Proteinler, hayvanların ve bitkilerin en önemli bileşenlerinden biridir. Bütün enzimler, hormonların çoğu, bağışıklık sistemimizin büyük bir parçası, bütün kaslar ve birçok diğer vücut dokusu proteinden oluşur.
Peptitler (küçük proteinler) ve proteinler metabolizmayı düzenler ve yapısal destek sağlarlar. Günlük besinlerdeki yetersiz protein, vücudun, normal vücutsal fonksiyonları sürdürebilmek için gerekli yapısal proteinleri ve peptit hormonlarını yeterli seviyede üretmesini engelleyebilir.
Besinlerdeki iyi kalitedeki protein eksikliğinin, kan basıncı problemleri, yorgunluk, aşırı şişmanlık, şeker hastalığı, sık sık tekrarlanan enfeksiyonlar, sindirimle ilgili problemler ve osteoporosis'e öncülük yapan kemik kütle kaybı gibi, görünüşte ilgisi olmayan semptomlarda payı olabilir. Günlük besin proteinindeki katı kısıtlamalar, kas kütlesinin kaybı, büyüme sorunu ve azalan bağışıklık olarak nitelendirilen kötü bir beslenme şekli olan kwashiorkor'a neden olur.
Vücudun birçok yapısı, proteinden oluşur:
Saç ve tırnaklar, yüksek bir yüzdelikte (%15-%17) sistin amino asiti içeren uzun protein zincirleri olan keratinlerden yapılmıştırlar. Keratinler hayvansal tırnakların, boynuzların, tüylerin, pulların ve toynakların da bileşenleridirler.
Kolajen vücutta en genel proteindir ve tüm vücut proteinlerinin yaklaşık olarak % 20-30'unu oluşturur. Tendonlarda, bağlarda ve yapısal ve ya mekanik fonksiyonlara hizmet eden birçok dokuda bulunur. Kolajen, çok kuvvetli lifleri oluşturmak için üçlü sarmal yapıya dolanan amino asit dizilerinden oluşur. Jelatin,kolojenin suda çözünebilir ve yapışkan olana kadar uzun bir süre kaynatılması ile üretilir.
Diş minesi ve kemikler kalsiyumun bir fosfatı olan apatite gibi minerallerin dağılan kristalleri ile bir protein matrisinden (çoğunlukla kolajen) oluşur.
Kas dokusu, yaklaşık olarak %65 aktin ve miyozinden oluşur ki bunlar kas hareketlerine imkan tanıyan kontraktil proteinlerdir.
Kazein bütünüyle hayvansal sütte bulunan fosfor-içeren besleyici bir proteindir. Tüm hayvansal sütün içindeki proteinin yaklaşık olarak %80'ini meydana getirir ve bütün yaygın amino asitleri içerir.
Amino Asitler
Proteinler çok sayıda küçük yapı taşları, amino asitlerden oluşur. Proteinlerde kimyasal olarak RCH(NH2)COOH yapısı ile nitelenen 20 çeşit amino asit bulunabilir. Bir nitrojen (N) ve iki hidrojen (H) atomu amino grubunu ( -NH2), karboksil grubu ( -COOH) ise asit varlığını oluşturur. R- grubu amino asidi belirleyen yan zincirdir. Yalnızca bir amino asit, prolin, yapı olarak diğerlerinden biraz farklıdır, aşağıdaki tabloya bakınız.
Amino asitler, bir amino asitin karboksil gurubu ile diğer amino asitin amino grubunun reaksiyona girmesi sonucu oluşan peptit bağıyla -C(=O)NH- birbirine bağlanır ve bu reaksiyon sonucu bir molekül su (H2O) açığa çıkar. Bir peptit, 2 veya daha fazla amino asitten oluşan bir bileşiktir. Oligopeptitler 10 veya daha az amino asitten oluşur. Polipeptitler ve proteinler 10 veya daha fazla amino asit zincirleridir, fakat 50'den fazla amino asitten oluşan peptitler, protein olarak sınıflandırılır.
Ala = alanin
CH3CH(NH2)COOH
Arg = arjinin
H2N-C(=NH)NHCH2CH2CH2 Asn = asparajin
CH(NH2)COOH
(H2N-C(=O)CH2CH(NH2)COOH
Asp = aspartik asit
HOOC-CH2CH(NH2)COOH Cys = sistein
HS-CH2CH(NH2)COOH Gln = glutamin
H2N-C(=O)CH2CH2 Glu = glutamik asit
CH(NH2)COOH
HOOC-CH2CH2 Gly = glisin
CH(NH2)COOH
HCH(NH2)COOH
His = histidin *
Ile = izolösin *
CH3CH2CH(CH3)CH(NH2)COOH
Leu = lösin *
CH3CH(CH3)CH2CH(NH2)COOH Lys = lizin *
H2N-CH2CH2CH2CH2(NH2)COOH
Met = metionin *
CH3-S-CH2CH2CH(NH2)COOH Phe = fenilalanin *
Pro = prolin
Ser = serin
HOCH2CH(NH2)COOH
Thr = threonin *
CH3CH(OH)CH(NH2)COOH
Trp = triptofan *
Tyr = tirosin
Val = valin *
CH3CH(CH3)CH(NH2)COOH
* Elzem amino asitler
“Elzem amino asit” terimi, vücutta sentezlenemeyen ve fizyolojik ihtiyaçlarımızı karşılamak için besin yoluyla aldığımız amino asitlerdir. Arjinin vücut tarafından sentezlenir, fakat büyüme ihtiyacını karşılamak için yeterli değildir. Eğer besinlerle yeterli miktarda sistein alınmazsa sistein üretmek için çok miktarda metionin gereklidir. Benzer şekilde fenilalanin vücutta tirosine dönüştürülebilir fakat, aldığımız besin tirosin yönünden yetersizse bu açığı kapatmak için çok miktarda fenilalanine ihtiyaç vardır. Metabolizması fenilalanini tirosine dönüştüremeyen insanlar için (phenylketonuria (PKU) hastalığı) tirosin besin yoluyla alınması elzem olan bir amino asittir. Isolösin, lösin, ve valin karbon zincirleri dallanmış olduğu için bazen "dallanmış-zincirli amino asit" olarak adlandırılır.
Stereokimya
Glisin dışındaki yirmi amino asitin tümünde, amino grubunun bağlı olduğu karbon atomuna dört farklı grup bağlanır. Karbonun tetrahedral bağ açıları ve bağlantılarının asimetrisi, amino asitlerin, birbirlerinin ayna akisleri olan (sağ ve sol el karşılaştırması)
L ve R formlarında, iki yapıya sahip olabilmesini mümkün kılar. Yalnızca L-amino asitler proteinlerde bulunurlar. Aşağıdaki şekilde de görüldüğü gibi L-amino asitlerin karboksil grubu yukarıda olduğu zaman amino grubu sola doğrudur. Kama bağlar gösterilen düzlemin üzerindedirler ve noktalı bağlar gösterilen düzlemin aşağısındadırlar.
L-Alanin
R-Alanin
İki amino asitten bir peptit oluşması
Bu resim iki amino asitin reaksiyonunu göstermektedir, bu gösterimde bulunan R ve R' yukarıdaki tabloda yer alan fonksiyonel gruplardır. Mavi çember açığa çıkan suyu (H2O) gösterir , ve kırmızı çember oluşan peptit bağını ( -C(=O)NH- ) gösterir.
Bu reaksiyonun tersi; örneğin, peptit bağlarının amino asit bileşenlerine parçalanması hidrolizle gerçekleşir. Piyasadaki birçok gıda ürününde hidrolize edilmiş sebze proteinleri lezzet verici olarak kullanılır. Soya sosu, soya fasülyesi ve buğday proteinlerinin mantar fermantasyonuyla hidrolize edilmesi veya asit çözeltilerinde kaynatılmasıyla elde edilir. Bir lezzet zenginleştirici olan monosodyum glutamat (MSG), doğal olarak denizyosununda ve fermente olmuş soya ürünlerinde bulunan glutamik asitin sodyum tuzudur.
Protein Yapısı
Bir proteinin özellikleri, o proteinin amino asit sırası ile belirlenir, bir başka değişle onun birincil yapısı olarak bilinir. Bulunan amino asitlerin doğasına ve düzenine bağlı olarak, aşağıda gösterilen beta plakalılar (yassı) yada alfa heliksler (‘bobin') gibi molekülün farklı parçaları ikincil yapıyı oluşturur. Molekül içerisindeki daha fazla kıvrım ve tekrar düzenlenme, daha fazla tabaka yada üçüncül yapı ile sonuçlanır. Her protein alfa heliksler, beta plakalıllar ve rastgele parçaları içerir.
İkincil ve üçüncül yapı molekül için en kararlı biçimi (veya şekili) gösterir ve molekül içindeki çeşitli amino asit yan-zincirleri ve etrafını saran (su) molekülleriyle arasındaki kovalent olmayan etkileşimler (iyonik bağlar, hidrojen bağlar, hidrofobik etkileşimler) sonucunda olur. Proteinin farklı bölgeleri, sıklıkla farklı işlevler ile, yapısal olarak farklı alanlar oluşturabilir. Yapı ile ilgili alanlar, benzer işlevleri yapan farklı proteinlerde bulunurlar.
Proteinin açığa vurulan yüzeyi, proteinleri içeren diğer moleküller ile etkileşimlerini de kapsıyor olabilir. Protein-protein etkileşimleri, örneğin enzimlerin alt-birimlerinin arasında veya yapısal polimerik proteinler, organizasyonun en yüksek seviyesi dördüncül yapı ile sonuçlanır.
Denatürasyon
Bir proteinin işlevi, (yiyecek olarak servis edildiği zaman hariç) kesinlikle onun üç-boyutlu yapısına bağlıdır. Etmenlerin bir miktarı bu yapıyı bozabilir böylece protein denatüre olur.
pH daki değişim (asitlik)
tuz konsantrasyonundaki değişim
sıcaklıktaki değişim (pişirme)
indirgen etmenlerin varlığı (beyazlatıcı gibi)
Bu etmenlerin hiçbiri peptit bağları kırmaz, bu nedenle bir proteinin birincil yapısı denatüre olduğu zamanda genellikle bozulmadan kalır. Bir protein denatüre olduğu zaman, kendi fonksiyonunu kaybeder.
Çogunlukla bir protein yavaşça denatüre olduğu ve ondan sonra sıcaklığın, pH'ın, tuz konsantrasyonun, v.s, normal fizyolojik koşullara geri döndüğü zaman, kendiliğinden fonksiyonlarını (mesela enzimatik aktivite) yeniden kazanır.
Hazır, pişirilen veya konserve gıdalarda proteinlerin çoğu denatüre olmuştur. Enzimler genellikle gıdanın pişirilmesiyle tamamen yıkılır.
Biyolojik Değer
Biyolojik değer (BD), vücuta alınan bir besin kaynağından yüzde kaç oranında faydalanıldığını ifade eden bir ölçüdür. Bu ölçek, özellikle protein kaynakları için uygulanır. Biyolojik değer, vücuda alınan protein miktarından yola çıkılarak alınan nitrojenin hesaplanarak atılan nitrojene oranlanmasıdır. Herhangi bir protein kaynağının BD'sinin teorik olarak en yüksek değeri 100'dür. Kısaca- BD tükettiğimiz proteini ne kadar hızlı ve ne kadar verimli kullanabildiğimizin bir ifadesidir.
Vücut fazla amino asitleri depolayamadığı için ( diğer temel besinler, mesela yağ ve karbonhidratlar vücut tarafından depolanabilir) BD özellikle proteinlerde kullanılır. Bu sebepten dolayı, alınan günlük besin uygun kalitede, vücudun ihtiyacını karşılayacak nitelikte ve yeteri kadar protein ihtiva etmelidir.
En sınırlayıcı amino asit bütün proteinin BD'sini belirler. Örneğin eğer vücut günlük 1g fenilalanine ihtiyaç duysa, ve alınan besin 500 g protein sağlasa, fakat bunun yalnızca 0.5 g'ı fenilalanin olsa, proteinin BD'si çok düşüktür. Proteinin sadece bir kısmı kullanılabilir, kalanı vücuttan atılır.
Düşük BD diğer proteinlerin tüketilmesiyle telafi edilebilir. Örneğin, bir protein lösince az olduğu zaman, BD'si düşüktür. Bu protein lösin oranı yüksek bir proteinle kombine edildiği zaman, elde edilen kombine proteinin BD'si ilk proteinin BD'sinden daha yüksek olacaktır. Kombinasyondaki başka bir amino asit de sınırlayıcı olabilir, bu durumda yeni bir BD belirlenir. Yeni BD'yi belirlerken kombinasyonu oluşturan iki BD'yi toplayamayız. Yeni BD kombinasyonundaki en sınırlayıcı amino asite göre belirlenir.
BD, hayvansal proteinleri tüketmeyen vejeteryanlar ve etin yanısıra süt ve süt ürünlerini dahi tüketmeyen aşırı vejeteryanlar için çok önemlidir . Genellikle hayvansal proteinlerin biyolojik degeri, bitkisel proteinlere göre daha yüksektir. Bu sebeple vejeteryanlar yüksek BD elde etmek için protein kaynaklarını akıllıca seçmelidir.
Süt proteinleri
Süt, birçoğu çok küçük miktarlarda olan yüzlerce çeşit protein içerir. Proteinler kimyasal veya fiziksel özelliklerine ve biyolojik işlevlerine göre çeşitli şekillerde sınıflandırılabilirler. Geleneksel olarak süt proteinleri kazeinler, peyniraltı suyu proteinleri ve azınlık proteinler olarak sınıflandırılırlar. Yağ kürelerinin yüzeyinde bulunan proteinler ve enzimler azınlık proteinler grubuna aittir.
Peyniraltı suyu proteini sıklıkla süt-serum proteinleri için eşanlamlı olarak kullanılan bir terimdir, fakat peynir-yapımında oluşan peyniraltı suyundaki proteinler için kullanılmalıdır. Süt-serum proteinlerine ek olarak, peyniraltı suyu proteini peynir sütünün rennet enzimiyle olgunlaştırılması esnasında parçalanan kazein moleküllerinin parçalarını içerir. Olgunlaştırılan sütte süt-serum proteinlerinin bir kısmı orjinal sütten daha düşük konsantrasyonlarda bulunur. Bunun nedeni peynir yapımından önce sütün pastörizasyonu sırasında ısıl denatürasyondur.
Sütteki üç temel protein grubu davranış şekilleri ve varoluş biçimleri açısından birbirlerinden ayırt edilirler. Olgunlaştırma ile veya düşük pH'larda sütteki kazein kolayca çökelirken, serum proteinleri genellikle çözeltinin içinde kalırlar. Orta dereceli ısıl işlemlerde kazeinler bozulmadan kalırken küre şeklindeki serum proteinleri denatüre olurlar. Yağ-küresi zar proteinleri, isimde belirtildiği gibi, yağ kürelerinin yüzeyine yapışırlar ve yalnızca mekanik etkiyle serbest kalırlar örneğin yayıkla kremanın tereyağı yapılması.
Kazein Kazein, süt içindeki baskın olan bir grup proteine verilen addır. Kazeinler, insan sütü de dahil olmak üzere hayvansal sütlerin tümünde mevcuttur. İnek sütündeki proteinlerin neredeyse %80'i kazeindir, diğer bir ifadeyle 1 litre sütte 26g kazein vardır.
Kazeinler dört alt-gruba ayrılırlar α σ-, αs2-, ß- ve κ -kazein. Dört grubun hepside çok heterojendir ve herbiri 2 – 8 farklı kalıtsal varyasyonlardan oluşur. Bu varyasyonlar birbirlerinden yalnızca birkaç aminoasit farklıdırlar. α - ve β - kazeinler, genellikle fosforik asiti esterleyen amino asitlere sahiptirler. Moleküller arası ve molekül içi bağları oluşturmak için fosforik asit kalsiyumu (sütte boldur) bağlar.
Bu, kazeinlerin özdeş veya farklı tipteki kazeinleri içeren polimerleri kolayca oluşturmasını sağlar. Kazein molekülündeki fosfat gruplarının ve hidrofobik kısımların çokluğuna bağlı olarak kazeinlerden oluşan moleküler polimerler çok özel ve kararlı yapılardır. Polimerler yüzlerce, binlerce molekülden oluşmuştur ve bu polimer yapılar süte beyaz rengini veren kolloidal solüsyonu oluşturur. Bu moleküler kompleksler kazein miselleri olarak bilinirler. Şekil 1 de gösterilen kazein miselleri, çapı 10 ile 15 nm (1 nanometre = 10–9 m) olan alt-misellerden oluşmuştur. Orta boyutlu bir misel 400 ile 500 civarında alt-misellerden oluşur ve en az 0.4 mikron (0.0004 mm) genişliğinde olabilir.
Kalsiyum fosfat ve alt-misellerin arasındaki hidrofobik etkileşimler kazein misellerinin kararlı yapısından sorumludur. Karmaşık misellerin (büyük misel yapıları) dış taraflarından çıkan (Şekil 1' de B), karbonhidrat gruplarını içeren κ-kazeinin hidrofilik kısımları onlara “tüylü” görüntüsü verir, fakat çok daha önemlisi topaklanmaya (aggregation) karşı miseli stabilize eder (korur).
κ-kazein ve onun karbonhidrat gruplarının peynir yapımındaki önemi büyüktür. Peynir yapma sürecinin ilk bölümünde kullanılan rennet, misellenin yüzeyindeki kazeinin karbonhidratlarını koparır . Bu şekilde miseller çözünürlüğünü kaybedecek ve çökelek (lor) halini oluşturmak için topaklanmaya başlayacaktır.
Düşük sıcaklıkta, κ-kazein zincirleri kopmaya başlayıp kalsiyum hidroksifosfat miselin yapısından ayrılınca miselin yapısı zayıflamış olur. Bu durumu, en hidrofobik (apolar) kazeinin β-kazein olması ve sıcaklığın düşürülmesiyle hidrofobik etkileşimlerin zayıflaması şeklinde açıklayabiliriz. β-kazeinin γ-kazeine ve proteoz-peptonlara (parçalanmış ürünler) hidrolizi peynir üretiminde düşük verim anlamına gelir, çünkü proteoz-pepton kısımları peynir altı suyunda kaybolur.
Diğer proteolitik enzimler de peynir yapımı (çökeltme) için kullanılabilirler, fakat bunlar pek spesifik değildirler . Rennet kullanılmadan bitkisel proteazlarla yapılan peynirin (vejeteryanlar için) tadı çoğunlukla diğerlerinden farklıdır ve peynir verimi daha düşüktür.
Asit ile çöktürmek
Eğer süte asit eklenirse veya asit-üreten bakterinin süt içinde üremesine izin verilirse pH düşecektir. Normal pH'ı 6.5-6.7 civarında olan sütün asitliği artırıldığı zaman birçok proses meydana gelir:
İlk olarak, kazein miseli içinde bulunan kalsiyum fosfat çözünecektir ve ardından misel yapısına sızıp güçlü kalsiyum bağlarının oluşmasını sağlayan kalsiyum iyonlarını oluşturacaktır.
İkinci olarak, çözeltinin pH' ı her bir kazein çeşidinin izo-elektrik noktasına yaklaşacaktır. Izo-elektrik nokta kazeinlerin çözünebilirliğinin en düşük olduğu ve pH'ın 4.2-4.7 aralığında olduğu noktadır.
Bu metotların ikisi de misellerde değişikliğe yol açar (misellerin topaklanıp daha az yoğun ya da daha çok yoğun pıhtılar oluşmasıyla büyümelerini başlatır).
Bu prosesler mayalanmış sütte meydana gelir. Yoğurt gibi mayalanmış süt ürünlerinde, mayalanma esnasında üremesine izin verilen bakteriler oluşan pıhtının kremleşmesine sebeb olur.
Aşırı miktarda sodyum hidroksit eklendiği zaman, asitle çökeltilen kazein yeniden çözünür. Meydana gelen sodyum kazeinat çoğunlukla emülgatör özelliğinden dolayı gıda bileşeni olarak kullanılır. Orjinal misel yapısı hidroksit eklenerek tekrardan sağlanamaz.
Peyniraltı suyu proteinleri
Peyniraltı suyu proteini, genellikle süt serum proteinlerine verilen addır fakat, teknik olarak sadece peynir yapımı esnasında elde edilen peyniraltı suyunda bulunan proteinleri içerir. Yağsız süt, inorganik asit eklenerek kazeinden arındırıldığı zaman, arta kalan protein grubu süt serum proteinleri olarak adlandırılır. Bunlar ortak isimden dolayı ‘gerçek' peyniraltı proteinlerine çok benzerler.
Peyniraltı suyu proteinleri, sütteki proteinlerin yaklaşık olarak %20'sini oluştururlar. Peyniraltı suyu proteinleri çok iyi çözünürler ve aşağıdaki gruplara ayrılabilirler:
α-laktalbümin
β-laktoglobülin
Kan Serumu Albumini
Immunoglobülinler
Çeşitli proteinler ve polipeptitler
Peyniraltı suyu proteinlerinin, özellikle de α-laktalbüminin besinsel değeri çok yüksektir. Amino asit bileşimleri biyolojik optimum olarak adledilen yapıya çok yakındır.
Peyniraltı suyu proteinin türevleri gıda sanayine yaygın olarak kullanılmaktadır.
Peyniraltı suyu proteinleri ısıtma esnasında denatüre olur, bu denatürasyon peyniraltı suyu proteinlerinin topaklanmasına neden olur (başlıca kazein miselleriyle birlikte).
Peyniraltı suyu proteinleri membran teknolojisi ile endüstriyel ölçekte izole edilirler.
α-laktalbümin
Bu protein, tipik peyniraltı suyu proteini olarak düşünülebilir. Bütün memelilerin sütünde bulunur ve laktoz (süt şekeri) sentezinde önemli bir rol oynar.
β-laktoglobülin
Bu protein, sadece toynaklı hayvanlarda (‘tırnaklı' hayvanlar) bulunur ve inek sütündeki peniraltı suyu proteininin temel bileşenidir. Eğer süt 60 °C nin üzerine ısıtılırsa, denatürasyon başlar (Bu noktada β-laktoglobulinin sülfür amino asitinin reaktivitesi önemli bir rol oynar). Yüksek sıcaklıklarda kükürtlü bileşikler yavaş yavaş ayrılırlar. Bu kükürtlü (sülfirik) bileşikler, ısıl işlem görmüş sütün “pişmişlik” hissi veren tadından kısmen sorumludur.
Immunoglobülinler
Immünoglobulinler yeni doğmuş hayvanın (veya insan) bakteri ve hastalıklara karşı korunmasında önemli bir rol oynar.
Laktoferrin
Laktoferrin demir taşıyıcı veya transferrin (Demiri bağlayan ve onun değişik organlara taşınmasını sağlayan protein) ailesine ait bir glukoproteindir. İlk olarak büyükbaş hayvan sütünden izole edilmiştir, fakat başka hayvanların sütlerinde de bulunur. Sütün yanı sıra, memelilerin ekzokrin salgılarında da mevcuttur.
Laktoferrin, çok fonksiyonlu veya çok-işlevli bir protein olarak düşünülür. Birçok biyolojik rolü vardır. Demir bağlayıcı özelliklerinden dolayı, meme emen yeni doğanın bağırsak mukozasında demir emiliminde rol oynadığı düşünülür. Antibakteriyel, antiviral, antifungal, antiinflamatuar, antioksidan ve immunomodulatuar etkilerinin olduğu görülmektedir. Bu etkileri geniş bir şekilde incelenmektedir. Gözden geçirmek ve güncel çalışmaları takip etmek http://www.lactoferrinresearch.org/ .
Laktoperoksidaz
Laktoperoksidaz, süt, tükürük ve gözyaşında antimikrobiyal bir madde gibi algılanır . Laktoperoksidaz, tiyosiyanat iyonlarının (SCN-) hidrojen peroksit ile oksitlenmesine karşı doğal bir bakteriyel savunma sistemidir. Bunların her ikisi de biyolojik sıvılarda bulunur ve laktoperoksidaz ile birlikte laktoperoksidaz sistem (LP-s) olarak adlandırılırlar. LP-s'nin kendini üreten organizmaların proteinleri ve enzimleri üzerinde hiçbir etkisi olmadığı halde, çok çeşitli mikroorganizmalara karşı bakterisidal ve bakteriostatik etkilerinin olduğu ispatlanmıştır.
Azınlık Proteinler
Zar proteinleri
Zar proteinleri, yağ damlacıklarının sütün içerisindeki emülsiyonunu stabilize etmek için (dengede tutmak için) yağ küreciklerinin etrafında koruyucu bir katman oluşturan bir protein grubudur. Proteinlerin bir kısmı lipid molekülleri içerir, ve bu proteinler lipoprotein olarak adlandırılırlar. Zar globülin proteinleri, sütteki en küçük protein parçasıdır, toplam proteinin yaklaşık olarak %1.5'ini oluşturur.
Bu proteinlerin lipidleri ve hidrofobik amino asitleri, hidrofobik kısımlarını yağ yüzeylere çevirirken daha az hidrofobik olan kısımlarını suya yönlendirirler.
Özellikle fosfolipidler ve lipolitik enzimler zar yapısı içine emilirler.
Süt içindeki enzimler
Sütteki enzimler, ya anne hayvandan ya da bakteriden gelirler. Hayvandan gelen enzimler sütün doğal bileşenleridir. Baktreiyel enzimler bakteri popülasyonunun tabiatına ve büyüklüğüne göre tür ve miktar bakımından farklılık gösterirler.
Sütteki enzimlerin birçoğu kalite ve kontrol testleri için kullanılır. En önemlileri peroksidaz, fosfataz ve lipazdır.
