tonlarla hazır gıda üretimi yapan fabrikalarda durum hiçte böyle değildir. 4
Buralarda toplu mal alımı olmakta, iyi, ezik, çürük, taze ya da bayat bir çok hammaddenin hepsi birlikte alınırken, aynı zamanda içlerine çeşitli kimyasallar katılmaktadır. Hazır gıdaların üretimi aşamasında koruyucular, boyalar, emülsiyonlaştırıcılar, tatlandırıcılar kullanılmaktadır. Ayrıca pastörizasyon, UHT sütün işlenmesi gibi uygulamalar gerçekleştirilmektedir. Alura REDAC, amarant, azorubin ve eritrosin gibi renklendiriciler hazır gıdaların üretiminde kullanılan kimyasal katkı maddeleridir. Yine gıdalarda kullanılan E621 (Monosodyum glumat) gibi lezzet arttırıcı tatlandırıcılar insan sağlığı için olumsuz etkilere sahiptir. Düşük kalorili karışımlar ve alkolsüz içeceklerde de alternatif tatlandırıcı olarak sakkarin ve aspartam gibi maddeler kullanılmaktadır. Meyvelerin çürümesine neden olan kimyasal reaksiyonların önlenmesi ve bakterilerin çoğalmamasının sağlanması için koruyucu olarak sitrik asit, sodyum benzoat vb. maddeler patates cipsi, meyve suyu, işlenmiş et gibi gıdaların üretimine dahil olur. İnce parçacıkların diğer madde içinde kolaylıkla dağılabilmesi için lesitin, polisorbat 60 gibi emülsiyonlaştırıcılar, margarin, çikolata gıdalarında yaygın kullanım alanı bulur. Pastörizasyon işlemi gıda sanayinde besin maddelerini hastalık yapıcı mikroorganizmalardan arındırmak amacıyla uygulanan ısıtma yöntemidir. Pastörizasyonda sütün 70-75 C ısıda 15 saniye ya da 90 C ısıda 1 saniye bekletilmesi söz konusudur. Kutu sütlerinde ise UHT (Ultra-Hight Temperature) yöntemi kullanılır. Süt 135-150 C sıcaklıkta 2-4 saniye ısıtılır. UHT li süt 4 ay, pastörize süt ise 3 gün dayanır. Pastörizasyon ve UHT teknolojisinde kullanılan ısıl işlemler sütteki faydalı bakterileri ve onların ürettiği enzim ve vitaminleri tahrip eder. GIDA KATKI MADDELERİ Normal koşullarda tek başına tüketilmeyen veya gıda hammaddesi olarak kullanılmayan, tek başına besleyici değeri olan/olmayan, gıdanın tat, koku, görünüş, yapı ve diğer niteliklerini korumak, düzeltmek amacıyla kullanılmasına izin verilen maddelere gıda katkı maddesi denir. Gıda katkı maddelerindeki kullanım amaçlarını aşağıdaki gibi sıralayabiliriz; Gıdaların görünüşünü, lezzetini, yapısını iyileştirmek Biyolojik ve besleyici değerini korumak veya düzenlemek Gıdalardaki istenilmeyen değişiklikleri engellemek Gıdaların kalitesini, dayanıklılığını ve raf ömrünü uzatmak Gıdalardaki bozulma ve mikrobiyal gelişmeleri önlemek Gıdaların zehirleyici ve hastalık yapıcı etkilerini ortadan kaldırmak Gıda çeşitliliği sağlamak Hazır gıdalar, paketleri üzerinde, kullanım amaçlarına göre özel adlar "E" numaraları ile belirtilir. "E" numara sistemi ile gıda katkı maddelerinin temel işlevlerine göre sınıflandırılması: Gıdaların etiketlerindeki "Üretim tarihi" ürünün üretildiği tarihtir. Ürünün kalitesinin en iyi olduğu tarihi gösterir. "Son kullanma tarihi" ise ürünün imalatçısı tarafından belirlenen, ürün kalitesini korurken kullanılması gerekli son tarihi ifade eder. Gıda alırken ambalajın üzerindeki son kullanma tarihi mutlaka kontrol edilmelidir. Bu tarihler belirlenirken gıdanın 2-4 C sıcaklıklarında saklanacağı dikkate alınır. Bu nedenle gıda bu sıcaklık koşullarında tutulmamışsa son kullanma tarihinin de bir 5
