Berrak Meyve Suyu Üretimi

Berrak Meyve Suyu Üretimi
Hammadde
Elma
Yıkama-Ayıklama
Parçalama
Mayşe
Uzun süre depolanmış
elmalar için enzim
uygulaması
Pres
Santrifüj
Aroma Ayırma
Durultma
Enzim 2-6 saat
Aroma konsantresi
Berraklaştırma
(Jelatin-Bentonit)
UF
KG Filtresi
Konsantrasyon
Soğutma
Steril Tanklar
Yarı Konsantrat
36-48 °Bx
Tanklar
Tam Konsantrat
60-74 °Bx
Geri Sulandırma
Berraklaştırma,
Filtrasyon
Aroma İlavesi
Dolum ve Pastörizasyon
Berrak Meyve Suyu
Meyve Suyunun çıkarılması
Meyve suyu endüstrisinde meyve suyu
çıkarılması
amacıyla
değişik
yöntemlerden yararlanılmaktadır. Ancak
tüm yöntemlerden beklenen, kalitenin
korunabilmesi için işlemin hızlı ve
mümkün olduğunca havasız bir ortamda
gerçekleştirilmesidir. İşletme yönetimi
açısından ise bu amaçla kullanılacak
düzen,
uygun
kapasitede
olmalı,
mümkünse sürekli (kontinü) çalışmalı ve
az
sayıda
personele
gereksinim
duymalıdır. Ayrıca bu düzenler ekonomik,
az sorunlu ve yüksek verimli olmalıdır.
Ancak
hammaddenin
çok
farklı
niteliklerde olması nedeniyle, bu amaçla
kullanılan düzenlerden hiçbiri ideal bir
çözüm getirememektedir.
Preslemeyi etkileyen Faktörler
Pres basıncı ve süre
 Meyvenin parçalanma derecesi ve
süngerimsi yapı
 Ön meyve suyu akışı
 Tabaka kalınlığı
 Vizkozite

1. Presleme ve presler
Presleme bir ayırma işlemi olup,
mayşenin katı (meyve eti) ve sıvı
fazlarının (meyve suyu) birbirinden
basınç uygulayarak ayrılmasını sağlar.
Preslemede basınç önemli bir faktör
olmakla birlikte tek faktör değildir.
Preslemede basıncın 10-15 bar’dan
daha fazla artırılması pratik olarak
meyve suyu verimi üzerinde etkili
değildir. Ayrıca pres basıncının uzun
süre etkili olmasının da bu konuda
olumlu bir etkisi yoktur. Örneğin 2
dakikalık bir presleme süresi ile 5
dakikalık bir presleme süresi pres
verimi
açısından
aynı
sonucu
vermektedir.
Preslemede mayşe ile ilgili faktörler de
önem taşımaktadır:

Preslenecek mayşenin parçalanma derecesi ve
mayşenin süngere benzer yapıda olması yanında,
preslemede bu yapının kısa sürede bozulmaması
da meyve suyu verimini etkiler. Preslenecek
mayşeye sünger benzeri yapı belli irilikteki
parçalama ile verilebilir. Örneğin iri parçalara
bölünmüş veya çok ince kıyılarak lapa haline
getirilmiş meyve mayşesi süngerimsi bir yapı
kazanamamaktadır. Mayşeden ayrılacak meyve
suyu miktarı, parçalanan hücre oranı yanında,
mayşenin sünger benzeri yapısında kanallardan
dışarı akmasına da bağlıdır. Eğer çok ince
parçalama ile bu iskelet bozulursa, bu akış iç
kısımlarda
engelleneceğinden,
preslenecek
materyalin ancak dış kısımlarındaki meyve
suyunun dışarı çıkışı söz konusu olur.

Mayşenin parçalanmasından sonra, hammaddeye
göre farklı olmakla birlikte bir kısım meyve suyu
mayşeden akarak uzaklaşabilir. Ön meyve suyu
akışı özellikle üzüm ve üzümsü meyveler
açısından önem taşımaktadır. Bu meyvelerden
meyve suyunun %60’ı ön meyve suyu akışı yolu
ile ayrılabilir. Elmada ise bu miktar ancak %1040 arasındadır. Ön meyve suyu ayrıldıktan sonra,
mayşede daha iyi bir sünger yapısı oluştuğundan,
yeterli bir drenaj sağlanabilir ve meyve suyu
verimi artar.

