Bitkisel Yağ Teknolojisi II (Taşıma, depolama ve ön işlemler) Yrd. Doç. Dr. Salih KARASU
Yağlı Tohumların Taşıma ve Depolama İşlemleri Yağlı tohumların taşıma, depolama ve ön işlemleri ürün kalitesi açısından önemli bir konudur. Bitkisel yağ teknolojisinde son ürün kalitesi üstün nitelikte hammaddenin işlenmesiyle ilgilidir. Hasat sonrasında ve özellikle de depolama sırasında tohumlarda veya meyvede biyolojik aktivitenin devam etmesi, yağ ve kek kalitesini ve yağ verimini düşürür.
Yağlı tohumların yıl içerisinde yüksek miktarlarda üretildiklerinden dolayı yıl içerisinde depolanmalarına ihtiyaç duyulmaktadır. Bu süre boyunca yağlı tohumların yapılarında herhangi bir zarar oluşmaması için uygun depolanmaları gerekmektedir.
Birçok yağlı tohum hasat sırasında ve sonrasında çeşitli biyolojik faaliyetlerden zarar görebilmektedirler. Bu faaliyetler, Yüksek nem içeriği, Yabancı madde içeriği, Fiziksel yaralanma, Hasat sonrası gibi yağışa maruz kalma gibi faktörlere bağlı olarak hızlanmaktadır.
Çeşitli Yağlı bitki tohumları
Depolama sırasında tohum kalitesini etkileyen faktörler Respirasyon (solunum) : Oksijen varlığında şekerler gibi organik maddelerin su ve karbondioksite kadar parçalanması reaksiyonuna respirasyon veya solunum denilir. C 6 H 12 O 6 + O 2 6 CO 2 + 6 H 2 O + energy (ekzotermik reaksiyon) Solunum hızı; Sağlam tohum low m.c. 0.1ml CO 2 /g tohum.gün Zarar görmüş tohum high m.c. 5.0ml CO 2 /g tohum gün
Enzimler : (a)lipaz enziminin katalizlediği reaksiyonlar; Gliserol + 3 yağ asidi Trigiserid + 3 H 2 O (b) Katalaz ve peroksidaz. Her iki enzimde hidrojeni kullanır. Katalaz hidrojen peroksiti parçalarken, peroksidaz bir sonraki oksidasyon ürünleri için peroksitleri sübstrat olarak kullanır. 2 hidrojen peroksit 2 su + oksijen
Nem İçeriğinin Depolamaya etkisi Yağlı tohum solunum, çimlenme, enzim aktivitesi, ve küf gelişimi düşük nem değerlerinde durur. Bu maksimum kabul edilebilir nem miktarına kritik nem içeriği (KNİ) adı verilir. Bu nem içeriği aşan değerlerde yıkardaki bozulmalar gözlenir. Yağlı tohumların depolanması sırasında tohumun yağ içermeyen bölümünün nem içeriği önemli bir parametredir. KNİ genel olarak düşük yağ içerikli tohumlarda yüksek, yüksek yağ içerikli tohumlarda ise düşük değerdedir.
