+ Yorum Gönder
Her Telden Eğitim Konuları ve Ödev ve Tezler Forumunda Meyve Suyu Hangi Aşamalardan Geçer Konusunu Okuyorsunuz..
  1. Ziyaretçi

    Meyve Suyu Hangi Aşamalardan Geçer








    meyve suyu hangi aşamalardan geçer







  2. Dr Zeynep
    Bayan Üye





    Meyve Suyu Üretim Aşamaları


    Meyvelerden mekaniki işlemlerle elde edilen, fermente olmamış fakat fermente olabilir nitelikte, elde edildiği meyvenin kendine özgü renk, aroma ve flavor niteliklerine sahip olan üründür. eyve suyu tanımına, meyve suyu konsantresinin restorasyonuyla elde edilen içecekler de dahildir. Restorasyon amacıyla konsantreye; kimyasal, mikrobiyolojik ve duyusal açıdan uygun nitelikteki su, o konsantrenin üretiminde uzaklaştırılmış oranda olmak üzere geri eklenir. Ayrıca konsantre üretiminde ayrılmış uçucu bileşikler de aromanın restorasyonu amacıyla geri eklenebilir.

    Meyve Suyu Konsantresi :

    Meyve suyundan, fiziksel yolla belli oranda suyun uzaklaştırılmasıyla elde edilen üründür. Bu ürün eğer doğrudan tüketime sunulacaksa, meyve suyu hacminin % 50′den daha az azaltılmış olmaması gerekir.

    Meyve Nektarı :

    Meyve suyuna, meyve suyu konsantresine, meyve püresine, konsantre meyve püresine veya bunların karışımına su ve şeker eklenerek elde edilen, fermente olmamış, fakat fermente olabilir nitelikteki üründür.

    Elma (Malus sylvestris) :


    İyi bir elma suyu, asit – şeker dengesi yeterli düzeyde (mayhoş) aromaca zengin ve uygun bir dönemde hasat edilen elmalardan üretilebilir. Meyve suyu üretiminde kullanılacak elmalar, sofra olgunluğundan bir önceki dönemde hasat edilmelidir. Ham elmalarda, hem aroma ve hem lezzet gelişmemiş olduğu gibi bunların işlenmesinde özellikle durultmada bazı sorunlar oluşur. Küçük elmalar meyve suyu üretimine daha elverişlidir. Çünkü bunlarda kabuğun ete oranı daha fazladır ve elmalarda kabuk, aroma komponentlerinin en zengin kaynağıdır.

    Elmalarda meyve suyu randımanı %8085 arasında değişir. Depolanmış elmalarda randıman düşer. Elmalarda, suda çözünmeyen kuru madde %1.03,5, suda çözünen kuru madde %817 (ortalama %12), toplam şeker %712, toplam asit %0.21.7, pH 3.23.5, pektin % 0.61.0, kül % 0.30.4 arasında değişir. Amasya elmalarında glukoz % 1.231.67, fruktoz % 5.777.98, sakaroz % 1.352.24, toplam şeker % 8.7411.24 arasında değişmektedir (Ekşi und Karadeniz, 1990).

    MEYVELERİN PARÇALANMASI (MAYŞEYE İŞLEME)

    Meyveler ister preslenecek, ister palperde pulp haline getirilecek olsun, önce;

    parçalanıp kıyılması gerekir. Yukarıda açıklandığı gibi, çekirdekleri ayrılan meyveler bu işlem sırasında aynı zamanda parçalanmaktadırlar. Bunun gibi, üzüm ve benzer meyveler sap ayırma sonunda, bir çift merdane arasından geçirilerek parçalanmaktadır. Pulp haline getirilecek yumuşak meyvelerle, domates gibi ürünler, döner bıçaklarla parçalanırlar. Preslenecek sert meyveler ise bu amaçla yapılmış cihazlarda itina ile kıyılırlar. Meyve parçalayan bütün bu cihazlara meyve değirmeni denir. Elde edilen parçalanmış meyve kitlesine ise mayşe denir.

    Preslenecek meyvelerin parçalanma işlemi ve parçacık iriliği özel bir önem taşır. Örneğin; iri parçalar halinde kıyılmış bir elmada, istenen meyve suyu randımanına ulaşılamaz. Buna karşın çok ince kıyılmış ve lapa haline gelmiş meyvenin preslenmesi ise mümkün değildir. Gereğinden ince kıyılmış meyveler preslenince elde edilen meyve suyu fazla miktarda ve süspansiyon halinde parçacıklar içerir. Böyle bir meyve suyu daha sonraki işlem aşamalarında, özellikle durultmada önemli sorunlar çıkarır. Meyvelerin parçalanmasında çekirdeklerin kırılmaması, kabuğun fazla parçalanmaması gerekir. Özetle meyvelerin kıyılması, randımana ve meyve suyu niteliğine etki eden önemli bir işlemdir.

    Parçalama sırasında, doku zedelenerek ufalanır ve hücre zarları bir oranda parçalanır. Böylece parçalanmayla birlikte meyve suyu dışarı çıkmaya başlar. Üzümsü meyvelerin suyunun yaklaşık % 50′si bu aşamada serbestçe ayrılır. Nitekim bu özelliği nedeniyle bu meyvelerin suyunun bir bölümü damlatma tanklarında ayrılarak, geri kalan kısım prese verilir. Böylece aynı zamanda pres kapasitesi de artırılabilmektedir.

    Meyve suyu endüstrisinde, her meyveye uygun çeşitli değirmenler kullanılmaktadır. Bazılarına aşağıda kısaca değinilmiştir.

    Üzüm değirmeni :

    Daha önce de değinilen bu değirmenler, birbirine doğru dönen iki valsten ibarettir. Etkili bir parçalama sağlamak için valslerin üzeri uzunlamasına oluklu bir şekilde yapılmıştır. Vals aralığı ayarlanabilir. Çilekgiller, üzümsü meyveler ve vişne gibi meyveler bu tip değirmenlerde başarı ile öğütülebilirler.

    Santrifüj değirmen :

    Bu değirmenlerde meyveler merkezkaç kuvveti etkisiyle, bir silindir içinde içi rende olarak yapılmış silindir gövdesi tarafından rendelenerek parçalanırlar.

    Rendeleme Değirmeni :


    Bu tip değirmenlerde meyveler bir silindir içindeki mil ile döndürülen yıldız şeklinde 2 veya 3’lü palet yardımıyla silindir gövdesindeki uzunlamasına yer alan testere şeklindeki rendeleme elemanlarına hızla sürtülürler. Böylece kıyılmış meyve silindir gövdesindeki delikten aşağıya dökülür. Bu tip değirmenler özellikle elma ve armut gibi meyvelere uygundur.

    MAYŞEYE UYGULANAN IŞLEMLER

    Her ne şekilde ve her ne amaçla olursa olsun, parçalanmış meyveye mayşe denir. Elde edilmiş mayşe, ya palpere veya prese sevk edilecektir. Ancak bundan önce, işlenen meyve çeşidine ve elde edilecek ürüne bağlı olarak bazı işlemler uygulanır. Özetle, duruma göre bu işlemlerin hiç biri uygulanmadığı gibi, birinin veya birkaçının uygulanması zorunlu olabilir. Mayşeye uygulanan başlıca işlemler aşağıda verilmiştir.

    Mayşenin Isıtılması ve Soğutulması


    İlke olarak parçalanmış meyve derhal ısıtılarak meyvede doğal olarak bulunan tüm enzimler inaktif hale getirilir. Böylece, özellikle, renk, lezzet ve besleme değerini bozan ve azaltan enzimatik reaksiyonlar önlenmektedir. Şu halde mayşe ısıtmanın ilk amacı, enzimlerin inaktive edilmesi suretiyle biyokimyasal reaksiyonların önlenmesidir. Ancak mayşenin ısıtılmasının diğer yararları da vardır. Genel olarak mayşenin ısıtılmasıyla randımanın yaklaşık % 10 oranında arttığı kabul edilmektedir.

    Bunun gibi, siyah üzüm, vişne, çilek gibi koyu renkli meyvelerde, mayşe ısıtmaile daha yoğun renkli bir ürün elde edilir. Özellikle kabuk ve dokuda bulunan pigmentler ısıtma ile çözünerek meyve suyuna geçer.

    Diğer taraftan mayşenin ısıtılmasıyla, mayşenin mikroorganizma yükü azalır. Böylece daha sonraki üretim aşamalarında üründe bir fermentasyon tehlikesinin belirmesi azaltılabilmektedir.

    Mayşenin ısıtılmasıyla proteinler kuagüle olur, hücre zarı geçirgenlik kazanır ve doku gevşer. Bu şekilde preslenecek mayşenin fiziksel yapısı bozulduğundan preslemenin başlangıcında, dokudan meyve suyu çıkışı biraz yavaşlarsa da toplam randıman ısıtılmamış meyveden daha yüksektir.

    Elma, armut, ayva gibi meyvelerin berrak meyve suyuna işlenmelerinde mayşeye ısıtma uygulanmaz. Bu meyvelerin mayşesi ısıtılırsa, mayşe; preslenme kabiliyetini tümden yitirir. Buna karşın, pulpa işlenecek tüm meyvelerde mutlaka ve etkili bir ısıtma yapılır. Pulp kalitesi ile ısıtma arasında yakın bir ilişki vardır. Isıtılmış mayşeden elde edilen pulplarda ve bunlardan üretilen nektarlarda serum ayrılması önemli ölçüde önlenmiş olur. Bunun başlıca nedenleri, meyvedeki pektolitik enzimlerin inaktive edilmesi suretiyle pektinin korunmuş olması ve pulpun daha stabil yapı oluşturacak bir bileşim kazanmasıdır.

    Isıtmanın bütün bu olumlu etkilerine karşın bazı olumsuz yönleri de vardır. Özellikle, ısıtma sıcaklık ve süresine gerekli titizlik gösterilmezse, renk, aroma ve lezzette bazı gerilemeler kendini gösterebilir. Ayrıca, çekirdek, kabuk ve saplardan istenmeyen bazı maddelerin meyve suyuna geçişi hızlanabilir. Bu nedenle, örneğin;

    üzümlerde mayşe ısıtması uygulanınca elde edilen üzüm suyu daha buruk lezzette olmaktadır.

    Isıtma işlemi, mayşe ısıtıcılarda, mayşenin 8587 °C civarına kadar süratle ısıtılması, bu sıcaklıkta 23 dakika kalması ve sonra süratle soğutulması şeklinde uygulanır. Isıtılacak mayşe bir pompa yardımıyla ısıtıcıya sevkedilir. Mayşenin ısıtıcıdaki hareketi bir sıvı hareketine benzemez, yani akış turbilent değildir. Bu nedenle mayşenin ısıtıcı yüzeylerine değen kısımları aşırı derecede ısınırken diğer kısımları düşük derecelerde kalabilir. Bu sebeple mayşe ısıtmada, özel cihazlar kullanılır. İyi bir mayşe ısıtıcı, mayşeyi süratle ısıtabilmeli, ısıtma indirekt yapılmalı yani mayşeye buhar karışmamalı, çabuk ve tam temizlenebilmeli ve az yer kaplamalıdır.