Preslemeyi etkileyen diğer önemli bir faktör de
preslenecek
materyalin
tabaka
kalınlığıdır.
Tabaka kalınlığının fazla olması halinde meyve
suyunun presten çıkması için gerekli yol uzun
olur ve presleme süresi uzar. Ayrıca daha fazla
basınç uygulandığından kapilerler daralır ve birim
zamanda elde olunan meyve suyu miktarı azalır.
Elma gibi pektince zengin meyve suyunun
viskozitesi de fazla olacağından, meyve suyu
çıkışı daha da zorlaşır.

Preslemede
elde
olunan
meyve
suyunun
viskozitesi düştükçe presleme kolaylaşır ve
randıman artar. Nitekim bazı meyve mayşelerine
enzim ilavesi ile meyve suyu viskozitesi
düşürülerek, örneğin çilek gibi meyvelerin
preslenmeleri
kolaylaştırılmaktadır.
Sıcaklığın
yükselmesi de viskoziteyi düşürerek meyve suyu
çıkışını kolaylaştırır. Ancak belli sıcaklıklardan
sonra mayşenin yapısı bozulacağından meyve
suyuna geçen pektin miktarı artar ve yine
viskozitesi yükselir. Gerçekten elma mayşesi
40°C’den daha yüksek sıcaklıklarda preslenme
niteliğini kaybeder.
1.1. Presleme yardımcı maddeleri

Mayşenin preslenmesini kolaylaştırma amacıyla pektolitik enzim
uygulaması yaygın olarak kullanılmakla birlikte, bu amaçla
presleme yardımcı maddeleri de kullanılabilir. Presleme sırasında,
preslenecek maddenin yapısını, iç yüzeyini ve buna bağlı olarak
meyve suyu çıkışını düzeltmek amacıyla kullanılan maddelere
presleme yardımcı maddeleri denir.

Bazı ülkelerde elma gibi fazla pektin içeren ve bu nedenle
preslenmesi problemli olan mayşeye selüloz lifleri, yıkanmış pirinç
kapçıkları ve perlit presleme sırasında ilave edilmektedir. Presleme
yardımcı
maddelerinin
dozajı
mayşeye
sürekli
olarak
yapılmaktadır. Meyve türü, meyvenin olgunluk durumu mayşeye
ilave edilecek presleme yardımcı madde miktarını etkiler. Ancak
genellikle kullanılacak yardımcı madde miktarı toplam mayşe
ağırlığının % 0.5-1.0’i kadardır. Bazı durumlarda daha yüksek bir
dozaj (%6-20) meyve suyu randımanını artırabilir.

Presleme yardımcı maddelerinin preslemeye olumlu etkileri
bilimsel olarak saptandığı halde, ülkemizde ve birçok Avrupa
ülkesinde henüz kullanılmamaktadır.
Meyve
suyu
endüstrisinde
kullanılan
presler
Meyvelerin preslenmesi amacıyla çok çeşitli tipte presler
kullanılmaktadır. Bunlar çalışma ilkelerine ve yapılarına göre
aşağıdaki şekilde sınıflandırılmaktadır.
1. Diskontinü (kesikli) çalışan presler
Bu preslerde preslenecek mayşe partiler halinde prese verilir, belli
süre preslenir, posa boşaltılıp atılır ve yeni parti mayşe prese alınır.
1.1. Dikey sepetli presler
Bu tip presler bugün artık modern meyve suyu endüstrisinde
kullanılmamaktadır. Ancak küçük kapasiteli şarap işletmelerinde
kullanılmaktadır. Diğer taraftan birçok meyve suyu işletmesinde ön
denemeler için gerekli küçük kapasiteli presler bulunmaktadır.
1.2. Paketli presler
Paketli presler bugün meyve suyu endüstrisinde yaygın olarak
kullanılmamaktadır. Meyve suyu verimi yaklaşık %80
düzeyindedir. Örneğin depolanmış elma gibi diğer preslerde
güç işlenebilen meyveler için de bu presler başarı ie
kullanılabilmektedir.
Paketli preslerde temel ilke; mayşenin sentetik liften yapılmış
bezler içerisinde bohçalar halinde ve her bohça arasına
tahta veya plastikten yapılmış kafesler konularak üst üste
bir blok haline getirilmesi ve hidrolik tabla yardımıyla
preslenmesidir.
Diğer taraftan paketli preslerde elde olunan meyve suyu çok
kuvvetli şekilde okside olmaktadır. Presten alınan meyve
suyunda bulanıklık maddeleri fazladır.
Meyve suyu endüstrisinde kullanılan presler
1.3. Yatay sepetli presler
Meyve suyu endüstrisinde yaygın olarak kullanılan
bu presler, dikey sepetli preslere göre daha uzun
olarak imal edilebilmektedirler. Böylece, meyve
suyu çıkış özgül alanı artmaktadır. Yatay sepetli
presler hidrolik presler ve pnömatik presler
ve mekanik presler olmak üzere üç tipte
bulunurlar. Yatay sepetli hidrolik presler
öncelikle yumuşak çekirdekli meyve mayşelerinin
preslenmesinde kullanıldığı gibi üzümsü meyve
mayşelerinin
preslenmesinde
de
sıklıkla
kullanılmaktadır. Bu preslerin sepet kapasiteleri
1600, 3000, 5000 ve 10000 litre olabilmektedir.