Laktop eroksidaz
Peroksidaz, oksijeni hidrojen peroksitten (H2O2) kolay oksitlenebilen diğer maddelere taşır. Eğer süt birkaç saniyeliğine 80 °C'ye ısıtılırsa bu enzim inaktif olur, sütte peroksidaz olup olmadığını anlamak için bu yöntem kullanılır ve böylece 80 °C'nin üstünde pastörizasyon sıcaklığına ulaşılıp ulaşılmadığı kontrol edilir. Bu test Storch's peroksidaz testi olarak adlandırılır.
Fosfataz
Fosfatazın, belirli fosforik-asit esterlerini fosforik asit ve ilgili alkollere parçalayabilme özelliği vardır. Süte fosforik-asit esteri ve açığa çıkan alkolle tepkime verdiğinde renk değiştiren bir reaktif eklenerek sütteki fosfataz varlığı saptanabilir. Renkteki değişiklik sütün fosfotaz içerdiğini gösterir. Fosfataz normal pastörizasyon (72 °C'de 15-20 saniye) ile yok edilir, bundan dolayı fosfataz testi gerçekten pastörizasyon sıcaklığına ulaşılıp ulaşılmadığına karar vermek için kullanılır.
Lipaz
Lipaz, yağı gliserol ve serbest yağ asitlerine parçalar. Süt ve süt ürünlerinde aşırı miktarda serbest yağ asidinin olması bu ürünlere bozuk (ransit) bir tat verir. Bazı hayvanların sütü güçlü lipaz aktivitesi gösterse de, çoğu zaman bu enzimin etkisinin çok zayıf olduğu görülür. Sütteki lipaz miktarının, laktasyon devresinin (meme bezlerinden süt salgılanması dönemi) sonlarına doğru arttığına inanılır. Süt lipazı ve süt yağı arasında yağ kürelerinin yüzeyi bozulmadığı sürece herhangi bir reaksiyon gerçekleşmez fakat, yüzeyler tahrip olur olmaz lipaz enziminin substrat (kendi üzerine etkiyen enzimin kimyasal değişimini kolaylaştıran maddeye verilen ad) bulma şansı doğar ve serbest yağ asitleri açığa çıkar. Süt, bozuk bir pompa ile soğuk olarak pompalandığında veya soğuk süt pastörize edilmeksizin homojenize edilirse aniden serbest yağ asitleri oluşur. Yağ asitleri ve bu enzimatik reaksiyonun diğer ürünleri ürüne “ransit” bir tat verir.
19 Nisan 2011 Salı
Et ve et ürünlerinde kimyasal kalite parametreleri
Et ve et ürünleri;
Etin kalitesi hayvanın türüne, ırkına, yaşına, cinsiyetine, genetik yapısına, rigor mortisin çeşidine ve vücut bölgelerine göre değişir.
Türk Gıda Kodeksi, Türk Standartları ve Gıda Maddeleri Tüzüğüne göre etin tanımı; sığır, manda, koyun, keçi gibi büyük ve küçükbaş hayvanlar; tavuk, hindi, kaz, ördek, beç tavuğu gibi evcil kanatlı hayvanlar ile tavşan ve domuzdan elde edilen, insan tüketimine uygun olan tüm parçaları.
Et ürünleri ise; Taze Et, Hazırlanmış Et ve Hazırlanmış Et Karışımları Tebliği kapsamındaki ürünler dışında; sadece soğutma veya dondurma işleminden geçen etlerden hazırlanan, kesit yüzeyleri taze etin karakteristik özelliklerini göstermeyecek şekilde işlemden geçen ürünleri kapsamaktadır.
Yönetmelikteki açıklama doğrultusunda ,et ve et ürünlerinde kimyasal kalite parametreleri ve analizleri şöyledir.
Parametreler Metod Analiz süresi
*Su aktivitesi (aw değeri) ölçümü
*Su tutma kapasitesi ölçümü
*Su bağlama özelliği tayini
*Sızıntı kaybı ölçümü
*Pişirme kaybı tayini
*Oksidasyon-Redüksiyon potansiyeli(Eh)ölçümü
*Bağlayıcı doku tayini
*Boya maddelerinin belirlenmesi TOKB-KKGM Gıda Mad.Muayene ve Anlz M, 4saat
*Ham selüloz (Ham lif) tayini TS4966, TS4600, 21118 SRG 4-5saat
*Ham protein tayini Leco FP-528 Protein Tayini Klv. 3gün
*Hidroksprolin tayini TS 6236 ISO 3496 2gün
*Kokuşma tesbiti TS 1069 1saat
*Kül tayini TS 1746 ISO 936 1gün
*Nitrat tayini ISO 3091 (TS 3138 1978) 4saat
*Nitrit tayini ISO 2918 (TS 3137 1978) 2.5saat
*Nişasta tayini Sucuk TS 1069 1gün
Sosis ,Salam TS 6812 2gün
*Rutubet tayini TS 1743 ISO 1442 1gün
*Serbest Yağ tayini TS 1745 2gün
*Toplam yağ tayini TS 1744 2gün
*Tuz tayini TS 1747 4saat
*Kanın iyi akıtılıp akıtılmadığının tayini
*Fosfor tayin TS 4752 11-12gün
*Kalsiyum tayini Titrimetrik Metod 8-10saat
*pH Tayini TS 3136 ISO 2917 4 Saat
*Tiyobarbitürik asit (TBA) tayini TS 11566 1 gün
*Et türü tayini ELISA Yöntemi
Yukarıdaki parametreler Et ve et ürünlerinde bakılan, etin değerini ve kalitesini belirleyen önemli parametrelerdendir.
Her ne kadar laboratuarların akredite durumlarına göre ,imkanlarına ve çalışma prosedürlerine göre parametreleri oluşturan kriterler farklı değerlendirilerek analiz yapılan laboratuvarlar ve süreçler değişsede. Kimya analizi adı altında değerlendirilen bir parametre başka bir laboratuarda fiziksel değerlendirmeye alınabiliyor olsada.Hazırladığım bu ödevde, staj yaptığım kurumun TGK standartlarının tebliğinde belirlenen talimatlarıyla yapılan analizlerden gördüklerim ve ders kitabından öğrendiklerimle, istenen analiz açıklamalarını yazmaya çalışacağım.
Analizlerin Yapılması
1-Su aktivitesi (aw değeri) ölçümü
Numunedeki toplam suyun kimyasal olarak bağlanmış bölümü yada ortam suyundaki buhar basıncının doymuş buhar basıncına bölünmesi ile ortaya çıkan sonuçtur.
Et ürünlerindeki mikroorganizmaların büyük bir kısmı , üründeki su aktivitesinin varlığıyla oluşur. bu konakçıların metebolik faaliyetlerine imkan sağlayan serbest suyun yeterliliğidir. Aw değeri ölçümünde en önemli kriter antiseptik ortamdır.aw 0.0 – 1.0 arası değişen değerlerle ifade edilir.aw değeri kurutma, dondurma ,tuzlama gibi tekniklerle azaltılabilir. Taze etin su aktivite değeri 0.99 dur.
Mikroorganizmaların kullandığı aw değeri şu formülle bulunur: aw = P/Ps
P: Ürünün su basıncı
Ps:En yüksek seviyedeki (doymuş) buhar basıncı
2-Su tutma kapasitesi
Stomacker de homojen hale getirilen kıyma numunesinden 8 g tartılarak selüloz nitrat test tüpüne konulur ve üzerine 12 ml 0,6 M NaCl çözeltisi eklenir .Ağzı kapatılan tüp titre edilir ve 5°C ye ayarlanmış su banyosunda 15 dakika bekletilir. Numune daha sonra da 4°C de 15 dakika santrifüj edilir (10.000 dev./dak.).Numune bu işlemden sonra ölçü silindirine boşaltılıp 1-1.5 saat bekletilir .bekletilen numunede oluşan çökmeden sonra süzük hacmi okunur. Okunan değer su tutma kapasitesini verir.
3-Su bağlama özelliği
İşlenmekte olan et ve ürünlerine dışardan eklenen suyun etin içindeki proteinlerce alıkoyulmasına su bağlama özelliği denir. Bu kaliteli etlerdeki myofibrilerin oranının fazlalığı ile orantılıdır . İşlenecek etlerde kesme doğrama kıyma haşlama gibi uygulamalar bir çok özelliğin kaybolmasına neden olmakta. Renk tekstür gevreklik gibi kalite kriterlerini etkileyecek önemli aşamalar. Bu yüzden etin su tutma ve su bağlama özellikleri kalitede oldukça önemli etkenlerdir.
4-Sızıntı kaybı
Etin kalitesinde oldukça önemli bir parametredir.Ettin bileşimindeki serbest su hücre ölümüyle sirkülasyonun durmasıyla dışarı sızabilmektedir .buharlaşmayla ,damlamayla , yada dondurulmuş etin çözülmesiyle sızarak su kaybına neden olmaktadır .Bunda etken ; etin kesimhanede bekleme şartları , glikolizin gerçekleşme süresi ,hayvanın taşıdığı genler ve cinsi serbest sudaki moleküllerin kapillar direncini azaltmaktadır .Kesimle hızlanan bu parametre etin fire vermesi, tazelik, tekstür, renginde değişme gibi olumsuzluklara yol açmaktadır. Sızıntı kaybına uğramış etlerin ,kısmen kurutulmuş et grubu olarak sayılabilecek sucuk ve pastırma gibi ürünlerin yapımında kullanılabilmektedir. Ancak emilsiyon tipi olan salam sosis gibi ürünlerde kullanılması uygun değildir .Uygulanması kaliteyi etkileyeceğinden hatalı ürünlere ve önemli maddi kayıplara neden olmaktadır.
5-Pişirme kaybı
Laboratuara getirilen değişik türdeki et numunesi kıyma haline getirilir.darası alınmış hassas terazide tartılarak 20 şer g olarak steril poşetlere konur .Ağızları kapatılan poşetlerdeki numuneler 80°C ye ayarlanmış su banyosunda 20 dakika bekletilir.İşlem bitince çıkarılır ve numunelerde oluşan sızmış sıvı süzülür.Süzme işleminden sonra numuneler tekrar tartılır.Tartımda belirlenen rakam poşetlere aktırılan ilk 20 g olarak belirlenmiş ağırlığa bölünür.buradan bulunan değerde 100 le çarpılıp pişirme kaybı tespit edilir.
6-Oksidasyon-Redüksiyon potansiyeli(Eh)
İşlenecek etin kas dokusundaki SH- gruplarının varlığı ve sayısı redoks potansiyelini , Sh-gruplarındaki osijenin veya hidrojenin artıp eksilme kabiliyetide oksidasyon-redüksiyon potansiyelini etkilemektedir. Kasaplık hayvanlardan elde edilen et ve işlenmiş et ürünlerinin havadaki moleküler oksijenle temas etmesi , Eh in yükselmesine dolayısıyla etin bozulmasına neden olmaktadır.Etin işlenme esnasında parçaların küçülmesiyle yukarıdada saydığımız parametrelerin kaybı dahada kolaylaşmaktadır.en küçük parça olan kıymada dokunun harabiyetiyle savunmasız oluşu oksijenin en küçük noktalara kadar teması Eh ini arttıracağından birçok organizmaya üreme ortamı hazırlamaktadır. Buda bozulmaya et ürünlerindeki kalitenin düşmesine tüketimin azalmasına sağlıkla ilgili sıkıntılara üreticininde maddi kayıplarına yol açmaktadır.
7-Bağlayıcı Doku Tayini
Getirilen numuneden alınan 50 gr, soğuk su ile 3 - 4 saat maserasyona tabi tutulur ve süzdürülür. Süzgeç kağıdının üzerinde kalanlar alınarak bir behere konulup su ile kaynatılır. Bağlayıcı dokuların erimesinden sonra süzülür. Süzüntü litreye tamamlanır. Bundan belli bir miktar alınarak kjeldahl ile azot tayin edilir. (Kod No: 166.04) Bulunan azot miktarı 5,55 ile çarpılarak bağlayıcı doku protein miktarı bulunur. Toplam Protein miktarından, bağlayıcı doku protein miktarı çıkarılarak numunedeki hazmolabilir protein yüzdesi bulunur.
8-Boya maddelerinin belirlenmesi
Metod, gıda renk maddelerinin et, fermente ve ısı işlemi görmüş et ürünlerinden separasyonu, purifıkasyonu ve identifıkasyonu amacıyla uygulanır.
Numedeki renk maddesinin bir solvent'de süspansiyon haline getirildikten sonra elde edilen süzüntünün bir adsorbana emdirilmesi ve purifıye edilen adsorbanadan ince tabaka kromatografisi veya spektral fotometri ile identifiye edilmesi esasına dayanır.
9-Ham selüloz (Ham lif) tayini
Analiz prensibi , Numunenin örtücü çözelti ile (asit bir karışım) örtülerek, ısıtılması, kalıntının asetik asit ile muamele edilmesi, sıcak su ile yıkandıktan sonra değişmez ağırlığa kadar ısıtılarak tartılması, kalıntının küllendirilmesi, kül kısmının tartıdan çıkarılarak; geriye kalan ağırlığın bulunması ilkesine dayanır.
1 g numune tartılır ve kaynatma balonuna konulur, üzerine 25 ml örtücü çözelti katılır ve dik soğutucuya bağlanır. 30 dakika doğrudan doğruya kaynatılır, sonra balon alevden geri çekilir, su akımı ile soğutulur, önceden tartılıp darası alınmış bir süzgeçten süzülür. En son damla da süzülünceye kadar beklenir, süzgeç ve balon % 70'lik asetik asit ile bir kez yıkanır ve tamamen süzülünceye kadar beklenir. Alttan süzülen su, tam nötr reaksiyon verinceye kadar, süzgeç ve kalıntı, sıcak destile su ile, sonra üç kez aseton ile yıkanır. Aseton tamamen süzüldükten sonra bir kez de eterle yıkanır. Süzgeç kağıdı dikkatle huniden ayrılır, katlanır ve bir saat camı üzerine yerleştirilir. 105°C'da dikkatle kurutulur ve tartılır. Kuru ve tartılmış kalıntı süzgeç, tartısı belli bir krozeye yerleştirilir, 500 - 550°C'da küllendirilir. İçinde kül bulunan kroze yeniden tartılır.
Ham selüloz % g - A - B
Burada;
A = Kurutulmuş süzgecin selülozla birlikte ağırlığı, g
B = Süzgeç kağıdının önceden bulunan darası, g’dır.
Saf selüloz % g = C - F
Burada;
C = Ham selüloz, g
F = Selülozlu süzgeç, kağıdı ve kroze ağırlığından küllendirmeden sonraki ağırlığın çıkarılması ile elde olunan değer (g) dir.
10-Ham protein tayini
Ham protein tayini 3 aşamadan oluşmaktadır.
* Digestion (Yakma): Homogenize edilmiş 2 g numune tartılır. Üzerine katalizör olarak 15 g K2SO4 (susuz) ve 0.5 g CuSO4 H2O konur. Kaynama taşı atıldıktan sonra 25 ml derişik H2SO4 eklenir. Isı ayarı yapılarak yakılır.
*Destilasyon: 40°C ye kadar soğutulan balona 50 ml destile su konur. Karıştırılır ve soğumaya bırakılır. 50(1 ml lik bir erlen içine 50 ml % 4 lük H3BO3 (borik çözeltisine 4 damla indikatör konarak karıştırılır). Ve balon adaptörün ağzı sıvıya batacak şekilde yoğunlaştırıcının altına yerleştirilir. Kjeldahl balonunun sıvıya batacak içindekilere aşağıda belirtilen işlemlerden biri uygulanır.
*Buharla damıtmada: Kjeldahl balonunun içindekiler damıtma cihazının içine aktarılır ve balon yaklaşık olarak 50 ml su ile çalkalanır. Üzerine 100 ml % 33 NaOH çözeltisi konur. Bu çözelti balona dikkatlice aktarılır. İki tabakanın karışması engellenir. Sonra hemen balon damıtma cihazına takılır. Alkali sıvı kaynayıncaya kadar içinden buhar geçirilerek ısıtılır ve buna 20 dakika devam edilir. Köpürmeyi azaltmak için balon önce yavaş ısıtılır. Damıtma ürünün hacmi en az 150 ml olmalıdır.
*Normal damıtmada: Kjeldahl balonunun içindekiler yaklaşık olarak 300 ml su ile seyreltilir. 15 dakika sonra 100 ml % 33 NaOH dikkatlice balona konur. Karışım sıçramaya başlayıncaya veya 250 ml damıtma ürünü toplayıncaya kadar damıtma sürdürülür.
*Titrasyon: Erlen içindekiler N/10 HCI ile titre edilir.
11-Hidroksprolin tayini
HCI ile kaynatılarak dekompoze edilir. Hidroksiprolin yağın ayrılmasından sonra kloramin T ile oksitlenir. Oksidasyon ürünü 4-dimetilaminobenzaldehit'le kırmızı renkli bileşikler oluşturur. Bu maddeleri içeren ölçüm solüsyonunun ekstinksiyonu yaklaşık 558 nanometrede ölçülür. Elde edilen değer doğrudan doğruya hidroksiprolin konsantrasyonunu gösterir.
Analiz saflığında kimyasal maddeler kullanılmalıdır.
12-Kokuşma tesbiti
*NESSLER ÇÖZELTİSİ İLE AMONYAK ARANMASI
Bir petri kutusuna muayenesi yapılacak numuneden bir kesit alınarak konur, üzerine Nessler çözeltisi dökülür. Kokuşma varsa portakal renginden koyu portakal - kahve rengine kadar değişen bir renk oluşur.
*KURŞUN ASETAT İLE HİDROJEN SÜLFÜR ARANMASI
Numune ince olarak kıyılır ve ağzı kapaklı bir petri kutusuna konur. Petri kutusunun kapağı içine % 10'luk kurşun asetatlı süzgeç kağıdı yerleştirilir ve ağzı kapanarak 10 - 15 dakika bekletilir veya kıyılan madde bir tüpe konur. İnce yaprak halinde kesilmiş ve önceden %10'luk kurşun asetat çözeltisine daldırılarak kurutulmuş süzgeç kağıdı tüpe daldırılır ve bir ucu tüpün kenarına gelmek üzere ağzı bir tıkaçla sıkıca kapanır ve beklenir. Kağıt üzerinde beliren siyah renk, kokuşma olduğunu gösterir.
*AMONYAK TAYİNİ
10 g numune bir balona konur üzerine, örtünceye kadar karbontetraklorür ilave edilir. Bu balon bir ucunda 1/100 H2S04 bulunan bir soğutucuya bağlanır. Kjeldahl yöntemi ile amonyak tespit ve doze edilir.
100 g da 33 mg amonyak bulunması halinde numune kokmuş sayılır.
13-Kül tayini
Et ve et mamullerinin magnezyum asetat çözeltisi katılarak bir su banyosu üzerinde kurutulması ve 550 - 600°C sıcaklıktaki bir kül fırınında yakılması, soğutulması ve katılan magnezyum asetat çözeltisinden oluşan magnezyum oksit miktarının çıkarılması sonucu elde olunan kalıntının tayini ilkesine dayanır.
14-Nitrat tayini
Numunedeki nitratın H2SO4, KmnO4 ve Fosfotungustik asit aracılığı ile nitrat okside edilmesi ve oluşan rengin 450 nm’de spektrofotometre de okunması ilkesine dayanır.
15-Nitrit tayini
Et mamullerindeki nitritin, Griess I ve Griess II ayraçları ile oluşturduğu kırmızı rengin Spektrofotometre de 520 nm. dalga boyunda ölçülmesi ilkesine dayanır.
50 ml.'ik bir elene deney numunesinden 5 gr. tartılır üzerine 10 ml. 80°C deki nitritsiz destile su konur. Bir cam bugetle iyice karıştırılarak bütün et parçaları dağıtılır. Sonra 500 ml.ölçülü bulona aktarılır. Beher bir kaç defa nitritsiz su ile bulona yıkanır. Bulon içeriği yaklaşık 300 ml. oluncaya kadar sıcak nitritsiz su eklenir. Yarım saatte bir çalkalamak suretiyle sıcak su banyosunda iki saat tutulur. Bu sürenin sonunda 5 ml. HgCl2 çözeltisi konur. Bulon oda ısısına gelince çizgisine kadar su ile tamamlanıp süzülür. 50 ml.'lik bir bulona bu süzükten 10 ml. konur ve çizgisine kadar destile su ile tamamlanır. Üzerine eşit oranda karıştırılmış Griess I ve Griess II çözeltisinden 2 ml. konur. Bir saat sonunda oluşan renk spektrofotometrede 1 cm. optik yollu küvetler kullanılarak tanık çözelti şahitliğinde 520 nm'de optik-dansite okunur.
Okunan optik dansite değerinden örnekteki nitrit miktarı standart kurve yardımı ile doğrudan hesaplanabilir veya aşağıdaki formülden bulunabilir.
Nitrit miktarı (mg / ml.) = K x OD x S
16-Nişasta tayini
*Ekstraksiyon ve Hidroliz:
Et numunesinden 10 g tartılarak 250 ml'lik santrifüj tüpüne konulur. Numunenin içerdiği yağ, 25'er ml petrol eterle 2 defa ekstrakte edilir (Yağın numuneden ayrılması, işlem sırasındaki süzmelere engel olmaması içindir). Yağsız numune üzerine 100 ml su, 5 ml çinko asetat ve 5 ml potasyum ferrosiyanid çözeltileri eklenir. Tüplerin ağzı kapatılarak 15 dakika, zaman zaman kuvvetle çalkalayarak bekletilir, 15 dakika santrifüj edilir. Üstteki sıvı konik huni üzerine yerleştirilmiş Whatman No: 3 süzgeç kağıdından hafif emiş kullanılarak süzülür. Santrifüj tüpündeki kalıntıya 25 ml "1 ml çinko asetat + 1 ml potasyum ferrosiyanid çözeltisi / 200 ml" çözeltisi konulur, 10 dakika zaman zaman çalkalayarak bekletilir, 10 dakika santrifüj edilir. Üstteki sıvı bir önce kullanılan süzgeç kağıdından, hafif emiş kullanılarak süzülür.
Son ekstraksiyon, tüpteki kalıntıya 25 ml "1 ml çinko asetat çözeltisi + 1 ml potasyum ferrosiyanid çözeltisi / 200 ml" çözeltisi eklenerek tekrarlanır. 10 dakika bekletilir, 10 dakika santrifüj edilir ve yine bir önceki süzgeç kağıdından hafif emiş kullanılarak süzülür.
Whatman No: 3 süzgeç kağıdının bulunduğu konik huni santrifüj tüpüne geçirilir. Süzgeç kağıdı 90 ml 1,5 N sıcak (yaklaşık 70°C) Hidroklorik asit ile yıkanır (Yapışmış yağları ve serbest nişastayı eritmek için). Yalnız 90 ml sıcak hidroklorik asitin önce 40 ml'si süzgeç kağıdına dökülür. Kağıt delinerek asitin santrifüj tüpüne akması sağlanır. Asitin kalan miktarı ile de süzgeç kağıdı yıkanır. Kağıt üzerindeki kalıntı neticenin yüksek çıkmaması için santrifüj şişesine aktarılmaz. Santrifüj tüpü kaynayan su banyosu içine, su seviyesi tüp içindeki madde seviyesine gelecek şekilde daldırılır. Su banyosundaki su seviyesinin ilk durumda tutulmasına dikkat edilerek tüp içeriği 1,5 saat sık sık karıştırılarak hidrolize edilir. Bu işlemde geri soğutucu kullanılmaz. Tüp 1,5 saat sonra derhal soğutulur, sodyum hidroksit çözeltisiyle alkali yapılır (yaklaşık 27 ml) ve 10 ml hidroksit asit (1 + 2) ilave edilir ve 200 ml'lik ölçü balonuna aktarılır. Santrifüj tüpü 15 ml fosfotungustik asit çözeltisiyle ve birkaç defa 10 ml destile su ile çalkalanarak, ölçülü balona eklenir ve balon hacmine destile su ile tamamlanır, ağzı kapatılır, çalkalanır, 30 dakika bekletilerek Whatman No: 1 süzgeç kağıdından süzülür.
* İndirgen Şekerlerin Analizi:
Süzüntüden 20 ml, 200 ml'lik ölçülü balona alınır. 20 ml bakır sülfat çözeltisi ve 20 ml alkali tartarat çözeltisi ilave edilir. 2 dakikada çalkalanmak suretiyle kaynama noktasına getirilir ve 1 dakika kaynatılır, hemen soğutulur, destile su ile hacmine tamamlanır, karıştırılır.
Bu çözeltiden 50 ml alınır. 25 ml Potasyum iyodür çözeltisi, 5 ml sülfürik asit (1 + 3) çözeltisi, 2 ml Nişasta indikatör çözeltisi, 2 g toz potasyum siyanür eklenerek tiyosülfat çözeltisiyle sarı renk kayboluncaya ve açık leylak rengi meydana gelinceye kadar titre edilir ve harcanan miktar kaydedilir.
Aynı işlemler 20 ml süzüntü yerine 20 ml destile su ve 20 ml standart glikoz çözeltisiyle tekrarlanır ve titrasyonda harcanan tiyosülfat miktarları kaydedilir.
4 X 0,9 X (B - S)
Nişasta (% g) =B-D
Burada;
0,9 = Glikozun nişastaya dönüşüm faktörü
S = Deney numunesinin titrasyonunda tiyosülfat miktarı (ml) harcanan 0.025 N sodyum tiyosülfat miktarı (ml)
B=Tanık denemenin titrasyonunda harcanan 0,025 N sodyum tiyosülfat miktarı (ml)
D=Standart glikoz çözeltisinin titrasyonunda harcanan 0,025 N sodyum tiyosülfat miktarı (ml)
17-Rutubet tayini
Numunenin kum ve etan ile iyice karıştırılması, karışıma bir su banyosunda ön kurutma işlemi uygulanması ve numunenin 103 ± 2°C’da değişmez ağırlığa gelinceye kadar kurutulması ilkesine dayanır.