    En yaygın mayşe ısıtıcıları, buhar gömlekli, yarım silindir şeklinde paslanmaz çelikten yapılmış uzun bir tekneden ibarettir. Mayşe, 56 m uzunluğundaki bu tekneyi, bir mil ve üzerindeki pedallar yardımıyla katederken ısınır. Isınmış mayşe, teknenin diğer ucundan bir pompanın haznesine ulaşır. Bu tip ısıtıcılarda ısıtma süre ve sıcaklığının kontrolü zordur ve daha çok pulpa işlenen meyvelere uygundur. Bu tip ısıtıcılara vidalı ısıtıcı denir.

    Şekil 4.7′de başka bir ilke ile çalışan bir mayşe ısıtıcısı gösterilmiştir. Bu tip ısıtıcılarda mayşe spiral bir yolla hareket ederken, içten ve dıştan ısıtılmaktadır. Böylece süratli ve kontrollü bir ısınma sağlanabilmektedir. Ayrıca dıştaki ısıtıcı manto, kolaylıkla çıkarılabildiğinden mayşenin temas ettiği bütün yüzey ortaya çıkmakta ve böylece kolaylıkla temizlenebilmektedir.

    Diğer yaygın bir mayşe ısıtıcı tipi ise; tubular ısıtıcılardır. Bu ısıtıcılar içte paslanmaz çelik, dışta adi çelikten yapılmış bir boru çiftinden ibarettir. Mayşe, içteki paslanmaz çelik boruda hareket ederken dıştan buharla ısınır. Uzun bir borusal düzen yerine, az yer kaplaması ve kolay temizlenmesi bakımından bir seri boru demeti şeklindeki konstrüksiyon daha yaygındır. Tubular ısıtıcılarda, bazen sadece paslanmaz çelikten yapılmış bir boru demetinden ibaret bir ek bölme de bulunabilir. “Sıcak tutma bölmesi” denen bu kısımda, daha önce istenen dereceye kadar ısınmış mayşe 23 dakika daha aynı derecede tutulur. Böyle bir ısıtıcı Şekil 4.8′de gösterilmiştir.

    Bazı tubular ısıtıcılarda, borular her iki uçta bir ayna üzerine monte edilmiştir. Aynalar üzerinde, kolaylıkla açılıp kapatılabilen kapaklar bulunur. Kapakların borulara bakan yüzeyindeki özel yapı, mayşenin sıra ile bütün boruları dolaşmasını sağlamaktadır. Nihayet temizlik işlemi kapakların açılması ile kolaylıkla yapılabilmektedir. Bu tip ısıtıcılar özellikle domates suyu ve salça üretiminde domates mayşesinin ısıtılmasında yaygın olarak kullanılmaktadır. Benzer ilkelere göre çalışan daha birçok mayşe ısıtıcıları vardır.

    Mayşenin ısıtılması ile istenen amaca ulaşıldığından ve mayşenin daha uzun süre sıcak kalması sakıncalı olduğundan genellikle derhal soğutulur. Mayşe soğutmada, çoğunlukla tubular soğutucular kullanılır. Tubular soğutucular yapı olarak aynen tubular ısıtıcılara benzer. Ancak tubular ısıtıcılarda 100110 °C de buhar kullanılırken, soğutucularda dışta soğuk su dolaşır. Su ve mayşe ters akım ilkesine göre hareket eder. Mayşenin derhal soğutulması zorunluluğu veya kaç dereceye kadar soğutulacağı işlenen meyveye göre değişir. Eğer, meyve pulpa işlenmekteyse, mayşe soğutulmaksızın derhal palpere verilerek, sıcak halde işlenir. Böylece palperde mayşe,bir buhar atmosferinde inceltilir ve bu suretle pulpun hava ile teması önlenmiş olur. Ancak bu takdirde elde edilmiş sıcak pulp bundan sonra derhal soğutulmalıdır.

    Buna karşın preslenecek mayşeye eğer aşağıda açıklanan, mayşe fermentasyonu uygulanacaksa, mayşe sadece 50 0C ‘ye kadar soğutulur. Aksi halde mayşe genellikle mümkün olduğunca düşük derecelere kadar soğutularak, prese soğuk olarak ulaştırılır. Şüphesiz mayşe, soğutmada kullanılan suyun sıcaklığının en çok 34 0C üstüne kadar soğutulabilir.

    MAYŞENİN PRESLENMESİ VE PRESLER

    PRESLEME İLE İLGİLİ FAKTÖRLER


    Berrak ve doğal bulanık meyve suları, mayşenin preslenmesiyle elde edilmektedir. Ancak elma, armut gibi meyvelerden difüzyon yöntemiyle de meyve suyu üretilmektedir. Difüzyon yönteminde meyve kıyımı soğuk veya sıcak su ile ters akımla karşılaştırılır. Böylece hücre öz sıvısı suya geçirilir. Buna göre elde edilen meyve suyunun doğal bileşimi kısmen değişmiş ve seyrelmiştir. Doğal briks derecesine ulaştırmak için, fazla suyun buharlaştırılması gerekmektedir ve bu da maliyet üzerine etkili bir faktördür. Difüzyonla elde edilmiş meyve suyunun durultulma ve filtrasyonunda önemli bir sorunla karşılaşılmaması gibi bazı olumlu özelliklere rağmen bu yöntem oldukça sınırlı uygulanmaktadır. Ülkemizde difüzyona dayalı meyve suyu tesisleri yoktur. Bu nedenle burada sadece preslemeye yer verilmiştir.

    Presleme üzerine, basınç, katman kalınlığı, meyve suyu viskositesi vb. gibi bir çok faktör etkilidir. Bunların başlıcalarına aşağıda değinilmiştir.

    Basınç ve Parça İriliği :

    Presleme, aynen filtrasyon ve palperden geçirme gibi irilik farkına dayalı bir ayırma tekniğidir. Ayırmada çeşitli şekillerde oluşturulmuş etkili bir basınç farkından yararlanılır. Ancak preslemede basınç düzeyi, başarının birincil faktörü değildir. Eğer diğer faktörler dikkate alınmazsa yüksek basınç uygulansa bile, istenen miktar ve nitelikte meyve suyu elde edilemez. Presleme üzerine etki eden faktörlerin başında, mayşenin süngerimsi bir yapıda bulunması ve bu yapısını preslemede olabildiğince uzun süre koruyabilmesi gelir. Preslenecek mayşeye süngerimsi bir yapı, meyvenin değirmende öğütülmesi aşamasında parça iriliğini ayarlamak suretiyle kazandırılır. Örneğin; iri parçalara bölünmüş veya çok ince öğütülerek adeta lapa haline getirilmiş bir elma mayşesi, preslenme niteliğinde değildir. Diğer taraftan, her meyve süngerimsi yapıda bir mayşe veremez. Örneğin çilekgillerde böyle bir olanak yoktur. Taze elmalardan, süngerimsi yapıda bir mayşe alınabildiği halde, aşırı olgun depolanmış elmalarda buna olanak yoktur. Böyle durumlarda, mayşe enzimasyonu veya presleme yardımcı maddeleri eklenmesi gibi başka önlemlerle, mayşenin preslenebilirliği geliştirilmektedir.

    Mayşenin fiziksel yapısının korunması, preslemede uygulanan basınç programı ile sağlanır. Meyve suyu randımanı bu programın seçimine bağlıdır. Pres basıncının belli zaman dilimlerinde kademeli olarak artırılması, randımanı olumlu yönde etkileyen faktörlerin başında gelir (Kardos, 1979). Basınç artırma temposu öyle düzenlenmelidir ki, meyve suyunun dışarı akabildiğinden daha hızlı bir presleme yapılmamış olsun. Buna karşın pres basıncının daha presleme başlangıcında, birden maksimum düzeyine ulaştırılması, mayşenin yapısını olumsuz yönde etkilemekte ve meyve suyunun dışarıya sızmakta olduğu kanalları bozarak kapatmakta ve böylece randıman düşmektedir. Kuşkusuz preslemede uygulanan maksimum basınç randımanı etkileyen önemli, fakat sınırlı bir etkendir. Örneğin; elmaların preslenmesinde 1 bar basınç uygulanınca dokudaki hücrelerin % 10′unun parçalanmış olduğu, basıncın 10 bara çıkarılmasıyla, bu oranın yaklaşık sadece % 5 kadar daha arttığı saptanmıştır (Keding et al., 1986). Preslemede uygulanacak optimal basınç; pres tipi, işlenen meyve türü gibi faktörlere bağlı olmakla birlikte bunun 520 bar arasında değişebileceği belirtilmektedir (Flaumenbaum et al., 1965).

    Katman kalınlığı : Preslenen mayşenin katman kalınlığı, preslemeye etkili önemli faktörlerden biridir. Mayşe katmanının etkisi, uygulanan basınç, mayşe yapısı, süre ve sıcaklık gibi faktörlerle doğrudan ilişkilidir. Katman kalınlığı arttıkça meyve suyunun akış yolu o kadar uzar, buna bağlı olarak da presleme süresi uzar. Bunun tek yararı, katman kalınlığı arttıkça; mayşenin bizzat tiltrasyon etkisi göstermesi ve böylece daha az durultma sorunu olan bir meyve suyu elde edilmesidir. Katman kalınlığının diğer bir etkisi, basınç düşmesine neden olmasıdır. Mayşe, kötü bir basınç iletkeni olup, kalınlığa bağlı olarak % 50′ye kadar basınç düşmesine neden olmaktadır (Keding et al., 1986). Bu nedenle katman kalınlığı fazla olan preslemede yeterli bir randımana ulaşılmamaktadır. Basıncın artırılmasıyla bunun çözülmesi mümkün olmamaktadır. Katman kalınlığının başka bir ifadeyle tanımı, “Meyve suyu çıkış özgül alanı” şeklindedir. Bu değer; meyve suyunun toplam çıkış yüzey alanının, preslenmekte olan mayşenin hacmine oranıdır. Katman kalınlığının düşürülmesi demek, meyve suyu çıkış özgül alanının büyümesi, yani; meyve suyu çıkış yolunun kısalması demektir. Çeşitli pres tiplerinde katman kalınlığının düşürülmesi için değişik önlemler alınmıştır. Örneğin; drenaj elemanlarının kullanıldığı “Bucher Horizontal” preslerinde, katman kalınlığı sorunu tamamen çözülmüştür. Çeşitli nedenlerle kullanılmaları gittikçe azalmakta olan paketli presler de, meyve suyu çıkış özgül alanı düşük olan, yani katman kalınlığı ince olan, preslere diğer bir örnektir. Bant preslerde ise mayşe katmanı kalınlığı 38 cm’den fazla tutulmaz.

    Viskozite :


    Preslemede diğer önemli bir faktör meyve suyunun viskozitesidir. Viskotize düştükçe meyve suyu, mayşe arasında oluşan kanallardan kolayca akabildiğinden presleme kolaylaşmakta ve randıman yükselmektedir. Nitekim mayşe enzimasyonunun amaçlarından birisi, hücre özsuyunda çözünmüş pektini parçalayarak meyve suyu viskozitesini düşürmek ve bu yolla preslemeyi kolaylaştırmaktır. Viskoziteyi düşüren diğer bir etken ise sıcaklık derecesinin yükseltilmesidir. Bu nedenle mayşe sıcaklığı belli bir düzeye kadar yükseldikçe meyve suyu daha kolay alınabilmektedir. Ancak sıcaklık belli bir düzeyin üzerine çıkınca, bir taraftan mayşenin yapısı bozularak, diğer taraftan meyve suyuna daha fazla çözünmüş pektin geçerek bu defa olumsuz yönde etki ortaya çıkmaktadır. Bu nedenle, elma, armut ve ayva gibi meyvelerin mayşesi ısıtılmaz. Gerçekten elma mayşesi daha 40 0C’ye kadar ısıtılınca, preslenme niteliğini yitirmektedir.