a
c
b
d



1.3.1.Yatay sepetli hidrolik presler: Biri gövdeye sabit
olarak bağlı tabla ile diğeri hidrostatik düzene bağlı olmak
üzere iki tabla bulunur. İki tabla arasında gerilimi elastik
sentetik materyalden yapılmış ve yine sentetik bir elyaftan
yapılan kılıf ile kaplanmış coplar (ipler) bulunur.
Bu copların sayısı bir preste yaklaşık 200 adet olup,
herbirinin çevresi uzunlamasına yivler ile donatılmıştır.
Copların yüzeyindeki kılıf preslemede ortaya çıkan meyve
suyu için filtre etkisi sağlar.
Pres sepeti hava almayacak şekilde ve tamamen kapalı
olarak yapıldığından, meyve suyunun oksidasyonu sınırlı
düzeydedir. Pres tablasının özel bir programla ileri ve geri
hareketi sağlanır. Tablanın birinci hareketinde presleme
gerçekleştirilir. Tablanın geri hereketinde posa, dönen sepet
içinde gevşetilir.
Horizontal hidrolik pres
Horizontal hidrolik pres
Horizontal hidrolik presin iç kısmı
Horizontal hidrolik presin iç kısmı
1.3.2. Pnömatik yatay presler:
Özellikle
üzüm
ve
üzümsü
meyvelerin
preslenmelerinde yaygın olarak kullanılmaktadır.
Çalışma prensibi, yatay döner bir silindir içinde, silindir ekseni boyunca
uzanan ve 7 bar’lık hava ile şişirilebilen lastik bir torba bulunur. Lastik
torba şişirilince ürün silindir çeperlerine doğru preslenir. Böylece
mayşeden meyve suyu sızması oldukça geniş bir yüzeyden gerçekleşir.
Presleme sırasında silindir
çeperlerine doğru iletilen
posa
tanecikleri
de
birbirleri üzerine karşılıklı
baskı
yaparak
meyve
suyunun
daha
iyi
sızmasını
sağlarlar.
Posanın
gevşetilmesi
havanın lastik torbadan
boşaltılması ve silindirin
döndürülmesi ile sağlanır.
Bu
preslerin
sepet
kapasiteleri 6000, 8000,
12000, 20000 ve 22000
litre olabilmektedir.
1.3.3. Mekanik Yatay Presler: Mekanik yatay preslere
milli pres adı da verilmektedir. Bunlar da çoğunlukla üzüm
ve üzümsü meyvelerin preslenmesine tavsiye edilmektedir.

Preslerde mil dışta veya içte bulunabilir. Dıştan milli
konstrüksiyonların olumsuz yönü, preslemenin ancak uzun bir
sürede gerçekleştirilebilmesidir. İçten milli preslerde ise milin
mayşe ve dolayısıyla meyve suyu ile temas etmesidir. Bu da
meyve suyunda az veya çok demir bulaşısına neden olmaktadır.
Demir bulaşısı düzeyi çoğunlukla 2-4 mg/l arasında kalmakla
birlikte, eski ve bakımsız preslerde bu miktar 15 mg/l’ye
çıkmaktadır. Ancak meyve suyunda bulunmasına izin verilen
maksimum demir miktarı da 15 mg/l’dir.
Genel olarak milli preslerde maksimum meyve
suyu veriminin alınabilmesi, uzun bir presleme
süresine gereksinim gösterir.