Numune kıyma makinesinden en az 2 kez geçirilerek kıyılır, karıştırılır. Hava almayan, tamamen (tam) doldurulmuş kaplarda, bozulmayacak ve bileşimini değiştirmeyecek şekilde saklanır. Numunenin mümkün olduğu kadar kısa zamanda (24 saati hiç bir surette geçmeyecek şekilde) analizi yapılmalıdır.
İçinde bir miktar kum, bunun 3 - 4 katı deney numunesi ve cam baget bulunan kurutma kabı etüvde 30 dakika 103 ± 2°C'da kurutulur.
Sonra desikatöre alınarak oda sıcaklığına kadar soğutulur ve 0,001 g duyarlıkla tartılır. Kıyma makinesinden en az iki kez geçirilerek hazırlanan numuneden 5 - 10 g kurutma kabına konur üzerine yaklaşık 5 - 10 ml etanol katılır ve cam bagetle karıştırılır.
Kurutma kabı içindeki karışımla birlikte sıçramayı önleyecek şekilde 60 - 80°C'a ayarlanan su banyosu üzerinde arasıra karıştırılarak etanol uçuncaya kadar ısıtılır. Sonra etüvde 2 saat tutulur. Etüvden çıkarılan kapsül desikatör de soğutulur ve tartılır. Kurutma ve tartma işlemi sabit ağırlığa gelene kadar devam edilir.
Rutubet miktarı (R), ağırlık yüzdesi olarak aşağıdaki formülle hesap edilir.
100
R (%) = (mı – m2) X
(mı-m0)
Burada;
mo = Kapsül, baget ve kumun ağırlığı, g
m1 = Numune ile birlikte kapsül, baget ve kumun kurutulmadan önceki ağırlığı, g
m2 = Numune ile birlikte kapsül, baget ve kumun kurutulduktan sonraki ağırlığı, g dır.
18- Yağ tayini
*Gerber metodu
Kıyma halindeki numune iyice ezilerek 3-5 g kadar bir kısım butirometre ye konulur. Üzerine yoğunluğu 1.820 olan H2S04'den 8 ml ilave edilir. Butirometre, 60-70ºC'a ayarlanmış benmaride yağ kısımları iyice eriyinceye kadar tutulur. Yağ koyu kahverengi bir tabaka halinde toplanır. Sonra üzerine 1 ml amil alkol konulur. Tüp, 2000 devirde 5 dakika santrifüje edilir. Bu amaçla ısıtılabilen santrifüjlerin kullanılması tavsiye edilir. Gerber butirometresi tekrar su banyosuna konularak bir süre tutulur. Üst kısımda toplanan yağ skaladan okunarak belirlenir.
*Ekstraksiyon metodu
Et numunesinin muhtelif yerlerinden alınan 2.5 g ağırlığındaki kısım kağıt kartuşa yerleştirilir. Bu amaçla hazır kartuşlar kullanılır veya süzgeç kağıdından bir kartuş hazırlanır. Kartuş, soxhelet ekstraksiyon cihazındaki özel yerine konulur. Önceden ısıtılıp desikatör de soğutulduktan sonra ağırlığı belirlenmiş olan ağzı tıraşlı özel balona etileter veya petrol-eter konulur: Etileter kullanılması halinde benmari ısısı 40ºC olarak ayarlanmalıdır. Buharlaşan eter, et ürünündeki yağı tamamen ayırıncaya kadar işleme devam edilir. Sonra sistemden alınan balon 105ºC'da 1 saat kadar tutularak eterin tamamen uçurulması sağlanır. Desikatörde soğutulduktan sonra tartılarak belirlenen ağırlıktan balonun boş iken tespit edilen ağırlığı çıkarılır ve hesapla örnekteki yağın yüzdesi bulunur.
*Weilbull-Stoldt metodu
Soxhlet ekstraksiyon cihazının ağzı tıraşlı 250 ml'lik balonuna birkaç tane sünger taşı atılır. Balon, kurutma dolabında 101-105'C da 1 saat kurutulur. Sonra desikatörde oda sıcaklığına kadar soğutulur ve tartılarak ağırlığı belirlenir. Önceden homojen hale getirilmiş 3-5 g ağırlığındaki et ürünü parçası 400 ml'lik bir behere konulur. Üzerine 4 N HCl'den 150 ml ilave edilir: Sonra bir cam çubuk ve birkaç sünger tay da behere bırakılır. Yaklaşık 10 cm çapında bir saat camı ile örtülen beher kaynayıncaya kadar ısıtılır. Beher içeriği bir saat süreyle hafifçe kaynatılır ve sık sık karıştırılır. İçeriğe 150 ml kaynar su ilave edilir. Öte yandan bir cam huniye yerleştirilen süzgeç kağıdı su ile iyice ıslatılır ve beherde kaynar durumda bulanan sıvı süratle süzülür. Beher ve saat camı sıcak su ile üç defa dikkatlice yıkanır. Süzgeç kağıdı hiç asit ihtiva etmeyecek şekilde sıcak su ile birkaç defa yıkanır. Sonra yaklaşık 12 cm çapındaki bir saat camına konularak sıcaklığı önceden 101-105ºC'a ayarlanmış kurutma dolabına yerleştirilir. Kurutulmuş süzgeç kağıdı bir ekstraksiyon kartuşuna yerleştirilir. Saat camı üzerinde kalmış olabilecek iz halindeki yağ ise petroletere veya hekzana batırılmış bir pamukla emilir. Bu pamuk da ayni şekilde ekstraksiyon kartuşuna konulduktan sonra kartuş cihazdaki yerine bırakılır. Sonra ekstraksiyon çözeltisi (etileter veya petroleter) ekstraksiyon cihazının balonuna konulur. Bu arada beherin iç duvarı ve kapak olarak kullanılan saat camının iç yüzeyi çözeltinin bir kısmı ile iyice yıkanır. Bu çözelti de balona aktarılır. Bundan sonra balon kum veya su banyosuna 4 saat bırakılarak etileter veya petroleter uçurulur. Kalan çözelti maddeleri hava tazyiki ile uzaklaştırılır. Yerinden alınan balon kurutma dolabında 101-105°C da 1 saat süre ile yatık durumda bırakılarak kurutulur. Müteakiben desikatörde soğutulup tartılır. Tartımlar asasındaki fark %O.1'e ulaşıncaya kadar tartı işlemine devam edilir. Toplam yağ miktarı aşağıdaki formülden bulunur.
(B - A) x 100
F = C
F: Kütlece % yağ oranı
A: Boş balonun sünger taşlarıyla birlikte ağırlığı (g)
B: Balonun kurutulduktan sonra yağ ile birlikte ağırlığı (g)
C: Deney örneğinin kütlesi (g)
Aynı örnekten iki defa tayin yapılmalı ve iki tayin sonucu arasındaki fark %0.5'i geçmemelidir.
19-Tuz tayini
Et ürününden hazırlanan ekstrakt’a birkaç damla taze hazırlanmış gümüş nitrat eriyiği ilave edilir ve bir süre beklenir. Beyaz parlak görünümlü AgCl oluşumu örnekte NaCl’in varlığını gösterir.
Ortamdaki klorürlerin gümüş klorür halinde çökeltilmesi ve serbest kalan gümüş iyonlarının indikatör olarak ilave edilen nötr potasyum kromat ile tuğla kırmızısı bir renk vermesi (gümüş kromat oluşumu) esasına dayanır.
Numunenin muhtelif kısımlarından ayrılan 3-5 g'lık parça bir miktar destile su katılarak homojenize edilir. Yüksek devirli homojenizatörlerin (Ultra-Turrax) kullanılması önerilir. Elde edilen homojenizat 500 ml'lik bir balona aktarılır, hunide ve homojenizasyon, şişesinde kalan artıklar balon içerisine yıkanarak içerik 500 ml'ye tamamlanır. Tuzların erimesi için bir süre su banyosunda bekletilir. Sonra süzgeç kağıdından süzülür. Oda sıcaklığında bekletilen süzüntüden 50 ml'lik kısım bir behere alınarak üzerine 1 ml indikatör ilave edilir. Sonra 0.1 N AgNO3 eriyiği ile tuğla kırmızısı renk oluşumuna kadar titrasyon yapılır. Sarfedilen gümüş nitrat solüsyonu (A) aşağıdaki formülde yerine konarak NaCl'in % oranı belirlenir.
A X 0.00585 X 100 X 5000
NaCl (%) =
Alınan örnek (g) x 50
20-Kanın iyi akıtılıp akıtılmadığının tayini
Kesilen hayvanların kanının iyi akıtılıp, akıtılmadığının tespiti önemlidir. Çünkü kanın pH'sı 7-7.5 olup proteinden de yüksek çıkması etin çabuk bozulmasının nedenidir. Eğer şüpheli bir durum söz konusuysa kanın iyi akıtılıp, akıtılmadığının tespiti gerekir. (Ölmüş veya agoni halinde kesilmiş hayvanlarda vücudun her tarafı kırmızı renkte, et kanlıdır, deri altı ve iç organlar kanla doludur, deri yüzülmüş ise içerisi çok kanlıdır.Bu durumu tespit için şu metotlar geliştirilmiştir.
*Haemoglobin maserasyon deneyi :
Sonuçta oluşan renge göre kanın iyi akıtılıp, akıtılmadığının tespiti.
5 g kadar et parçalanıp, bir tüpe konur. Üzerine 10 ml saf su ve birkaç damla da eter katılır, çalkalanır. Tüp dinlenmeye bırakılır. Su rengi incelenir, Kanı iyi akıtılmış et ise suda hiçbir renk görülmez. Kanı iyi akıtılmamışsa, bu açık veya koyu bir renk alır. Tüp bir müddet dinlendirilir. Sonra renk incelenir.
*Kurutma kağıdı deneyi :
Bunun için Schleicher ve Schül firmasının 597 numaralı kağıdı kullanılır. Bu kağıtlar 1.5 cm eninde, 10 cm boyundadır. Muayene edilecek et numunesinden bir parça, kağıt şerit üstüne konur ve 2 dk sonra et alınarak kontrol edilir. Kanı normal akıtılan ette, sadece etin değdiği yer ıslanır ve boyanır.
*Kompressorium deneyi :
Kompressorium üzerine kare şeklindeki kurutma kağıdı konur. Onun üstünede bakla büyüklüğündeki bir et parçası konarak, alet sıkıştırılır. Kanı iyi akıtılmayan ette ıslanan kurutma kağıdı kısımları kanla boyanır.
*Haemoglobin Pseudo-Peroksidaz deneyi :
Okside olan maddelerin (ör. Guayakon asidi gibi), daha yüksek oksidasyon safhalarına ulaşması esasına dayanır. Kan boyama maddeleri ve bunların türevleri peroksidaz gibi etki yaparlar.
Bir parça et porselen kapsüle konup, üzerine Guayak tentürü dökülür. Sonra %3 H202 solüsyonundan iki damla damlatılır. Burada kataliz tesiri ile birkaç saniye içinde oksijen kabarcıkları görülür. Normal kesim olmamışsa,1 dk. sonra mavi dar bir şerit meydana gelir. 3 dk. sonra et parçası bir pensle tutulup, hafifçe çalkalanırsa, bu arada reaksiyon derecesine göre açık yeşil, boz veya hafif bir mavi renk alır. 5 dk. da reaksiyon okunmalıdır. Daha geç oluşacak rengin değeri yoktur. Kan iyi ve tam akıtılmadığında renk koyu menekşe- kahverengidir.
* Raeder'in maserasyon deneyi:
Kıyma halindeki numune, deney tüpüne konur (3 g). Üzerine 5 ml ayıraç boya solüsyonu ilave edilir, çalkalanır. 5 dk sonra her dakika başında kuvvetle çalkalanmak suretiyle dinlendirilir. oluşan renk kontrol edilir. Kanı iyi akıtılan ette renk değişmez, sıvı açık mavidir. Kanı az akıtılanlarda açık yeşil, çok kanlılarda koyu yeşil, iyi akıtılmayan ette kahverengi-yeşil renkler görülür.
21-Fosfor tayini
10 g kadar homojenize edilmiş numunenin, hassas olarak tartımı yapılır. Beyaz kül oluşuncaya kadar kül fırınında bekletilir, beyaz kül oluşmadıysa, fırından çıkartılır 5 ml HCl (konsantre) ilave edilir, kuruyuncaya kadar su banyosu üzerinde uçması için bekletilir. 25 ml HNO3 (1/4 sol.) ilave edip, ikiye bölünür, yarısı alınır, NH4OH ile nötralize edilir. Mayi bu işlemlerden sonra yumurta akı beyaz rengini alır. (İşlemler beyaz kül oluşumu için yapılır) Kül sulu HNO3 ile hafif asite çevrilir. (Mayi tekrar berrak olacak.) 25 ml NH4 molybdate- HNO3 ilave edilir. 100 ml’lik bir volimetrik şişede H2O ile 100 cc'ye tamamlanır. Bir erlenmayere bundan 50 ml alınır ve erlenin ağzına bir beher kadehi konarak birkaç saat ile 10 gün kadar bir müddet kendi haline bırakılır. Bir cam huniye 2No-Whatman süzgeç kağıdı konup, su ile ıslatılır, sonra bir erlenmayere oturtulur ve kendi haline terk edilmiş olan mayi dibindeki sarı tortu sarsılmadan yavaş yavaş bu filtre kağıdından sürülür (süzülecek mayi kristal halde çökmüş ise süzülmeden erimelerini sağlamak için 30 dk çalkalanır). Dipte kalan tortu gayet az su ile belirli aralıklarla yıkanarak aynı filtre kağıdından süzülür. Bu işlem tortular bitinceye kadar tekrar edilir. (İşlem gerekirse 20 kez bile tekrarlanabilir.) Süzme işlemi, dikkatli, hassas bir şekilde yapılmalıdır. Süzgeç kağıdı huniden alınır, katlanır ve eski erlenmayere yani ilk erlene konur ve üzerine 10 damla fenol fıtalein indikatörü damlatılır. Alkali oluncaya kadar üzerine 0.2 N NaOH'dan ilave edilir (çalkalandığı zaman sabit kalacak erguvan rengin oluşması ile anlaşılır. Bu amaçla 0.2 N NaOH'dan 50-125 ml arası sarfiyat yapılır). Sarfedilen miktar 0.2 N NaOH erlenin üzerine kaydedilir. 10 damla fenol fıtalein damlatılıp, 0.5 N HCl ile geri titrasyon yapılır (erguvan rengin kaybolarak, kirli-şeffaf bir hal alması gerekir).
Sarfedilen 0.5 N NaOH - sarfedilen 0.5 N HCI asite karşılık gelen 0.2N NaOH - numunedeki O2 tarafından bağlanan 0.2N NaOH'un ml miktarıdır.
Faktör ; 1 ml 0.2N NaOH = 0.00027 g P
Sarfedilen 0.2N NaOH’ın ml miktarı
%P = 100 X X Faktör
Numune (g)
22-Kalsiyum tayini
10 g homojen örnek kıyma makinesinden geçirilir ve darası alınmış bir porselen kroze ile hassas bir şekilde tartılır. Beyaz kül oluncaya kadar yakılır. Fırından çıkarıldıktan sonra 5 ml HCl (konsantre) ilave edilir ve kurutulur.
(1+ 4)lük HCl'den 20 ml alınır, su banyosunda ısıtılır, bir gün bekletilmiş Ca külü üzerine dökülür ve iyice karıştırılır. 250 ml'lik bir erlene filtre kağıdından süzülür. Sonra sıcak su ile porselen kroze iyice yıkanır ve aynı filtre kağıdından erlene süzülür. Bu işlem yaklaşık 30-40 ml su ile 3-4 kez tekrarlanır. Üzerine 10 ml %3.5’luk (NH4)2C2O4 ilave edilerek kaynatılır. Kaynama başlar başlamaz 2-5 damla Methyl red damlatılır. (ortam kırmızı olur.) Sonra içerik bulanık pembe oluncaya kadar NH4OH (1+1) ile titre edilir ve birkaç dakika daha kaynatılır. Erlenin ağzına bir erlen kapatılarak içerik birkaç saatten birkaç güne kadar bekletilebilir. İçerik filtre kağıdından başka bir erlene süzülür ve ilk erlen birkaç kez yıkanarak tekrar süzülür. Tortuyu içeren filtre kağıdı alınarak ilk erlene konulur ve üzerine 10 ml H2SO4 (1+4) ve 50 ml su ilave edilir. Yaklaşık 90°C'ye ısıtılır (kaynatılmaz). Sonra 0.05 N KmnO4 ile sabit pembe renk oluşana kadar titre edilir.
Harcanan 0.05 N KMnOa (ml). 0.001 (faktör) . 100
%Ca =
Örnek miktarı (g)
23-pH tayini
pH ı belirleyebilmek için elektro pH kullanılır.Laboratuara gelen et numunesi veya numunelerinden hazırlanan homojenizatta pH ölçülür.stomacker da homojen bir hale getirilen numune steril olarak bir miktar behere aktarılır aktarılan numunenin miktarı pH metrenin elektrotlarını örtmesi gerekir.pH metrenin ısısı ölçüm yapılan ortama uygun tamponlu solüsyanla ayarlanır. Aynı ısıda olan numune de yapılan ölçüm en az iki kere tekrarlanır ve ortalama değer esas alınır.
Etin kalitesi hayvanın türüne, ırkına, yaşına, cinsiyetine, genetik yapısına, rigor mortisin çeşidine ve vücut bölgelerine göre değişir.
Türk Gıda Kodeksi, Türk Standartları ve Gıda Maddeleri Tüzüğüne göre etin tanımı; sığır, manda, koyun, keçi gibi büyük ve küçükbaş hayvanlar; tavuk, hindi, kaz, ördek, beç tavuğu gibi evcil kanatlı hayvanlar ile tavşan ve domuzdan elde edilen, insan tüketimine uygun olan tüm parçaları.
Et ürünleri ise; Taze Et, Hazırlanmış Et ve Hazırlanmış Et Karışımları Tebliği kapsamındaki ürünler dışında; sadece soğutma veya dondurma işleminden geçen etlerden hazırlanan, kesit yüzeyleri taze etin karakteristik özelliklerini göstermeyecek şekilde işlemden geçen ürünleri kapsamaktadır.
Yönetmelikteki açıklama doğrultusunda ,et ve et ürünlerinde kimyasal kalite parametreleri ve analizleri şöyledir.
Parametreler Metod Analiz süresi
*Su aktivitesi (aw değeri) ölçümü
*Su tutma kapasitesi ölçümü
*Su bağlama özelliği tayini
*Sızıntı kaybı ölçümü
*Pişirme kaybı tayini
*Oksidasyon-Redüksiyon potansiyeli(Eh)ölçümü
*Bağlayıcı doku tayini
*Boya maddelerinin belirlenmesi TOKB-KKGM Gıda Mad.Muayene ve Anlz M, 4saat
*Ham selüloz (Ham lif) tayini TS4966, TS4600, 21118 SRG 4-5saat
*Ham protein tayini Leco FP-528 Protein Tayini Klv. 3gün
*Hidroksprolin tayini TS 6236 ISO 3496 2gün
*Kokuşma tesbiti TS 1069 1saat
*Kül tayini TS 1746 ISO 936 1gün
*Nitrat tayini ISO 3091 (TS 3138 1978) 4saat
*Nitrit tayini ISO 2918 (TS 3137 1978) 2.5saat
*Nişasta tayini Sucuk TS 1069 1gün
Sosis ,Salam TS 6812 2gün
*Rutubet tayini TS 1743 ISO 1442 1gün
*Serbest Yağ tayini TS 1745 2gün
*Toplam yağ tayini TS 1744 2gün
*Tuz tayini TS 1747 4saat
*Kanın iyi akıtılıp akıtılmadığının tayini
*Fosfor tayin TS 4752 11-12gün
*Kalsiyum tayini Titrimetrik Metod 8-10saat
*pH Tayini TS 3136 ISO 2917 4 Saat
*Tiyobarbitürik asit (TBA) tayini TS 11566 1 gün
*Et türü tayini ELISA Yöntemi
Yukarıdaki parametreler Et ve et ürünlerinde bakılan, etin değerini ve kalitesini belirleyen önemli parametrelerdendir.
Her ne kadar laboratuarların akredite durumlarına göre ,imkanlarına ve çalışma prosedürlerine göre parametreleri oluşturan kriterler farklı değerlendirilerek analiz yapılan laboratuvarlar ve süreçler değişsede. Kimya analizi adı altında değerlendirilen bir parametre başka bir laboratuarda fiziksel değerlendirmeye alınabiliyor olsada.Hazırladığım bu ödevde, staj yaptığım kurumun TGK standartlarının tebliğinde belirlenen talimatlarıyla yapılan analizlerden gördüklerim ve ders kitabından öğrendiklerimle, istenen analiz açıklamalarını yazmaya çalışacağım.
Analizlerin Yapılması
1-Su aktivitesi (aw değeri) ölçümü
Numunedeki toplam suyun kimyasal olarak bağlanmış bölümü yada ortam suyundaki buhar basıncının doymuş buhar basıncına bölünmesi ile ortaya çıkan sonuçtur.
Et ürünlerindeki mikroorganizmaların büyük bir kısmı , üründeki su aktivitesinin varlığıyla oluşur. bu konakçıların metebolik faaliyetlerine imkan sağlayan serbest suyun yeterliliğidir. Aw değeri ölçümünde en önemli kriter antiseptik ortamdır.aw 0.0 – 1.0 arası değişen değerlerle ifade edilir.aw değeri kurutma, dondurma ,tuzlama gibi tekniklerle azaltılabilir. Taze etin su aktivite değeri 0.99 dur.
Mikroorganizmaların kullandığı aw değeri şu formülle bulunur: aw = P/Ps
P: Ürünün su basıncı
Ps:En yüksek seviyedeki (doymuş) buhar basıncı
2-Su tutma kapasitesi
Stomacker de homojen hale getirilen kıyma numunesinden 8 g tartılarak selüloz nitrat test tüpüne konulur ve üzerine 12 ml 0,6 M NaCl çözeltisi eklenir .Ağzı kapatılan tüp titre edilir ve 5°C ye ayarlanmış su banyosunda 15 dakika bekletilir. Numune daha sonra da 4°C de 15 dakika santrifüj edilir (10.000 dev./dak.).Numune bu işlemden sonra ölçü silindirine boşaltılıp 1-1.5 saat bekletilir .bekletilen numunede oluşan çökmeden sonra süzük hacmi okunur. Okunan değer su tutma kapasitesini verir.
3-Su bağlama özelliği
İşlenmekte olan et ve ürünlerine dışardan eklenen suyun etin içindeki proteinlerce alıkoyulmasına su bağlama özelliği denir. Bu kaliteli etlerdeki myofibrilerin oranının fazlalığı ile orantılıdır . İşlenecek etlerde kesme doğrama kıyma haşlama gibi uygulamalar bir çok özelliğin kaybolmasına neden olmakta. Renk tekstür gevreklik gibi kalite kriterlerini etkileyecek önemli aşamalar. Bu yüzden etin su tutma ve su bağlama özellikleri kalitede oldukça önemli etkenlerdir.
4-Sızıntı kaybı
Etin kalitesinde oldukça önemli bir parametredir.Ettin bileşimindeki serbest su hücre ölümüyle sirkülasyonun durmasıyla dışarı sızabilmektedir .buharlaşmayla ,damlamayla , yada dondurulmuş etin çözülmesiyle sızarak su kaybına neden olmaktadır .Bunda etken ; etin kesimhanede bekleme şartları , glikolizin gerçekleşme süresi ,hayvanın taşıdığı genler ve cinsi serbest sudaki moleküllerin kapillar direncini azaltmaktadır .Kesimle hızlanan bu parametre etin fire vermesi, tazelik, tekstür, renginde değişme gibi olumsuzluklara yol açmaktadır. Sızıntı kaybına uğramış etlerin ,kısmen kurutulmuş et grubu olarak sayılabilecek sucuk ve pastırma gibi ürünlerin yapımında kullanılabilmektedir. Ancak emilsiyon tipi olan salam sosis gibi ürünlerde kullanılması uygun değildir .Uygulanması kaliteyi etkileyeceğinden hatalı ürünlere ve önemli maddi kayıplara neden olmaktadır.
5-Pişirme kaybı
Laboratuara getirilen değişik türdeki et numunesi kıyma haline getirilir.darası alınmış hassas terazide tartılarak 20 şer g olarak steril poşetlere konur .Ağızları kapatılan poşetlerdeki numuneler 80°C ye ayarlanmış su banyosunda 20 dakika bekletilir.İşlem bitince çıkarılır ve numunelerde oluşan sızmış sıvı süzülür.Süzme işleminden sonra numuneler tekrar tartılır.Tartımda belirlenen rakam poşetlere aktırılan ilk 20 g olarak belirlenmiş ağırlığa bölünür.buradan bulunan değerde 100 le çarpılıp pişirme kaybı tespit edilir.
6-Oksidasyon-Redüksiyon potansiyeli(Eh)
İşlenecek etin kas dokusundaki SH- gruplarının varlığı ve sayısı redoks potansiyelini , Sh-gruplarındaki osijenin veya hidrojenin artıp eksilme kabiliyetide oksidasyon-redüksiyon potansiyelini etkilemektedir. Kasaplık hayvanlardan elde edilen et ve işlenmiş et ürünlerinin havadaki moleküler oksijenle temas etmesi , Eh in yükselmesine dolayısıyla etin bozulmasına neden olmaktadır.Etin işlenme esnasında parçaların küçülmesiyle yukarıdada saydığımız parametrelerin kaybı dahada kolaylaşmaktadır.en küçük parça olan kıymada dokunun harabiyetiyle savunmasız oluşu oksijenin en küçük noktalara kadar teması Eh ini arttıracağından birçok organizmaya üreme ortamı hazırlamaktadır. Buda bozulmaya et ürünlerindeki kalitenin düşmesine tüketimin azalmasına sağlıkla ilgili sıkıntılara üreticininde maddi kayıplarına yol açmaktadır.