    Bant Presler:


    Bu presler meyve suyu endüstrisine girmeden önce “atık su” ve “kağıt endüstrisinde” kullanılmaktaydı. 1980′li yılların ikinci yarısında meyve suyu endüstrisinde kullanım alanı bulmaya başlamışlardır. Bugün hemen her meyve suyu fabrikasında bant prese rastlanmaktadır. Bant presin olumlu yönleri olarak; yüksek kapasite, iyi randıman, düşük yatırım, düşük enerji sarfiyatı, hemen hemen bakım gerektirmeden çalıştırılabilmesi, kapasitesinin normal kapasitesinin % 200′ne kadar artırılma olanağı gibi özellikler ön plana çıkmaktadır (Binnig und Possmann, 1984).

    Bant presler mayşeyi, elek şeklinde delikli, sonsuz iki bant arasında sıkıştırarak meyve suyunu ayıran cihazlardır. Bant çifti hareketi devamınca valsler arasından geçerken yeterli bir presleme sağlanmaktadır. Bu preslerde bant genellikle horizontal olarak ve bazı tiplerinde ise dikey olarak çalışacak şekilde düzenlenmiştir. Şekil 6.3′de yatay konumlu bir bant pres gösterilmiştir. Bant preslerde genel olarak 4 aşamalı bir işlem gerçekleşir. Birinci aşamada mayşe, bant üzerine 38 cm kalınlıkta bir katman olarak yayılır. Bu sırada delikli bantın altına mayşedeki serbest meyve suyu kolaylıkla ve kendiliğinden akar. ikinci aşamada delikli bant çiftinin arasına yerleşmiş mayşe, bombeli ve delikli metal yüzeyin üzerinden kayarken, germe valsleriyle ayarlanmış bantlar arasında gittikçe artan bir basınç altında kalır. Bu sırada mayşe, meyve suyunu önemli düzeyde bırakır. Bu aşamada mayşe iki bant arasında öyle bir katman halinde yerleşir ki; bundan sonraki aşamalarda uygulanacak olan basınç ve biçme etkisine dayanacak bir yapı kazanır.

    Buradan sonraki aşamada, iki bant arasına yerleşmiş mayşe üzerine gittikçe artan basınç ve biçme etkisi uygulamak üzere, bant çifti basınç valsleri arasından geçirilir. Basınç ve biçme etkisinin aynı anda bir kombinasyon olarak uygulanmasıyla, bu tip preslerde daha önceleri olanaksız görülen randıman düzeylerine ulaşılabilmektedir. Gittikçe artan basınç ve biçme etkisi, delikli bantın, çapları gittikçe küçülen valsler arasından geçmesiyle sağlanır. Bir taraftan gergi valsleriyle bantın gerilmesi, diğer taraftan dıştaki bantın yolunun daha uzun olması nedeniyle daha hızlı hareket etmesi yüzünden kayması, basınç ve biçme etkisini doğurmaktadır (Cumming, 1985). Nihayet, preslemenin sonuna doğru, içindeki mayşe katmanı artık posaya dönüşmüş olan bant çifti, birbirine basınç uygulayan valsler arasından geçerek tam bir presleme gerçekleşir. Preslemenin tüm aşamalarında alınan meyve suyu son olarak merkezi toplama kabına ulaşır. Bant üzerindeki posa ise iki tane ayarlanabilir kazıyıcı ile ayrıldıktan sonra uzaklaştırılır. Daha sonra bantlar, basınçlı su püskürten memelerin altından geçerken tam olarak temizlenirler. Bant presler bu özellikleriyle kontinü çalışan preslerdir. Bir üretim devresi sona erince tüm sistem temizlenir. Şekilde verilen bant presin temizlenmesi için merkezi meyve suyu toplama kabının çıkışı kapatılır ve buraya temizlik çözeltisi doldurulur. Pres boş olarak çalıştırılınca bantlar bu çözeltiye dalarak temizlenir. Bu sırada püskürtme memelerinden de temizlik çözeltisi püskürtülür. Yarım saatlik temizlik sonunda, tüm sistem temiz su ile yıkanıp durulanır ve pres yeniden kullanmaya hazırlanır.

    Pnömatik Presler:

    “WİIImes pnömatik presi” ve “Stoll Yüksek Basınç Tank Presi” olmak üzere başlıca iki firmanın presi bu gruba girmektedir. Bu preslerde mayşe, çok ince delikli bir silindir gövde içinde, şişebilir bir lastik torbanın yaptığı basınçla içten dışa doğru sıkıştırılmaktadır. Bu preslerin avantajı, çok farklı miktardaki mayşe ile de iyi ve ekonomik bir presleme yapılabilmesidir.

    Mesela Stoll preslerinde elmalarda yaklaşık % 80 düzeyinde bir randımana ulaşılırken elde edilen elma suyunda bulanıklık unsurlarının oranı % 0.51.5 düzeyinde kalmaktadır (Cumming, 1985). Pnömatik presler diskontinü çalışırlar ve bazı durumlarda yeterli bir randımana ulaşabilmek için, pres yardımcı maddelerine gereksinim duyulmaktadır.





  3. Dr Zeynep
    Bayan Üye
    Tablo 6.2 Bucher HP preslerine ait bazı teknik veriler
    Teknik nitelikler
    HP1600
    HP3000
    HP5000
    HP10000
    Tesis (Güç) değeri
    kW
    13.0
    19.5
    29.0
    57.0
    Pres gövdesi hacmi
    dm3
    1600
    3000
    6000
    11500
    Piston basınç kuvveti
    kN
    1200
    1850
    3200
    4800
    ton
    120
    185
    320
    480
    Drenaj elemanı sayısı
    adet
    84
    130
    220
    330
    Bir presleme devresinde yükleme:
    Elma
    ton
    3
    5
    810
    1520
    Kapasite
    Taze elma
    kg/h
    2000
    3500
    6000
    12000
    Dekantasyon :
    Dekantasyon amacıyla kullanılan cihazlara dekanter (veya dekantör) denir. Dekanterler, gerçekte yatay konumlu silindirikkonik trommelli vevidalı santrifüjlerdir. Bir süspansiyondaki katı parçacıkların kontinü bir şekilde ayrılması amacıyla kullanılırlar. Bu cihazlar, içerisinde fazla miktarda katı unsurlar bulunduğu için santrifüjün kullanılamadığı durumlarda başarıyla görev yapmaktadırlar. Örneğin elmaların meyve suyuna işlenmesinde, mayşenin preslenmesinden sonra atılacak posaya bir miktar su ve enzim eklenip, bir süre bekletildikten sonra dekanterden geçirilince posada kalmış meyve suyunun kazanılması mümkün olmakta ve böylece randıman yükselmektedir. Az miktar su ile posanın karışımından oluşan kitlenin santrifüjlenmesi olanaksız olduğundan, burada dekanter kullanma zorunluğu vardır.
    Dekanterlerde katı ve sıvının ayrılacağı materyal, merkezi bir besleme bocusuyla, hızla dönmekte olan trommele verilir. Materyal derhal trommelin dönme hızına ulaşırken, trommelin iç duvarına adeta içi boş bir sıvı silindiri şeklinde yapışır. Merkezkaç kuvveti etkisiyle katı parçacıklar haznenin yüzeyine yerleşirken, sıvı kısım en içte bir gömlek gibi ileri doğru hareket eder. Trommelin içinde bulunan vidalı bir konveyör, trommelden biraz daha hızlı dönmekte olup, katı parçacıklar devamlı olarak çapı gittikçe küçülen konik uca doğru itilir ve bu bölgede katı içindeki sıvı, adeta sıkıştırılarak alınır. Bu kısma “kurutma zonu” denir. Nihayet katı kalıntı dışarı atılır. Sıvı ise vidalı konveyörün kanatlan arasından haznenin zıt yönüne doğru hareket ederek dışarı alınır. Böylece zıt akış tipli dekanterlerde, berrak sıvı ve katı unsurlar sistemin karşı uçlarından dışarıya alınırlar (Bott et al., 1986; Schöttler und Hamatschek, 1994).
    DURULTMA
    Presten alınan meyve ham suyu, eğer durultulup berrak meyve suyuna ve berrak meyve suyu konsantresine işlenecekse, yukarıda açıklandığı gibi, santrifüjden geçirilerek içerdiği kaba katı parçacıklar yeterince ayrılır. Bundan sonra genel ismiyle “durultma” denen bir seri işlem uygulanır. Berrak meyve suyu üretiminde en önemli aşamalardan birisi durultmadır. Başarılı bir durultma için yeterli bilgi ve deneyime gereksinim vardır.
    DURULTMA VE AŞAMALARI

    Durultma, aroma tutucudan sonra uygulanan bir işlem basamağıdır. Meyve suyunun aroma tutucuda 90 °C üzerine kadar ısınıp bu sıcaklıkta kısa bir süre kalması ile durultma işlemiyle ilgili bazı olumlu sonuçlar sağlanır. Her şeyden önce, elma sularında olduğu gibi varsa nişasta çirişlendirilir ve nişastaya enzimatik parçalanmaya uygun bir nitelik kazandırılır. Meyve suyundaki enzimler önemli düzeyde inaktive edilir, mevcut mikroorganizma yükü azalır. Böylece uzun süreli bir işlem olan durultmadaki enzimatik ve mikrobiyolojik olumsuzluklar sınırlandırılmış olur.
    Aroma tutucuda 90 °C civarına kadar ısınmış meyve suyu “soğuk durultma” uygulanacaksa; 20°C civarına kadar, eğer “sıcak durultma” uygulanacaksa; 50 °C civarına kadar soğutulur. Çok uzun sürmesi ve fazla enzim sarf edilmesi nedeniyle günümüzde soğuk durultma hemen hemen tamamen terkedilmiştir. ister soğuk durultma olsun, ister sıcak durultma olsun, durultma kendi içinde “depektinizasyon” ve “berraklaştırma” olmak üzere iki aşamalı bir işlemdir.
    Depektinizasyon