2. Kontinü (kesiksiz) çalışan presler
Aşağıda meyve suyu endüstrisinde yaygın olarak kullanılan kontinü
pres tiplerine kısaca değinilmektedir.
2.1.Vidalı Presler



Vidalı presler, genellikle yatık veya dikey bir pres silindiri içerisine
yerleştirilmiş sonsuz bir vidadan ibarettir Vidalı presler basit ve
dayanıklı yapılı konstrüksiyonlar olup, kapasiteleri 20 ton/saat
kadardır.
Bu preslerin en önemli kısmını vida oluşturur. Vidanın hatveleri,
pres silindirinin mayşe giriş kısmından posa çıkış kısmına doğru
daraldığı için, mayşe gittikçe artan bir basınca maruz kalır.
Böylece efektif pres basıncı pres silindiri boyunca artar.
Bu preslerde elde olunan meyve suyu yapısında fazla miktarda
bulanıklık maddeleri içerir, ayrıca ortamda fenolik maddelerin fazla
olması ve hava ile ilişkinin fazla olması nedeniyle oksidasyon da
fazladır. Bu nedenlerle vidalı presler üzüm veya üzümsü
meyvelerin preslenmesine, yumuşak çekirdekli meyvelerden daha
uygundur.
2.2. Bantlı Presler
Bantlı presler meyve mayşesinin preslenmesi amacıyla yaygın
olarak kullanılmaktadır.
Bantların dokusu boylamasına naylon ve enlemesine paslanmaz çelik
atkılardan
oluşmaktadır.
İki
seri
vals
arasında
presleme
gerçekleştirilir. Pres valsleri, bantlar arasındaki posa tabakasının
kalınlığına otomatik olarak uyarlar.
Bantlı Pres

Mayşeden meyve suyunun ayrılması için çeşitli
preslerden yararlanıldığı gibi başka yöntemlerde
kullanılmaktadır. Bunlar;
1. Döner vakum filtreler

2. Mayşenin enzimatik sıvılaştırılması
(total sıvılaştırma)
3. Dekanterler
Meyve suyu çıkarılmasında diğer teknikler
1. Döner vakum filtreler

Vakum filtrasyon tekniği yardımıyla da meyve suyunun
çıkarılması mümkündür. Vakum filtrasyon uygulaması,
meyve suyu endüstrisinde aynı zamanda enzimatik
durultma işleminden sonra berraklaştırma amacıyla da
gerçekleştirilmektedir.

Vakum filtrasyon tekniği genellikle meyvenin kolloid
değirmenlerde gereğinden fazla parçalanması ve dolayısıyla
diğer yöntemlerle preslemenin güç olduğu hallerde
uygulanır. Bu şekildeki az veya çok kıvamlı mayşe, bir
miktar su ilave edildikten sonra pektolitik enzim yardımıyla
sıvılaştırılır ve daha sonra döner vakum filtresinden
geçirilerek berrak meyve suyu elde olunur. Diğer meyve
suyu çıkarma amacıyla kullanılan sistemlerde bulanık
haldeki meyve ham suyu elde olunduğu halde döner vakum
filtrasyonu uygulaması ile elde olunan meyve suyu berraktır
Döner vakum filtresi
Filtre bezi
Kieselgur veya
Perlit tabakası
Filtrat tankı
Filtre keki
Kazıyıcı
Filtrat çıkışı
Filtrat olmayan
maddelerin girişi
Filtre teknesi
Palet
Vakum
pompası
Filtrat
pompası
2. Mayşenin enzimatik sıvılaştırılması
(total sıvılaştırma)

Mayşenin
enzimatik
sıvılaştırılması
meyve
suyu
çıkarılmasında en yeni uygulama olup, bugün meyve suyu
endüstrisinde üzerinde en çok araştırma yapılan bir
konudur. Ancak diğer meyve suyu çıkarma yöntemleri
arasında henüz gelişmiş bir teknoloji halini alamamıştır. Bu
yöntemin prensibi, enzimatik yolla hücre duvarının
parçalanması ve sonra da hücre dokusunun tamamen
(total) sıvılaştırılmasıdır.

Total sıvılaştırmada pektin ve selüloz parçalayan enzimlerin
karışımları
kısmen
geleneksel
olmayan
dozlarda
kullanılmaktadır. Bu enzimlerin yardımıyla mayşe dokusu
gevşetilir, hücre duvarları parçalanır ve sonuçta selüloz
şekerlere kadar parçalanır.
3. Dekanterler

Meyve suyu endüstrisinde dekanterlerin kullanımı
geçtikçe artmaktadır.
gün

Dekanterler katı ve yarı-katı fazların ayrıldığı yatay
konumlandırılmış santrifüjlerdir. Santrifüj separatörlerde
olduğu
gibi,
dekanterlerde
de
farklı
yoğunluktaki
komponentler
santrifüj
kuvveti
etkisiyle
ayrılırlar.
Klarifikasyon veya bir başka deyişle separasyon dönen
silindirik gövde içinde gerçekleşir. Ürün dekantere bir
besleme borusundan girer. Silindirik gövde döndükçe
besleme içindeki katı partiküller santrifüj kuvveti etkisiyle
gövdenin duvarlarına doğru hareket eder. Vida tipi
konveyör, silindirik gövdeden biraz daha hızlı döner ve katı
partikülleri konik bölmeden boşaltma kanallarına taşır. Bu
sırada sıvı faz dekanterin silindirik bölmesinden tam aksi
yönde sıvı boşaltma kanallarına taşınır.
Aroma ayırma ve aroma konsantratı üretimi