7-Bağlayıcı Doku Tayini
Getirilen numuneden alınan 50 gr, soğuk su ile 3 - 4 saat maserasyona tabi tutulur ve süzdürülür. Süzgeç kağıdının üzerinde kalanlar alınarak bir behere konulup su ile kaynatılır. Bağlayıcı dokuların erimesinden sonra süzülür. Süzüntü litreye tamamlanır. Bundan belli bir miktar alınarak kjeldahl ile azot tayin edilir. (Kod No: 166.04) Bulunan azot miktarı 5,55 ile çarpılarak bağlayıcı doku protein miktarı bulunur. Toplam Protein miktarından, bağlayıcı doku protein miktarı çıkarılarak numunedeki hazmolabilir protein yüzdesi bulunur.
8-Boya maddelerinin belirlenmesi
Metod, gıda renk maddelerinin et, fermente ve ısı işlemi görmüş et ürünlerinden separasyonu, purifıkasyonu ve identifıkasyonu amacıyla uygulanır.
Numedeki renk maddesinin bir solvent'de süspansiyon haline getirildikten sonra elde edilen süzüntünün bir adsorbana emdirilmesi ve purifıye edilen adsorbanadan ince tabaka kromatografisi veya spektral fotometri ile identifiye edilmesi esasına dayanır.
9-Ham selüloz (Ham lif) tayini
Analiz prensibi , Numunenin örtücü çözelti ile (asit bir karışım) örtülerek, ısıtılması, kalıntının asetik asit ile muamele edilmesi, sıcak su ile yıkandıktan sonra değişmez ağırlığa kadar ısıtılarak tartılması, kalıntının küllendirilmesi, kül kısmının tartıdan çıkarılarak; geriye kalan ağırlığın bulunması ilkesine dayanır.
1 g numune tartılır ve kaynatma balonuna konulur, üzerine 25 ml örtücü çözelti katılır ve dik soğutucuya bağlanır. 30 dakika doğrudan doğruya kaynatılır, sonra balon alevden geri çekilir, su akımı ile soğutulur, önceden tartılıp darası alınmış bir süzgeçten süzülür. En son damla da süzülünceye kadar beklenir, süzgeç ve balon % 70'lik asetik asit ile bir kez yıkanır ve tamamen süzülünceye kadar beklenir. Alttan süzülen su, tam nötr reaksiyon verinceye kadar, süzgeç ve kalıntı, sıcak destile su ile, sonra üç kez aseton ile yıkanır. Aseton tamamen süzüldükten sonra bir kez de eterle yıkanır. Süzgeç kağıdı dikkatle huniden ayrılır, katlanır ve bir saat camı üzerine yerleştirilir. 105°C'da dikkatle kurutulur ve tartılır. Kuru ve tartılmış kalıntı süzgeç, tartısı belli bir krozeye yerleştirilir, 500 - 550°C'da küllendirilir. İçinde kül bulunan kroze yeniden tartılır.
Ham selüloz % g - A - B
Burada;
A = Kurutulmuş süzgecin selülozla birlikte ağırlığı, g
B = Süzgeç kağıdının önceden bulunan darası, g’dır.
Saf selüloz % g = C - F
Burada;
C = Ham selüloz, g
F = Selülozlu süzgeç, kağıdı ve kroze ağırlığından küllendirmeden sonraki ağırlığın çıkarılması ile elde olunan değer (g) dir.
10-Ham protein tayini
Ham protein tayini 3 aşamadan oluşmaktadır.
* Digestion (Yakma): Homogenize edilmiş 2 g numune tartılır. Üzerine katalizör olarak 15 g K2SO4 (susuz) ve 0.5 g CuSO4 H2O konur. Kaynama taşı atıldıktan sonra 25 ml derişik H2SO4 eklenir. Isı ayarı yapılarak yakılır.
*Destilasyon: 40°C ye kadar soğutulan balona 50 ml destile su konur. Karıştırılır ve soğumaya bırakılır. 50(1 ml lik bir erlen içine 50 ml % 4 lük H3BO3 (borik çözeltisine 4 damla indikatör konarak karıştırılır). Ve balon adaptörün ağzı sıvıya batacak şekilde yoğunlaştırıcının altına yerleştirilir. Kjeldahl balonunun sıvıya batacak içindekilere aşağıda belirtilen işlemlerden biri uygulanır.
*Buharla damıtmada: Kjeldahl balonunun içindekiler damıtma cihazının içine aktarılır ve balon yaklaşık olarak 50 ml su ile çalkalanır. Üzerine 100 ml % 33 NaOH çözeltisi konur. Bu çözelti balona dikkatlice aktarılır. İki tabakanın karışması engellenir. Sonra hemen balon damıtma cihazına takılır. Alkali sıvı kaynayıncaya kadar içinden buhar geçirilerek ısıtılır ve buna 20 dakika devam edilir. Köpürmeyi azaltmak için balon önce yavaş ısıtılır. Damıtma ürünün hacmi en az 150 ml olmalıdır.
*Normal damıtmada: Kjeldahl balonunun içindekiler yaklaşık olarak 300 ml su ile seyreltilir. 15 dakika sonra 100 ml % 33 NaOH dikkatlice balona konur. Karışım sıçramaya başlayıncaya veya 250 ml damıtma ürünü toplayıncaya kadar damıtma sürdürülür.
*Titrasyon: Erlen içindekiler N/10 HCI ile titre edilir.
11-Hidroksprolin tayini
HCI ile kaynatılarak dekompoze edilir. Hidroksiprolin yağın ayrılmasından sonra kloramin T ile oksitlenir. Oksidasyon ürünü 4-dimetilaminobenzaldehit'le kırmızı renkli bileşikler oluşturur. Bu maddeleri içeren ölçüm solüsyonunun ekstinksiyonu yaklaşık 558 nanometrede ölçülür. Elde edilen değer doğrudan doğruya hidroksiprolin konsantrasyonunu gösterir.
Analiz saflığında kimyasal maddeler kullanılmalıdır.
12-Kokuşma tesbiti
*NESSLER ÇÖZELTİSİ İLE AMONYAK ARANMASI
Bir petri kutusuna muayenesi yapılacak numuneden bir kesit alınarak konur, üzerine Nessler çözeltisi dökülür. Kokuşma varsa portakal renginden koyu portakal - kahve rengine kadar değişen bir renk oluşur.
*KURŞUN ASETAT İLE HİDROJEN SÜLFÜR ARANMASI
Numune ince olarak kıyılır ve ağzı kapaklı bir petri kutusuna konur. Petri kutusunun kapağı içine % 10'luk kurşun asetatlı süzgeç kağıdı yerleştirilir ve ağzı kapanarak 10 - 15 dakika bekletilir veya kıyılan madde bir tüpe konur. İnce yaprak halinde kesilmiş ve önceden %10'luk kurşun asetat çözeltisine daldırılarak kurutulmuş süzgeç kağıdı tüpe daldırılır ve bir ucu tüpün kenarına gelmek üzere ağzı bir tıkaçla sıkıca kapanır ve beklenir. Kağıt üzerinde beliren siyah renk, kokuşma olduğunu gösterir.
*AMONYAK TAYİNİ
10 g numune bir balona konur üzerine, örtünceye kadar karbontetraklorür ilave edilir. Bu balon bir ucunda 1/100 H2S04 bulunan bir soğutucuya bağlanır. Kjeldahl yöntemi ile amonyak tespit ve doze edilir.
100 g da 33 mg amonyak bulunması halinde numune kokmuş sayılır.
13-Kül tayini
Et ve et mamullerinin magnezyum asetat çözeltisi katılarak bir su banyosu üzerinde kurutulması ve 550 - 600°C sıcaklıktaki bir kül fırınında yakılması, soğutulması ve katılan magnezyum asetat çözeltisinden oluşan magnezyum oksit miktarının çıkarılması sonucu elde olunan kalıntının tayini ilkesine dayanır.
14-Nitrat tayini
Numunedeki nitratın H2SO4, KmnO4 ve Fosfotungustik asit aracılığı ile nitrat okside edilmesi ve oluşan rengin 450 nm’de spektrofotometre de okunması ilkesine dayanır.
15-Nitrit tayini
Et mamullerindeki nitritin, Griess I ve Griess II ayraçları ile oluşturduğu kırmızı rengin Spektrofotometre de 520 nm. dalga boyunda ölçülmesi ilkesine dayanır.
50 ml.'ik bir elene deney numunesinden 5 gr. tartılır üzerine 10 ml. 80°C deki nitritsiz destile su konur. Bir cam bugetle iyice karıştırılarak bütün et parçaları dağıtılır. Sonra 500 ml.ölçülü bulona aktarılır. Beher bir kaç defa nitritsiz su ile bulona yıkanır. Bulon içeriği yaklaşık 300 ml. oluncaya kadar sıcak nitritsiz su eklenir. Yarım saatte bir çalkalamak suretiyle sıcak su banyosunda iki saat tutulur. Bu sürenin sonunda 5 ml. HgCl2 çözeltisi konur. Bulon oda ısısına gelince çizgisine kadar su ile tamamlanıp süzülür. 50 ml.'lik bir bulona bu süzükten 10 ml. konur ve çizgisine kadar destile su ile tamamlanır. Üzerine eşit oranda karıştırılmış Griess I ve Griess II çözeltisinden 2 ml. konur. Bir saat sonunda oluşan renk spektrofotometrede 1 cm. optik yollu küvetler kullanılarak tanık çözelti şahitliğinde 520 nm'de optik-dansite okunur.
Okunan optik dansite değerinden örnekteki nitrit miktarı standart kurve yardımı ile doğrudan hesaplanabilir veya aşağıdaki formülden bulunabilir.
Nitrit miktarı (mg / ml.) = K x OD x S
16-Nişasta tayini
*Ekstraksiyon ve Hidroliz:
Et numunesinden 10 g tartılarak 250 ml'lik santrifüj tüpüne konulur. Numunenin içerdiği yağ, 25'er ml petrol eterle 2 defa ekstrakte edilir (Yağın numuneden ayrılması, işlem sırasındaki süzmelere engel olmaması içindir). Yağsız numune üzerine 100 ml su, 5 ml çinko asetat ve 5 ml potasyum ferrosiyanid çözeltileri eklenir. Tüplerin ağzı kapatılarak 15 dakika, zaman zaman kuvvetle çalkalayarak bekletilir, 15 dakika santrifüj edilir. Üstteki sıvı konik huni üzerine yerleştirilmiş Whatman No: 3 süzgeç kağıdından hafif emiş kullanılarak süzülür. Santrifüj tüpündeki kalıntıya 25 ml "1 ml çinko asetat + 1 ml potasyum ferrosiyanid çözeltisi / 200 ml" çözeltisi konulur, 10 dakika zaman zaman çalkalayarak bekletilir, 10 dakika santrifüj edilir. Üstteki sıvı bir önce kullanılan süzgeç kağıdından, hafif emiş kullanılarak süzülür.
Son ekstraksiyon, tüpteki kalıntıya 25 ml "1 ml çinko asetat çözeltisi + 1 ml potasyum ferrosiyanid çözeltisi / 200 ml" çözeltisi eklenerek tekrarlanır. 10 dakika bekletilir, 10 dakika santrifüj edilir ve yine bir önceki süzgeç kağıdından hafif emiş kullanılarak süzülür.
Whatman No: 3 süzgeç kağıdının bulunduğu konik huni santrifüj tüpüne geçirilir. Süzgeç kağıdı 90 ml 1,5 N sıcak (yaklaşık 70°C) Hidroklorik asit ile yıkanır (Yapışmış yağları ve serbest nişastayı eritmek için). Yalnız 90 ml sıcak hidroklorik asitin önce 40 ml'si süzgeç kağıdına dökülür. Kağıt delinerek asitin santrifüj tüpüne akması sağlanır. Asitin kalan miktarı ile de süzgeç kağıdı yıkanır. Kağıt üzerindeki kalıntı neticenin yüksek çıkmaması için santrifüj şişesine aktarılmaz. Santrifüj tüpü kaynayan su banyosu içine, su seviyesi tüp içindeki madde seviyesine gelecek şekilde daldırılır. Su banyosundaki su seviyesinin ilk durumda tutulmasına dikkat edilerek tüp içeriği 1,5 saat sık sık karıştırılarak hidrolize edilir. Bu işlemde geri soğutucu kullanılmaz. Tüp 1,5 saat sonra derhal soğutulur, sodyum hidroksit çözeltisiyle alkali yapılır (yaklaşık 27 ml) ve 10 ml hidroksit asit (1 + 2) ilave edilir ve 200 ml'lik ölçü balonuna aktarılır. Santrifüj tüpü 15 ml fosfotungustik asit çözeltisiyle ve birkaç defa 10 ml destile su ile çalkalanarak, ölçülü balona eklenir ve balon hacmine destile su ile tamamlanır, ağzı kapatılır, çalkalanır, 30 dakika bekletilerek Whatman No: 1 süzgeç kağıdından süzülür.
* İndirgen Şekerlerin Analizi:
Süzüntüden 20 ml, 200 ml'lik ölçülü balona alınır. 20 ml bakır sülfat çözeltisi ve 20 ml alkali tartarat çözeltisi ilave edilir. 2 dakikada çalkalanmak suretiyle kaynama noktasına getirilir ve 1 dakika kaynatılır, hemen soğutulur, destile su ile hacmine tamamlanır, karıştırılır.
Bu çözeltiden 50 ml alınır. 25 ml Potasyum iyodür çözeltisi, 5 ml sülfürik asit (1 + 3) çözeltisi, 2 ml Nişasta indikatör çözeltisi, 2 g toz potasyum siyanür eklenerek tiyosülfat çözeltisiyle sarı renk kayboluncaya ve açık leylak rengi meydana gelinceye kadar titre edilir ve harcanan miktar kaydedilir.
Aynı işlemler 20 ml süzüntü yerine 20 ml destile su ve 20 ml standart glikoz çözeltisiyle tekrarlanır ve titrasyonda harcanan tiyosülfat miktarları kaydedilir.
4 X 0,9 X (B - S)
Nişasta (% g) =B-D
Burada;
0,9 = Glikozun nişastaya dönüşüm faktörü
S = Deney numunesinin titrasyonunda tiyosülfat miktarı (ml) harcanan 0.025 N sodyum tiyosülfat miktarı (ml)
B=Tanık denemenin titrasyonunda harcanan 0,025 N sodyum tiyosülfat miktarı (ml)
D=Standart glikoz çözeltisinin titrasyonunda harcanan 0,025 N sodyum tiyosülfat miktarı (ml)
17-Rutubet tayini
Numunenin kum ve etan ile iyice karıştırılması, karışıma bir su banyosunda ön kurutma işlemi uygulanması ve numunenin 103 ± 2°C’da değişmez ağırlığa gelinceye kadar kurutulması ilkesine dayanır.
Numune kıyma makinesinden en az 2 kez geçirilerek kıyılır, karıştırılır. Hava almayan, tamamen (tam) doldurulmuş kaplarda, bozulmayacak ve bileşimini değiştirmeyecek şekilde saklanır. Numunenin mümkün olduğu kadar kısa zamanda (24 saati hiç bir surette geçmeyecek şekilde) analizi yapılmalıdır.
İçinde bir miktar kum, bunun 3 - 4 katı deney numunesi ve cam baget bulunan kurutma kabı etüvde 30 dakika 103 ± 2°C'da kurutulur.
Sonra desikatöre alınarak oda sıcaklığına kadar soğutulur ve 0,001 g duyarlıkla tartılır. Kıyma makinesinden en az iki kez geçirilerek hazırlanan numuneden 5 - 10 g kurutma kabına konur üzerine yaklaşık 5 - 10 ml etanol katılır ve cam bagetle karıştırılır.
Kurutma kabı içindeki karışımla birlikte sıçramayı önleyecek şekilde 60 - 80°C'a ayarlanan su banyosu üzerinde arasıra karıştırılarak etanol uçuncaya kadar ısıtılır. Sonra etüvde 2 saat tutulur. Etüvden çıkarılan kapsül desikatör de soğutulur ve tartılır. Kurutma ve tartma işlemi sabit ağırlığa gelene kadar devam edilir.
Rutubet miktarı (R), ağırlık yüzdesi olarak aşağıdaki formülle hesap edilir.
100
R (%) = (mı – m2) X
(mı-m0)
Burada;
mo = Kapsül, baget ve kumun ağırlığı, g
m1 = Numune ile birlikte kapsül, baget ve kumun kurutulmadan önceki ağırlığı, g
m2 = Numune ile birlikte kapsül, baget ve kumun kurutulduktan sonraki ağırlığı, g dır.
18- Yağ tayini
*Gerber metodu
Kıyma halindeki numune iyice ezilerek 3-5 g kadar bir kısım butirometre ye konulur. Üzerine yoğunluğu 1.820 olan H2S04'den 8 ml ilave edilir. Butirometre, 60-70ºC'a ayarlanmış benmaride yağ kısımları iyice eriyinceye kadar tutulur. Yağ koyu kahverengi bir tabaka halinde toplanır. Sonra üzerine 1 ml amil alkol konulur. Tüp, 2000 devirde 5 dakika santrifüje edilir. Bu amaçla ısıtılabilen santrifüjlerin kullanılması tavsiye edilir. Gerber butirometresi tekrar su banyosuna konularak bir süre tutulur. Üst kısımda toplanan yağ skaladan okunarak belirlenir.
*Ekstraksiyon metodu
Et numunesinin muhtelif yerlerinden alınan 2.5 g ağırlığındaki kısım kağıt kartuşa yerleştirilir. Bu amaçla hazır kartuşlar kullanılır veya süzgeç kağıdından bir kartuş hazırlanır. Kartuş, soxhelet ekstraksiyon cihazındaki özel yerine konulur. Önceden ısıtılıp desikatör de soğutulduktan sonra ağırlığı belirlenmiş olan ağzı tıraşlı özel balona etileter veya petrol-eter konulur: Etileter kullanılması halinde benmari ısısı 40ºC olarak ayarlanmalıdır. Buharlaşan eter, et ürünündeki yağı tamamen ayırıncaya kadar işleme devam edilir. Sonra sistemden alınan balon 105ºC'da 1 saat kadar tutularak eterin tamamen uçurulması sağlanır. Desikatörde soğutulduktan sonra tartılarak belirlenen ağırlıktan balonun boş iken tespit edilen ağırlığı çıkarılır ve hesapla örnekteki yağın yüzdesi bulunur.
*Weilbull-Stoldt metodu
Soxhlet ekstraksiyon cihazının ağzı tıraşlı 250 ml'lik balonuna birkaç tane sünger taşı atılır. Balon, kurutma dolabında 101-105'C da 1 saat kurutulur. Sonra desikatörde oda sıcaklığına kadar soğutulur ve tartılarak ağırlığı belirlenir. Önceden homojen hale getirilmiş 3-5 g ağırlığındaki et ürünü parçası 400 ml'lik bir behere konulur. Üzerine 4 N HCl'den 150 ml ilave edilir: Sonra bir cam çubuk ve birkaç sünger tay da behere bırakılır. Yaklaşık 10 cm çapında bir saat camı ile örtülen beher kaynayıncaya kadar ısıtılır. Beher içeriği bir saat süreyle hafifçe kaynatılır ve sık sık karıştırılır. İçeriğe 150 ml kaynar su ilave edilir. Öte yandan bir cam huniye yerleştirilen süzgeç kağıdı su ile iyice ıslatılır ve beherde kaynar durumda bulanan sıvı süratle süzülür. Beher ve saat camı sıcak su ile üç defa dikkatlice yıkanır. Süzgeç kağıdı hiç asit ihtiva etmeyecek şekilde sıcak su ile birkaç defa yıkanır. Sonra yaklaşık 12 cm çapındaki bir saat camına konularak sıcaklığı önceden 101-105ºC'a ayarlanmış kurutma dolabına yerleştirilir. Kurutulmuş süzgeç kağıdı bir ekstraksiyon kartuşuna yerleştirilir. Saat camı üzerinde kalmış olabilecek iz halindeki yağ ise petroletere veya hekzana batırılmış bir pamukla emilir. Bu pamuk da ayni şekilde ekstraksiyon kartuşuna konulduktan sonra kartuş cihazdaki yerine bırakılır. Sonra ekstraksiyon çözeltisi (etileter veya petroleter) ekstraksiyon cihazının balonuna konulur. Bu arada beherin iç duvarı ve kapak olarak kullanılan saat camının iç yüzeyi çözeltinin bir kısmı ile iyice yıkanır. Bu çözelti de balona aktarılır. Bundan sonra balon kum veya su banyosuna 4 saat bırakılarak etileter veya petroleter uçurulur. Kalan çözelti maddeleri hava tazyiki ile uzaklaştırılır. Yerinden alınan balon kurutma dolabında 101-105°C da 1 saat süre ile yatık durumda bırakılarak kurutulur. Müteakiben desikatörde soğutulup tartılır. Tartımlar asasındaki fark %O.1'e ulaşıncaya kadar tartı işlemine devam edilir. Toplam yağ miktarı aşağıdaki formülden bulunur.
(B - A) x 100
F = C
F: Kütlece % yağ oranı
A: Boş balonun sünger taşlarıyla birlikte ağırlığı (g)
B: Balonun kurutulduktan sonra yağ ile birlikte ağırlığı (g)
C: Deney örneğinin kütlesi (g)
Aynı örnekten iki defa tayin yapılmalı ve iki tayin sonucu arasındaki fark %0.5'i geçmemelidir.
19-Tuz tayini
Et ürününden hazırlanan ekstrakt’a birkaç damla taze hazırlanmış gümüş nitrat eriyiği ilave edilir ve bir süre beklenir. Beyaz parlak görünümlü AgCl oluşumu örnekte NaCl’in varlığını gösterir.
Ortamdaki klorürlerin gümüş klorür halinde çökeltilmesi ve serbest kalan gümüş iyonlarının indikatör olarak ilave edilen nötr potasyum kromat ile tuğla kırmızısı bir renk vermesi (gümüş kromat oluşumu) esasına dayanır.
Numunenin muhtelif kısımlarından ayrılan 3-5 g'lık parça bir miktar destile su katılarak homojenize edilir. Yüksek devirli homojenizatörlerin (Ultra-Turrax) kullanılması önerilir. Elde edilen homojenizat 500 ml'lik bir balona aktarılır, hunide ve homojenizasyon, şişesinde kalan artıklar balon içerisine yıkanarak içerik 500 ml'ye tamamlanır. Tuzların erimesi için bir süre su banyosunda bekletilir. Sonra süzgeç kağıdından süzülür. Oda sıcaklığında bekletilen süzüntüden 50 ml'lik kısım bir behere alınarak üzerine 1 ml indikatör ilave edilir. Sonra 0.1 N AgNO3 eriyiği ile tuğla kırmızısı renk oluşumuna kadar titrasyon yapılır. Sarfedilen gümüş nitrat solüsyonu (A) aşağıdaki formülde yerine konarak NaCl'in % oranı belirlenir.
A X 0.00585 X 100 X 5000
NaCl (%) =
Alınan örnek (g) x 50
20-Kanın iyi akıtılıp akıtılmadığının tayini
Kesilen hayvanların kanının iyi akıtılıp, akıtılmadığının tespiti önemlidir. Çünkü kanın pH'sı 7-7.5 olup proteinden de yüksek çıkması etin çabuk bozulmasının nedenidir. Eğer şüpheli bir durum söz konusuysa kanın iyi akıtılıp, akıtılmadığının tespiti gerekir. (Ölmüş veya agoni halinde kesilmiş hayvanlarda vücudun her tarafı kırmızı renkte, et kanlıdır, deri altı ve iç organlar kanla doludur, deri yüzülmüş ise içerisi çok kanlıdır.Bu durumu tespit için şu metotlar geliştirilmiştir.
*Haemoglobin maserasyon deneyi :
Sonuçta oluşan renge göre kanın iyi akıtılıp, akıtılmadığının tespiti.
5 g kadar et parçalanıp, bir tüpe konur. Üzerine 10 ml saf su ve birkaç damla da eter katılır, çalkalanır. Tüp dinlenmeye bırakılır. Su rengi incelenir, Kanı iyi akıtılmış et ise suda hiçbir renk görülmez. Kanı iyi akıtılmamışsa, bu açık veya koyu bir renk alır. Tüp bir müddet dinlendirilir. Sonra renk incelenir.
*Kurutma kağıdı deneyi :
Bunun için Schleicher ve Schül firmasının 597 numaralı kağıdı kullanılır. Bu kağıtlar 1.5 cm eninde, 10 cm boyundadır. Muayene edilecek et numunesinden bir parça, kağıt şerit üstüne konur ve 2 dk sonra et alınarak kontrol edilir. Kanı normal akıtılan ette, sadece etin değdiği yer ıslanır ve boyanır.
*Kompressorium deneyi :
Kompressorium üzerine kare şeklindeki kurutma kağıdı konur. Onun üstünede bakla büyüklüğündeki bir et parçası konarak, alet sıkıştırılır. Kanı iyi akıtılmayan ette ıslanan kurutma kağıdı kısımları kanla boyanır.
*Haemoglobin Pseudo-Peroksidaz deneyi :
Okside olan maddelerin (ör. Guayakon asidi gibi), daha yüksek oksidasyon safhalarına ulaşması esasına dayanır. Kan boyama maddeleri ve bunların türevleri peroksidaz gibi etki yaparlar.
Bir parça et porselen kapsüle konup, üzerine Guayak tentürü dökülür. Sonra %3 H202 solüsyonundan iki damla damlatılır. Burada kataliz tesiri ile birkaç saniye içinde oksijen kabarcıkları görülür. Normal kesim olmamışsa,1 dk. sonra mavi dar bir şerit meydana gelir. 3 dk. sonra et parçası bir pensle tutulup, hafifçe çalkalanırsa, bu arada reaksiyon derecesine göre açık yeşil, boz veya hafif bir mavi renk alır. 5 dk. da reaksiyon okunmalıdır. Daha geç oluşacak rengin değeri yoktur. Kan iyi ve tam akıtılmadığında renk koyu menekşe- kahverengidir.