    Durultmanın birinci fazı olan bu işlemde durultma tanklarına alınan meyve suyuna pektolitik ve gerekirse amilolitik enzim eklenerek koruyucu kolloid olan pektin ve varsa nişasta parçalanır. Bu işlem sonunda görünüşte bir farklılık sezilemez. Ancak viskozite düşmüş, bulanıklık unsurları destabilize olmuştur. Pektinin parçalanmasıyla, negatif yüklü pektin kılıfından kurtulan pozitif yüklü proteinler, artık flok yapabilme niteliği kazanmıştır. Şekil 7.4′de depektinizasyon sonunda bulanıklık parçacıklarının pektolitik enzimlerce parçalanması gösterilmiştir.
    Depektinizasyon uygulamasıyla, kolloidler parçalandığı için viskozitenin düşmesine bağlı olarak filtrasyon kolaylaşır ve ekonomik bir filtrasyon mümkün hale gelir. Pektinin parçalanması nedeniyle meyve suyunun jel yapmadan konsantre edilebilme olanağı elde edilir. Durultmanın ikinci aşaması olan berraklaştırma için gereken koşullar oluşarak berraklaşma hızlanabilmektedir. Pektinin pektolitik enzimlerce deesterifiye edilmesiyle oluşan galakturonik asit grupları, süspansiyon halindeki parçacıkların flokülasyonuna yardımcı olur. Ayrıca kullanılan enzim preparatındaki arabanaz gibi sekunder aktiviteler yardımıyla sonradan bulanma gibi sorunlar engellenerek uzun süre stabil kalabilme gibi, yüksek bir kaliteye ulaşılır.
    Depektinizasyonda kullanılması gereken enzim miktarı, o preparatı üreten firmalarca önerilmekte ve bu husustaki teknik bilgiler ilgili broşürlerde yer almaktadır. Ancak, kullanılan ham maddenin niteliklerine ve işlem koşullarına göre optimum enzim dozajının saptanması gerekebilir. Kullanılacak enzim miktarı üzerine, meyvenin bilişimi de önemli bir etkiye sahiptir. Örneğin üzümsü meyveler ve çilekgiller, daha fazla pektin içerdiği için bunlarda daha yüksek pektinaz dozajına gerek vardır. Ayrıca bunlar fazla miktarda asit içerdiği ve pH derecesi 2.33.0 civarında olduğu için, enzimin aktivitesi düşer ve enzim yavaş yavaş ınaktive olur. Uygulama sıcaklığı yükseldikçe inaktivasyon bu koşullarda daha da hızlanır. Bunun gibi, bu meyvelerdeki fenolik bileşiklerin önemli bir kısmı ve pigmentler “tanen” etkisine sahip olduklarından yani; proteinleri çöktürebildiklerinden, enzimlerin aktivitelerini bloke edebilmektedirler. Bütün bunlar bazı meyvelerde daha fazla enzim kullanma gereğini ortaya koymaktadır. Özellikle enzimin kullanılması gereken miktarı, meyve suyu sıcaklığı ve etki süresine bağlı olduğundan, işleme sırasındaki bu koşullar dikkate alınarak saptanacak miktar, en doğru değerdir. Enzim dozajını hesaplamak için aşağıdaki yol izlenir:
    Öncelikle, o işletmede durultma sırasında meyve suyunun sıcaklığının, enzimin ortalama etki süresinin hangi düzeyde olduğunun veya olabileceğinin saptanması gerekir. Dozaj saptaması için meyve suyu örneği, durultmanın uygulanacağı aşamadan alınmalıdır ki bu çoğu kez aroma tutucudan sonraki noktadır. Meyve suyu örneği 5 ayrı kavanoza (veya şişeye) 100 mL veya 250 mL olmak üzere eşit olarak dağıtılır. Çalışma sıcaklığına ayarlanmış bir su banyosuna yerleştirilen bu 5 örnek üzerine, artan miktarlarda enzim eklenir ve karıştırılır. Su banyosunda sabit sıcaklıkta tutulan bu meyve sularından, 15 dakika aralıklarla, önce kısa süreli bir karıştırma uygulandıktan sonra 5′er mL örnek alınarak alkol testi uygulanır. Alkol testi sonuçları bir diyagrama işlenir. Diyagramın ordinatına süreler, apsise ise enzim dozajı “mL/I000 mL meyve suyu” bazına çevrilmiş olarak kaydedilir. Böyle bir grafik Şekil 7.5′de gösterilmiştir. Sonucun bir hat şekline getirilmesiyle, süreye göre hangi dozajın uygun olacağı saptanabilir. Örneğin şekilde verilen sonuçlara göre, 50 °C’de, 4 ml71000 L enzim dozajı yapılınca 1 saat sonunda, 6 mL/1000 L dozajda ise 45 dakika sonunda depektinizasyonun tamamlanabileceği anlaşılmaktadır.
    Optimum amilaz dozajını saptamak için de benzer bir deney bu defa iyot testi ile yürütülür. Ancak uygulamada, deneyde bulunan optimum amilaz dozajının bir üstündeki dozaj kullanılmalıdır. Çünkü iyot testinin, nişastanın parçalanmasının sona erdiğini göstermesine karşın, hala parçalanmamış nişasta bulunması olasılığı, yani uygulanan bu testle, gerçeğin tam örtüşmemesi bunu gerekli kılmaktadır.
    İster ön deneyle saptanmış değerlerden yararlanılarak, ister üretici firmanın önerilerinden hareketle olsun, eklenen enzimlerle yürütülen depektinizasyon süresince belli aralıklarla alkol ve iyot testi uygulanır. Test sonuçlarına göre, pektinin ve nişastanın tam olarak parçalandığı saptanınca, durultmanın ikinci aşaması olan, berraklaştırma işlemine geçilir.
    FİLTRE TİPLERİ