Aroma maddeleri hammadde kalitesindeki değişimler ve
işleme teknolojisindeki ufak hatalarla kolay değişim
gösterirler. Bu nedenle aroma, bir içeceğin kalitesinin
belirlenmesinde en önemli faktördür.

İnsan için aromanın fizyolojik değeri bulunmakta ve iştah
açıcı ve sindirimi kolaylaştırıcı etki yapmaktadır. Tüketici
açısından aroma çok önemli bir faktör olduğundan, son
üründe doğal aromayı korumak, en az şeker miktarı,
organik asit ve diğer tat maddeleri kadar önem
taşımaktadır. Meyve ve sebze sularında aroma maddeleri
çok az miktarlarda (ppm veya ppb) düzeyinde bulunurlar.
Taze meyve suyu
Kısmi buharlaştırma
Aroması ayrılmış
meyve suyu
Su buharı ve
Aroma maddeleri
Rektifikasyon
Aroma destilatı
Kondensasyon
Aroma konsantratı
1:100 – 1:200
Lutter suyu

Aroma maddeleri çoğunlukla çeşitli
alkoller, aldehitler, ketonlar ve esterler
gibi kolay uçucu maddelerdir. Böylece,
meyve sularının konsantrata işlenmesinde,
aroma komponentleri tamamen veya
önemli ölçüde uzaklaştırılır. Üretilen
konsantrat çoğu zaman elde edildiği
meyveyi anımsatamayacak nitelikte tatlı
bir şuruptan ibarettir.




Buna göre, evaporasyon sırasında brüdenin (evaporasyonda
meyve suyundan ayrılan buhar) beraberinde sürüklediği
aroma maddelerinin ayrılması zorunludur.
Bu amaçla kullanılan cihazlara "aroma tutucular" veya
“aroma ayırıcılar" denir.
Aroma maddeleri, meyve suyundan uçurulacak daha ilk
%15-40 brüde ile önemli ölçüde uzaklaşabilmektedir.
İşte bu yüzden aromanın, konsantrat üretiminde kullanılan
evaporatörlerde oluşan brüde ile ayrılmasını önlemek için,
aroma maddeleri konsantrasyon işleminden önce aroma
tutucunun evaporatöründe daha sınırlı miktardaki brüde ile
ayrılır.



Aroma tutucular, bir evaporatör ile, brüdeden aroma
maddelerini ayıran ters akım destilasyon kolonundan
ibaret bir sistemdir.
Aroma tutucularda üründen su uzaklaştığından meyve
suyunun kuru madde düzeyi de 11-12°Brix’ten 1820°Brix’e yükselir.
Aroma ayırmanın diğer bazı yararları da vardır. Aroması
ayrılmadan saklanan doğal meyve sularında, depolama
sonunda aromanın önemli ölçüde kaybolduğu veya değiştiği
saptanmıştır. Buna karşın aromanın ayrılıp, konsantreden
ayrı olarak depolanmasında, aromada önemli bir değişme
olmadığı ve bundan elde edilen meyve suyunun taze haline
yakın bulunduğu saptanmıştır.


Aroma ayırma işlemi meyve suyuna genellikle
durultma aşamasından önce uygulanır. Böylece
meyve etine bağlı kalan aroma maddeleri de
tutulabilmektedir. Bazı işletmelerde aroma
ayırma işlemi meyve suyunun
konsantrasyonundan önce de
uygulanabilmektedir.
Ancak durultma sonucu uzaklaştırılan parçacıklar
yoğun olarak aroma komponentleri içerdiğinden,
aroma ayırma genellikle durultmadan önce
uygulanmakta ve bu suretle daha güçlü bir aroma
konsantresi üretilebilmektedir.