* Raeder'in maserasyon deneyi:
Kıyma halindeki numune, deney tüpüne konur (3 g). Üzerine 5 ml ayıraç boya solüsyonu ilave edilir, çalkalanır. 5 dk sonra her dakika başında kuvvetle çalkalanmak suretiyle dinlendirilir. oluşan renk kontrol edilir. Kanı iyi akıtılan ette renk değişmez, sıvı açık mavidir. Kanı az akıtılanlarda açık yeşil, çok kanlılarda koyu yeşil, iyi akıtılmayan ette kahverengi-yeşil renkler görülür.
21-Fosfor tayini
10 g kadar homojenize edilmiş numunenin, hassas olarak tartımı yapılır. Beyaz kül oluşuncaya kadar kül fırınında bekletilir, beyaz kül oluşmadıysa, fırından çıkartılır 5 ml HCl (konsantre) ilave edilir, kuruyuncaya kadar su banyosu üzerinde uçması için bekletilir. 25 ml HNO3 (1/4 sol.) ilave edip, ikiye bölünür, yarısı alınır, NH4OH ile nötralize edilir. Mayi bu işlemlerden sonra yumurta akı beyaz rengini alır. (İşlemler beyaz kül oluşumu için yapılır) Kül sulu HNO3 ile hafif asite çevrilir. (Mayi tekrar berrak olacak.) 25 ml NH4 molybdate- HNO3 ilave edilir. 100 ml’lik bir volimetrik şişede H2O ile 100 cc'ye tamamlanır. Bir erlenmayere bundan 50 ml alınır ve erlenin ağzına bir beher kadehi konarak birkaç saat ile 10 gün kadar bir müddet kendi haline bırakılır. Bir cam huniye 2No-Whatman süzgeç kağıdı konup, su ile ıslatılır, sonra bir erlenmayere oturtulur ve kendi haline terk edilmiş olan mayi dibindeki sarı tortu sarsılmadan yavaş yavaş bu filtre kağıdından sürülür (süzülecek mayi kristal halde çökmüş ise süzülmeden erimelerini sağlamak için 30 dk çalkalanır). Dipte kalan tortu gayet az su ile belirli aralıklarla yıkanarak aynı filtre kağıdından süzülür. Bu işlem tortular bitinceye kadar tekrar edilir. (İşlem gerekirse 20 kez bile tekrarlanabilir.) Süzme işlemi, dikkatli, hassas bir şekilde yapılmalıdır. Süzgeç kağıdı huniden alınır, katlanır ve eski erlenmayere yani ilk erlene konur ve üzerine 10 damla fenol fıtalein indikatörü damlatılır. Alkali oluncaya kadar üzerine 0.2 N NaOH'dan ilave edilir (çalkalandığı zaman sabit kalacak erguvan rengin oluşması ile anlaşılır. Bu amaçla 0.2 N NaOH'dan 50-125 ml arası sarfiyat yapılır). Sarfedilen miktar 0.2 N NaOH erlenin üzerine kaydedilir. 10 damla fenol fıtalein damlatılıp, 0.5 N HCl ile geri titrasyon yapılır (erguvan rengin kaybolarak, kirli-şeffaf bir hal alması gerekir).
Sarfedilen 0.5 N NaOH - sarfedilen 0.5 N HCI asite karşılık gelen 0.2N NaOH - numunedeki O2 tarafından bağlanan 0.2N NaOH'un ml miktarıdır.
Faktör ; 1 ml 0.2N NaOH = 0.00027 g P
Sarfedilen 0.2N NaOH’ın ml miktarı
%P = 100 X X Faktör
Numune (g)
22-Kalsiyum tayini
10 g homojen örnek kıyma makinesinden geçirilir ve darası alınmış bir porselen kroze ile hassas bir şekilde tartılır. Beyaz kül oluncaya kadar yakılır. Fırından çıkarıldıktan sonra 5 ml HCl (konsantre) ilave edilir ve kurutulur.
(1+ 4)lük HCl'den 20 ml alınır, su banyosunda ısıtılır, bir gün bekletilmiş Ca külü üzerine dökülür ve iyice karıştırılır. 250 ml'lik bir erlene filtre kağıdından süzülür. Sonra sıcak su ile porselen kroze iyice yıkanır ve aynı filtre kağıdından erlene süzülür. Bu işlem yaklaşık 30-40 ml su ile 3-4 kez tekrarlanır. Üzerine 10 ml %3.5’luk (NH4)2C2O4 ilave edilerek kaynatılır. Kaynama başlar başlamaz 2-5 damla Methyl red damlatılır. (ortam kırmızı olur.) Sonra içerik bulanık pembe oluncaya kadar NH4OH (1+1) ile titre edilir ve birkaç dakika daha kaynatılır. Erlenin ağzına bir erlen kapatılarak içerik birkaç saatten birkaç güne kadar bekletilebilir. İçerik filtre kağıdından başka bir erlene süzülür ve ilk erlen birkaç kez yıkanarak tekrar süzülür. Tortuyu içeren filtre kağıdı alınarak ilk erlene konulur ve üzerine 10 ml H2SO4 (1+4) ve 50 ml su ilave edilir. Yaklaşık 90°C'ye ısıtılır (kaynatılmaz). Sonra 0.05 N KmnO4 ile sabit pembe renk oluşana kadar titre edilir.
Harcanan 0.05 N KMnOa (ml). 0.001 (faktör) . 100
%Ca =
Örnek miktarı (g)
23-pH tayini
pH ı belirleyebilmek için elektro pH kullanılır.Laboratuara gelen et numunesi veya numunelerinden hazırlanan homojenizatta pH ölçülür.stomacker da homojen bir hale getirilen numune steril olarak bir miktar behere aktarılır aktarılan numunenin miktarı pH metrenin elektrotlarını örtmesi gerekir.pH metrenin ısısı ölçüm yapılan ortama uygun tamponlu solüsyanla ayarlanır. Aynı ısıda olan numune de yapılan ölçüm en az iki kere tekrarlanır ve ortalama değer esas alınır.
14 Nisan 2011 Perşembe
BİRA ÜRETİMİ
Bu bölümde bira üretiminde kullanılan hammaddelerin açıklaması yapılacak ve bira üretimi genel hatları ile anlatılacaktır. Daha sonraki bölümlerde ise tez çalışmasının ana konusunu teşkil eden soğutma ve fermantasyon bölümleri detaylı olarak incelenecektir.
2.1 Biranın Hammaddeleri
Bira, arpadan elde edilen maltın çeşitli yöntemlerle su ile mayşelenmesi ve kendisini aromatize eden şerbetçiotu ilavesi ile kaynatılması sonucu elde edilen şıranın maya ile fermantasyonundan oluşan, alkol ve karbondioksit içeren bir içecektir. Kısacası bir fermantasyon ürünüdür. “Efes Pilsen Birası”, iki sıralı arpadan elde edilen malttan yapılan açık renkte, içimi kolay bir biradır.
Biranın Bileşimi:
%4-5 Ekstrakt
%3,5-4,5 Alkol
%0,4-0,44 Karbondioksit (Fıçı birası)
%0,53-0,56 Karbondioksit (Şişe birası)
%90-92 Su
Biranın Besin Değeri :
1 litre bira ;
- 30 gr Karbondioksit
-1 gr Aminoasit
-1 gr Mineral maddeleri
-10 mg B vitamini içerir.
1 litre biranın enerji miktarı ise 450 kcal dir.
Bira mamulünün en önemli hammaddeleri arpa, şerbetçiotu, su ve mayadır.
1. Arpa : Arpa hordehum gremina familyasından senelik bir bitkidir. Ülkemizin iklim ve toprak durumu kışlık ekilen iki sıralı arpaların bira sanayi için daha uygun olduğunu göstermektedir.Bira imalinde önemli bir faktör olan iki sıralı arpanın kimyasal bileşimi şöyledir :
Protein
%11,1
Nişasta
%63,2
Selüloz
%5,83
Kül
%2,93
Yağ
%2,94
Diğer Azotsuz Maddeler
%14
Çizelge 2.1 Arpanın kimyasal bileşimi
Arpanın en önemli maddesi nişastadır. Çünkü biradaki alkol nişastanın parçalanmasından hasıl olan şekerden meydana gelir.
Malt : Arpanın özel işlem görmüş halidir. Arpa malt fabrikasında nemlendirilip, çimlendirilip daha sonra kavrulmuştur.
1. Şerbetçiotu : Biracılıkta kullanılan bir tarım bitkisidir. Şerbetçiotu çiçeklerindeki lupulin adlı hoş kokulu bir madde için yetiştirilir. Lupulin, biraya acılık ve aroma vermesi için katılır. Lupulin tozları içinde biracılıkta büyük önem taşıyan eter yağları ve eter ekstratı mevcuttur. Kimyasal bileşimi yaklaşık değerlerle aşağıdaki gibidir :
Su
%12,5
Kül
%7,5
Selüloz
%13,3
Azotlu Maddeler
%17,5
Eter Yağları
%0,1
Eter Ekstratı
%18,3
Tanin
%3,1
Azot Ekstratı
%27,5
Çizelge 2.2 Nişastanın kimyasal bileşimi
1. Su : Çimlendirilecek arpanın ıslatılmasında, mayşenin hazırlanmasında, buhar kazanları beslenmesinde, soğutucularda, kondansatörlerde ve temizleme işlemlerinde su kullanılmaktadır. Biranın %80’inden fazlası sudur. Bu sebeple kullanılan suyun niteliklerinin çok iyi olması büyük önem taşımaktadır. Mikrobiyolojik açıdan temiz, iyi bir içme suyu olmasının yanı sıra madeni tuzlar, nitrikler, demir iyonlar içermemesi gerekmektedir. Çünkü bu tuzlar mayayı deforme edici bir etkiye sahiptir. Efes Pilsen biralarında, pilsen tipi ve açık renkli tüm biralarda olduğu gibi yumuşatılmış su kullanılmaktadır.
Maya, şıranın içerisindeki şekeri alkole çevirmekte kullanılır. Efes biralarının üretiminde kullanılan maya, üreticisinin de tercih ettiği yüksek kaliteli bira mayasıdır.
2.2 Bira Fabrikasının Bölümleri ve İşlevleri
Bira fabrikasını, üretim bölümleri ve yardımcı bölümler olarak iki grupta toplayabiliriz. Üretim bölümleri malt bölümü, kaynatma bölümü, fermantasyon ve dinlendirme bölümü, filtrasyon bölümü ve doldurma bölümlerinden meydana gelmektedir. Yardımcı bölümler ise daha sonraki bölümlerde detaylı bir şekilde incelenecek olan soğutma tesisleri, su tasfiye tesisleri ve atık su arıtma tesislerinden meydana gelmektedir.
2.2.1 Üretim Bölümlerinin İncelenmesi
Bu bölümde, malt bölümü, kaynatma, fermantasyon, dinlendirme, filtrasyon ve doldurma aşamalarını kapsayan bira üretiminden bahsedilecektir.
2.2.1.1 Bira Üretiminin Genel Hatları
Bira üretiminde 5 aşama vardır :
1. Maltın öğütülmesi
2. Mayşeleme, süzme, kaynatma ve soğutma
3. Fermantasyon ve dinlendirme
4. Filtrasyon
5. Şişeleme, fıçılama ve pastörizasyon
Üretim aşamasında ilk adım arpanın malta dönüşme aşamasıdır. Başka tahıllarla ve nişastalı bitkilerle de bira yapımı mümkündür, ancak en çok kullanılan hammadde arpadır. Arpa taneleri büyük beton ya da demir kaplarda su ile ıslatılarak çimlenmeye bırakılır; çimlenme sırasında enzimler, tahılın nişastasını şekere dönüştürür ve böylece amilazlar oluşur. Su verme işlemi ile iyi bir çimlenme için gereken su miktarı sağlanır. Çimlenme malt bileşiğinin oluşması ile sonlanır. Denetimli bir atmosfer içinde yönlendirilen çimlenme 8-9 gün sonra kurutma yoluyla durdurulur. Kurutma; filizleri yok edip, enzimlerin etkisini önleyerek, renkli ve kokulu bileşiklerin oluşumunu kolaylaştırır. Bu sonuç 45 º C - 50 º C de ısıtma ile elde edilir. Açık renkli malt üretiminde ısıtma işlemi 80 º C – 85 º C ye, koyu malt üretiminde (siyah bira) 100º C – 150º C ye kadar yapılmaktadır.Bundan sonraki aşama şıralama işlemidir. Bu işlemin amacı büyük bölümü enzimlerin etkisiyle oluşan maltın çözünür bileşenlerini su ile elde etmektir.
Malttan bira elde etmek için, önce malt öğütülür sonra su ile karıştırılarak mayşelenir. Maltın öğütülmesindeki amaç malt nişastasının, köpük aktif maddelerinin (peptidler), renk maddelerinin malttan suya daha çabuk geçebilir hale getirilmesidir.
Malt öğütme, vals aralıkları belli olan silindirler ve elekler yardımıyla yapılır. Efes Bira ve Malt Sanayi A.Ş. de 3 vals çifti, toplam 6 adet valsli öğütme değirmeni kullanılır ve her vals çiftinin arasında elekler bulunur. Proses olarak nemli öğütme kullanılmaktadır. Bu da öğütme değirmeninden önce belirli miktardaki malta, belirli sıcaklıktaki suyun bir helezon üzerinde taşınırken püskürtülmesi ile gerçekleştirilir.
Malt öğütmede maltın kabukları büyük parçalar halinde kalmalıdır. Kırılmayan kabuklar, istenmeyen kokulara neden olan maddelerin geçişini engeller ve bu kabuklar mayşenin süzülmesinde gereklidir. Süzmede, süzme tankı kullanıldığından bu kabuklar filtre görevini yapar.
Bu işlem sonrasında malt mayşeleme tankları veya diğer adı ile lapa fıçısı denen silindirik formlu kapalı tanklarda sıcak su ile karıştırılır. Bu aşamada maltın içerisindeki maddelerin neredeyse tümü şekere (maltoz) dönüşür. Maltoz ile beraber bazı maddeler de suda bir miktar çözünür, elde edilen bu çözeltiye “MAYŞE” adı verilir.Yani nişastanın mayalanabilir şeker parçalarına ayrılmasına “MAYŞELEME” denir.
Mayşelemenin amacı enzimlerin malttaki ekstrakt maddelerine nüfuz etmesi ve onların düşük moleküllü parçalara bölünerek şıraya geçmelerini sağlamak, böylece yardımcı madde eklenerek veya eklenmeden malttan en iyi kalitede ekstrakt elde etmektir.
İki türlü mayşeleme metodu vardır : Dekaksiyon metodu, enfüzyon metodu. Efes Pilsen’de enfüzyon mayşeleme metodu kullanılr. Bunun ana prensibi, mayşenin sıcaklığını yavaşça ve kademeli olarak 75 º C – 78 º C ye yükseltmektir. Bu metodda kaynatma olmadığından, enzimlerin zarar görmesi söz konusu değildir. Burda olduğu gibi, açık renkli bira üretiminde, çift mayşeleme metodu kullanılır. Malt nişastası pahalıdır. Biranın maliyetini düşürmek için mısır veya pirinç, “nişastalı katkı maddeleri” olarak kullanılır. Asıl özelliği, malt mayşesinin ve pirinç mayşesinin Şekil 2.3’te görüldüğü gibi ayrı kazanlarda hazırlanıp sonra karıştırılması ve sıcaklığın yükseltilmesidir. Mayşeleme işleminin şartları olarak zaman, sıcaklık, pH değeri ve katkı maddelerinin fiziksel durumları gösterilebilir. Zaman direk olmasa bile belli nir ölçüde enzimatik reaksiyonlara etki eder. Her enzimin etkinlik sıcaklığının farklı olmasından dolayı, sıcaklık büyük önem taşır. Ayrıca aktive edici koenzimlerin enzim zehirlerinin mevcut olup olmaması enzimatik reaksiyonu etkiler.
Malt mayşe sisteminde malt mayşe kazanı ve pirinç mayşe kazanı mevcuttur. Bu kazanlar paslanmaz çelikten yapılmış olup silindirik formdadır. Malt mayşe kazanı 4950 mm çapında ve vcut 550 hl kapasitesinde iken pirinç mayşe kazanı 3500 mm çapında ve 275 hl kapasitesindedir. Her iki kazanın da alt ve yan bölümlerinde ısıtma alanları bulunmaktadır. Bu ısıtma alnları malt mayşe kazanında 62,8 m2 iken pirinç mayşe kazanında 46 m2 dir. Burada kanatların arsından geçen taze buhar içerideki karışımı ıstımaktadır. Ayrıca alt bölümünde homojenliği sağlamak için bir karıştırıcı bulunmaktadır. Malt mayşe kazanında yaklaşık 48 °C sıcaklıktaki su, malt ve pirinç mayşesi karışımı yaklaşık 150dk süre ile ısıtılmaktadır.
Mayşeleme prosesini tamamlamış olan bulamaç süzme kazanına verilir.Bu kazan mayşenin süzülmesinde kullanılır. Burada malt şırası ile küspe denilen tortu birbirinden ayrılır. Süzme işlemi dört kademelidir. Öncelikle mayşe süzülür ve ön şıra elde edilir. Ardından 3 kez 120 hl yıkama suyundan geçirilir. Bu suyun sıcaklığı 76 °C dir. Süzme kazanı mayşe kazanı gibi geniş silindirik formda olup 8500 mm çapında ve 993 hl kapasitesindedir. Alt kısımları deliklidir. Delikler ince uzun yarıklar halindedir. Delikli tabanın 1 cm altında düz bir taban bulunur. Mayşedeki kapçıklar çökerek delikli taban üzerinde filtre tabakasını oluştururlar. Süzülen şıra delikli tabandan geçerek burada toplanır. Esas şıranın akması bitince küspede kalan ekstraktı almak için üzerine sıcak su verilir. Daha sonra bu kazanın altından geçen birbirinden yaklaşık 1,2 m aralıkla konulmuş borular vasıtasıyla, süzülen şıra, kaynatma kazanına gönderilir. Süzme sonunda önemli miktarda küspe oluşur ve bu küspe hayvan yemi olarak kullanılır. Bu küspenin %80’i su, %20’si kuru küspedir. Küspe 80 º C de su ile yıkanır. Yaş küspede % 0,5 kadar fermante olabilir şeker bulunur. Küspe hava akımı ile küspe tankına gönderilir. İki adet küspe tankı olup kapasiteleri 70 m3 tür.
Süzme tankından çıkan küspede bulunan su daha sonra sıcak su tankında depo edilir. Bu tanka gelen su ekstratı %2 civarında olan düşük ekstraktlı bira suyudur. Bu su tankta depo edilip daha sonraki üretim işlemlerinde tekrar kullanılmaktadır.
Kaynatma aşamasına gelen şıra, esas kaynatmanın yapıldığı dış kaynatma bölümüne gitmeden önce şıra tampon tanklarına gönderilerek burada şeker eklemesi yapılır, ayrıca esas kaynatma bölümüne gitmaden önce ekonomiklik yönünden bir ön ısıtmaya tabi tutulur. Şerbetçiotu ile karıştırılarak kaynatma prosesine tabi tutulur, bu aşamadan sonra içilebilir özellikte olan ancak içinde alkol bulunmayan şıra elde edilir. Kaynatmanın amacı :
1. Buharlaştırma yolu ile suyu uçurarak şıra ekstraktını (özü) istenilen konsantrasyona getirmek.
2. Şırayı starilize etmek.
3. Proteinleri çökertmek.
Biranın karakteristiği olan şerbetçiotundaki tat ve koku veren maddeleri şıraya geçirmek.
Şıranın kaynatılması bira yapımında dönüm noktası olarak kabul edilir. Burada biranın renk, koku, acılık gibi karakteristik özellikleri şekillenir. Kaynama başlangıcından 10 dakika sonra acılık otu katılır. Aroma vermesi açısından şerbetçiotu da katıldıktan sonra son 5 dakikada glikoz ilavesi gerçekleşir. Şıranın kaynaması sırasında birçok karışık tepkimeler olur. Şıra ısıtılınca, kalan amilazlar, mayşelenmeyi durduran ve şıranın karbonhidrat bileşimini sabitleştiren diğer enzimler etkisiz hale getirilir, biokimyasal olaylar durdurulmuş olur. Kaynama ile istenilen miktarda suyun buharlaşması ve böylece istenilen ekstrakta ulaşılması sağlanır.Kaynama noktasında şıra mikroplardan arındırılır. Kaynama devam ederken proteinler çöker ve bazı daha basit nitrojen karışımlarla beraber, karbonhidratlar veya polifenoklorla birbirlerine etkirler. Tepkime sırasında oluşan çözülemeyen çökelti “tortu “ olur. Tortunun bir miktarı şıranın kanaması sırasında ayrılır. Buna sıcak tortu denir.Geriye kalan kısım şıra soğuması sırasında dibe çöker. Buna da soğuk tortu denir. 1 saatlik kaynama sonunda hacmin %10’ u buharlaşır. Aynı anda buharla, uçucu aromatik bileşikler uzaklaştırılır.
Şıra, çapları 6000 mm ve kapasiteleri 990 hl olaniki adet tanka alınır ancak bu tanklarda herhangi bir ısıtma ve kaynatma prosesi olmamaktadır. Kaynatma işlemi dış kaynatıcıda meydana gelmektedir. Bu, boru tipi bir eşanjördür. Ana prensip olara,tanklardan gelen ısıtılacak şırayı buhar kazanlarından gelen taze buhar ile ısıtır ve kaynatır. Burada önemli olan husus ekonomiklik yönünden kurulmuş olan kompresör sistemidir. Tankların içinde kaynatma sonunda 7.000 kg su buhara dönüşmektedir. Bu sistem ile bir noktadan sonra sistem şırayı, şıradan oluşan buhar ile ısıtmaya başlamakta ve taze buhar ihtiyacını minimize ederek büyük ölçüde ekonomiklik sağlamaktadır. Şıra, taze buhar ile kaynama noktasına kadar ısıtıldıktan ve kaynama başladıktan sonra tankın içinde bir buhar basıncı meydana gelmeye başlar. Tanktan çıkan buhar kompresör tarafından sıkıştırılır, böylece sıcaklığı ve enerjisi çıkan yoğuşmuş su daha sonra bir plakalı ısı değiştirgecine girer. Burada enerjisini soğuk bira suyuna vererek kaynatma bölümünde kullanılan sıcak bira suyunun oluşumu sağlanır. Böylece daha sonra işletme dışına atılacak olan bu şıra suyunun enerjisinden yararlanılmış ve ekonomiklik sağlanmıştır.
Kaynama işlemi bittikten sonra 5 dakika da rotopol yapılır. Şıra, soğutma işlemine tabi tutulmadan önce 20 dakika süre ile dinlendirilir. Şıra soğutma konumuna hazır hale gelir. Rotopolün amacı sıcak tortunun açığa çıkartılması ve çöktürülmesidir.
Kaynatmadan 99 °C de çıkan sıcak şıranın sıcaklığı, şıra soğutma bölümünde, 9 °C olan fermantasyon sıcaklığına düşürülerek fermantasyon bölümüne verilir. Burada uygulanan mayalandırma işlemi, şıralama esnasında çözünürlük kazanmış olan şekerin, mayaların etkisiyle alkol ve karbondioksite dönüşmesini sağlar. Mayalanma sırasında açığa çıkan karbondioksit ise kabın üst bölümünde kalın bir köpük tabakası oluşturur. Kullanılan mayanın türüne göre 15 º C – 20 º C de 7-10 gün süre ile yavaş mayalama gerçekleşir. Asıl mayalama denen bu işlemi ikinci bir mayalama izler, böylece bira karbondioksite doymuş vaziyete gelir, durulur ve istenen tadı alır.
Biranın istenen berraklığını elde etmek için, doluma gitmeden önce en az bir kez filtre edilmesi gerekmektedir. Çeşitli süzme teknikeri vardır. Efes Pilsen’de Kieselguhr Filtresi ve PVPP (Poli Vinil Poli Prolidan) kullanılır. Kieselguhr Filtresi; horizantal filtre, vertikal filtre, plaka çerçeve filtresi olmak üzere üç tiptedir. Plakalı filtre boş çerçeveler, delikli saç ve filtre kağıdından oluşmaktadır. Çerçeveler, filtre için gerekli kalınlığı sağlar. Pratikte asıl süzücü olarak kağıt filtre kullanılır. PVPP; plastik, poliner inert bir malzemedir. Biraya acılık veren ve tadını bozan maddeleri tutar. Stabilizasyonu bozan maddeleri de tutarak biranın ömrünün uzamasını sağlar. Filtreler %17’lik kostik ile yıkanarak tekrar kullanılabilir.
Dinlendirme sonunda bir miktar tortu dibe çökmüştür. Fakat bira hala bulanıktır. Bu bulanıklığı gidermek için bira süzülür. Filtrasyonda bazı noktalara dikkat etmek gerekir. Bira mümkün olduğu kadar steril olmalı, biradaki karbondioksit kaybı önlenmelidir. Ayrıca biranın hava ile temas etmesi ve okside olması engellenmelidir. Filtre işleminden iyi bir sonuç elde etmek için birayı mümkün olduğunca soğutmak gerekmektedir. İyi filtrasyon, biranın filtre içindeki sıcaklığının yükselmesine engel olarak tortuların ayrıştırılmasıdır. Süzülen bira çekme tanklarında toplanır. Bira bu tanklardan doluma yollanır.