Nişasta bazlı ürünlerde güvenli nem içeriği % 16 düzeyindedir. Kritik nem içeriği aşağıdaki gibi hesaplanır. Tohumun yağ içeriği. % 22 Yağ içermeyen bölümün yüzdesi. %78 Kritik nem içeriği 0.78 x 16 = 12.5 %
Bazı yağlı tohumların kritik nem içeriği Kabuk (%) Yağ (%) CML(%) Kanola 14 40 7.0 Palm çekirdeği - 52 8.0 Ayçiçeği çekirdeği 28 43 8.5 Pamuk tohumu 48 18 10.0 Soya fasulyesi 8 20 12.0
Sıcaklığın Etkisi Pamuk tohumu gibi tohumlarda sıcaklık depolama sırasında en önemli faktörlerden biri olarak değerlendirilir. Pamuk tohumunun solunum faaliyeti sıcaklığa önemli derecede bağımlıdır. Pamuk tohumundaki lint adı verilen yapı tohumun ısıyı absorbe etmesine neden olur. Yüksek sıcaklığın istenmeyen etkilerinden dolayı yağlı tohumlar sıcaklığın hava akımı ve fan sistemiyle kontrol altında tutulduğu depolama sistemlerinde depolanırlar. Bunun için en uygun depolama şekillerinden birisi de
Depolama yöntemleri Muskogee tipi depolar Pamuk, Ayçiçeği, soya fasulyesi gibi yağlı tohumlar, sıcaklık nem kontrolünün yapıldığı Muskogee depo ortamlarında depolanabilmektedirler
Muskogee tipi depolar Yağlı tohum Bantlı taşıyıcı Yağlı Tohum yığını Section through storage building
Depo ortamı (warehauses)
Yağlı tohumlara uygulanan ön işlemler Temizleme (Cleaning) Delinting (Lint giderme) Kabuk giderme (Dehulling) Yabancı maddeler Lints Kabuk Boyut küçültme (Flaking) Kavurma (Cooking) Nem
Temizleme (CLEANING) Hammeddeden sağlam yağlı tohumların ayrılması ve diğer safızlıkların uzaklaştırılması yağ kalitesi ve verimi açısından önemli bir işlemdir. Bu safsızları organik, inorganik ve tohum kaynaklı olmak üzere sınıflandırabiliriz.
İnorganik safsızlıklar: Toz, toprak, taş, metal, Organik safsızlıklar: Yaprak, ot, kavuz, kök, diğer tohumlar, hasta ve zarar görmüş yağlı tohum.. Temizleme işleminin temel amacı yağ kalitesi ve verimini artırmak, ve ekipmanların zarar görmemesini sağlamaktır. Bu amaçla kullanılan sistemler. Temizleme ekipmanları Elekler Aspiratörler Manyetik tutucular Seperatörler (sorter)
Elekler Elekler yağlı tohumları boyut farkına göre yabancı maddelerden ayrımı yapabilirler. Vibrasyon elekler, döner elekler ve taş ayıklayıcılar bu amaçla kullanılır. Vibratör elek Taş ayıklayıcı
ASPIRATORS Yağlı tohum yığının hava akımına maruz bırakılması sonucu özgül ağırlık farkına göre yabancı maddelerin ayrılması sağlanır. Aspiratör sistemi
Manyetik selektör Manyetik selektör Yağlı tohumlar içerisindeki metal parçaları manyetik tutucularla yığından uzaklaştırılır. Tohum bünyesine karışmış metaller hem üretim kalitesini düşür hem de ekipmanlara zarar vermektedir. Bu yüzden mutlaka uzaklaştırılması gerekmektedir.
Döner manyetik seperatör Aspirasyon Tohum girişi Döner tambur Manyetik tutucu Temiz tohum Metal parçaları
Linterleme (Delinting) Pamuk tohumu lints (8-12%) Kabuk (40-45%) Delinting proces Pamuk tohumunda kalan lintlerin uzaklaştırılması İşlemin amacı: 1) Yağ verimini artırmak 2) Lint maddesinin elde etmek
Linterleme
Kesme cottonseed seed feeder cut lints Saws (40 %) delinted seed Brush (100 %) Saw teeth
Kabuk soyma (DEHULLING). Kabuk uzaklaştırma işlemi yüksek kalitede yağ elde etmek için tohum etrafındaki yapının uzaklaştırma işlemidir. Bu durum kek içeriğindeki fibröz içeriğini düşürerek kek ve kek kalitesini artırır. Tohumdaki yağın % 99 dan daha fazlası çekirdekte yer almaktadır.
Kabuk uzaklaştırma Eğer kabuklar yağlı tohumdan yeterince uzaklaştırılamazsa kabuklar yağı emer ve yağ veriminin düşmesine neden olurlar. Bununla birlikte kabuktaki renk maddeleri ve wakslar yağa geçerler. Bu durum rafinasyon işleminde ekstra iş ve maliyete neden olacaktır. Ayrıca kabuk uzaklaştırılmazsa ekstraksiyon ekipmanlarının kapasitesi düşer ve ekipmanların zarar görme ihtimali ve ekstra bakım onarım masrafı ortaya çıkabilir.