Çok çeşitli aroma tesisleri vardır. Bazıları normal
basınçta, bazıları vakum altında çalışır. Fakat
hepsinin ilkesi aynıdır. Bu genel ilkeye göre,
meyve suyunun bir kısmı aroma tutucunun
evaporatör bölümünde buharlaştırılır ve elde
edilen brüde bir zıt akım kolonuna (rektifikasyon
kolonu) verilerek aroma konsantresi ile suyu
ayrılır ve su kısmı atılır. Böylece aroması ayrılmış
meyve suyu kısmen konsantre olur (1112°Brix’ten 18-20°Brix’e ). Kısmen konsantre
olmuş bu meyve suyu (dearomatize meyve suyu)
işletmede uygulanan teknolojiye bağlı olarak
diğer işlem aşamalarına gönderilir.
Aroma tutucu
Fraksiyon
kolonu
Meyve suyu ön ısıtma
Soğutma suyu
35°C
Kondensatör
80°C
Yıkama
kolonu
20°C
15°C
Plakalı ısı
değiştirici
100°C
Evaporatör
Aroması
alınmamış
meyve suyu
tankı
Aroması
alınmış meyve
suyu tankı
Lutter suyu
Aroma Konsantresi

Aroma tutucularda en önemli sorunlardan birisi, meyve suyundan
buharlaştırılması gereken su oranıdır. Gerçekten bazı meyve
sularında %1015 oranında evaporasyon yapılınca, tüm aromanın
ayrılması mümkün olduğu halde, bazılarında bu oranın %50’ye
kadar çıkarılması gerekir. Bazı meyvelerin aroma maddeleri su ile
azeotropik bir karışım yapar. Böylece gerçekte kaynama noktası
düşük olan aroma maddeleri, bu azeotropik karışımda daha
yüksek sıcaklıklarda kaynarlar. Bu yüzden bu çeşit meyve
sularında, evaporasyon oranı %30-50 civarında tutulmalıdır ki,
istenen nitelikte aroma konsantresi elde edilebilsin.


Bazı meyve aromaları ise zayıf bir azeotropik
karışım
yaptıklarından,
bunlarda
%20-25
oranındaki evaporasyon yeterlidir.

Önemli aroma bileşikleri azeotrop olmayan
meyve sularında %10-15 oranında evaporasyon
yeterli gelmektedir.

Örneğin elma sularında %10-15 oranında yeterli
iken çileklerde %20-25 oranında, bazı üzüm
çeşitlerinde
%30
oranında
evaporasyon
gerekmektedir.
Aroma konsantresi depolama



Aroma konsantresi renksiz, berrak bir sıvıdır. Elde
edildiği meyvenin aromasını yoğun bir şekilde
taşır.
Aroma
konsantresinin
konsantrasyon
derecesi "kaç litre meyve suyundan ne kadar
aroma konsantresi alındığı" şeklinde tanımlanır.
Örneğin 200 litre meyve suyundan 1 litre aroma
konsantresi
elde
edilmişse,
konsantrasyon
derecesi 1:200 olur.
Konsantrasyon derecesi yükseldikçe elde edilen
aroma konsantresinin depolama ve taşıma
kolaylığı yükselirse de, bu tip aromalarda
meyvenin
bazı
aromatik
unsurları
kaybolmaktadır. Kısaca konsantrasyon derecesi
artırılırken
bazı
aromatik
maddeler
kaybedilmektedir.

Elde
edilen
aroma
konsantresi
cam
damacanalarda,
damacanın
ağzına
kadar
doldurulması ve bunların hava almayacak şekilde
kapatılmasıyla saklanır. Böylece hava oksijeninin,
aroma maddelerinin zamanla bozulmasına etkisi
önlenir. Aroma konsantresi serin ve karanlık
depolarda
(2-3°C)
saklanmalıdır.
Fazla
miktarlarda üretilmesi halinde, aroma konsantresi
tanklarda da depolanabilir. Depolanan aroma
konsantresi,
daha
sonra
meyve
suyu
konsantratının geri sulandırılması sırasında aynı
oranda geri verilir.
4. Meyve suyunun durultulması ve berraklaştırılması

Meyve suyunun durultulmasının amacı, beslenme fizyolojisi
ve duyusal açıdan ürünün özelliklerini mümkün olan en
düşük düzeyde değiştirerek, stabil ve berrak meyve suyu
üretmektir. Berrak ve stabil meyve suyu üretimi için
çoğunlukla durultma ve berraklaştırma işlemleri birlikte
kullanılmaktadır.