Filtre işlemine geçmeden önce filtre yavaşça ve basınçsız olarak soğuk su ile doldurulur. Suyun bira sıcaklığına soğuyuncaya kadar akmasına izin verilir. Filtre doldurulduktan sonra, filtredeki havayı dışarı atmak için 2 atm basınçtaki su filtreden geçirilir. Gözetleme camındaki hava çıkış vanaları açık bırakılır. Ancak filtre süresince ve havanın boşaltılmasında filtre plakaları hidrolik ünite ile maksimum 30-35 atm basınca kadar sıkıştırılır. Hava plaka ve çerçeveler arasından geçer. Daha sonraki işlem olan ön kaplama sırasında filtre çıkışındaki hava çıkış vanaları açık tutulur. Filtrenin havası boşaltıldıktan sonra hava bira veya su ile birlikte filtreye tekrar girmemelidir. Filtrasyonun başında katlanan kağıtların hemen tıkanmasını önlemek için ön kaplama yapılır. Gerekli kieselguhr miktarı 1 m2’lik filtre yüzeyi için 500-1000gr’dır. Bu miktar kieselguhr dozlama ünitesinde su ile çamur haline getirilir. Kaplama anında yaklaşık 2 bar basınç uygulanır. Bira kieselguhr ile birlikte boş çerçevelerden girer. Kağıtların üzerinde oluşan kieselguhr tabakasından süzülür. Çıkışta biranın konsantrasyonu kontrol edilir. Filtre ulaşabildiği en son basınca kadar sıkıştırılır. Filtrasyon sonunda bir miktar su filtreye girer. Son bira geldiğinde, filtre çıkışındaki vanalar kapatılır ve filtre boşalana kadar çalışır.
Üretim bölümündeki son yer dolum bölümüdür. Son olarak süzme ya da santrifüjleme yöntemi ile son bir durulamadan geçen bira, karbondioksit basıncı altında fıçılara ya da şişelere aktarılır.
Şişeler dolum makinasının ventilleri vasıtasıyla şu işlemlere tabi tutulur :
1. Şişenin içindeki hava vakumla emilir.
2. Şişeye 1,5 bar basınçta CO2 verilir.
3. CO2 tahliye edilirken bira doldurulur.
4. Şişenin içine çok ince bir su verilerek bira köpürtülür.
5. Kapsüllemeye giren şişeye kapsülleme pistonları vasıtasıyla kapak basılır ve şişe doldurma makinasını terk eder.
Dolum makinasından çıkan şişeler konveyörlerle pastöre gelir. İki çeşit pastör vardır :
· Oda Pastör
· Tünel Pastör
Burada kullanılan tünel pastördür.Dolum tamamlandıktan sonra dolu şişeler tünel pastöre yollanır. Tünelde biranın sıcaklığı yükseltilir. Bir süre bu sıcaklıkta tutularak sıcaklık tekrar düşürülür. Pastör çevrimi biranın biyolojik stabilitesini sağlar. Şişelerin belli bir zaman içinde sıcak ve soğuk bölgelerden geçmeleri pastörün ana prensibidir. Sıcak ve soğuk bölgelerden geçen şişelerin üzerine su püskürtülür. Bu suyun sıcaklığı, şişelerde istenilen sıcaklık derecesine erişilinceye kadar yükseltilir. Sıcaklığın istenilen düzeye gelmesi genellikle ön ısıtma ve süper ısıtma bölgelerinde olur.
Bira, yaklaşık olarak 63 º C ye kadar ısıtılarak mikrobiyolojik stabilitesi sağlanır. Pastörizasyon sırasındaki reaksiyonlar biranın tadına etki eder. Amaç minimum pastör derecesine ulaşmaktır. Bu da biradaki bozulmuş organizmaların aktivitelerini kaybetmelerine neden olur.
Pastörizasyon birimi 1 dakika süre ile 60 º C de kalmak şeklinde tanımlanır. (1) denklemiyle pastör birimi verilmiştir.
Şişeler dolduktan ve kapatıldıktan sonra tünel pastöre girerler. Pastördeki şişeler konveyör ile pastör girişinden çıkışına kadar taşınırlar. Bu sırada şişelerin üzerine bira pastör sıcaklığına gelene kadar sıcaklığı sürekli artan sudan geçerler. Pastör sıcaklığı genellikle 63 º C dir. Bu sıcaklıkta bira 20 dakika bekletilir. Sonra üzerine soğuk su püskürtülerek pastör çıkışına kadar gider. Pastörde kullanılan su çok temiz ve pH değeri 8 civarında olmalıdır. Aksi takdirde pastör amacına ulaşmaz.
Pastör Birimi =P.E=1.393(t-60).z
z=zaman
t=sıcaklık
P.E değeri 35-50 arasında olmalıdır. Pastorizasyonun ardından şişenin pastör miktarı düşükse (30’dan az ise) çabuk tüketilebilecek yerler gönderilmesi gerekir. Bu takdirde etiketlenmeye gönderilir. Pastör miktarı istenilen değerde ise doğrudan etiketlemeye tabi tutulur. Şişelerin üzeri etiketlenmek için tutkalla işaretlenir. Etiketin üzerine imal/son kullanma tarihleri lazer ışını ile yazılır.
Fıçı dolum süreci, pastörize edilmiş ve soğutulmuş biranın alüminyum veya paslanmaz çelikten yapılmış fıçılara doldurulmasıdır. Filtreden 2-3 ºC sıcaklıkta gelen bira doluma gitmeden önce pastörize edilir. Fıçılamada şok-pastör uygulanır. Burada rejenerasyon bölümü, ısıtma bölümü, tutucu tüp bölümü ve soğutma bölümü olmak üzere 4 bölüm vardır. Bira, rejenerasyon bölümüne pompalanır ve burada sıcak bira ile ters yönde akarak ısınır. Isıtma bölümünde, pastör derecesi kadar ısıtma işlemi gerçekleştirilir. Burada sıcak su ile ters yönde akması sağlanır. Bundan sonra hesaplanan süre içerisinde tüpte tutulur. Buradaki bira tekrar rejenerasyon bölümüne soğuk ve tuzlu su veya alkol ile ters yönde akarak çalışır. Erişilen maksimum sıcaklık 69 º C – 70 º C dir. Soğuk ve pastörize edilmiş bira şok- pastörden ayrılarak tampon tanka gelir. Dolum başladığında pastörize edilmiş bira tampon dolum makinalarına pompalanır.
Biranın alkol oranı % 4 – % 6 arasında değişir. Bileşimini ve niteliğini üretim tekniklerine ve hammaddenin niteliğine (özellikle şıralama suyuna ) bağlı bir çok etmen belirler. Biranın kalitesini belirleyen unsurlar; tat ve aroma, alkol içeriği, besin değeri, renk, köpük, berraklık ve karbondioksittir.
2.2.2 Yardımcı Bölümlerin İncelenmesi
Yardımcı işletmeler enerji tesisleridir.
Enerji Tesisleri :
a. Soğutma Tesisleri : Bu tesisler soğutma bölümünde detaylı bir şekilde incelenecektir.
b. Su Tasfiye Tesisleri : İşletmenin 100 t/h’lik su ihtiyacı bu tesisler vasıtasıyla sağlanmaktadır. 140 m derinliğindeki kuyulardan dalgıç pompalar yardımıyla çekilen ham su toprak altındaki 3000 m3 ’lük havuza depolanır. Buradan kireç reaktörlerine pompalanan suya, ayrı bir kapta kireç ile karıştırılmış su (kireç sütü) dozlanarak suyun sertliği alınır. Sertliği alınmış, kireçten arınmış yumuşak su kum filtre tanklarından geçirilir. Farklı tane büyüklüğüne sahip tabakalar oluşur. Filtreden geçip zemindeki havuzlara giden su burada klorlanır. Bu aşamada su işletmenin bazı kısımlarında kullanılabilir. Farklı özellikler gerektiren kısımlar içinse,(bira imalatı gibi) su aktif karbon filtresinden geçirilerek kloru alınır. Permotit- zeolit tanklarında ise suyun sertliği kaya tuzuyla sıfıra düşürülür. Bu su şişelemeye gider ve özellikle pastörizasyon işleminde kullanılır. Çünkü pastörizasyon işleminde suyun verildiği delikler küçük olduğundan deliklerin tıkanması söz konusu olabilir, sıfır sertlikteki su böyle bir olaya meydan vermez. Ayrıca bu su buhar kazanlarında besleme suyu olarak kullanılır.Böylece kazan içinde meydana gelebilecek ve kazan verimini olumsuz etkileyecek unsurlarda kazan korunmuş olur. Ham su yalnız yangın hatları ve bahçe suyu olarak kullanılır. Klorlanmış yumuşak su ise soğutma kulesinde kullanılır.
c. Atık Su Arıtma Tesisleri : Atık su arıtma tesisi, giriş pompa istasyonundan atık su akışında varyasyonları dengeleyen ve üretim olmadığı zamanlarda atık suyu birkaç defa depolayan karışım ve dengeleme havuzundan, kondisyon tankından, biyobed reaktöründen, gaz yakıcıdan, yoğunlaştırma ve su giderme bölümünden, selektör tankından, aktif çamur tankından ve son çökelti havuzundan meydana gelmektedir
3. SOĞUTMA BÖLÜMÜ PROSESLERİ VE KÜTLE ENERJİ DENKLİKLERİ
3.1 Genel Soğutma Çevrimi
Bir makinada bulunan çalışma maddesi olan akışkan, makinanın (sistemin) ardarda bağnanmış ünitelerinde, çevre ile enerji alış-verişinde bulnarak çeşitli hal değişimlerine uğratıldıktan sonra, tekrar başlangıçtaki durumuna (ilk üniteye) gelmekte ve sürekli olarak aynı durumlardan geçirilmekteyse, bu akışkan (veya makina ) bir çevrim oluşturuyor demektir. Makinadaki akışkanın hal değişim eğrileri P-V ile S-T diyagramlarında kapalı bir alan oluşturur.
Bu makinada amaç düşük sıcaklık seviyesindeki bir ortamdan (çevreden) ısı çekerek o ortamı soğutmak ise makinaya; soğutma makinası denir. Bunlar çevrim esasına göre çalışırlar. Kapalı devrelerdir. Kullanılan aracı akışkana soğutucu akışkan adı verilir.
Soğutma makinaları içindeki çalışma makinası P-V ile T-S diyagramlarında saat yelkovanının ters yönünde dönen bir çevrim oluşturduğundan bu makinada WNet negatiftir. Yani makinda sistemden elde edilenden WNet kadar daha fazla mekanik enerji dışarıdan sisteme verilmekte, bu esnada dışarıdan sisteme verilenden WNet kadar daha fazla ısı enerjisi sitemden dışarıya alınmaktadır.
Efes Pilsen bira fabrikasının soğutma üniteleri, Buhar Sıkıştırma (Kompresyon) Soğutma Çevrimi esasına göre işlemektedir.
En sık uygulanmakta olan ve rastlanan bu tip soğutma çevriminde sıvı halden buhar hale gelmekte olan soğutucu akışkanı içinde bulunduran bir Evaporatör (buharlaştırıcı), evaporatörde buharlaşan soğutucu akışkanı alçak basınç tarafından emerek yüksek basınç tarafındaki bir kondensere basan bir Kompresör, soğutucu akışkandaki ısıyı alıp onu sıvılaştıran bir Kondenser ile sıvılaşan soğutucu akışkanın toplanabileceği bir sıvı deposu ve soğutucu akışkanın evaporatöre yani alçak basınç tarafına ölçülü ve gerekli miktarda verilmesini sağlayan bir Ekspansiyon Valfi (genişleme elemanı) bulunmaktadır. Aşağıdaki şekillerde bir soğutma çevrimi ve bu çevrimin ln P-h diyagramındaki ifadesi gösterilmektedir.
3.2 Soğutucu Akışkanlar
Bir soğutma çevriminde ısının bir ortamdan alınıp başka bir ortama nakledilmesinde ara madde olarak yararlanılan soğutucu akışkanlar ısı alışverişini genellikle sıvı halden buhar haline (Soğutucu – Evaporatör Devresinde ) ve buhar halden sıvı haline (Yoğuşturucu – Kondenser Devresi) dönüşerek sağlarlar. Bu durum bilhassa buhar sıkıştırma çevrimlerinde geçerlidir.
Soğutucu akışkanların yukarıda tarif edilen görevleri ekonomik ve güvenilir bir şekilde yerine getirebilmesi için bazı kimyasal ve fiziksel özelliklere sahip olmaları gerekmektedir. Genel kural olarak bir soğutucu akışkanda aranması gereken özellikler şöyledir :
1 ) Az bir enerji sarfı ile daha çok soğutma elde edilebilmelidir.
2 ) Soğutucu akışkanın buharlaşma gizli ısısı yüksek olmalıdır.
3 ) Evaporatörde (+) buhar basıncı olmalıdır.
4 ) Kondenser basıncı düşük olmalıdır.
5 ) Vizkositesi düşük ve yüzey gerilimi az olmalıdır.
6 ) Donma derecesi düşük olmalıdır.
7 ) Emniyetli ve güvenilir olmalıdır.
8 ) Zehirsiz olmalıdır.Sistemden kaçması halinde, bilhassa yiyecek maddeleri üzeinde zararlı etki yapmamalıdır.
9 ) Kaçaklar kolay bulunabilmelidir.
10 ) Sistemden kaçarak havaya karışması halinde civardaki insanlara ve diğer canlılara zarar vermemelidir.
11 ) Havaya karıştğında yanıcı, parlayıcı olmamalıdır.
12 ) Korozif olmamalıdır.
13 ) Kimyasal aktivitesi olmamalıdır.
14 ) Asidik özellikleri düşük olmalıdır.
15 ) Akışkan çevre dostu olmalıdır.
16 ) Ucuz olmalıdır.
17 ) Kompresörün silindir hacmi belli olduğuna göre istenen kütleyi basmak için özgül hacmi düşük olmalıdır.
18 ) Isıyı iyi iletebilmelidir.
Bir soğutma sistemini tasarlarken kulluanılabilecek birçok akışkan vardır. Bunlar arasında Freonlar ve Kloroflorokarbonlar (CFC), amonyak, propan, etan, etilen gibi hidrokarbonlar, karbondioksit, uçakların iklimledirilmesinde kullanılan hava ve donma noktasının üzerindeki bazı uygulamalarda kullanılan su sayılabilir. Soğutucu akışkanın seçimi uygulamalara göre değişebilir. Aynı fiziksel şartlarda değişik akışkanların değişik soğutma etkisi verdiği de dikkate alınmalıdır. Bu özelliklerin hepsini birden her şart altında yerine getirebilen bir refrijeran madde mevcut değildir. Fakat, uygulamadaki şartlara göre bunlardan bir kısmı aranmayabilir.
Efes Pilsen ’de Kullanılan Soğutucu Akışkan Çeşitleri
Emniyet ve güvenirlilik açısından iyi olan, ayrıca iyi bir ısıl özelliğe de sahip olan refrijeran madde için 1920’lerde yapılan araştırmalar Fluokarbon refrijeranların bulunmasını sağlamıştır. Halokarbon ailesinden olan Fluokarbonlar, Metan (CH4) veya Etan (C2H6) içerisindeki hidrojen atomlarından bir veya birkaçının yerine sentez yoluyla klor, flor veya brom atomları yerleştirmek suretiyle elde edilmektedir. Fluokarbonlardan en sık rastlananlar, metandaki 4 hidrojen atomu yerine 2 klor ile 2 flor ikame edilen Dikloro – Difloro – Metan / CCL2F2 (Freon-12 veya R12) ve yine metandaki 4 hidrojen yerine bir klor ile 2 flor atomu yerleştirilen Klorodiflorometan (Freon-22 veya R-22) soğutucu akışkanlarıdır.
R-22 (CHCIF2) : R-22 ’de emniyetle kullanılabilecek zehirsiz, yanmayan, patlamayan bir akışkandır. Derin soğutma uygulamalarına cevap vermek üzere geliştirilmiş bir soğutucu akışkan olup, pencere tipi iklimlendirme sistemlerinde, ısı pompalarında, büyük binaların ve endüstriyel kuruluşların soğutma sistemlerinde kullanılmakta ve amonyakla yarışmakta, bilhassa daha kompakt kompresör gerektirmesi, doayısıyla yer kazancı sağlaması yönünden tercih edilmektedir. Çalışma basınçları ve sıcaklıkları R-12’den daha yüksek seviyede fakat birim soğutma kapasitesi için gerekli tahrik gücü takriben aynıdır. Çıkış sıcaklıklarının oldukça yüksek olması sebebiyle bunun aşırı seviyelere ulaşmasına engel olması için emişteki kızgınlık derecesini mümkün mertebe düşük tutmalıdır. Derin soğutma uygulamalarında yağ dönüşümü sağlamak için muhakkak yağ ayırıcı kullanılmalıdır. R-12 ile yağ daha çabuk ve iyi karışmaktadır. Su ile R-22 daha çabuk ve yüksek oranda karışır. R-22 bir hidrokloroflorakarbondur. Tahribatı % 10 – 15 ’tir.R-22 ’ nin ozon tabakasına verdiği zarar R-12 ’ nin verdiği zararın % 5 ’ i kadardır.
Efes Pilsen ’de karbondioksit toplama ve glikol soğutma devresinde kullanılır.
R-717 (Amonyak) : Bugün, fluokarbon ailesinin dışında geniş ölçüde kullanılmaya devam edilen tek soğutucu akışkan amonyaktır. Zehirleyici ve bir ölçüde yanıcı – patlayıcı olmasına rağmen, ucuzluğu, daha yüksek etkinlik katsayılarına olanak sağlaması ve bu nedenle işletim giderlerinin az olması, termodinamik ve ısı geçişi özelliklerinin üstünlüğü, buna bağlı olarak daha küçük ve ucuz ısı değiştirgeci gerektirmesi, sızma durumunda kolayca belirlenmesi ve ozon tabakasına zarar vermemesi sebebiyle, büyük soğuk depoculukta, buz üretiminde, buz pateni sahalarında ve donmuş paketleme uygulamalarında başarı ile kullanılmaktadır.Fakat amonyağın zehirleyici olması kullanımını kısıtlayıcı bir unsurdur. Amonyak evlerde kullanılmaz ve daha çok meyve, sebze, et, balık gibi ürünlerin saklandığı soğutma depolarında, süt, peynir, bira ve şarap depolarında, düşük sıcaklıklarda soğutmanın gerektiği ilaç ve diğer endüstriyel soğutma uygulamalarında kullanılır. Buharlaşma ısısının yüksek oluşu ve buhar özgül hacminin de oldukça düşük olması sistemde dolaştırılması gereken akışkan miktarının düşük seviyede olmasını sağlar. Amonyak yağ ile karışmaz, fakat karterdeki çalkantı ve silindirdeki yüksek hızlar yağın sisteme sürüklenmesine sebep olur. Bu nedenle gerek kompresör çıkışına yağ ayırıcı koymak suretiyle, gerekse evaporatörden kompresöre yağın dönüşünü kolaylaştıracak tarzda boru tertibi ile yağın kompresör karterine birikmesi sağlanmalıdır.
Amonyak, Efes Pilsen’deki soğutma çevriminde kullanılan yani glikolü soğutan akışkandır.
R-134a : Bir hidroflorokarbon olup yeni geliştirilen ve klor içermeyen bir soğutucu akışkandır. Diğer soğutucu akışkanlara göre 5-6 kat daha pahalıdır.Daha fala iş hacmi gerektirir. Soğutma etkisi geç gerçekleşir. Efes Pilsen’deki fıçı biraların soğuk muhafazasında kullanılır.
3.2.1 İndirekt Soğutucu Akışkanlar
Soğutma tekniğinin uygulamasıda sık sık ikinci bir ara soğutucu akışkan kullanılır. Bundan maksat, akış karakteristikleri (hız, basınç kaybı, yağ problemleri vs.) daha uygun bir akışkan vasıtasıyla ısı transferini sağlamak, kompresyon sisteminde dolaşan esas soğutucu akışkan devresini kısa ve istenen geometrik tertipte tutmak ve böylece soğutma çevriminde optimum faydayı emniyetli bir şekilde sağlayabilmektedir. Mesela klima uygulamalarında soğuksu jeneratörü diye adlandırılabilen cihazlarda suyun ara soğutucu akışkan olarak kullanıldığı sık sık görülür. Fakat suyun 0 º C civarında donması nedeniyle, su ile bazı tuzlar karıştırılmak suretiyle (salamura) veya daha başka kiyasal eriyikler kullanılarak, daha düşük sıcaklıklardaki uygulamalarda indirekt soğutucu akışkanlar kullanılmaktadır. Su ile karıştırılarak indirekt soğutucu akışkan olarak kullanılan tuzlardan en sık rastlanılanlar, Sodyumklorür (NaCl) ve kalsiyumklorür (CaCl2) olup bunların su ile karışımlarının adı dilimizde salamuradır. Efes Pilsen de salamura olarak potasyumkarbonat çözeltisi kullanılmaktadır.
Uygulamanın gerektirdiği sıcaklıklarda, eriyik (salamura) mutlak tam sıvı halde olmalı, ne buz ne de serbest tuz ayrışmamalıdır. Ayrıca salamuranın temas ettiği yüzeylerde korozyona sebep olmaması gerekir. Tuz eriyikleri aslında saf halde iken korozif olmadıkları halde, oksijen ve karbondioksit içerdiklerinde bilhassa demir üzerinde hızlı bir korozyon etkisi yaparlar. Bu nedenle, salamuralı sistem mümkün mertebe kapalı sistem şeklinde tertiplenmeli ve hava ile teması azaltılmalıdır. Kalsiyumklorür endüstriyel soğutma uygulamalarında ve buz pateni sahalarında geniş ölçüde kullanılır. Fakat su süratli bir korozif eriyiktir. Sofra tuzu diye bilinen sodyumklorür ise kalsiyumklorürün kullanılamadığı yerlerde, örneğin balık ve benzeri gıda maddelerinin pülverize salamura metodu ile dondurulmasında sık sık kullanılr. Ancak kalsiyumklorür çok daha düşük olan donma noktası sıcakığı sebebi ile pekçok uygulamada tercih edilebilmektedir.
İndirekt soğutucu akışkan olarak kullanılan diğer eriyiklerden en sık rastlananlar; glikol (HOCH2CH2OH), propilen glikol (CH3CH(OH)CH2OH), metanol-su, metilenklorür ve R-11’dir. Efes Pilsen ’de indirekt soğutucu akışkan olarak propilen glikol kulanılmaktadır.
3.3 Soğutma Tesisleri
1. Soğutma Kompresörleri
Soğutma kompresörünün sistemdeki görevi; buharlaştırıcı – soğutucudaki ısı ile yüklü soğutucu akışkanı buradan uzaklaştırmak ve böylece arkadan gelen ısı yüklenmemiş akışkana yer temin ederek akışın sürekliliğini sağlamak ve buhar haldeki soğutucu akışkanın basıncını kondenserdeki yoğuşma sıcaklığının karşıtı olan seviyeye çıkarmaktır.
Efes Pilsen ’deki soğutma tesislerinde bulunan amonyak kompresörleri, pistonlu ve vidalı olmak üzere ikiye ayrılır:
- NH3 Kompresörleri :
a ) Pistonlu Kompresörler : Bu kompresörler; birim soğutucu akışkan kapasitesine denk gelen silindir hacmi ihtiyacı az olan ancak emiş / basma basınç farkı oldukça fazla olan refrijeranlar için uygundur.NH3 , R-12 , R-22 bu refrijeranların başında gelenleridir. Efes Pilsen ’ de 8 tane 140.000 kcal/h ve 2 tane 187.000 kcal/h kapasiteli olmak üzere toplam 10 adet pistonlu kompresör bulunmaktadır. Dinlendirme tankları, filtredeki çekme tankları ve şerbetçiotu dairelerinin soğutulmasında kullanılan potasyumkarbonat çözeltisi bu çevrimde amonyak ile soğutulmaktadır.
b ) Helisel – Vida Tipli Dönel Kompresörler (Vidalı Kompresörler) : Soğutma uygulamalarında hala en çok rastlanılan helisel tip dönel kompresörleri bariz farklara sahip 2 ana grupta toplamak mümkündür :
· Tek Vidalı / Helisli Tip
· Çift Vidalı / Helisli Dönel Tip
Ancak her iki tip kompresörün de çalıima prensibi yönünden ve konstrüktif yönden bir çok müşterek yanları vardır. Örneğin; basınçla yağı püskürtülmesi suretiyle hem yağlama işleminin yapılması, hem sıkıştırma işlemi sırasında sızdırmazlığın sağlanması hem de meydana gelen ısının gövdeden alınıp uzaklaştırılması, her iki tip kompresörde de yerleşmiş uygulama şeklidir.
Efes Pilsen ’ de çift vidalı dönel kompresörler kullanılmaktadır. Bu kompresörler, biri erkek diğeri dişi olmak üzere bir helisel vida çiftinden meydana gelmektedir. Helisel dişlilerden birisi tahrik gücünü sıkıştırma işlemine iletir ve bu işlem sırasında diğer dişli serbest durumda tahrip edeni takip ederek döner. Vida tipi kompresörler daha çok yağ püskürtmeli olarak yapılırlar. Kuru tip vidalı kompresörlerde sıkıştırma oranı ve giriş çıkış basıncı sınırlıdır ve devir sayıları yüksektir. Yağ püskürtmeli tiplerde bu sınırlamalar geniş ölçüde kalkmaktadır. Püskürtülen yağ silindirin soğutulmasına, sesin ve aşınmaların azaltılmasına yardım etmektedir ve kompresör,gelen refrijerandan daha yüksek oranda refrijeran bulunmasına tahammül edebilmelidir ki bu, soğutma uygulamaları için önemli bir husustur. Yağ püskürtmeli vidalı kompresörler R – 12, R – 22, amonyak gibi bir çok ratlanan refrijeranlara rahatça uygulanabilmektedir. Efes Pilsen ’ deki vidalı kompresörlerde tam sentetik yağlar kullanılmaktadır.