önemi kalmayabilir. Gıdaların son kullanma tarihinden sonra tüketilmesi gıda zehirlenmelerine yol açabilir. Tavsiye edilen tüketim tarihi bulunan gıdalara süt ürünleri, pişirilmiş etler örnek verilebilir. Temizlik Malzemeleri İnsanlar eski çağlardan bu yana çok çeşitli temizlik malzemeleri kullanmışlardır. Temizlenmek için süt, kül, kil ve bitki özlerini kullanan insanların, sabunu kullanmaya başlaması M.S.200 lere dayanır. Yediğimiz yemeğin artıklarının temizlenmesinden ev temizliğine, vücudumuzun temizliğine, giydiğimiz çamaşırların temizliğine kadar birçok alanda temizlik maddeleri kullanılmaktadır. Günümüzde yaygın olarak kullanılan temizlik malzemelerine örnek olarak, sabun, deterjan, çamaşır sodası, çamaşır suyu, kir ve yağ çözücüler verilebilir. SABUN Yağların bazik ortamda hidrolizlenmesi sonucu oluşan uzun zincirli (C 12 -C 18 ) karboksilli asitlerin sodyum (Na) veya potasyum (K) tuzlarına sabun, bu olaya ise sabunlaşma adı verilir. Sabunlaşma olayının tepkimesi aşağıdaki gibidir. Genel olarak, yumuşak ve sert olmak üzere iki çeşit sabun vardır. Sodyum tuzu olanlar sert sabun (beyaz sabun), potasyum tuzu olanlar yumuşak sabun (arap sabunu) olarak adlandırılır. Aşağıda sert sabunun ve yumuşak sabunun açık formülleri gösterilmiştir. Sabunlar suyu seven (hidrofil) yapıdaki baş kısım ile suyu sevmeyen (hidrofob) kuyruk kısmından oluşurlar. Kirlerin temizlenmesi sırasında apolar yapıdaki hidrofob (suyu sevmeyen) kısım kire tutunurken, polar yapıdaki hidrofil (suyu seven) kısım ise suya tutunarak, kiri yerinden koparır. Yumuşak sabunlar, suda sert sabunlara göre daha kolay çözündükleri için sıvı sabun ve traş köpüğü yapımında kullanılırlar. Sabunlar suda hidroliz olurlar ve ortamı bazik yaparlar. Sabun yapımında kullanılan yağlar bitkisel ya da hayvansal kaynaklı olabilir. Bitkisel yağlar (mısır yağı, hindistan cevizi yağı, pamuk yağı, zeytinyağı vb.) ile yapılan sabunlar suda kolaylıkla çözünür ve bol köpük yaparlar. Hayvansal yağlar ile yapılan sabunlar ise sert ve suya dayanıklıdırlar. Yavaş çözünürler. Suyun sertliği sabun yapımında oldukça önemlidir. Sert sular ile yapılan sabundan tam verim alınamaz. Sabun üretiminde kullanılan bazı tuz çözeltileri yardımıyla sabunun ortamdaki diğer maddelerden temizlenmesi sağlanır. Kullanılacak tuz yüksek kalitede olmalıdır. DETERJANLAR Kir sökücü anlamına gelen deterjan petrol türevlerinden elde edilir. Toz, krem ya da sıvı olanları vardır. Deterjanın en önemli özelliği sert sularda bile köpürebilmesidir. Yaygın olarak kullanılan deterjan lauril alkolden elde edilen sodyum lauril sülfat tır. Deterjan sabunun yaptığı her işi yapmasına rağmen sabun, kullanım alanında deterjanın yerini alamamaktadır. Moleküldeki uzun hidrokarbon zinciri kuyruk kısmı, tuz yapısındaki baz uç ise baş kısmıdır. Kuyruk kısmı apolar (hidrofob) baş kısmı ise polardır (hidrofil). 6
