BİTKİSEL YAĞ ÜRETİM TEKNOLOJİSİ

Üç değerlikli bir alkol olan gliserin ile üç mol yağ asidinin esterleşmesiyle oluşan trigliseritler yağların ana bileşenini oluşturur.

Gliserin + Yağ asitleri " Trigliserid + Su

Genel olarak tohumların temizlenmesi, tohumun yapısal farklılığından dolayı uygulanması gereken bir kısım işlemler ve uygulanacak yağ alma yönteminin gerektirdiği hazırlıklar ön işlemleri teşkil eder. Ön işlemleri; temizleme, pamuk tohumu için linterleme, tohumun nemlendirilmesi, kabuk kırma ve ayırma, pulcuk haline getirme ve kavurma olarak sayabiliriz.

Elekler, triyörler, pnömatik (havalı) ayırıcılar, mıknatıs sistemi, linterleme makinaları (pamuk tohumunu liflerinden ayırmada), fırçalama makinaları yağlı tohumların temizlenmesinde kullanılan başlıca sistemlerdir. Aşağıda bu sistemlerin tohumun hangi özelliğinden yola çıkılarak oluşturulduğu açıklanmıştır. Elekler: İrilik esasına göre ayırma. Triyörler: Şekil farkından faydalanarak ayırma. Pnömatik ayırıcılar: Yoğunluk farkından yola çıkılarak ayırma. Mıknatıs sistemi: Yağlı tohumlar içinde bulunması muhtemel olan ve tesislerde yer alan makinalara zarar verme olasılığı bulunan metal parçalarını mıknatıslık özelliğinden yola çıkarak ayırmada.

Yağlı tohumlarda kabuk kırma ve ayırma, pulcuklandırma, kavurma gibi işlemlerin daha kolay uygulanabilmesi için tohumun nem oranının %16-18 olması gerekmektedir. Bu nedenle yağlı tohumların istenen nem derecesine getirilebilmeleri için aşağıda belirtildiği şekilde nemlendirilmeleri gerekmektedir. • Tohuma verilen su, homojen bir dağılım saplamak için püskürtme şeklinde verilmelidir. • Tohumun suyla temas süresi mümkün olduğunca uzun tutulmalıdır. Eğer yığında zedelenmiş tohum miktarı yüksek değilse bu süre 3-4 gün olabilir. • Nemlendirmeden sonra tohumun yüzeyinde su kalmamalıdır. • Nemlendirilmiş tohumlar çabuk bozulacağı için hemen yağa işlenmelidir.

Kabuk %1 yağ içermesi, protein içeriğinin ise çok düşük olması nedeniyle tohumdan uzaklaştırılması gerekmektedir. Kabuğun tohumla uzun süre temas halinde bulunması, presleme sırasında kabuk tarafından emilen yağın geri kazanılamaması nedeniyle yağ kaybına, çözgen ekstraksiyonu sırasında kabuğun renk, tat ve koku maddeleri de çözündüğünden yağın kalitesinin bozulmasına, presleme sırasında pres kapasitesinin düşmesine neden olduğundan kabuk kırma ve ayırma işlemi önem arz etmektedir

Yağlı tohumların yağ verimlerini artırmak ve küspenin daha iyi değerlendirilmesini sağlamak için kavrulması gerekir.

Mekanik Presleme Yöntemiyle Ham Yağın Üretimi

Solvent Ekstraksiyonu Yöntemiyle Ham Yağın Üretimi

Musilaj giderme, asit giderme, ağartma, koku giderme ve vinterizasyon rafinasyon işleminin aşamalarıdır.

Yağ sanayiinde ağartma işleminin amacı, ham yağın doğal olarak içerdiği ve tohumun yağa işlenmesi sırasında oluşan renk maddelerinin uzaklaştırılmasıdır. Bu iş için Tonsil, Bentonit gibi çeşitli adlar altında satılan ve sanayide “ağartma toprağı” genel adı ile bilinen adsorbant maddeler kullanılır.

Koku alma için; kurutma ve gazları uçurma, ısıtma, koku alma, soğutma, boşaltma işlemleri uygulanır. Yağlarda koku alma işlemi kontinü ve diskontinü olarak yapılır. Ülkemizde daha çok diskontinü yöntem uygulanmaktadır.

Yemeklik yağlara uygulanan bir işlemdir. Yağlarda bulunan doymuş trigliseritlerin; özellikle de stearinlerin, 8-10°C’de donarak yağı bulandırmalarını önlemek amacıyla yapılır. Bu işlem genellikle ayçiçeği, çiğit ve mısırözü gibi yağlarda yapılır. Rafinasyonu biten yağ kristalizatörlere alınır ve istenilen kristalizasyon sıcaklığına kadar (0-10°C) soğutulur. Böylece yağlarda bulunan ve yüksek derecede eriyen trigliseritlerle (genelde stearin) vax’lar (mumlar) ayrılır. Bu işlemle yağın oda derecesinde kristalleşmeler sonucu bulanması önlenmiş olur.

Margarin teknolojik olarak, homojen bir karışım oluşturmayan su ve/veya süt fazı ile yağ fazının meydana getirdiği emülsiyondur. Margarinde su fazı sürekli olan yağ fazı içerisinde dağılmış halde bulunur.