Buhar sıkıştırma esasına göre çalışan soğutma sistemlerinde, hareket eden parçalrın birbirleriyle temas ettiği yüzeylerdeki sürtünmeyi minimum seviyeye indirmek üzere yağlama yapılması gereklidir. İyi bir yağlama yapılmaması halinde hem sürtünen yüzeylerde hızlı bir aşınma hem de mekanik yapıların artmasıyla aşırı ısınma ve güç israfı meydana gelecektir. Bu kompresörlerin yağ püskürtmeli tiplerinde yağın, yüksek basınca sıkıştırılan gazdan bir yağ ayırıcıyla ayrılması ve soğutulması gereklidir. Yağ ayırıcısının tipi, sistemin özelliklerine ve kullanılan refrijerana göre değişir. Aşağıdaki şekilde tipik bir yağlama sistemi şeması gösterilmektedir. Efes Pilsen ’ de de kullanılan bu sistemdir.
ağlama sisteminden beklenen özellikler şunlardır :
· Yağ sıkıştırılan soğutucu akışkanın basınç tarafından emme tarafına sızmasını önlemelidir.
· Soğutucu olarak yardımcı olmalıdır. (Yataklardaki ısıyı almalı ve karterde biriken ısının dış cidarlara ve dolayısıyla çevreye iletilmesini sağlamalıdır.)
· Kompresörün içindeki hareket eden parçaların meydana getirdiği gürültüyü kısmen de olsa yutmalıdır.
· Ne kadar önlem alıırsa alınsın, yağlama yağının bir kısmı kondenser ve evaporatöre kaçar. Önemli olan,buralarda yağın toplanıp kalmaması ve hızlı bir şekilde kompresör karterine dönmesidir. Bunu sağlamak üzere, yağlama yağı düşük sıcaklık seviyelerinde de yeterince akıcı olmalıdır.
· En önemlisi; yağlama yağının temasta bulunduğu akışkan, metal yüzeyler, motor sargılarının emaye izolesi ve sistemde bulunabilece k daha pek çok madde ile kimyasal reaksiyonlara girip bozulmaması yani kimyasal yönden stabil olması gerekmektedir
Hava Kompresörleri :
Hava kompresörleri sistemin hava ihtiyacını karşılamakta kullanılırlar. Efes Pilsen’de üç pistonlu, bir tane vidalı olmak üzere dört adet hava kompresörü vardır. Pistonlu kompresörlerden biri küspe atmakta kullanılır. Diğer ikisi yedektir.
1500 – 1700 m3/h kapasiteli vidalı kompresörler ise sistemin hava ihtiyacını karşılayabilmektedir. Burada 7 ata basınçta hava kullanılmaktadır. Ekonomik olup bunun yanısıra yağsız çalışması bir avantajdır. Yağ, biranın köpüklenme özelliğini bozduğundan bira imalatında havanın içine yağ karışması istenmeyen bir durumdur.
Vidalı Hava Kompresörünün Motor Gücü Hesabı :
1700 m3/h olan maksimum debiden hareketle güç hesaplanır.
Havanın giriş sıcaklığı : t1 = 15 ºC " T1 = 15 + 273 = 288 °K
Havanın giriş basıncı : P1 = 1 ata
Havanın çıkış sıcaklığı : t2 = ?
Havanın çıkış basıncı : P2 = 7 ata
Hava için n = 1.34
Hava için r = 1.397 kg/m3
T2 sıcaklığı (9) ifadesiyle hesaplanmıştır.
(9)
T2 @ 472 °K
t2 = 472-273 = 199 ºC
t1 = 15 ºC ve P1 = 1 ata Molier Diagramı ’ ndan = 18 kcal /kg
t2 = 199 ºC ve P2 = 7 ata Molier Diagramı ’ ndan= 165 kcal / kg
Tüm bu verilere göre motor gücü (10) ifadesi ile hesaplanır.
Yağlama sisteminden beklenen özellikler şunlardır :
· Yağ sıkıştırılan soğutucu akışkanın basınç tarafından emme tarafına sızmasını önlemelidir.
· Soğutucu olarak yardımcı olmalıdır. (Yataklardaki ısıyı almalı ve karterde biriken ısının dış cidarlara ve dolayısıyla çevreye iletilmesini sağlamalıdır.)
· Kompresörün içindeki hareket eden parçaların meydana getirdiği gürültüyü kısmen de olsa yutmalıdır.
· Ne kadar önlem alıırsa alınsın, yağlama yağının bir kısmı kondenser ve evaporatöre kaçar. Önemli olan,buralarda yağın toplanıp kalmaması ve hızlı bir şekilde kompresör karterine dönmesidir. Bunu sağlamak üzere, yağlama yağı düşük sıcaklık seviyelerinde de yeterince akıcı olmalıdır.
· En önemlisi; yağlama yağının temasta bulunduğu akışkan, metal yüzeyler, motor sargılarının emaye izolesi ve sistemde bulunabilece k daha pek çok madde ile kimyasal reaksiyonlara girip bozulmaması yani kimyasal yönden stabil olması gerekmektedir
Hava Kompresörleri :
Hava kompresörleri sistemin hava ihtiyacını karşılamakta kullanılırlar. Efes Pilsen’de üç pistonlu, bir tane vidalı olmak üzere dört adet hava kompresörü vardır. Pistonlu kompresörlerden biri küspe atmakta kullanılır. Diğer ikisi yedektir.
1500 – 1700 m3/h kapasiteli vidalı kompresörler ise sistemin hava ihtiyacını karşılayabilmektedir. Burada 7 ata basınçta hava kullanılmaktadır. Ekonomik olup bunun yanısıra yağsız çalışması bir avantajdır. Yağ, biranın köpüklenme özelliğini bozduğundan bira imalatında havanın içine yağ karışması istenmeyen bir durumdur.
Vidalı Hava Kompresörünün Motor Gücü Hesabı :
1700 m3/h olan maksimum debiden hareketle güç hesaplanır.
Havanın giriş sıcaklığı : t1 = 15 ºC " T1 = 15 + 273 = 288 °K
Havanın giriş basıncı : P1 = 1 ata
Havanın çıkış sıcaklığı : t2 = ?
Havanın çıkış basıncı : P2 = 7 ata
Hava için n = 1.34
Hava için r = 1.397 kg/m3
T2 sıcaklığı (9) ifadesiyle hesaplanmıştır.
(9)
T2 @ 472 °K
t2 = 472-273 = 199 ºC
t1 = 15 ºC ve P1 = 1 ata Molier Diagramı ’ ndan = 18 kcal /kg
t2 = 199 ºC ve P2 = 7 ata Molier Diagramı ’ ndan= 165 kcal / kg
Tüm bu verilere göre motor gücü (10) ifadesi ile hesaplanır.
W Net, Motor @ 130 kw / h
Hava kompresörünün çıkış sıcaklığının 24 ºC ’ yi geçmemesi için su ile soğutulmaktadır. Bu işlem için gerekli soğutma suyu miktarı Alınan ısı = Verilen ısı denkliğinden (11) ifadesiyle hesaplanmıştır.
Suyun giriş sıcaklığı : = 25 ºC
Suyun çıkış sıcaklığı : = 40 ºC
QHava = Qsu (11)
ms Dts = mh Dth
ms @ 6650 kg / h
2. Kondenser :
Efes Pilsen ’ de kullanılan iki tip kondenser vardır :
- Su soğutmalı kondenser : Bu kondenserler özellikle temiz suyun bol miktarda, ucuz ve düşük sıcaklıklarda bulunabildiği yerlerde, gerek kuruluş, gerekse işletme masrafları yönünden en ekonomik kondenser tipi olarak kabul edilebilir. Büyük kapasitedeki soğutma sistemlerinde genellikle tek seçim olarak düşünülebilir. 3 tane kule uyuyla soğuyan su soğutmalı kondenser vardır. Bu kondenserlerde su kondensere 20 – 26 ºC arasında girmekte ve 30 – 34 ºC arasında çıkmaktadır. R – 22 ise kondensere 50 – 60 ºC civarında girip, 20 – 30 ºC civarında da kondenseri terk eder.
- Paket evaporatif kondenser : Bu kondenser tipleri soğutma kulelerine göre daha avantajlıdır. Paket ünite olduğu için kuleye göre çok daha az yer kaplar çatı üstlerine uygulanarak yer kazanımı yapılabilir. Ayrıca kulelerin üstü açık olduğundan oldukça fazla miktarda su buharı kaybı olmaktadır, evaporatif kondenserlerde ise bu kayıp minimuma indirgenmiştir. Çevrimde amonyak kondensere 70 – 80 ºC civarında girmekte ve 20 – 30 ºC civarında ise kondenseri terk etmektedir. Su ise 20 – 26 ºC arasında girer ve 30 – 32 ºC arasında kondenseri terk eder.
3 . Evaporatör :
Bir soğutma sisteminde evaporatör sıvı refrijeranın buharlaştıran ve bu sırada bulunduğu ortamdan ısıyı çeken cihazlardır. Kondenserden direkt olarak veya refrijeran deposundan geçerek, kılcal boru veya benzer basınç düşürücü bir elemanda adyabatik olarak genişledikten sonra evaporatöre sıvı-buhar karışımı şeklinde giren refrijeranın büyük bir kısmı sıvı haldedir. Refeijeran basıncı, kondenser tarafındaki basınca oranla çok daha düşüktür. Bu nedenle evaporatör tarafına sistemin alçak basınç tarafı adı verilir.
Evaporatör tipleri uygulamanın özelliklerine göre 3 grupta toplanabilir :
a ) Gaz halindeki maddeleri soğutmak için kullanılan evaporatörler (genellikle hava )
b ) Sıvı haldeki maddeleri soğutmak için kullanılan evaporatörler (su, salamura, metilen glikol, propilen glikol)
c ) Katı maddeleri soğutmak için kullanılan evaporatörler (buz, buz pateni sahası, metaller vs.)
Efes Pilsen’de sıvı soğutucu evaporatörler kullanılaktadır. Bu tip evaporatörler, refrijeranın daha iyi kontrolü ve daha emniyetli bir çalışma sağlaması açısından çok daha iyi sonuçlar verebilmektedir. Sıvı soğutucu evaporatörlerde refrijeran bir boru demeti dışında bulunur. Soğutulacak sıvı ise boru demetinin içinden geçer. Refrijeran sıvı, bu sıvı içine daldırılmış olan boru demeti ile beraber bir dış zarf ile çevrilmiştir. Refrijeran, soğutulan sıvının ısısını alarak buharlaşırken, eksilen refrijeran yerine sıvı refrijeran beslenerek belirli bir seviye muhafaza edilir. Buharlaşan refrijeran, kompresör tarafından emilerek tekrar kondensere basılır. Refrijeran buharının sıvı damlacıklarını tutmak üzere evaporatörün sıvı seviyesinin biraz üstüne damla tutucu bir perde konularak, alt tarafının evaporatörle irtibatlandırılmasıyla toplanan sıvı evaporatöre döndürülüp, bundan soğutma için tekrar yararlanılabilir. Böylece sıvı refrijeranın daha kolay buhar haline getirilip kompresörden emilmesi sağlanır.
4. Genişleme Aparatı :
Refrijeranın evaporatörde buharlaşarak ısı alabilmesi için basıncının evaporatör sıcaklıklarında buharlaşmasına imkan verecek seviyeye düşürülmesi gerekir. Bunu sağlayan kontrol elemanları ekspansiyon valfleridir. Bu elmandan beklenen husus evaporatörde buharlaşan refrijeran kadar sıvı refrijeranı evaporatöre aynen beslemektir.
3.3.1 Glikol Soğutma Ünitesi
Soğutma çevrimi ile elde edilen soğutma gücünün biranın soğutulmasında kullanılması indirekt (önce başka bir akışkanın soğutulmasıyla) olmaktadır. Buhar kompresyon sistemlerinde buna soğutulmuş akışkanlı sistemler (Chiller) adı verilir. Glikol soğutma, biranın soğutulması aşamalarından ilkidir. Hatta, soğutma işlemi gerekli bir ön hazırlık evresidir. Bu bölümde propilen glikolün soğutulması incelenecektir.
Çok sayıdaki müstakil ünitelerin bulunduğu ve büyük soğutma gücüne ihtiyaç duyulan uygulamalarda, sıcaklıkların da daha yakın ve oransal kumandalı olarak kontrol edilebilmesi için soğutulmuş akışkanlı sistemlere gidilmesi gerekmektedir. Bu tip soğutucuda sulu kondenser kullanılır.
Genel olarak soğutma sistemi, mevcut gazın basınç altında sıkıştırılarak sıvılaştırılması, daha sonra geniş hacimde sıkıştırılan gazın buharlaştırılarak ortamdan ısı transfer etmesi prensibine dayanır.
Soğutma sistemini kapalı bir devre olarak düşünürsek, kompresör buharlaştırıcıdan emdiği gazı basınçlandırarak kondensere basar, burada yüksek basınç altındaki soğutucu akışkan üzerindeki ısıyı transfer ederek sıvı durumuna geçer. Sıvı haldeki gaz buharlaştırıcıya gelerek buradaki kontrol valfi aracılığı ile geçişine izin verilir. Geniş hacme geçen akışkan buharlaşmak ister, bu arada gereken ısıyı ortamdan alarak soğutma sağlar.
Chiller sistemlerinin çalışma prensipleri de aynıdır. Bu sistemlerde kondenserin soğutulması soğutma kulesi ile sağlanır. Buharlaştırıcıdan da soğutulmuş glikol elde edilerek sistemde dolaştırılır. Yani işletmeye gönderilir.
Glikol soğutma ünitesinde soğutucu akışkan olarak NH3 ve R – 22 kullanılır. Soğutma sistemi kapalı bir çevrimdir.Bu sistemle bira üretim aşamalarından soğutma kademesinde kullanılan propilen glikol soğutulmuş olur. Glikol de dolaylı olarak birayı soğutur.
Glikolün soğutma prosesi Şekil 3.5 soğutma planında görülmektedir. Planda görülen vidalı kompresörde kullanılan yağ kapalı devre (NH3) ile soğutulur. Sıvı tankından gelen likit NH3 yağ soğutucu eşanjöre girer. Burada yağın ısısını aldıktan sonra kondensere doğru akışına devam ederken soğuyan yağ filtreden geçerek vidalı kompresöre girer. Kompresöre ayrıca evaporatörden (Chiller) NH3 emilir. Ekonomayzerden gelen (-3 / -4 e kadar soğumuş NH3 gaz halinde) NH3 de giriş yapar. Burada NH3 basınçlandırılarak yağ ayırıcıya pompalanır. Kompresörde basınçlandırma sırasında, emme ve basma sürekliliğinden dolayı istenmeyen bir sıcaklık artışı meydana gelir. Kompresör kafasında sıcaklık 90 ºC ’ yi bulur. Bunun önüne geçmek için kompresöre soğuk yağ basılır.
Kompresörde basınçlandırılıp kompresörü terk eden NH3 içinde bir miktar yağ vardır. NH3’ün yağdan ayrılması gerektiğinden sistemde separatör bulunur. Kompresörden çıkan gaz içinde yağ da sürüklenirse ve bu yağ soğutucu akışkanla birleşmezse yoğuşturucu boruları üzerinde bir film tabakası oluşturarak ısı transferini kötüleştirir. Ayrıca tüm yağın kompresör karterine geri dönmemesi halinde yağ eksilmesi kompresörü tehlikeye sokabilir. Bu sebeple özellikle yağda erimeyen akışkanlar için kompresörden çıkışa bir yağ ayırıcısı konur. Ayrılan yağ, yağ pompasıyla tekrar yağ soğutucu eşanjöre basılır. NH3 ise yoluna devam eder ve gaz halinde kondensere girer.
Sistemde kondenserdeki soğutma, soğutma kulesiyle sağlanır. Böylece NH3 yoğuşur ve likit tankına verilir. Likit tankının kapasitesi 5 – 6 tondur. Soğutma kulesi su ihtiyacını altında bulunan havuzdan sağlar. Kuleden çıkan soğuk su kondenserde dolaştırılır. Bu sırada yine kondenser borularına girmiş olan gaz NH3 de ısısını suya vererek yoğuşur. Kondenserde yoğuşan akışkan alt taraftaki yüzeyleri kaplar ve ısı transferini kötüleştirir. Bunun için kondenserin kot olarak altına bir sıvı deposu konulur. Bu depo onarım vs. için tüm akışkanın toplanabileceği kap görevini de görür. NH3 de bu likit tankına dolar. Isınmış su da tekrar soğumak üzere kuleye geri döner. Sıvı tankında bir kısım NH3 yağ soğutucu eşanjöre gider. Geri kalanı likit tankında toplanır.
Bu soğutma sisteminde soğutma efektinin, asıl sağlandığı ünite ekonomayzerdir. Ara soğutma ünitesi olarak da düşünülebilir. Likit tankından gelen NH3 ani genleşme ile bu üniteye dolar. NH3’ün gelişinin devamı veya durdurulması selenoid valfle kumanda edilir. Ekonomayzerde şamandra sistemi mevcuttur. NH3 dolumu, belli seviyeye gelince durdurulur. Bu, seviye kontrol cihazının selenoid valfe ‘kapat’ komutunu vermesiyle sağlanır. NH3 likit tankından sonra dar hacimden geniş hacme çıktığı için kısmen buharlaşma olur. Ekonomayzerin üst kısmında - 3 / - 4 ºC de soğuk gaz halinde NH3 toplanır. Bu NH3 kompresör emişine verilerek çıkış sıcaklığı düşürülür. Kalan likit NH3 ise burdan daha soğumuş olarak çıkar ve Chillere gönderilir. Ekonomayzer olmasaydı buradan elde edilecek soğutma efekti de Chillerden sağlanmak durumunda olacaktı. Bu da daha fazla enerji sarfiyatına sebep olacaktı.
Chiller borulu eşanjör gibidir. Chillere işletmeden gelen ( - 1 ºC de) ısınmış glikol pompalarla basılır. Burada NH3’ün glikolü soğutması buharlaştırıcı vasıtasıyla olur. Evaporatörle ortamdan ısı çekilir böylece NH3’ün de buharlaşması için gerekli ısı glikolden sağlanmış olur. Fazla ısısını NH3’e bırakan glikol (- 4 ºC de) işletmeye geri döner ve böylece çevrim tamamlanmış olur. Bu çevrimde elde edilen glikolün gittiği yerler şunlardır :
1. Buzlu su plakalı soğutucu
2. Maya tankları
3. Floatasyon tankları
1. Çekme tankları
2. Filtre plakalı soğutucu
3. Büro hacimlerini soğutma eşanjörü
Soğutma planında detaylı bir şekilde görülen proses, Şekil 3.6 soğutma ünitesi akım şemasıyla özetlenmiştir.
İşletmede yapılan ölçümlere göre vidalı NH3 kompresörünün Chillerden NH3’ü emiş basıncı 2.8 bardır. NH3’ün kondensere basma basıncı ise 1.2 bar okunmuştur. Evaporasyon sıcaklığı - 12 ºC ve kondenzasyon sıcaklığı 30 ºC dir. Kompresör çıkış sıcaklığı ise 90 ºC dir.
Soğutma kulesinde kondenseri soğutan suyun giriş çıkış sıcaklık farkı DT = 4 ºC dir. Verilen değerlerin lnP-h diyagramında yerine konularak entalpi değerleri okunur. Çevrimin lnP-h diyagramı arka sayfada görülmektedir.
h1 = 397 kcal/kg
h2 = 447 kcal/kg
h3 = 407 kcal/kg
h4 = h5 = 134kcal/kg
3.3.2 Karbondioksit Soğutma Tesisi
Fermantasyon tankından 100mmss basınçta çıkan CO2 beraberinde getirdiği sudan ayrılmak suretiyle gazojen tankına gelir. Gazojen tankında şamandra sisteminde suyunu bırakır. Buradan gelen CO2 balonda toplanır. Balondan da paletli rotator pompa ile basıncı yükseltilerek ( 0,13 atm ) gaz yıkayıcı tanka getirilir. Su, tankın üst kısmından gaz üzerine püskürtülür. Buradan gelen gaz CO2 kompresörü ile 15 atm basınca çıkarılır. Bu, çift kademeli V tipi (pistonlu) bir kompresördür.
İki tane aktif karbon tankı ve iki tane de silikajel tankı vardır. Bunlardan birer tanesi çalışmaktadır. Kompresörde basınçlandırılan CO2 içindeki kokunun alınması amacıyla önce aktif kömür yıkayıcısından, nemin tutulması içinde silikajel maddesi dolu tanktan geçirilir.
Gaz halindeki CO2 ’nin sıvı hale getirilip depolanması için soğutucudan geçirilerek likit hale getirilir. Buradaki soğutma sistemi, glikol soğutma ünitesinin işleyişiyle aynı prensiplere sahiptir. Soğutucu akışkan olarak NH3 veya R – 22 kullanılır.
Gaz CO2 likit tankının üstündeki evaporatörden geçerek kompresör tarafından emilir. Evaporatör bu sırada sistemden ısı çekerek likit tankındaki soğumayı sağlar. Kompresörden basılan CO2 gazı kondenserde yoğuşturulup tankta depo edilmiş olur. 16 atü basınçta – 76 °C de depolanır. Bu depolar 50 tonluktur. İki adet CO2 tankı vardır. Fıçılama veya şişelemeye gitmesi için tekrar ısıtma işlemine tabi tutulur.
Tanktan likit halde alınan CO2 buharlaştırıcı eşanjörden geçer ve basıncı düşürülerek işletmelere yollanır.
Yangın tüplerini doldurmak için ise dolum pompası aracılığıyla 70 atü basınca çıkarılır. 2,5 kg veya 10 kg lık tüplere doldurulur.
3.3.3 Soğutma Kulesi
Soğutma kuleleri, termik tesislerin kondenserlerinde ve diğer ısı değiştirgeçlerinde akışkanın yoğuşturulması sonucunda serbest kalan buharlaşma ısısının tesiri ile ısınarak sıcaklığı yükseltilmiş olan sirkülasyon sularının atmosferik hava ile temas ettirilerek tekrar yoğuşması işlemlerinde kullanılan tertibatlardır.
Su ile soğutmalı kondenser kullanılan soğutma sistemlerinde suyun devamlı ve ucuz şekilde temin edilmesi istenen durumlarda soğutma kulesi kullanılarak suyun soğutularak tekrar kullanılması yoluna gidilir. Özellikle büyük kapasiteli soğutma sisteminde genellikle soğutma kulesi kullanma zorunluluğu çıkar.
Soğutma kulesi suyu soğutmak üzere, kütle ve enerji transferi yapan ve bu amaçla suyun atmosferle geniş bir alanda temasını sağlayan, hava ve su akışları sürekli bir cihazdır.
Su ile atmosferin temas alanını arttırmak, suyu yayan ızgara şeklindeki ahşap kafesler (dolgu) vasıtasıyla yapılabileceği gibi suyu fıskiyelerle atomize halde, hava akımının içine püskürterek de sağlanabilir.
İşletmeden gelen su, hava akımıyla soğutularak işletmeye gönderilir. Efes’deki soğutma kulesi bir havuzun üstünde dizayn edilmiştir. Gerekli su bu havuzdan sağlanır. Kondenserden çıkan su, soğutma kulesinin üst kısmından aşağıya tahta ızgaralar arasından dökülmüştür.
Kule üç bölümdür. Her bölümde bir fan mevcuttur. Kulede hava akışı mekanik vantilatörle sağlanır. Fanlar yardımıyla hava yukarı çekilerek soğutma sağlanmaktadır. Efes Pilsen’de ters akım prensibine göre çalışan soğutma kulesi kullanılmaktadır. Bu tip kulelerde su aşağı doğru akarken hava fanlarla yukarı doğru çekilir. Böylece suyun ısısı atmosfere verilir. Efes Pilsen’deki soğutma kulesinin kapasitesi 10.000.000 kcal/h’tir.
Soğutma kulesinde operasyon sırasında havanın nemi artar ve suyun sıcaklığı yaklaşık olarak havanın yaş termometre sıcaklığına kadar düşer. Bu yöntem yalnız, havanın yaş termometre sıcaklığının suyun istenilen çıkış altında olması durumunda uygulama alanı bulabilir.
Soğutma kulelerini yalnız soğutma suyu maliyetini minimize eden tesisler olarak görmemek gerekir. Günümüzde termik tesislerin kapasitelerinin artması ile çevreye atılması gereken ısı miktarları da artmaktadır. Isınan soğutma suyunun doğrudan çevreye atılması söz konusu olduğunda, bunun çevreye olacak etkileri düşünülmelidir. Kentucky’de Green River üzerinde kurulan Paradise termik santralinin planlama aşamasında kondens suyunun doğrudan nehre verilmesiyle nehirde yaşayan balıkların, nehirde akışın azaldığı yaz aylarında ve santralin tam yükle çalıştığı dönemlerde sıcak suyun etkisinden kaçınmak için santral civarını terk edecekleri, aynı zamanda balık yemi organizmalarının ölümü ile balık üremesinin azalmasına neden olacağı su sıcaklığı yükselmasinin sualtı bitkilerinin üremesini hızlandıracağı, bunun da suyun başka amaçlarda kullanılmasına zarar veren birtakım tat ve koku bozulma sorularını da beraberinde getireceği anlaşılmış ve çevrede bol miktarda soğutma suyu bulunmasına rağmen soğutma kuleleri de planlanmıştır. Nitekim termik santral 1961’de üretime geçmiş, 1968’de soğutma kuleleri devreye alınıncaya kadar geçen sürede yaz balıkçılığının gerilediği buna karşın kış balıkçılığının büyük gelişme gösterdiği gözlenmiştir.