Deterjanların Temel Bileşenleri 1) Yüzey aktif maddeler: Yüzey aktif maddeler deterjanların temel bileşenidir. Yüzey aktif maddeler suyu seven (polar uç) ve suyu sevmeyen (apolar uç) kısımlardan oluşurlar. Yüzey aktif maddeler suyun yüzey gerilimini düşürerek, yıkama işleminin temizleme ve köpük oluşturma görevini yerine getirirler. 2) Köpük düzenleyiciler: Deterjanların içeriklerinde yüzey aktif maddelerin yanında bir köpük düzenleyici ve bir dayanıklaştırıcı (stabilizatör) kullanılması gerekir. Bu maddelerin fonksiyonu kiri temizlemek değil, köpüğün oluşumu ve kalıcılığı ile ilgilidir. 3) Sertlik gidericiler: Sert sulardaki Ca 2+ ve Mg 2+ iyonlarını tutmak için kompleks fosfatlar kullanılır. Sertlik giderici maddeler sayesinde deterjanlar, sert sularda daha etkin bir temizlik sağlayabilir. 4) Katkı maddeleri: Ağartıcılar (beyazlatıcılar), pas önleyiciler, optik beyazlatıcılar, koloidal taşıyıcılar, dolgu maddeleri (nem çekiciler ve topaklanmayı önleyiciler), dezenfektanlar, ovucular, enzimler, parfümler deterjan katkı maddeleridir. Sabun ve Deterjanların Temizleme Özelliği Kirler genellikle yağ ve benzeri apolar organik maddeleri içerirler. Su ise polar bir moleküldür. Bir maddenin diğeri içinde çözünebilmesi için molekül yapılarının benzerlik göstermesi gerekir. Kir ve su molekülleri yapı olarak birbirine benzemediklerinden dolayı birbirleri ile karışmazlar. Bu nedenle kiri temizlemek sadece su kullanarak mümkün olmaz. Sabun ve deterjan gibi yapısında hem polar hem de apolar kısım bulunduran maddeler kullanmak gerekir. Kir apolar olduğundan, kirli maddenin bulunduğu suya sabun ya da deterjan eklendiğinde molekülün apolar (hidrofob) ucu kiri sarar. Polar (hidrofil) uç ise su ile güçlü bağlar oluşturur. Böylece kir bulunduğu ortamdan suya geçer ve kirli yüzey temizlenmiş olur. SABUN VE DETERJAN ARASINDAKİ BENZERLİKLER Suda çözünürler. Temizleyici ve dezenfekte edicidirler. Moleküllerinde polar ve apolar kısımlar vardır. Sulu çözeltileri baziktir. Organik maddelerdir. Yüzey aktif madde içerirler. Molekülde uzun bir hidrokarbon zinciri ve tuz yapısında bir baz kısmı vardır. Hidrokarbon kısmına kuyruk, baz kısmına baş denir. Sabun ve Deterjan Arasındaki Farklılıklar Sabun sert sularda deterjan kadar iyi temizlemez. Sert sularda bulunan Ca 2+ ve Mg 2+ iyonları sabundaki Na + ve K + iyonlarıyla yer değiştirerek çökelek oluşturur. Böylelikle sabun molekülü aktivitesini yitirir. Oysa deterjanlar sert sulardaki iyonlarla çökelek oluşturmaz. Bu nedenle sert sularda da temizleme işlevini sürdürürler. Yapısında benzen halkası taşıyan deterjanlar (alkil benzen sülfonat deterjanları) benzen halkası oldukça kararlı olduğundan doğada mikroorganizmalar tarafından parçalanamazlar ve çevre kirliliği yaratırlar. Oysa uzun hidrokarbon zincirine sahip olan sabunlar kolaylıkla