Mayşenin preslenmesinde meyvenin yapısında bulunan bir
kısım bileşikler posada kalırken, bir kısmı da pres suyuna
geçmektedir. Bu bileşiklerden bazıları meyve ham suyunda
çözünmüş halde, daha büyük moleküllü olan bileşikler ise
kolloidal çözünmüş veya dispers dalde dağılmış olarak
bulunurlar. Bu bileşiklerin başlıcaları pektik maddeler,
selüloz, nişasta, fenolik bileşikler, protein ve
arabandır.
4.1. Meyve suyunda bulanıklık kaynakları
Presten alınan meyve ham suyunda bulanıklığa neden olan
bileşiklerin büyük bir kısmı hücre duvarında yer almaktadır.
Pektik maddeler (Pektin)
 Pektik maddeler grubunda altı farklı bileşik bulunmaktadır
Pektik madde miktarı meyveden meyveye farklılık gösterir ve
poligalakturonik asit olarak meyvelerdeki miktarı %0.52-1.21
arasında
değişmektedir.
Bu
miktarlar
genel
olarak
olgunlaşma ilerledikçe azalmaktadır.

Meyvedeki pektinin ne ölçüde pres suyuna geçeceği birçok
faktöre
bağımlıdır.
Meyvenin
olgunlaşma
düzeyi,
meyvenin depolanıp depolanmadığı ve depolama
süresi, meyvenin parçalanma düzeyi, preslemeden
önce mayşeye enzim uygulaması yapılıp yapılmaması
bu
faktörler
arasında
sayılabilir.
Pres
tipi
de
hammaddeden meyve ham suyuna geçen pektik madde
miktarını etkileyen önemli bir faktördür.


Pektin meyve suyunda (-) elektrik yüklüdür. Presten alınan
meyve suyunda pektinle birlikte bulunan diğer kolloidal
maddeler de çoğunlukla (-) elektrik yüklü olduklarından ve
çoğu etraflarında bir su mantosu taşıdıklarından birbirlerini
itmelerinden dolayı çökemedikleri gibi, dispers haldeki ve
(+) yüklü diğer parçacıkların da etrafını sararak onlara da
(-) yük kazandırırlar ve onların da çökmelerini önlerler.
Böylece pektin meyve suyunda koruyucu kolloid görevini
yapmaktadır
Polifenoller




Meyve ve sebzelerde buruk tat ve kırmızı mor renk
genellikle polifenollerden kaynaklanmaktadır.
Meyve suyunda (-) elektrik yük taşıyan kolloidlerin başında
pektin ile birlikte polifenoller de bulunmaktadır.
Meyve suyunda (-) yüklü olan bu bileşikler hem ürünün
renginin korunması ve hem de bulanıklık açısından önem
taşımaktadır.
Bu bileşikler ortam faktörleri ve zamana bağlı olarak
kondensasyon ve polimerizasyon eğilimi göstermektedir. Bu
reaksiyonlar sonucunda suda çözünmeyen bazı bileşikler
oluşmaktadır.
Polifenoller


Fenolik bileşikler ortamda bulunan metal iyonları ile de
reaksiyona girerek kompleksler oluşturmaktadırlar. Oluşan
bu bileşikler suda çözünmediğinden meyve suyunun
berraklığını olumsuz yönde etkiledikleri gibi, ürünün
renginin bozulmasına da neden olurlar. Özellikle meyve
suyu konsantrelerinin depolanmaları sırasında fenolik
bileşiklerden kaynaklanan böyle tortulanmalara sıklıkla
rastlanmaktadır.
Fenolik bileşikler fizyolojik işlevleri yanında meyveye özgü
renk ve tadın oluşumunda rol aldıklarından, meyve suyunun
durultulmasında fenolik bileşiklerin meyve suyundan
tümüyle uzaklaştırılması düşünülemez. Ancak berraklığın
kalıcı olabilmesi için meyve suyundaki miktarının belirli bir
düzeyin altına düşürülmesi gerekmektedir.
Nişasta
Nişasta, bitkilerin tohum, kök, yumru gövde ve meyvelerinde
bulunabilen bir polisakkarittir. Nişasta bitkilerde granül formunda
bulunur. Nişasta suda çözünmez ve esas olarak α-D-glukoz birimlerinden
oluşmaktadır.

Kimyasal
olarak yapısında iki tür polimer vardır. Bunlar, doğrusal veya
çok az düzeyde dallanmış amiloz ve dallanmış bir polimer olan
amilopektindir
Amiloz oranı nişasta granülünün %20-28'ini oluşturur, iyot ile mavi
renk verir ve sıcak suda çözünür.

Amiloz,
α- ve β-amilaz enzimleri tarafından tamamen hidrolize
edilebilmektedir. Amiloz molekülleri arasındaki güçlü interaksiyonlar
retrogradasyona neden olur. Bu durumda nişasta iyot ile mavi renk
vermemekte ve amilaz enzimi ile de çok yavaş parçalanmaktadır.