Hava ile su arasındaki ısı alışverişi sırasında havaya nem geçişi olur ve ilave su gerekir. Bu ilave suyun olabildiğince azaltılabilmesi ve soğutma kulesinin verimli olabilmesi için hava ile suyun birbiri ile uzun süre temasta olması gerekir. Bunu sağlarken kule boyutlarının da küçültülmesi istenirse kule içine düşey yönde çeşitli engeller konur. Bu engeller suyun düşme hızını azaltır ve hava ile suyun uzun süre temasta bulunması sağlar. Böylece verim artar ve daha iyi soğutma sağlanır. Bu tip kuleler dolgu tipi kuleler olarak adlandırılır. Şekil 3.9’da bu ters akımlı soğutma kulesi görülmektedir. Ters akımlı bu kulede havanın aşağıdan yukarıya doğru hareketi de suyun düşüş hızını azaltır. Hava yükselirken sıcaklığı artar, ısınan havanın yükselmesi de kolaylaşır.
Ters akımlı soğutma kulesindeki koşullar daha önce de denildiği gibi, su sıcaklığının havanın kuru termometre sıcaklığının yüksek olmasına veya havanın yaş termometre sıcaklığının, suyun istenen çıkış sıcaklığının altında olmasına bağlıdır. Böyle bir kulenin üst ve alt kısımlarındaki değişim şematik olarak Şekil 3.10 ve Şekil 3.11’de gösterilmeye çalışılmıştır. Şekil 3.10’da soğutma kulesinin üst kısmındaki durum görülmektedir. Su hem buharlaşma hem de duyulur ısı transferi nedeni ile soğur. Hava sıcaklığına ait sıcaklık ve nem farkları fazlar arası yüzeyden hava kütlesine doğru azalmaktadır.
Soğutma kulesinin alt kısmında suyun sıcaklığı, havanın yaş termometre sıcaklığından yüksektir; ancak, havanın kuru termometre sıcaklığından daha az olması da olasıdır. Bu durumda fazların temas yüzeyinin su kütlesinden daha soğuk olması nedeni ile su soğutulur. Su içerisindeki sıcaklık farkı, su kütlesinden fazların temas yüzeyine doğrudur. Diğer taraftan hava adyabatik olarak nemledirildiği için, hava kütlesinden fazların temas yüzeyine doğru bir duyulur ısı akımının olması gerekir. Su kütlesinden fazların temas yüzeyine doğru akan ısıların toplamı, yüzeyde bir buharlaşmanın oluşumuna neden olur ve oluşan su buharı hava kütlesi içerisine difüze olur. Bu buharlaşma, fazlar arası yüzeye her iki yönde duyulur şekilde transfer olan ısıyı, gizli ısı şeklinde yüzeyden uzaklaştırır. Elde edilen sıcaklık değişikliği Şekil 3.11’de gösterilmiştir.
3.4 Şıra Soğutma Bölümlerinin İncelenmesi
Daha önce bira yapımının genel hatları bölümünde de anlatıldığı üzere; kaynatma prosesi ile içilebilir özellikte ancak içinde alkol bulunmayan sıcak şıra elde edilmiştir. Kaynamadan çıkan bu şıranın sıcaklığı fermantasyon sıcaklığına düşürülerek, fermantasyon bölümüne verilmesi gerekmektedir.
Kaynatma kazanını 99 °C de terk eden şıranın sıcaklığı 9 °C olan fermantasyon sıcaklığına düşürülmelidir. Bu sıcaklık düşümü şıra soğutma ünitelerinde sağlanır.
Bira sektöründe şıra soğutulmasında kullanılan 2 tip soğutucu bulunmaktadır :
a ) Açık Soğutucular : Soğutma işlemi sırasında şıra hava ile temas halindedir.
b ) Kapalı Soğutucular : Kapalı soğutucularda ise şıranın atmosfer ile teması yoktur. Efes Pilsen ’de de kapalı tip soğutucular kullanılmaktadır.
Kapalı soğutucuların en yaygın olarak kullanılan çeşitleri ise şunlardır :
· Çift borulu soğutucular
· Plakalı soğutucular
· Kabuk ve tüp soğutucular
· Şırayı havalandırıcılı soğutucular
Plakalı soğutucular, işletmede kullanılan soğutucu eşanjörlerdir. Birbirine kenetlenmiş paslanmaz çelik plaka çerçevesinden oluşur. Bağlantı ve geçitler öyle yapılmışlardır ki şıra ve soğutma aracı (glikol veya su) dönen bir yapı içinde bağlantılı plakaların arasındaki sığ tabakalardan geçebilir.
Şıra iki aşamada soğutulur.
3.4.1 Soğuk (Buzlu) Su Üretme
Şıranın soğutulmasındaki ilk aşama buzlu su üretmedir. Burada soğutucu olarak plakalı eşanjör (buzlu su üretme eşanjörü) kullanılır. Bu eşanjör soğutma prosesinin birinci eşanjörüdür. Şıra soğutmasında kullanılan 3 °C deki su hazırlanır.
Buzlu su üretme eşanjörüne, soğutma ünitesinde gerçekleştirilen çevrim sonucunda soğumuş olan glikol ve işletmeden gelen su girmektedir. Bu kısımda öncelikle glikol, şırayı soğutacak olan suyun ısısını çekip, sıcaklığını düşrecektir. Bu amaçla işletmeden (su tasfiye tesislerinden) gelen su yaklaşık 25 °C sıcaklı ile girdiği plakalı soğutucuyu 3 °C de terkederken, burada soğutucu akışkan olan glikol de – 4 °C de girdiği plakalı soğutucuyu – 1 °C de terkeder. Buzlu su üretmede akışkanların giriş ve çıkış değerleri şematik olarak şöyle gösterilebilir :
3.4.2 Şıra Soğutma
Şıra soğutulmasında ikinci aşama şıra soğutma eşanjörüdür. Bu ünitede şıra, buzlu su üretmede soğutulmuş suyun kaynatma prosesinden gelen sıcak şıranın ısısını çekmesiyle soğutulmaktadır. Bu işlemin fonksiyon planı Şekil 3.13 de görülmektedir. Su, buzlu su tankından 3 ºC de geldiği plakalı soğutucuyu 88 ºC de terkederken şıra ise 99 ºC de girdiği plakalı soğutucuyu 9 ºC de terkeder.
4. FERMANTASYON
Fermantasyon, büyük moleküllü maddelerin, özellikle karbonhidratların mikro-organizmalar vasıtasıyla daha küçük moleküllü maddelere parçalanması demektir. Fermantasyon reaksiyona oksijen girip girmemesine göre 2’ye ayrılır :
a) Oksidatif Fermantasyon : Bu fermantasyonda oksijen kullanılır. Asetik asit, sitrik asit ve formik asit fermantasyonu örnek olarak verilebilir.
C6 H12 O6 + 6O2 6CO2 + 6H2 O + 72 kcal
b) Anoksidatif Fermantasyon : Fermantasyonun bu çeşidinde oksijen kullanılmaz. Bira yapımında kullanılan Etil Alkol Fermantasyonu bu tür fermantasyona örnek gösterilebilir.
C6 H12 O6 2C2 H5 OH + 2CO2 + 28 kcal
Uygulanış biçimine göre fermantasyon; üst ve alt fermantasyon olmak üzere ikiye ayrılır.
4.1 Alt Fermantayon
Efes Pilsen biralarının yapımında alt fermantasyon tekniği kullanılmaktadır. Alt fermantasyonda 3 safha vardır :
a) Floatasyon
b) Esas Fermantasyon
c) Dinlendirme veya İkinci Fermantasyon
4.1.1 Floatasyon
Floatasyon bir çöktürme işlemi olup amacı ölü maya ve soğuk tortunun dibe çökmesini, şerbetçiotundan gelen bazı istenmeyen maddelerin ise yüzeye çıkmasını sağlamaktır. Soğutmadan gelen şıra, floatasyon havuzlarına gitmeden önce fermantasyon için mayalanır.
Floatasyon evresinde, istenilen derecede soğumuş olarak soğutmadan gelen şıra, çöktürme tanklarına alınarak burada 3-5 saat bekletilir. Oluşan tortu dışarıya alınır. Buradan silindirik konik tanka aktarılır ve maya tankından şıraya maya dozlanır.
Tanktaki şıraya maya dozlanmadan önce alttan hava verilerek homojen hale getirilir. Maya dozlama süresi maya kıvamına göre ayarlanır. 1 hl şıraya 1 lt maya oranını sağlayacak şekilde dozaj pompası ile maya dozlanır. Maya verilirken eş zamanlı olarak tanka hava da pompalanır. Çünkü kullanılan maya oksijenli ortamda üremektedir. Floatasyon havuzuna mayalanmış olarak giden şıra, burada 6 saat dinlendirilir. Bu aşamada mayalanmış şıranın sıcaklığı 12 °C ye kadar yükselir. Bunun sebebi fermantasyonun ekzotermik bir reaksiyon olmasıdır. Böylece maya çoğalır.
Alt fermantasyon biralarında Saccharomyces Carlsbergensis kültür mayası kullanılır. Kullanılan maya çeşidinin bşra kalitesi üzerinde büyük etkisi vardır. Biracılıkta şıra; mayşeleme ve kaynatma suretiyle elde edildiğinden içinde mikroorganizma bulunmaz. Fermantasyon tamamen kullanılan maya tarafından yapılır. Onun için iyi, denenmiş mayalar kullanılır. Biracılıkta kullanılan saf mayalara “kültür mayalar” , diğer bütün mayalara da “yabani mayalar” denir. Kullanılan maya %5’ten fazla ölü maya ihtiva etmemeli, yabancı mikro-organizma, bilhassa bakteri bulunmamalıdır.
Biracılıkta alt fermantasyon kültür maya ırkları, topak maya ve toz maya olarak 2’ye ayrılır. Efes Pilsen’de alt fermantasyonu gerçekleştirmek için topak maya kullanılır. Topak mayalar fermantasyon sonuna doğru topaklanarak dibe çabuk ve iyi otururlar.
Floatasyon havuzlarının kapasitesi, en uygun olarak mayşelemede bir seferde elde edilen şıra hacminin %20 fazlası olmalıdır. Çünkü köpüğün taşmaması için %20 fazla hacim gerekir. Havuzların derinliği 1-2 m’dir. Paslanmaz çelikten yapılmışlardır ve içlerinde soğutucu borular bulunmaktadır. Ancak soğutma işlemi burada yapılmamaktadır. 6 tane 750 hl’lik havuz olup, bunlardan 3 tanesi kullanılmaktadır.
Floatasyon tamamlandıktan sonra, mayalanmış şıra fermantasyon tanklarına pompalanılır. Floatasyon işleminin amacı; ölü mayanın dibe çökmesi, şerbetçiotundan gelen bazı istenmeyen maddelerin yüzeye çıkması ve soğuk tortunun dibe çökmesidir.
Bundan sonra 2. evre esas fermantasyon evresidir.
4.1.2 Esas Fermantasyon
Bu evrede, 12 °C de mayalanmış şıra fermantasyon tanklarına gönderilir. Fermantasyon sonucunda genç bira 5,5 °C ye soğutulur. Buradaki işlemi glikol soğutma ünitesinden gelen – 4 °C deki glikol ile gerçekleştirilir. Propilenglikol fermantasyon tanklarının üzerinde bir sargı şeklinde dolaşan serpantinlerden geçerek genç biranın ısısını alır. Kendisi de – 1 °C de tekrar soğumak üzere glikol soğutma ünitesine geri döner. Fermantasyon süresi 7 gündür. Hergün her tank için balling ve sıcaklık kontrolü yapılarak fermantasyon grafikleri çizilir. Fermantasyon tankları üç bölüme ayrılmıştır. Her bölümde sıcaklık hissedici sensörler bulunur. Her üniteye de ayrı ayrı glikol gidiş geliş hattı sarılıdır. Sıcaklık istenilen değerin altına düştüğünde veya yükseldiğinde glikol hattı vanaları otomatik olarak kapanır veya açılır.
Esas fermantasyon sonunda maya dibe çöker. Böylece genç bira berraklaşır. Genç bira yüzeyinde kalan koyu renkli, acı, ince tabaka alınır. Bundan sonra fermantasyon kabının musluğu açılarak genç bira dinlendirme kaplanıra pompalanır. Esas fermantasyondaki ana olay ekzotermik bir reaksiyon olan etil alkol fermantasyonudur.
Etil alkol fermantasyonunda 1 mol glikozdan 2 mol etil alkol ve 2 mol karbondioksit meydana gelmektedir. Bunların yanı sıra pek çok yan ürün de meydana gelir. Reaksiyonda çok fazla enzim etkilidir.
C2H12O6 2C2H5OH + 2CO2
Glikoz Etanol
Fermantasyon mahseninin duvarları ve yerler izole edilmiştir. Dökülen mayanın, biranın, şıra veya suyun havuzlarda toplanmasını önlemek için akıtma sistemleri vardır. Mahsen, fermantasyonun şekline göre soğutulur. Burada alt fermantasyon gerçekleştirilmektedir. Bu nedenle mahsenin sıcaklığı 7 °C civarındadır. Fermantasyon mahsenin dışarıdan ısı alışverişini önlemek için zemin strafor ile izole edilmiştir.
Fermantasyonda iki sistem vardır. Eski sisteme Vakano, yeni kurulan sisteme de Silindirik Konik Tank Sistemi denir. İşletmede 26 tane 3720 hl’lik silindirik konik tank ve 6 tane de 3000 hl’lik Vakano olmak üzere 32 tane fermantasyon tankı mevcuttur. Tanklar paslanmaz çelikten yapılmış olup silindirk koni formudadırlar. Yeni tankların eskilere göre avantajı hem fermantasyon hem de dinlendirme işlemlerinin aynı tankta yapılabilmesidir. Eski tanklarda ise ikinci fermantasyon dinlendirme tanklarında yapılır.
4.1.3 Dinlendirme veya İkinci Fermantasyon
Esas fermantasyon bittikten sonra, genç birada bir miktar fermante olabilir ekstrakt kalır. Bu miktar %1-1,2 kadardır. Kalan şekerin fermante olabilmesi için genç bira dinlendirme tanklarına yollanır. Alt fermantasyon biraları 0-2 °C de üç hafta kadar dinlendirilir. Ancak bu süre mevsime ve satışa göre değişebilir.
Dinlendirme sonunda istenen gaz, renk, ekstrakt değerlerini elde etmek için tanklar birbiriyle karıştırılarak fitre bölümüne gönderilir. Filtreye gitmeden önce bira – 1 °C ye kadar – 2 °C deki glikol ile soğutulur.
Dinlendirme mahseni, içinden glikol akan borular vasıtasıyla soğutulur. 88 tane 550 hl’lik dinlendirme tankı vardır. Bunlar silindir şeklinde olup paslanmaz çelikten yapılmışlardır. Bu tanklarda kapak, doldurmak ve boşaltmak için bir vana ayrıca basınç gösteren bir manometre vardır. Tanktaki fazla basınç emniyet ventili üzerinden dışarı gider.
Şimdi fermantasyon ünitesindeki proseslerin ısı transferi miktarlarını inceleyip soğutma yüklerini bulacağız.
4.2 Fermantasyon Ünitesindeki Proseslerin Isı Transferi Miktarlarının İncelenmesi ve Soğutma Yükü Hesabı
Öncelikle eski sistemin soğutma yükü bulunmalıdır. Bu sistemde 6 tane 3000 hl’lik tank vardır. Her tank, kaynatmanın günlük kapasitesini karşılayabilmektedir. Fermantasyon işlemi 7 gün boyunca sürer ve soğutma programı Çizelge 4.2 de gösterildiği gibidir.
GÜN
İŞLEM
1
Doldurma (Soğutma yoktur.)
2
Şıranın sıcaklığı 9 °C den 12 °C ye yükselir. (Soğutma yoktur.)
3
2 kg/hl şeker fermantasyonu (12 °C)
4
2 kg/hl şeker fermantasyonu (12 °C)
5
2 kg/hl şeker fermantasyonu (12 °C)
6
2 kg/hl şeker fermantasyonu (12 °C)
7
0,5 kg/hl şeker fermantasyonu (12 °C) ve aynı gün genç biranın sıcaklığı 12 °C den 5,5 °C ye 24 saatte soğutulur.
Çizelge 4.2 Fermantasyon İşlemi
Her 1 kg şekerden 135 kcal’lik ısı elde edilmektedir.
1.GÜN
Soğutma yoktur.
2.GÜN
Soğutma yoktur.
3.GÜN
4.GÜN
5.GÜN
6.GÜN
7.GÜN
Çizelge 4.3 Fermantasyon Boyunca Oluşan Isıtma Yükü
7.günde genç bira 12 ºC den 5,5 ºC ye soğutulmaktadır. Bunun için gereken soğutma yükü aşağıda (20) numaralı denklikle hesaplanmıştır.
QGB =Dt
QGB = 300.0001 (12 – 5,5)
QGB = 1.950.000 kcal
Bu hesaplar 1 tank başına yapılmıştır. Toplam 6 tank olduğuna göre buradan 7 gün boyunca ihtiyacımız olan toplam soğutma yükünü bulabiliriz.
=32.355.000
7 günlük işlemin sadece 5 gününde soğutma işlemi olduğu göz önüne alınarak (21) ifadesi ile soğutma yükü hesaplanır.
QGÜN =
QGÜN =
QGÜN =6.471.000 kcal/gün
Soğutma ünitesinin 1 günde 20 saat çalıştığı kabul edilirse, saatteki soğutma yükü (22) ifadesi ile bulunabilir.
Qs =
Qs =
Qs =323.550 kcal/h
Şimdi yeni sistemin soğutma yükünü bulalım. Bu sistemde 26 adet 3720 hl’lik silindirik konik tank bulunmaktadır. Soğutma programı Çizelge 4.4 te gösterildiği gibidir.
Biranın üretiminde en önemli ham maddenin malt olduğundan bahsedilmişti. Bilindiği gibi, arpanın iyi çimlenme kabiliyetine sahip olmaması, iyi kavrulmamış ve yeni kavrulmuş maltın kullanılması, biranın kalitesini etkiler. Çünkü biranın en önemli özelliği olan alkol, şekerin parçalanmasından elde edilir. Nişasta da arpanın en önemli maddesidir. Dolayısıyla arpasan alkole kadar bütün maddeler birbirlerine bağımlıdırlar. Bu nedenle maltın kavrulmasında, arpanın çimlendirilmesinde çok dikkatli olmak gerekmektedir. Aksi takdirde üretilen biranın tadı bozuk olur.
İzolasyon üretimde önemli olan diğer bir faktördür. Fabrikanın enerji taşıyan tüm borularında ve tanklarda izolasyon olmasına rağmen vanalarda yoktur. Ayrıca çekme tanklarında da izolasyon yoktur. Ancak vanalardaki izolasyon eksikliğinin fazla enerji kaybına neden olmadığı incelemelerde görülmüştür. Yapılan izolasyonlarla hem elektrikten hem de yakıttan tasarruf sağlanmaktadır. Sıcak hatlarda cam yünü, soğuk hatlarda ise poliüretan kullanılmıştır. Ancak sürekli gelişmekte olan teknoloji ile yeni ve daha verimli malzemeler bulunmuştur. Günümüzde poliüretan yerine kauçuk köpük boru kullanılmaktadır.
Üretim aşamasında en önemli noktalardan biri de enerji geri kazanımıdır. Günümüzde enerji geri kazanımı, teknolojinin büyük ve vazgeçilmez bir parçasıdır. Çevre, enerji ve maliyet açısından enerji kazanımı ve tasrrufu son dönemlerde çok önem kazanmıştır. Üretim yapılandırılması, hem kütlesel hem de enerji olarak geri kazanım veya başka bir ünitede değerlendirme prensibine oturtulmuştur. Örneğin süzme işlemi sonucunda önemli miktarda küspe oluşur. Ve oluşan bu küspe üretimle bir ilişiği olmayan hayvan yemi olarak kullanılmak üzere yıllık ihale yolu ile sayılır. Bu da işletmeye bir yan kazanç olarak geri döner.
Şıra esas kaynatmanın yapıldığı dış kaynatma bölümüne gitmeden önce ekonomiklik yönünden bir ön ısıtmaya tabi tutulur. Kaynatmada şıra, buhar kazanlarından gelen taze buharla ısıtılır. Burada önemli olan nokta, kullanılan kompresör sistemidir. Bu kompresör sistemleri kurulma amacı ekonomiklik sağlamaktır. Tankların içinde bir miktar su buhara dönüşür. Dış kaynatıcıda bir noktadan sonra sistem şırayı, şıradan oluşan buhar ile ısıtmaya başlamakta ve taze buhar miktarını minimize ederek ekonomiklik sağlamaktadır. Şıranın kendi buharının enerjisinden yararlanmak ve sonra buhar yoğuşunca bunu işletmeden atılmadan önce bir plakalı ısı değiştirgecinden geçirmek suretiyle de daha sonra kullanılacak sıcak bira suyu hazırlamış olur.
Soğutma ünitesinde plakalı ısı değiştirgecinden 88 °C sıcaklıkta çıkan sıcak su da bira suyu tankında muhafaza edilir. Böylece fermantasyon sıcaklığına düşürelecek şıranın enerjisinden yararlanarak daha sonra kullanılacak olan sıcak su hazırlanmış olur. Ayrıca soğutma kulesi altındaki havuzun içine serpantin döşenmiş ve bu serpantinde likit karbondioksit dolaşmaktadır. Havuz suyunun soğutulması gerekmektedir. Bu soğutma işlemi serpantin içerisindeki karbondioksitin ısısını çekerek gerçekleşmektedir. Böylece hem havuz suyu ısınmış olur hem de karbondioksit ısısnı vererek buharlaşır. Yapılan bu uygulama ile de ek bir enerji harcamaktan ve masraftan kullanılarak ekonomiklik sağlanmış olur.
Floatasyon havuzlarının kapasitesi de mayşelemede bir seferde elde edilen şıra hacminin %20’si kadar fazla yapılmıştır. Böylece köpüğün taşması engellenmiştir.
Efes Pilsen’de alt fermantasyonu gerçekleştirmek için kullanılan mayalar, fermantasyon sonuna doğru topaklanarak dibe çabuk ve iyi otururlar. Böylece dibe çöken mayalar zaman kaybedilmeden bir sonraki üretimde kullanılmak üzere çekilir. Ayrıca fazla mayanın bir kısmı gıda sanayine de gönderilmektedir.
Bütün bunlar sayesinde işletme giderleri minimize edilmektedir.
Üretimde rol oynayan işçilerin sağlık sorunları da önemli bir faktördür. Örnek olarak fermantasyon mahseninin havalandırma koşullarının çok iyi olması gerekir. Çünkü açığa çıkan karbondioksit nedeniyle personel zehirlenebilir. Şişelemede de meydana gelen sağlık tehdit edici unsurlar mevcuttur. Pastör çıkışında konveyörlerde sıkışan şişeler sık sık patlamaktadır. Kırık şişe parçalarından sakınmak için işletme tarafından plastik gözlük dağıtılmıştır. Ayrıca bu bölümde ses insanı rahatsız edici düzeydedir. Bunu önlemek için de kulaklıklar vardır. Bütün bunlara ilaveten her bölümde işçilerin kullanması gereken eldivenler bulunur. Ancak bunları kullananların sayısı çok azdır.
Ekonomik faktörler ise yapılan harcamalar ve kazançlar olarak değerlendirilebilir.
Bira üretiminde kullanılan malt ve şerbetçiotu Efes Pilsen Biracılık Grubu’na ait fabrikalarda üretilmektedir. Erciyas, her ne kadar bu bu fabrikalar holdingine dahil olsa da bunları alırken belli bir miktar harcama yapar. İkinci harcama şişelerin alımında olur. Şişeler Paşabahçe ve Şişecam Sanayi’nden alınmaktadır. Depozitolu şişelerin geri toplanılması ile de büyük bir mali kazanç sağlanır.
Efes Pilsen ihtiyacı olan suyu şehir şebekesinden kullanmaz. Gerekli olan suyu sahip olduğu artezyen kuyularından sağlar. Bu kuyular fabrika çevresinde olup 8 adettir. Ancak bu kuyulardaki suların zamanla tükenme ihtimaliyle karşı karşıya kalınabilir.
Çeşitli şirketlere kasa üretip satarak mali açıdan bir kazanç sağlamaktadır. Orta Doğu ülkelerine de plastik kap yapıp satmaktadır. Birleşik Amerika ve İngiltere’ye de bira ihracatına başlamıştır. Bu da şirket için büyük bir kazançtır.
Tez çalışması sırasında bir mühendisin görevinin, prosesi en iyi şekilde ve sıfır hatayla yapmanın yanı sıra en az enerji ve maliyet ile bu prosesi gerçekleştirmek olduğu öğrenilmiştir.
İşletmede ikinci dikkat edilmesi gereken nokta üretim birimleri arasında ve bu bölümler arasında çalışan elemanlar arasındaki işbirliğidir. Fabrikada çeşitli çalışma grupları vardır. Bu gruplarda çalışan her kesimden insan bulunmaktadır. Şefinden işçisine kadar herkes bu grupta yer alır. Konular üzerinde grup halinde çalışma yapılır, sonuç yine grup halinde konferans şeklinde üst kademedeki yöneticilere sunulmaktadır. Bu şekilde işçi-yönetici bütünlüğü sağlanmaya çalışılmaktadır. Seçilen konuya çeşitli çözüm yolları aranmış, konuda bütünlük sağlanmış olunur. Bu işbirliği açısından çok büyük önem taşımaktadır. Üretilen mamül çok tüketilen bir ürün olup, işletmede durmaksızın süren bir üretim vardır. Üretim esnasında herhangi bir bölümde meydana gelecek bir aksaklık prosesin daha sonraki bölümlerini etkileyecektir. Dolayısıyla da bölümler arası koordinasyonun çok iyi ayarlanmış olması gerekmektedir.
Sonuç olarak, Efes Pilsen sektördeki lider konumunu; titizlikle yürütülen çalışmalar sonucu hayata geçen ürünleri, çalışma ortamı, tesislerinde kullandığı son teknoloji ile hakettiğini ve bu liderliği çok daha uzun yıllar devam ettireceği görülmüştür.
Kaydol:
Kayıtlar (Atom)