parçalanırlar. Bu nedenle sabunların çevreyi kirletici etkisi deterjanlara göre daha azdır. Sabun bitkisel veya hayvansal yağlardan elde edilirken, deterjanlar petrol türevlerinden elde edilirler. ÇAMAŞIR SODASI Formülü Na2CO3 olan çamaşır sodasının kimyasal adı sodyum karbonattır. Suda çözündüğünde oluşan Na+ iyonları sertliğe neden olan Ca2+ ve Mg2+ iyonları ile yer değiştirerek çökelek oluşumunu sağlar. Böylece çamaşır sodası sert suyu yumuşatmış olur. Yani suyun sertliği giderilmiş olur. Çamaşır sodasının temizleme özelliği de vardır. Suda çözündüğünde su ile hidroliz olan çamaşır sodası, sodyum hidroksit ile sodyum bikarbonat oluşturur. Na 2 CO 3 + H 2 O Hidroliz NaOH + NaHCO 3 Çamaşır Sodyum Sodyum sodası hidroksit bikarbonat Tepkime sonucu oluşan NaOH çözeltisinde yağların hidrolizi gerçekleşir ve sodyum tuzu (sabun) oluşur. Bu şekilde çamaşır sodası ile yağlı yüzeyler temizlenmiş olur. ÇAMAŞIR SUYU Çamaşır suyu yükseltgenme yoluyla maddeleri beyazlatma veya ağartma etkileri olan kimyasal adı sodyum hipoklorit (NaCIO) olan temizlik ve hijyende kullanılan maddedir. Günlük hayatımızda en çok kullandığımız çamaşır suyu aşağıdaki tepkimeye göre elde edilir; 2NaOH + Cl 2 NaClO + NaCl + H 2 O 7
Mandıralarda, su sağlayan ünitelerde, ev işlerinde mikrop öldürücü olarak kullanılır. Ayrıca birinci dünya savaşında yaraların tedavisinde de kullanılmıştır. Çamaşır suları, klorlu çamaşır suyu ve oksijenli çamaşır suyu olmak üzere iki çeşittir. Klorlu çamaşır suyu NaClO'nun % 5'lik sulu çözeltisidir. Ağartıcı etkisi vardır. Oksijenli çamaşır sularında ise sodyum perborat monohidrat (NaBO 3.H 2 O) bulunur. Oksijenli çamaşır sularının ağartma özelliği yoktur. Bu nedenle renkli çamaşırlarda da kullanılır. Genel olarak çamaşır suları kolay bozunurlar. Sıcaklık, metal iyonları, çözeltinin ph değeri, ışık gibi etkenler çamaşır suyunun bozulmasına neden olur. Çamaşır suyu asla amonyak içeren temizleyicilerle ya da tuz ruhu gibi asidik temizleyicilerle birlikte kullanılmamalı, çıplak elle temastan kaçınılmalı, buharı uzun süre solunmamalıdır. Hijyen Amacıyla Kullanılan Temizlik Maddeleri Bulunduğumuz ortamların ya da yediğimiz gıdaların fazla miktarda zararlı mikroorganizma içermesi durumunda gıda zehirlenmeleri ve çeşitli enfeksiyonlar oluşabilmektedir. Bu nedenle yaşadığımız ve çalıştığımız ortamların, gıdalarımızın ve üretildikleri ortamların hastalık yapıcı mikroorganizmalardan arındırılması gerekir. Temizlik malzemeleri kuvvetli baz ya da asit özellik taşır. Kireç çözücüler HCI, tuvalet temizleyiciler HCI, H2SO4, yağ çözücüler NaOH, lavabo açıcılar ise NaOH ve KOH içerir. UV ışınları dezenfeksiyon ve steril amacı ile kullanılabilir. Dezenfeksiyon zararlı mikroorganizmaların inaktif edilmesi, sterilizasyon ise mikroorganizmalardan arındırma işlemidir. UV ışınları genellikle ortam havası ve yüzeylerin dezenfeksiyonunda, suyun ve cerrahi aletlerin sterilizasyonunda kullanılır. İnsan üzerinde olumsuz etkiye sahip olması ise başlıca dezavantajdır. 8