    Kizelgur Filtreleri (Kaplamalı Filtreler)
    Meyve suyu endüstrisinde en yaygın olarak kizelgur filtrasyonu uygulanmaktadır. Durultulmuş meyve suları ve yarı konsantreler bu yolla başarıyla filtre edilebilmektedir. En yaygın kizelgur filtre cihazı tipleri; yatay veya dikey filtre elemanlı silindirik tank filtreler, kizelgur çerçeveli filtreler ve vakumlu döner filtrelerdir.
    Yatay Tanklı Dikey Elekli Filtreler:
    Adından anlaşıldığı gibi, daire şeklindeki filtre elemanları yatay silindirik bir haznede dikey olarak yerleştirilmiştir. Filtre elemanları ince delikli metal bir tambur şeklinde olup üzerine dizildiği merkezi bir toplama borusuna açılmaktadırlar. Elek şeklindeki filtre elemanlarının her iki yüzeyi filtrasyona iştirak etmektedir.
    Elek elemanları, V4A çelikten üretilmiş, yaklaşık 80 mm gözenekli bir doku şeklindedir (Oechsle und Brenner, 1988). Şekil 8.1′de böyle bir filtre görülmektedir. Küçük tiplerde filtre temizliği el işçiliği ile, büyüklerde ise otomatik bir sistemle yapılabilir. Bu tip filtrelerde filtre pastası oluşumunun homojen olmaması, basınç düşmelerinde filtre pastasının elek üzerinden kurtulup ve böylece filtrasyonun bozulup sona ermesi, filtrasyon sonunda filtrenin tam boşaltılamaması yani; filtre içinde meyve suyu kalması gibi olumsuzluklar vardır.
    Dikey Tanklı Yatay Elekli Filtreler:
    Meyve suyu fabrikalarda en yaygın olarak kullanılan bu tip filtrelerdir. Bunlarda dikey bir eksen üzerine filtre elemanları yatay olarak yerleştirilmiştir. Kizelgur pastası, elek şeklindeki filtre elemanlarının üst yüzeyinde yani tek taraflı olarak oluşturulur. Bu nedenle kizelgur pastası bozulmadan kalabilmektedir. Temizlenmeleri kolaydır. Bu tip bir filtre, Şekil 8.2′de gösterilmiştir.
    Metal elekli kizelgur filtrelerinin kullanılmaları benzer ilkelere dayanır. İyice temizlenmiş filtreler önce kaplanır. Kaplama, delikli metal filtre elemanları üzerinde bir kizelgur katmanı oluşturulmasıdır. Bu amaçla orta irilikteki kizelgur kullanılarak ve 12001500 g/mz dozaj uygulanarak filtre elemanları kaplanır. Kaplama başlangıcında filtrenin havası çok iyi alınmalıdır. Yoksa filtre pastası homojen bir nitelikte oluşturulamaz. Kizelgur, berrak meyve suyu veya doğrudan su kullanılarak filtreye sevk edilir. Kaplama sonunda yine aynı irilikteki kizelgur, meyve suyuna dozlanarak verilir. Eğer filtrasyonun etkinliği artırılmak istenirse ve bu amaçla daha ince taneli kizelgur kullanılacaksa, bu takdirde kaplama iki aşamada yapılır. Bu amaçla önce, orta irilikte kizelgurla 500-600 g/m2 kaplama yapılıp, bunun üzerine 700-1000 g/m2 ince kizelgur kaplanır. Filtrasyon ince kizelgur dozajıyla devam ettirilir. Gerek kaplama gerekse filtrasyon esnasında en az 0.5 bar düzeyinde bir karşı basınç bulunmalıdır. Kaplamayı izleyerek yürütülen filtrasyonda, kizelgur dozajı filtre edilen meyve suyuna ve bulanıklık düzeyine bağlı olarak değişmektedir. Normal olarak 1200 g/1000 L düzeyindeki bir dozaj yeterli gelirse de zor filtre edilen bir meyve suyunda bu miktar 3000-4000 g/1000 L düzeyine kadar çıkabilir. Bu filtrelerin performansı 800-1500 L/m2 h düzeyindedir. Filtrasyon sırasında, filtre edilen meyve suyu ve filtrat taraflarındaki basınç farkı gittikçe artar. İşte bu basınç farkı artışının saatte 0.20.3 bar düzeyinde olması, işlemin ideal yürüdüğünü gösterir (Jung und Jung, 1997). Ayrıca; filtrasyon basıncı, filtre elemanı üzerinde toplanan ve kizelgur ile bulanıklık unsurlarından oluşan pastanın gittikçe artan kalınlığı ile linear bir ilişki içinde bulunmalıdır. Filtrasyon basıncı belli bir değere ulaşınca işleme son verilir. Bu filtrelerin modern tiplerinin temizlenmesinde, filtrasyon sonunda tankın içindeki tüm sistemin rotasyon yapması ve bu sırada içten dışa doğru basınçlı hava verilmesiyle pasta yerinden sökülür. Sonra, sisteme hazne oluşturan tank, sistemden ayrılır ve açığa çıkan tüm sistem su ile yıkanır.
    Kaplamada özel olarak hazırlanmış selüloz liflerinden ve filtrasyon additifi olarak hazırlanmış selüloz karışımı özel preparatlardan da yararlanılabilir. Eğer selüloz lifi kullanılacaksa, kizelgur kaplama işleminden önce 200 g/m2 düzeyinde bir lif dozajı uygulanır. Eğer filtre elemanlarında ve bu elemanların ana toplayıcıya bağlantı yerlerinde kizelgur kaçağına neden olacak hasar varsa, lif kullanılması halinde buralar kapanabilir. Ayrıca filtre pastası bu şekilde daha stabil ve güçlü olarak oluşur.
    Diğer taraftan, ekonomik açıdan kizelgurun bir kısmının yerine daha ucuz olan perlit kullanılması öngörülürse, kaplamada kullanılacak perlit miktarı toplam kizelgur miktarının % 20′sini aşmamalıdır.
    Kizelgur filtrelerinde diğer önemli bir nokta, filtrenin kizelgur kapasitesidir. Kizelgur filtrelerinde bu değer “tortu hacmi”, terimiyle ifade edilir ve L olarak verilir. Kullanılan kizelgur miktarının, bu değeri aşmaması gerekir. Bunun hesaplanabilmesi için de, kullanılan kizelgurun “yaş hacminin” bilinmesi gerekir. Örneğin filtre cihazının üzerinde müsaade edilebilir maksimum “tortu hacmi” 100 L olarak belirtilmişse ve kullanılan kizelgurun yaş hacmi 3.4 L/kg ise, bu cihazda en çok 100/3.4 = 30 kg kizelgur kullanılmalıdır. Hesaplanan bu miktardan, % 10 kadarı olan 3 kg, emniyet payı olarak çıkarılmalıdır. Böylece 100 litre tortu hacmi olan bir filtrede, filtre yardımcısı olarak bu tip bir kizelgurdan en çok 27 kg kullanılmalıdır.
    Kızelgur Çerçeveli Filtreler:
    Bu filtreler aynen plakalı filtreler gibidir. Ancak plakalar arasında bir “kizelgur çerçevesi” yer almaktadır. Böylece plakaların kizelgur ile kaplana bilmesi için yeterli bir boşluk (genellikle 40mm genişlikte) oluşturulmuştur. Burada filtre elemanı, yani üzerinde kizelgur pastası oluşturulan unsur, filtre plakası diğer adıyla filtre tablasıdır. Halbuki yukarıda açıklanan diğer kizelgur filtrelerinde filtre elemanları ince gözenekli metal eleklerdi. Bu nedenle bu tip filtrelerin diğer adı, “kaplamalı plakalı filtre” dir. Plakalar selüloz veya sentetik liften yapılmış olup işlevi sadece üzerinde filtre pastasını taşımasıdır. Filtrasyon sona erince filtre paketi açılır ve plakalar üzerindeki kizelgur pastası zayıf bir su huzmesi ile uzaklaştırılır. Böylece her defa temizlenmek suretiyle plakalar 2530 defa kullanılabilmektedir. Plakanın kullanılma ömrü ve toplam filtrasyon gücü, üzerinde oluşturulan kizelgur katmanının kalitesine bağlıdır. Filtrasyon sırasında plakaya hiç bulanıklık unsuru kaçmamalıdır. Plakanın, üzerinde sadece kizelgur pastası oluşturmada destek görevi aldığı unutulmamalıdır. Tabla filtre cihazına öyle yerleştirilmelidir ki, kizelgur pastası plakanın pürüzlü yüzeyine yerleşsin. Yani plakanın pürüzlü yüzeyi girişe, düz yüzeyi filtrat çıkışına yönelik olmalıdır. Kaplama aynen, metal elekli kizelgur filtrelerindeki gibi yapılır. Nitekim, gerek kaplama ve gerekse filtrasyonda daima en az 0.5 bar düzeyinde bir karşı basınç bulunmalıdır. Kaplama ve filtrasyonda aynı nitelikte kizelgur kullanılacaksa, kaplama 800-1000 g/m2 miktarda yapılmalıdır. Eğer filtrasyonda daha ince kizelgur kullanılacaksa, önce orta iri kizelgurla (300-400 g/m2), sonra ince kizelgurla (500-600 g/m2) iki aşamalı bir kaplama yapılmalıdır. Filtrasyon sırasında kizelgur dozajı normal olarak 1200 g/1000 L düzeyinde olup icabında 3000-4000 g/1000 L’ye kadar çıkarılabilir. Bu filtrelerde filtrasyon performansı 300-700 L/m2 h olup 1000 L/m2 h düzeyine kadar çıkarılabilmektedir.
    Plakalı kaplamalı filtreler günümüzde o kadar yaygın değildir. Halen sadece küçük fabrikalarla, daha önce bu tip filtre edinmiş tesislerde bulunmaktadır.
    Hangi tip filtre olursa olsun, ekonomik bir kizelgur filtrasyonu için, önce meyve suyunun santrifüjden geçirilmesi gerekir. Aksi halde filtre keki kısa sürede maksimum kalınlığına ve böylece maksimum filtrasyon basıncına çok erken ulaşır. Bu durumda bir filtrasyon devresi çok kısalır, ekonomik bir filtrasyon gerçekleşemez.
    Vakumlu Döner Filtreler :
    Bu filtreler daha çok filtrasyonu zor sıvılara kesiksiz bir filtrasyon uygulamak amacıyla kullanılmaktadır. Doğrudan meyve suyunun filtrasyonunda kullanılabileceği gibi, durultma tortusundan veya retentattan meyve suyu kazanmak için başarıyla kullanılmaktadır.
    Vakumlu döner bir filtre, esas olarak yatay bir eksen üzerinde dönen bir silindirden ibarettir. Silindir, filtre edilecek sıvı ile dolu bulunan, çapı daha büyük bir yarım silindir hazneye % 2070 oranında dalmış haldedir. Silindirin tüm yüzeyi filtre bezi ile kaplanmıştır. Filtre bezi polipropilen gibi bir sentetik materyalden veya paslanmaz çelik malzemeden dokunmuş olabilir. Silindirin yüzeyine polipropilenden yapılmış drenaj ızgarası yerleştirilmiş olduğundan, filtre bezi altında filtratın kolaylıkla akabildiği bir drenaj sistemi oluşur. Bu şekilde oluşan filtre silindiri ayarlanarak dakikada 0.12 arasında dönüş yapabilir. Silindirin, haznedeki sıvıya dalan kısmı içeriden vakuma bağlıdır. Vakum düzeyi 0.3-0.7 bar arasında değiştirilebilir. Filtrasyon bu vakumla oluşan emişle sağlanmaktadır. Şu halde silindirin dönüşü sırasında sıvıya dalan kısmı daima vakum altındadır ve filtrasyon bu kısımda gerçekleşir.
    Burada filtrasyonu sağlayan esas eleman filtre bezidir. Diğer tip kizelgur filtrelerinde olduğu gibi bu filtreler de önce kizelgur ile kaplanır. Kaplama kalınlığı 100 mm’ye kadar kalın yapılabilir. Buna göre kaplamalı filtre olarak kullanılması halinde filtrasyonun sağlandığı esas doku bu kizelgur pastasıdır. Filtre silindirinin dönüşüyle, filtrasyona iştirak etmiş yüzey sıvıdan kurtulduktan sonra, kizelgur pastası yüzeyinde toplanmış bulanıklık unsurları kurur. Bir süre sonra silindir boyunca uzanan bir bıçakla bu katman ince bir kizelgur katmanıyla birlikte sıyrılıp atılır. Böylece, yeniden temiz bir pasta yüzeyi ortaya çıkar. Bu şekilde, sabit bir filtrasyon performansı ile tüm filtre pastası kazınarak tükenene kadar kesiksiz bir şekilde çalışmak mümkün olmaktadır. Bu süre 5-12 saat arasında değişebilmektedir. Görüldüğü gibi bu filtrenin kaplanması halinde, filtrasyon sırasında bir kizelgur dozajı söz konusu değildir.
    Ultrafiltrasyonun, modern ve üstün bir teknik olmasına ek olarak önemli ekonomik üstünlüklerinin bulunduğu ileri sürülmektedir. Nitekim enzim tüketiminin çok azalması, jelatin, kiselgur, bentonit, kiselsol ve benzeri durultma ve filtrasyon yardımcı maddelerine gereksinim kalmaması, klasik durultma yöntemlerine göre daha az tank ihtiyacı bulunması, sistemin ekonomik açıdan başlıca olumlu yönlerini oluşturmaktadır. Bunlara ek olarak klasik yöntemde bazen 30 saate kadar uzanan durultma süresinin ultrafiltrasyonda en çok 34 saatte tamamlanabilmesi ve bütün bunlara bağlı olarak personel ihtiyacının sınırlı kalması da gözönünde bulundurulmalıdır. Ayrıca presten alınan meyve ham suyunun hemen hemen %97 oranında berrak meyve suyuna dönüştürülebilmesi ve böylece klasik durultmaya göre % 57 düzeyinde (Hackert and Svvientek, 1986) bir randıman avantajı sağlanabilmesi, UF yönteminin diğer bir olumlu yönüdür. Nitekim değişik kaynaklara göre klasik yöntemlerle durultmada % 34 (Möslang, 1984) hatta % 12 düzeyinde (Terre, 1987) kayıp olduğuna değinilmektedir.
    Ultrafiltrasyonun ekonomik yönden üstünlüklerine ek olarak, önemli kalite üstünlüklerine de sahip olduğu belirtilmektedir. Nitekim, ultrafiltrasyonla durultulmuş meyve sularının kalite açısından üstünlükleri tartışılmaz şekilde belirgindir. Halen daha çok elma sularında uygulandığı için bu husustaki üstünlük ve özelliklerine elma suyu esas alınarak aşağıda değinilmiş bulunmaktadır.
    Her şeyden önce kristal berraklıkta bir elma suyu elde edildiği kesindir. Klasik durultmada olduğu gibi, aşırı durulma veya yetersiz durulma gibi herhangi bir risk söz konusu değildir. Ultratiltre edilen elma suyunun tiltrasyon başlangıcındaki rengi açık olmakla birlikte işlem ilerledikçe altın sarısı bir renk hakim olmaktadır. Ultrafiltre edilen meyve sularında oksidasyon sonucu bir renk esmerleşmesinin ortaya çıkmadığı saptanmıştır (Rosch, 1985). Ultrafiltrasyon uygulanarak üretilmiş elma suyu konsantrelerinin rengi, depolama süresi uzun olsa bile, hemen hemen sabit kalmakta ve bu nedenle tüketiciye yıl boyunca standart renkte bir meyve suyu sunma olanağı doğmaktadır. Buna karşın geleneksel yöntemlerle durultulmak suretiyle elde edilmiş elma suları, durultma amacıyla kullanılmış bulunan jelatin nedeniyle, başlangıçta açık renkli olmakla birlikte, zamanla esmerleşerek daha koyu bir renk kazanmaktadır (Rosch, 1985).
    Diğer taraftan ultrafiltrasyon uygulamasıyla, meyve suyunda oluşan sonradan bulanma sorunu da önemli düzeyde aşılmış bulunmaktadır. Bunun nedeniyse, sonradan bulanmaya sebep olan moleküllerin, özellikle proteinlerin ultrafiltrasyon sırasında uzaklaştırılmış olmasıdır. Örneğin beyaz üzüm sularında bulanmaya neden olan proteinlerin molekül ağırlıklarının 16 000 - 24 000 Dalton dolayında bulunduğu (Heatherbell, 1984) hesaplandığına göre uygun bir membrandan tiltre edilen üzüm sularında proteine dayalı sonradan bulanma sorununun tümden önlenebileceği sanılmaktadır.
    Aynı şekilde, ultrafiltrasyon uygulandıktan sonra üretilmiş elma suyu konsantreleri daha sonra sulandırılınca aynı berraklıkta bir elma suyu elde edilmekte, yani bir bulanma görülmemektedir (Rosch, 1985; Terre, 1987). Bununla birlikte yapılan bazı araştırmalar ise bu iddiaların aksine, UF edilmiş elma ve armut suyu konsantrelerinde protein ve proantosiyanidinlerin karşılıklı etkileşimleri nedeniyle ve bu reaksiyonun büyük bir olasılıkla oksidasyona bağlı olarak katalize edilmesiyle tortu oluşabildiğini ortaya koymaktadır (Nagel und Schobinger, 1985). Bu çelişkili görüşlerin nedenleri arasında kuşkusuz kullanılan membranların farklı olması önemli bir yer tutmaktadır. Meyve sularının ultrafiltrasyonunda ayırma sınırı 10 000 – 100 000 arasında değişen membranlar kullanıldığı dikkate alınınca ulaşılan bazı farklı sonuçları anlamak daha kolaylaşmaktadır.
    Diğer taraftan klasik yolla durultulmuş ve filtre edilmiş elma suyu iie doğrudan ultrafiltre edilmiş elma suyunun bileşimleri arasında bir fark bulunmadığı saptanmıştır (Möslang, 1984). Vişne suyunda da aynı sonuca ulaşılmıştır (Bauman, 1989). Bu bulgular ultrafiltrasyonun bileşim üzerine etkili olmadığını göstermektedir. Ultrafiltrasyon uygulamasında, meyve suyunun bileşiminde bir farklılık sadece makromoleküllere bağlı olarak çıkabilir. Bu da kullanılan membranın ayırma sınırına bağlıdır (Cemeroğlu ve Erbaş, 1989).
    Sadece meyve ham suları değil kısmen konsantre edilmiş meyve sularının da ultrafiltre edilebilmesi, bu sistemin diğer bir üstünlüğüdür. Ultrafiltrasyon için, yaklaşık 35 °Bx ideal üst sınırdır. Bunun üzerindeki konsantrasyonlarda UF membranının kapasitesi hızla azalmaktadır. Bununla birlikte tubular membranlarda 55 °Bx’e kadar ultrafiltrasyon uygulanabilmektedir (Möslang, 1984). Aynı şekilde “Bulanık meyve suyu konsantresi” halinde üretilmiş elma suyu konsantrelerinin daha sonra berrak meyve suyu konsantresi haline getirilmesinde de ultrafiltrasyondan başarıyla yararlanılabilmektedir. Buna göre, bulanık konsantre önce 25 °Bx’e kadar sulandırılıp, ultrafiltre edilir ve bunu takiben “PVPPstabilizasyonrenk açma” işlemi uygulanır. Elde edilen berrak ve açık renkli konsantre, evaporatörde istenilen briks derecesine kadar konsantre edilir (Vogt, 1987).
    Evaporasyonla Konsantrasyon