Margarin kelimesi, Yunanca “inci” anlamına gelen “margoron”dan gelmektedir. 1869 yılında III. Napolyon’un açtığı bir yarışmada tereyağı benzeri ve emülsiyon halinde bir ürün üretilmesi istenmiştir. 1870 yılında “Hippollyte Mage-Mouries” tarafından margarin formülü bulunmuştur.

Hidrojenasyon, sıvı yağlardaki doymamış yağ asitlerinin çift bağlarını hidrojenle doyurma işlemidir. Sıvı halde bulunan veya içerisinde düşük erime noktasına sahip moleküller bulunduran bir yağdan erime noktası yüksek, kısmen veya tamamen katı özellikle yağ eldesinde üç yönteme başvurulabilir. Bunlar; • Hidrojenasyon • İnteresterifikasyon • Fraksiyonlama’dır.

Türkiye’de ise hidrojenasyon ve margarin 1950’den sonra geniş ölçüde tanışmış ve üretiminde önemli mesafeler alınmıştır.

Bitkisel yağlar iki amaçla hidrojenasyona tabi tutulur. Bunlardan birincisi çift bağların sayısını azaltmak, böylece oksidasyona duyarlılığı azaltmak ve tat stabilitesini artırmaktır. İkinci amaç ise fiziksel özelliklerini değiştirerek, ürünün kullanım alanlarını artırmaktır. Böylece hidrojenasyonla bitkisel yağlardan margarin, şortening, kaplama yağı, kızartma yağı gibi değişik amaçlı yağların üretilmesi sağlanır.

Hidrojenasyon sonucu elde edilen mamul yağın kompozisyon ve özelliklerini şu faktörler etkilemektedir. • Kullanılan katalistin tipi, • Yağdaki katalist konsantrasyonu, • Hidrojenasyon ortamının hidrojen gazı basıncı, • Hidrojenasyon ortamının reaksiyon sıcaklığı, • Hidrojen gazının ortama dağılım derecesi.

Sertleştirme işlemi, katalist ile yağın süspansiyon halinde bulunduğu karıştırmalı bir tank reaktörde yapılır. Bütün yağlarda katalist için zehir etkisi, yani katalist etkisini azaltan veya etkisini önleyen yabancı maddeler vardır. Bir yağın içinde normal olan 5 mg/kg’lık kükürt miktarı katalistin 13 m2’lik nikel yüzeyini tersinir olmayan bir şekilde yok eder. Katalistin yağdan kolayca süzülmesi için tane boyutu 5 milimikron olmalıdır. Bu boydaki katı nikel taneciklerini spesifik (özgül) alanları ise 0,15 m2/ /g kadardır. Dolayısıyla her sertleştirme işleminde 1 kg yağ için 87 g nikel veya nikelin %9’u zehirlenmektedir. Bu durum pratik ve ekonomik olmadığından günlük işlemlerde kullanılan tüm katalistler büyük iç yüzeye sahip gözenekli taneciklerden oluşturulmuştur. Bu şekilde, katalistteki Ni yüzeyi 50-100 m2 /g civarında olup, zehirlenen nikel miktarı 1 ton yağ için 0,2 kg’a kadar düşürülmektedir.

Hammadde ve istenilen ürünlerin farklı olması sürekli sertleştirme uygulamasını sınırlandırmaktadır. Batch sisteminde sertleştirme işlemi 5-20 ton olabilen silindir şeklinde basınçlı kazanlarda yapılabilir. İçi sıvı yağ ile dolu olan kazanlarda yağ yüksekliği çap oranı 1,5 gibi bir değerde olmalıdır. Kazan üzerinde iki veya daha fazla karıştırıcı bulunan türbin tipi karıştırma ekseni tercih edilir. Doldurma sonucunda üst karıştırıcı yağa fazla batmaz. Böylece üst boşlukta kalan hidrojen gazı yağ içine emilir ve ince habbecikler halinde dağılır.

Batch hidrojenasyonda kazan aynı zamanda ön ısıtıcı ve süzmeden önce bekleme tankı olarak iş görür. Dolayısıyla kazanın gerçek kullanım oranı düşüktür. Sürekli sitemde ön ısıtma ve son soğutma sürekli ısı değişimi ile yapılır. Bu da ısı ekonomisi ve cihazların daha iyi kullanılmasını sağlar. Ancak katalistin çökmesi ile sistemin tıkanma ihtimali vardır. En önemli avantajı sabit besleme durumunda ürünün özelliklerinin batch sistemine göre sabit olmasıdır. Üretimde bir kere kararlılık durumuna erişilince üründe sapma az olur ve reaktör sisteminin basıncı ile ürün özelliklerinde ayarlama yapılabilir. Bu sistemin en önemli dezavantajı, sistemin değişikliklere kolayca uydurulamamasıdır. Değişik bir besleme maddesi veya değişik bir ürüne geçişi normal şartlardan 3 defa fazla sistemde kalma zamanı gerektirir ve bu sürede standart dışı ürün elde edilir. Uygulamada kullanılan bütün sürekli sertleşme tesisleri, seri olarak çalışan belli sayıda karıştırıcılı tank reaktörleridir.