Kabuk uzaklaştırıcı Kabuk uzaklaştırıcılar pamuk tohumu, ayçiçeği ve fındık gibi tohumlar için kullanılabilir. İki prensibe dayalı olarak çalışır. Barlı (parmaklı) kabuk uzaklaştırıcılar Diskli kabuk uzaklaştırıcılar
Diskli Kabuk soyucu Yağlı tohumlar sabit ve hareketli disk içeren sitemin merkezine beslenirler ve santrifüj kuvvetiyle ayrılırlar. Bu işlem sonucunda farklı büyüklükte kabuk oluşur. Kabuğu uzaklaştırılamayan tohumlar sisteme geri beslenir. Tohum boyutuna göre ayarlanır Tohum Hareketli disk Sabit disk
Kabuk soyma işlemi
Boyut küçültme (Flaking) Boyut küçültme işleminin amacı tohum yüzey alanını artırarak, yağın katıda alacağı yol azaltılır ve presleme işlemine kolaylık sağlanır. Bu işlem Isıl işlem etkinliğini de artırmaktadır.
Valsli değirmen Yağlı tohumlar beş valsten oluşan değirmene gönderilirler. Bu sistemde iki vals arasına sıkışan tohumların boyutu küçültülür. Aşağıdaki gibi kez valsleme işleminden geçerek tohum istenilen boyuta düşürülür ve bir sonraki vals çiftine aktarılır. Bu valslerin çapları 60-80 cm ve boyları ise 1-2.2 m arasında değişir. Bu şekilde tohum boyutu 0,25 mm ye kadar düşürülür. Tane Kesici vals Bıçak Düz vals Hız 0.05 m/s flake
Boyut küçültme makinesi (Flaking)
Kavurma işlemi Yağlı tohumların yağ verimlerini artırmak ve küspenin daha iyi değerlendirilmesini sağlamak için kavrulması gerekir. Sıcaklık uygulanarak yağın viskozitesi azaltılıp, akıcılığı artırılır. Hücre proteinleri koagüle edilerek, hücre zarlarına gevreklik verilerek yağın hücreden kolayca çıkması sağlanır. Tohumdaki su oranı % 7-8 den % 4-4,5 a düşürülür. Kavurma işlemi küçük işletmelerde doğrudan ateşle ısıtılan tek katlı tavalarda, büyük ve modern işletmelerde ise 4-5 katlı tavalarda yapılmaktadır.
Kavurma işlemi Tavalara alınan tohum önce 15-20 dakika ısıtılır ve üzerine su buharı veya sıcak su püskürtülüp nemi % 16-18 çıkartılır. Tohum sıcaklığı 80-90 oc ye çıkartılarak kavurma işlemine geçilir. 20-30 dakika kavrulan tohumun proteinleri koagüle edilmiştir. Daha sonra 110-115 oc sıcaklıkta nem oranı % 4-4,5 a düşürülür, pres veya ekstraktöre sevk edilir.
Isıl işlem (Kavurma) sistemleri
Isıl işlem uygulaması Aşağıdaki sistemde olduğu gibi ısıtma işlemi buhar sayesinde yapılır. Bu sitemde gerektiğinde tohumlara nem vermek ve uzaklaştırılarak tohumun fiziksel yapısını preslemeye en uygun hale getirilir. Seed flakes T ( 0 C) Direct steam 2-3.5 m diameter 50-70 cm high Sweeper-type stirrer Exhaust pipe gates Cooked flakes
Kavurma işlemi uygulaması Isıl işlem uygulamanın tohumların kimyasal ve fiziksel özelliklerini etkilemektedir: Isıl işlem uygulamsıyla birlikte küçük mikro yapıdaki yağ damlacıkları bir araya gelerek daha büyük yapılara dönüşür. Isıl işlem uygulaması proteinleri denatüre ederek emülsiyon yapısı kırılır ve yağ kekten kolaylıkla ayrılır. Isıl işlem tohum katısına preslemeye en uygun kıvamı (plastik) sağlar. Bakteri ve küfler inaktive edilir. Sıcaklık artışıyla yağın viskozitesi düşer ve akışkanlık artar. Yağın yapıdan ayrılması kolaylaşır. Gossypol gibi bazı maddelerin detoksifikasyonu sağlanır.