    Meyve sularının evaporasyonla konsantrasyonunda, meyve suyu kaynatılarak bir kısım suyu buharlaştırılır. Kaynatma, evaporatörde düşük basınç uygulanarak yapılır ve bu nedenle düşük sıcaklıkta gerçekleşir. Böylece meyve suyunun aşırı ısı etkisinde kalması engellenerek kalitesi korunmaya çalışılmaktadır.
    Meyve sularının konsantre edilmesinde bazı ön koşullar vardır. Her şeyden önce, konsantre edilecek meyve suyuna depektinizasyon uygulanmış olmalıdır. Aksi halde pektin içeren meyve sularının viskozitesi, evaporasyon ilerledikçe gittikçe artar ve ısıtma yüzeylerinde yapışarak yanar. Yine aynı nedenle ısı iletimi çok güçleşerek evaporasyon çok zorlaşır. Nihayet en önemlisi, kuru madde oranı % 6065′e eriştikten sonra, ortamda bulunan pektin ve asitle birlikte jel oluşur. Böylece elde edilen ürün meyve suyu konsantresi değil, meyve jelidir. İşte bütün bu nedenlerle, konsantre üretimi ancak durultulmuş (depektinizasyon ve berraklaştırma uygulanmış) ve filtre edilmiş berrak meyve sularında uygulanır. Bu yüzden pulplar, berrak meyve sularındaki düzeyde konsantre edilemezler. Pulplar en çok 3035 °Bx derecesine kadar konsantre edilebilirler. Ancak bu düzeyde bir konsantrasyon onlara mikrobiyolojik stabilite kazandıramamaktadır. Bunların mutlaka dondurularak muhafaza edilmeleri veya itina ile uygulanacak bir işlemle aseptik dolumla BaginBox ambalajlara doldurulmaları gerekir. Diğer taraftan turunçgil suları, 6869 °Bx’e kadar konsantre edilseler bile, gerek asitlik düzeyleri, gerekse pektinin nitelikleri nedeniyle jel yapmamaktadırlar.
    Meyve sularının evaporasyon yoluyla konsantre edilmesinde uzaklaştırılan su ile birlikte, meyvenin kendine özgü koku ve lezzetini veren uçucu nitelikte maddeler de uzaklaşır ve atılır. Böylece elde edilen konsantre çoğunlukla aromasız bir şuruptan başka bir şey değildir. İşte bu yüzden, konsantrasyondan önce meyve suyunun aroması, bir “aroma tutucu” cihazda ayrılır ve daha sonra konsantreye ilave etmek üzere “aroma konsantresi” olarak saklanır. Şu halde, meyve sularının konsantreye işlenmesinde diğer bir koşul önce aromasının ayrılmasıdır. Aroma ayırma olayına, konunun bütünlüğünü bozmamak için, evaporasyon bölümünün sonunda değinilecektir.
    Dünyada üretilen meyve suyu konsantresinin %90’dan fazlası evaporasyon yöntemiyle elde edilmekte olduğundan konu aşağıda ayrıntılarıyla açıklanmıştır.
    Tek ve Çok Aşamalı Evaporatörler :
    Meyve sularının konsantrasyonunda yapılan masrafın en önemli bölümünü, harcanan buhar oluşturur. Bu nedenle buhar kullanımını azaltıcı evaporatör sistemleri geliştirilmiştir. Buhar ekonomisi açısından evaporatörler tek aşamalı ve çok aşamalı olarak iki gruba ayrılır.
    Tekaşamalı (tek etkili) Evaporatörler

    Bu tip evaporatörlerde bir tane evaporatör ünitesi mevcut olup, ısıtma buhar üreticisinden alınan yüksek basınçlı buharla yapılır ve brüde kondensatörde yoğunlaştırılarak uzaklaştırılır. 1 kg suyun buharlaştırılması için yaklaşık 1 kg buhar harcanır. Şekil 9.3′de tek aşamalı bir evaporatör gösterilmiştir.
    Çok aşamalı (çok etkili) Evaporatörler

    Bu tip evaporatörlerde, iki, üç ve hatta dört evaporatör ünitesi birbirlerine bağlı bir sistem olarak peş peşe çalıştırılmaktadır. İlk evaporatörde ısıtma yüksek basınçlı buharla yapıldığı halde, diğer evaporatörlerde bir önceki evaporatörden alınan brüde, ısıtıcı buhar olarak kullanılır. Bu suretle, tek aşamalı evaporatörlerde yoğunlaştırılarak atılan ve önemli ölçüde ısı taşıyan brüdeden faydalanılarak buhar sarfiyatı azaltılabilmektedir. Son evaporatörden alınan brüde ise kondensatörde yoğunlaştırılır. Eğer bu şekilde iki evaporatör ünitesi mevcutsa, bu sisteme çift aşamalı (çift etkili), üç evaporatör mevcutsa üç aşamalı (üç etkili) vb. denir. Şekil 9.4′de üç aşamalı bir evaporatör sistemi gösterilmiştir.
    Açıklıkla görüldüğü üzere, çok aşamalı evaporatörlerde her evaporatör ünitesi bir sonraki evaporatörün buhar üreticisi görevini de yüklenmektedir. Esasen evaporatörlere bir anlamda, düşük basınçlı buhar üreticisi olarak bakılabilir.
    Şekil 9.4′de gösterilmiş üç aşamalı evaporatöre, sıvı akış şekli nedeniyle “ileri doğru beslemeli üç aşamalı” evaporatör denir. Bu tip evaporatörlerde en düşük basınç, son aşamadaki ünitededir. Çünkü bu ünitede oluşan brüde doğrudan kondenserde yoğuşturularak kuvvetli bir vakum oluşturulmaktadır. İkinci ünitenin brüdesi ise, üçüncü ünitenin ısıtma hücresinde kullanılarak yoğuşmakta ve böylece ikinci evaporatörde de, üçüncüdekinden yüksek de olsa bir düşük basınç oluşmaktadır. Aynı ilişki birinci ve ikinci ünite arasında da söz konusudur. Böylece birbirini takip eden evaporatör ünitelerinde, basınç gittikçe düşmekte ve buna bağlı olarak konsantre edilen meyve suyunun kaynama sıcaklığı da gittikçe azalmaktadır. Ancak bu şartla, her evaporatörde ısı akışı için gerekli olan AT farkı sağlanabilmektedir. Hatırlanmalıdır ki AT farkı, ısıtıcı buhar sıcaklığı ile evapore edilen sıvının kaynama derecesi farkıdır. Buna rağmen, her aşamadaki AT farkı o kadar küçüktür ki, çok aşamalı evaporatörlerde belli bir ısı akışı sağlamak için ısıtma yüzey alanının çok büyük olması gerekir. Esasen çok aşamalı evaporatörlerin en önemli sorunu da budur.
    Açıkça görüldüğü üzere, ileri doğru beslemeli çok aşamalı evaporatörlerde, son evaporatör ünitesindeki basınç, diğer ünitelerdeki basıncı ve dolayısıyla kaynama noktasını saptayan faktördür. Eğer son ünitedeki basınç yükselirse, buna bağlı olarak diğer ünitelerin basıncı ve dolayısıyla her birindeki meyve suyunun kaynama noktaları da yükselir. Bu durum ısı akışını azalttığından evaporasyon gittikçe yavaşlar ve nihayet durur.
    Çok etkili evaporatörlerde çeşitli tipler mevcuttur. Örneğin üç aşamalı geri doğru beslemeli evaporatörlerde besleme, evapore edilecek meyve suyunun son üniteden verilerek, ilk üniteden alınması şeklinde yapılır. Geri doğru beslemeli üç aşamalı bir evaporatör Şekil 9.5′de gösterilmiştir. Geri doğru beslemeli evaporatörlerde meyve suyu konsantre oldukça, daha yüksek sıcaklıkta işlem görmektedir. Bu açıdan taşıdığı sakınca nedeniyle, meyve suyu endüstrisinde daha çok ileri doğru beslemeli evaporatörler yaygındır.
    Çok etkili evaporatörlerin daha bir çok modifikasyonları mevcuttur. Fakat bunlardan, özellikle salça üretiminde yaygın olarak kullanılan iki aşamalı bir evaporatör, Şekil 9.6′da gösterilmiştir. Bu sistemde büyük kapasiteli bir epaporatör ünitesi, iki veya daha fazla küçük kapasiteli üniteyi (boul) beslemektedir.
    Böylece, çok aşamalı evaporatörlerde canlı buhar kullanımı önemli ölçüde azaltılabilmektedir. Buhar kullanımı, aşama sayısı ile doğru orantılı olarak azalmaktadır. Örneğin ısı kayıpları dikkate alınmazsa, 1 kg suyun buharlaştırılmasında tek aşamalı evaporatörlerde yaklaşık olarak 1.0 kg buhar kullanıldığı halde, eğer ısıtma yüzey alanları yeterli büyüklükte ise iki aşamalı evaporatörlerde 1/2 kg ve üç aşamalı evaporatörlerde 1/3 kg buhar yeterli gelmektedir. Ancak bu yaklaşık ve teorik bir ilişkidir. Isı kayıpları nedeniyle bu değerlerde sapmalar görülür. Nitekim gerçekte;
    örneğin borusal bir evaporatörde, özgül buhar kullanımının (1 kg suyun buharlaştırılmasında gerekli buhar miktarı, kg) tek aşamalılarda 1.1 kg, iki aşamalıda 0.65 kg ve üç aşamalıda 0.45 kg olduğu saptanmıştır.
    Yukarıdaki açıklamalara göre, aşama sayısı arttıkça, buhar kullanımının gittikçe azaldığı görülmektedir. Ancak aşama sayısı arttıkça beliren ısı kayıpları o şekilde artmaktadır ki, buhar ekonomisi ancak belli bir aşamaya kadar sağlanabilmektedir. Ayrıca her aşama, geniş bir ısıtma alanı gereksinimi doğurmaktadır. Böylece gerekli sabit yatırım, ısı ekonomisinin çok üzerine çıkmaktadır. Bununla birlikte günümüzde 6 aşamaya kadar olan evaporatörlerin ekonomik olarak kullanılma olanağı doğmuştur.
    Evaporatör Çeşitleri

    Endüstride evaporatörler çok çeşitli amaçlarla kullanılan yaygın cihazlardır. Her amaca uygun, farklı tipte evaporatörler geliştirilmiştir. Gerçekten meyve suyu endüstrisinde de son derece değişik tipte gelişmiş evaporatörler kullanılmaktadır.
    Evaporatör tipleri, çeşitli açılardan gruplara ayrılmaktadır. Örneğin; evaporasyonda uygulanan sıcaklık derecesine göre, düşük sıcaklıkta evapore edenler, orta sıcaklıkta evapore edenler ve yüksek sıcaklıkta evapore edenler olarak sınıflandırılmaktadır. Bunun gibi, ısı transfer yüzeyinin şekline göre, tubular (borusal) evaporatörler, plakalı evaporatörler, silindirik evaporatörler ve konikyüzeyli evaporatörler, düşey borulu tırmanan film evaporatörler, düşey borulu inen film evaporatörler ve yatay borulu evaporatörler olarak alt gruplara bölünmektedir. Evaporatörler, sıvı hareketi bakımından da ayrı bir sınıflandırılmaya tabi tutulmaktadır. Buna göre, termal veya doğal sirkülasyonlu evaporatörler ve zorlamalı sirkülasyonlu evaporatörler olarak iki gruba ayrılırlar.
    Böylece evaporatörlerin çeşitli açılardan sınıflandırılmaları onları daha da karışık bir hale koymaktadır. Aşağıda, tam olarak belli bir sınıflandırma ilkesi izlenmeksizin, başlıca evaporatör tiplerine değinilmiştir.
    Kısa Borulu Evaporatörler

    En eski evaporatörlerden olan bu cihazlar, bazı gıda endüstrisi kollarında hala başarıyla kullanılmaktadır. Evaporatör, dik bir silindirden ibaret olup, alt kısmı 100 – 200 cm uzunluk ve 3 6 cm çapında bir borular demetinden oluşur. Tam merkezde geniş çaplı bir boru vardır. Evaporatörün ısıtma bölümü olan bu borular demeti, kapalı boş bir silindirin üst ve alt tabanında karşılıklı bir sürü yuvarlak deliklerin açılmasından sonra yukardan aşağıya aynı uzunlukta boruların yerleştirilmesi ve sonra boru kenarlarının kaynak yapılmış olması haline benzetilebilir. Öyle ki, yandan içeri buhar verilince tüm borular dıştan ısıtılabilmektedir. Evapore edilecek sıvı, boruların içinde ve bu bölmenin altındaki haznede dolu durumdadır.
    Bu tip evaporatörler kesik çalışır. Konsantre edilecek ürün, boruların üstünü tam örtecek kadar doldurulur. Buhar verilince boruların içinde ısınan sıvı yukarı doğru yükselir (termal konveksiyon) ve fakat geniş olan ortadaki borudan (kalandria) aşağı doğru geri iner. Kaynama başlayınca oluşan brüde ve bu brüdenin yukarı doğru çıkma çabası bu sirkülasyon hareketini hızlandırır. Kaynama ile oluşan buhar, silindir şeklindeki evaporatör gövdesinin üstünde toplanıp, buradan kondensatöre ulaşır. Şu halde bu evaporatörlerde, ayrı bir buhar ayırıcı (separatör) bulunmaz. Evaporasyon ilerleyip, sıvı miktarı azaldıkça, sıvı düzeyini boruların üst hizasında tutmak için, evaporatöre daima yeni sıvı alınır. İstenen konsantrasyona ulaşılınca evaporasyona son verilir ve konsantre edilmiş ürün boşaltılır. Daha sonra yeni bir partinin konsantrasyonuna başlanır. Her partinin konsantrasyonu 16 saat sürer. Bu evaporatörlerde sıvıda yüksek bir turbulans oluşturarak, yeterli bir ısı transferi sağlayabilmek ve ısıtma alanını uygun düzeyde tutabilmek için, yüksek sıcaklık derecesi farkında (AT) çalışmak gerekir. Buna göre AT, 3045 °C olmalıdır. Çok etkili evaporatörlerde, bu kadar büyük sıcaklık derecesi farkı oluşturulamadığından, kısa borulu evaporatörlerin çok aşamalı uygulamaları yoktur. Bütün bunlara göre, bu evaporatörlerde konsantre edilen ürün, uzun süre yüksek sıcaklık derecesinde kalmaktadır. Bu yüzden bunlardan sadece, ısıya duyarlı olmayan ürünlerin konsantrasyonunda yararlanılmaktadır. Nitekim daha çok salça üretiminde kullanılmakla birlikte, meyve sularının konsantreye işlenmesine elverişli değildirler.
    Tırmanan Film Evaporatörler
    Şekil 9.12′de gösterildiği gibi bu evaporatörler de düşey borulu evaporatörlerdir. Boru çapları 2.5 – 5.0 cm olup, uzunlukları 3 – 8 m arasında değişir. Besleme alttan yapılır. Meyve suyu borudan yükselirken ısınıp kaynar ve oluşan buhar, boruların ortasından hızla yükselirken, meyve suyunun boru duvarlarında bir film halinde tırmanmasını sağlar.
    Bu evaporartörlerde sıvı seviyesi, boru yarı uzunluğunun altındadır. Bu düzeyin üstünde, sıvı buhar karışımı (yani boru yüzeylerinde film halde sıvı ve ortada ise brüde) bulunur. Yüksek bir hızla boruları terk ederek evaporatörün tepesine ulaşan brüde – sıvı karışımı, separatöre geçerek konsantre ve brüdeye ayrılır. Meyve suyunun borularda kalış süresi bir dakika kadardır. Bir defada istenen konsantrasyona ulaşılmazsa, konsantre doğal sirkülasyona bırakılabilir. Bu tip evaporatörlerin iki aşamalı ve zorlamalı sirkülasyonlu olan tipleri vardır.
    İnen (düşen) Film Evaporatörler
    Düşen film evaporatörler de, tırmanan film evaporatörlerinin yapısına benzer. 2.5 – 5.0 cm çapında, 3.5 – 8.0 m uzunluğunda boru demetinden oluşmuştur. Bu yüzden, gerek tırmanan gerek düşen film evaporatörler, az alan ve fakat fazla yükseklik ister. Bu nedenle evaporatör, yerleştirilen bölümün tavanı yeterince yüksek olmalı veya sadece bu kısım için çıkıntılı bir kat yapılmalıdır.
    Şekil 9.13′de bir inen film evaporatörü gösterilmiştir. Bu evaporatörlerde, besleme üstten yapılır ve meyve suyu tepedeki özel bir düzenle boruya ayrı ayrı dağıtılır. Böylece ince bir film oluşması kolaylaştırılır. Meyve suyu, boru iç çeperlerinden film halinde inerken süratle ısınıp, evaporatörün alt bölmesine ve buradan da evaporatör gövdesi dışındaki buhar separatörüne ulaşır. Boru içinde oluşan buhar, sıvı fazın boru çeperlerine ince bir film halinde yayılmasına yardımcı olur. Yüzeyde oluşan film kalınlığı 0.1 mm kadardır. Konsantrasyonun arttığı alt kısımlarda, ısıtma yüzeyleri üzerinde kesiksiz bir film oluşması zorlaşır. Film kalınlığının bu kadar ince oluşu, bu evaporatörlerde ısı iletimini, herhangi yüksek bir turbulent harekette ulaşılamayacak düzeye yükselmesini sağlamaktadır. Meyve suyunun evaporatörde kalış süresi 1 dakika kadardır.
    Inen film evaporatörlerinde “sıvı dolu hacmi” (hold up volume) çok küçüktür. “Sıvı dolu hacmi” evaporatörde aynı anda bulunan, konsantre edilecek ürünün tüm hacmini belirleyen bir değerdir. Bu değerin düşük oluşu, evaporatörün üstün niteliğini simgeler. Kısa borulu evaporatörlerde ise sıvı dolu hacminin çok yüksek olduğu, ve sıvının çok uzun süre evaporatörlerde kaldığı hatırlanmalıdır. Şekil 9.14′de iki aşamalı bir inen film evaporatör tesisi şematik olarak gösterilmiştir.
    Şekilde görüldüğü gibi, meyve suyu bir pompa (1) yardımıyla kondensatörün (2) üst bölmesinden geçerek ve bu sırada brüde ile ısınarak, I. düşen film evaporatörünün (3) üst kısmına ulaşır. Evaporatörde bir kısım suyu buharlaşan meyve suyu, buhar ve yarı konsantre olarak I. separatöre (4) ulaşır ve burada “brüde” ve “yarı konsantre” ye ayrılır. Brüdenin bir kısmı, I. termokompresörle (11) sıkıştırılarak, bir kısmı I. evaporatörde (3), diğer kısmı ise II. evaporatörde (6) ısıtmada kullanılır. Sıcak yarı konsantre I, separatörden (4) bir pompa (5) ile alınarak II. evaporatöre (6) ulaşır. Yarı konsantreden bir kısım su burada evapore edilerek, brüde ve konsantre II, separatörde (7) ayrılır. Brüde, III. buhar ejektörü (13) ile emilerek, kondensatöre (2) çekilir ve buradan dışarı atılır (14). İstenen kuru madde içeriğine ulaşmış sıcak konsantre ise, bir pompa ile (8), konsantre soğutucuya (9) gönderilir. Konsantre II, buhar ejektörü (12) yardımıyla sağlanan kuvvetli vakum altında, evaporatif yolla soğutulur. Buhar ejektöründe kullanılan buhar, kondensatöre (2) ulaşıp buradan atılır.
    Zorlamalı Sirkülasyonlu Evaporatörler

    Bu evaporatörlerin önemli niteliği, nispeten fazla miktardaki sıvının (sıvı dolum hacmi fazla) brüde hücresi ile, ısıtma bölmesi arasında bir pompa ile sirküle edilmesidir. Böylece konsantre edilecek madde en az 30 dakika kadar evaporatörde kalır. Bu tip evaporatörlere, “flash evaporatörler” de denir. Böyle bir evaporatör ünitesi Şekil 9.15′de gösterilmiştir.
    Evaporatöre giren konsantre edilecek sıvı, ısıtıcı bölmeden (borusal veya plakalı olabilir) geçerken, normal koşullardaki kaynama derecesine kadar ısınır. Yukarıda açıklanan diğer evaporatörlerde olduğu gibi bu bölmede bir evaporasyon gerçekleşmez. Çünkü, sistem doludur ve sıvı belli bir basınç altında tutulur. Yine aynı nedenle sıvı, ısıtma yüzeyinde bir film oluşturmaz. Ancak hemen kaynama derecesine kadar ısıtılmış sıvı, ısıtma bölmesini bir basınç düşürücü düzen üzerinden terk ederken büyük hacimli bir silindirden ibaret olan brüde bölmesine (separatör) ulaşır. Kaynama derecesindeki sıvının düşük basınçlı brüde bölmesine geçmesi anında, sıvıda ani bir buharlaşma belirir ki, olaya “flashing” denir. Bu olay, sıvının sıcaklık derecesi, sıvının brüde hücresindeki koşullardaki kaynama derecesine düşene kadar devam eder. Şu halde bu evaporatörlerde buharlaşma brüde hücresinde başlamakta ve orada tamamlanmaktadır. Burada brüde hücresi olarak tanımlanan kısmın gerçekte, bir separatörden ibaret olduğu görülmektedir.
    Brüde hücresinde oluşan buhar, kondensatörde yoğunlaştırılırken (veya başka bir aşamadaki ısıtmada kullanılır), konsantre, bir pompa ile alınıp sirkülasyona verilir. Sirkülasyonda bir taraftan daima yeni besleme yapılırken, diğer taraftan istenen kuru madde içeriğine ulaşmış olan konsantre dışarı alınır. Böylece kontinü bir çalışma gerçekleşir.
    Bu tip evaporatörler özellikle, yüksek viskozitesi nedeniyle film haline getirilemeyen sıvıların konsantre edilmesinde veya konsantrasyon düzeyi arttıkça viskozitesi yükselen sıvıların, son aşamada istenen konsantrasyona yükseltilmesinde kullanılır. Çünkü ısıtma yüksek derecelerde yapıldığından, viskoz sıvıya belli bir akışkanlık kazandırılmış olunur. Bu yüzden zorlamalı sirkülasyonlu evaporatörlerin son derece geniş uygulama alanı mevcut olup, pulpların konsantre edilmelerinde ve aynı zamanda salça üretiminde yaygın olarak kullanılmaktadır.
    Domates suyunun salçaya konsantre edilmesinde yaygın olarak kullanılan zorlamalı sirkülasyonlu evaporatörlerden en önemlisi DFF evaporatörleridir. DFF evaporatörleri, genellikle iki aşamalı geri doğru beslemeli bir evaporatördür. Domates suyu, doğal haldeki kuru madde içeriğinde (56 brix derecesinde) ikinci aşama evaporatöre girer. İkinci aşama evaporatör, borulu bir evaporatör olup, birinci aşamadan alınan 65°C civarındaki buharla ısıtılır. Domates suyu ikinci aşamada termal sirkülasyon yapar. Bu bölmede kaynama sıcaklığı 48°C civarındadır. İkinci etki evaporatör, yukardan aşağı akışlı (Downword Forced Flow ve bu nedenle DFF denir) zorlamalı sirkülasyonlu bir evaporatördür. Isıtma canlı buharla yapılır ve yarı konsantre domates suyunun sıcaklığı burada 65°C ye erişir. Şu halde, geri doğru beslemenin zaten belli özelliği olan bu sistemde son ürün (salça), daha yüksek sıcaklığa maruz kalmaktadır.
    Şekil 9.16′da ise, tek aşamadan ibaret bir DFF evaporatörü gösterilmiştir. Bu, iki aşamalı DFF evaporatörünün ikinci aşamasına benzemektedir.
    DFF evaporatörlerinde, domates suyunun % 5 kuru maddeden, % 29 kuru maddeye kadar (salça) konsantre edilmesinde hakim olan koşullara ait bazı teknik değerler Tablo 9.7′de verilmiştir.
    Tablo 9.7 Domates suyunun 5°Bx’den 29°Bx’e kadar konsantre edilmesinde, DFF evaporatöründe çalışma koşulları
    Çalışma Koşulları
    İlk aşama
    İkinci aşama
    Beslemede ürün sıcaklığı
    48 °C
    60 °C
    Isıtma buharı basıncı (abs)
    1.2 kg/cm2
    0.25 kg/cm2
    Isıtma buhar sıcaklığı
    105°C
    65 °C
    Evaporasyon sıcaklığı
    65 °C
    48 “C
    Toplam ısı transfer katsayısı, W m2 K1
    1977-2035
    5
    930-1050
    DFF evaporatörleri domates suyunun %4648 kuru madde içeriğine kadar konsantre edilmesine de uygundur. Saatte 32.000 kg. su evaporasyonunu sağlayabilecek kadar büyük kapasiteli tipleri vardır.
    Evaporatör Yardımcı Cihazları

    Bir meyve suyu fabrikasında en fazla sabit yatırım yapılan ve en karışık olan tesisler evaporatörlerdir. Evaporatörler bir çok yardımcı cihazla donatılmıştır. Başlıcalarına aşağıda değinilmiştir.
    Kondensatörler: Meyve suyundaki bir kısım suyun şu veya bu şekilde buharlaştırılmasında önemli bir sorun yoktur. Ancak buhar haline dönüştürülmüş suyun (brüde) düzenli ve etkili bir şekilde uzaklaştırılması ve böylece evaporasyonun aynı koşullarda ve kesiksiz olarak sürdürülmesi esas zorluğu oluşturur.
    Bir litre su buharlaştırılınca eğer bir litre buhara dönüşmüş olsaydı, oluşan buharın uzaklaştırılması için basit bir emiş pompası yeterli gelebilirdi. Ancak buharlaşan suyun hacmi çok artar. Örneğin, yaklaşık 1 kg/cm2 basınç altında, 100 °C de buharlaştırılan 1 litre su, aynı koşullarda 1670 litre buhara dönüşür. 1 litre su eğer, 0.1 kg/cm2 basınç altında buharlaştırılırsa 15 300 litre buhar oluşur. Şu halde, evaporasyon derecesi düştükçe oluşan buharın hacmi çok büyük değerlere ulaşmaktadır. Buna göre, küçük kapasiteli bir evaporatörde dahi o kadar büyük hacimde buhar oluşmaktadır ki, bunun mekaniki bir pompa ile evaporatörden uzaklaştırılması ekonomik açıdan olanaklı değildir. Bu durumda evaporatörde oluşan buharın yoğunlaştırılması ve böylece kondensatın bundan sonra bir pompa ile atılması en uygun yoldur. İşte evaporatörde meydana gelen buharı düzenli bir şekilde emen ve yoğunlaştıran cihaza “kondensatör” (veya kondenser) denir.
    Kondensatörler genel olarak “yüzeysel kondensatörler” ve “püskürtmeli kondensatörler” olarak iki gruba ayrılır. Yüzeysel kondensatörler borusal veya plakalı bir ısı değiştiriciden başka bir şey değildir. Burada buhar, soğutucu madde ile (soğuk su) karışmaksızın yoğunlaşır. Bu sırada ısınmış olan su, buhar üreticisinin beslenmesinde veya temizlikte kullanılabilir. Hatta, ısı değiştiricinin bir bölümü, meyve suyu ile temas edebilir nitelikte materyalden yapılmak ve kondensatörün bu bölümünden soğutucu olarak meyve suyu kullanılmak suretiyle, soğuk meyve suyuna ön ısıtma uygulanmış olur.
    Kondensatöre verilen su miktarı o şekilde ayarlanır ki, kondenseri terk eden ısınmış suyun sıcaklık derecesi, evaporasyon sıcaklığından (brüdenin sıcaklık derecesi) 12 °C daha düşük olsun. Bu suretle soğutma suyuna sadece buharın yoğunlaşma gizli ısısı transfer edilmiş olur. Brüdenin yoğunlaşması için bu da yeterlidir. Böylece soğutma suyu kullanımı en düşük düzeyde tutulabilmektedir.
    Püskürtmeli kondensatörlerde, brüde üzerine su püskürtülerek yoğunlaştırılır. Böylece yoğunlaşmış brüde ile soğutma suyu karışarak, brüde gizli ısısı doğrudan suya transfer olur. Püskürtmeli kondensatörlerin sabit yatırım masrafı daha düşükse de su sarfiyatı yüzeysel kondensatörlerden çok fazladır. Püskürtmeli kondensatörlere “kontakt” kondensatörler de denir.
    Büyük bir hacim kaplayan buharın, kondensatörde aniden yoğunlaşması, burada bir düşük basınç oluşmasına neden olur. Düşük basınç, evaporatördeki brüdeyi düzenli bir şekilde dışarı doğru emen esas etkendir. Böylece brüdenin kuvvetle emilip kondensatörde yoğunlaştırılması, evaporatörde belirli bir vakum oluşturur. Şu halde vakum altında çalıştırılan evaporatörlerde vakum esas olarak kondensatör tarafından oluşturulur. Ancak evaporatörde kaynayan sıvıdan, su buharı ile beraber, sıvıda çözünmüş gazlar da ayrılarak kondensatöre ulaşır. Çoğu havadan ibaret olan erimiş gazların kondensatörde yoğunlaşması şüphesiz mümkün değildir. Bu yüzden kondensatörde toplanan gazlar, bir süre sonra gittikçe artan bir basınca neden olur. İşte gerekli vakum teminine engel olan ve “kondense olmayan gazlar” denen bu unsurlar kondensatöre bağlı bir vakum pompasıyla uzaklaştırılır. Bu suretle evaporatörlerde istenen düzeyde vakum sağlanabilmektedir.
    Yüzeysel kondensatörlerde, oluşan kondensat (brüdenin yoğuşmasıyla oluşmuş) vakum kırılmadan, bir pompa ile devamlı suretle uzaklaştırılır. Kullanılan özel nitelikli pompalar nedeniyle içeri hava kaçmaz. Püskürtmeli kondensatörlerde o kadar fazla su kullanılır ki, kondensat ve su karışımının, pompa ile uzaklaştırılması büyük masraflar gerektirir. Bu nedenle püskürtme kondensatörlere “barometrik bir kolon” eklenir ve bu tip kondensatörlere ” barometrik kodensatörler” denir. Şekil 9.22′de barometrik, yarı barometrik ve yüzeysel kondensatörler görülmektedir. Şekil 9.23′de ise plakalı bir yüzeysel kondensatör gösterilmiştir.
    Barometrik kondensatörlerde, kondenserin alt tarafında uzunluğu en az 10.3 metre olan bir kolon bulunur. Buna göre kondensatör yeterli bir yükseklıkte yer almalıdır. Barometrik kolon denen bu borunun alt ucu bir su haznesine dalmış durumdadır. Kondensatörde yoğunlaşan brüde ve buna karışan soğutma suyu, bu kolonu en çok ancak 10.3 metreye (normal atmosfer basıncı) kadar doldurur ve suyun fazlası alttaki hazneden taşarak uzaklaşır. Görüldüğü üzere kolonun kondensatöre açılan ucunda vakum, alt ucunda ise normal atmosfer basıncı hakimdir. Buna göre, barometrik kolonun görevi, yoğunlaşmış brüde ve soğutma suyunu vakum bulunan bir bölmeden, atmosfer basıncının hüküm sürdüğü diğer tarafa herhangi bir güç sarf etmeden nakletmekten ibarettir.
    Yüzey kondensatörlerin çok az yer işgal etmesine karşın, barometrik kondensatörlerin çok uzun olması nedeniyle bazen yarı barometrik kondensatörler kullanılır. Bunlarda daha kısa bir kolon ve fakat ayrıca bir pompa yer alır. Şüphesiz bu tip kondensatörlerde, pompanın işletme masrafı yüksektir.
    Yukarıda açıklanan kondensatör tiplerinden başka, bir de “jet kondensatörler” vardır. Bunlarda, soğutma suyu bir difüzyon boğazına çok sayıdaki memeden, yüksek hızla püskürtülür. Bu sırada hem brüde yoğunlaşır ve hem de kondense olmayan gazlar emilip atılır. Difüzör çıkışında basınç, atmosferik olduğundan ayrıca bir pompa gereksinimi de yoktur.





+ Yorum Gönder


çilek üretilmeden önce hangi aşamalardan geçer,  meyve suyu üretilirken hangi asamalardan geçer ,  meyvesuyunun üretimden tüketime kadar hangi aşamalardan geçiyor