Retrogradasyon eğilimindeki nişasta, meyve
suyunda henüz çözünür formda olsa bile
filtasyonla zor uzaklaştırılabilmektedir.
Retrogradasyon geri dönüşlü değildir ve meyve
suyunda bulanıklığa neden olur. Retrogradasyon
özellikle elma suyu gibi nişastaca zengin meyve
sularında sorun yaratmaktadır. Elma suyu
konsantrelerinde retrogradasyon durmakta,
ancak rekonstitüsyondan sonra yeniden
görülebilmektedir
Araban

Araban, bitkilerin hücre duvarlarında
doğal olarak bulunan bir polisakkarittir.
Aralarında
α-1,5
bağları
bulunan
arabinoz birimlerinin oluşturduğu ana
zincir, α-1,3 veya α-1,2 bağları ile ve
yine arabinoz birimlerinden oluşan yan
zincirlere bağlanmıştır.
Araban molekül yapısı
O
a-1,5
O
O
O
O
O
O
O
a-1,2
O
O
O
O
O
O
O
a-1,3
O
H
OH
4
HOH 2C OH
3
5
H
1
2
HH
OH
a-1-arabinofuranoz

Dallı
yapıdaki
araban,
meyve
suyu
konsantrelerine ve soğukta çözünür halde olduğu
halde, düz zincirli arabanın bu koşullarda
çözünürlüğü daha azdır. Meyve suyu üretiminde
mayşe enzimasyonu sırasında kullanılan enzim
preparatlarının çoğunda arabinofuranozidaz
aktivitesi bulunduğu için, dallı yapıdaki araban,
düz zincirli arabana parçalanmaktadır. Böylece
çözünürlüğü
azalmakta
ve
konsantrelerde
bulanıklığa yol açabilmektedir.



Araban bulanıklığı, elma suyu konsantresinin uzun
süre depolanması sonucunda ortaya çıkmaktadır.
Araban bulanıklığı mikroskop altında incelendiğinde
ikili
ve
maya
hücresine
benzer
bir
yapı
göstermektedir.
Ancak konsantrenin 70°C'ye kadar ısıtılması halinde
ise tamamen çözünmektedir.
Diğer taraftan konsantrede araban bulanıklığı
görülse bile, rekonstitüsyon ve böylece hazırlanan
elma suyunun pastörizasyonu sırasında yeniden
çözünmektedir. Daha sonra da elma suyunda
bulanıklığa neden olmamaktadır. Bununla birlikte
araban bulanıklığının diğer bulanıklıklardan özellikle
mayaların neden oldukları bulanıklıktan ayırt
edilmesi uygulama açısından önem taşımaktadır.
Araban bulanıklığı
Maya hücresi
Proteinler




Meyve sularında proteinler, çözünürlük durumu,
termolabil oluşu ve amfoter özellikleri açısından
önem taşımaktadır.
Proteinler moleküllerinin büyük olmasından dolayı
tipik kolloid özellik göstermektedir.
İyonik davranışları ise ortamın pH değerine göre
değişmektedir. Asidik ortamda (+), bazik
ortamda ise (-) yüklüdürler. Meyve sularının pH
değerleri düşük olduğundan, bu ürünlerde
proteinler (+) yüklüdür.
Proteinler izoelektrik noktadaki pH değerlerinde
ise dipolik davranış gösterirler ve bu pH
aralığında çözünürlük minimum, çökelme ise
maksimum düzeydedir.
Proteinlerin termolabil özellikleri ısıl etki ile
kolloidal
çözünürlüğün
bozulması
(denatürasyon) ve bunu koagülasyonun
izlemesidir.
 Örneğin ısı etkisi ile üzüm suyundaki
proteinlerin denatürasyonu 75-87°C'de
gerçekleşmektedir.
 Diğer taraftan termolabil davranış soğukta
bulanıklığa yol açarken, uygun ve ölçülü
bir ısıtma ile yeniden çözünme özelliğini de
kapsamaktadır.

Selüloz



Bitki hücre duvarlarının ana komponenti olan
selüloz doğada çok yaygın olarak bulunan bir
polisakkarittir.
Selüloz
α-1,4
bağlarıyla
bağlanmış
αDglukopiranoz
birimlerinden
oluşur.
Yapısını
yansıtan ve molekül zincirinde tekrarlanan en
küçük yapı taşına sellobiyoz denir.
Dallanmış
yapıdadır
ve
suda
çözünmez.
Sebzelerde selüloz, hemiselüloz, pektik bileşikler
ve proteinlerle bir arada bulunur.
Selüloz büyük moleküllü olması nedeni ile
suda çözünmemektedir ve su bağlama
yeteneği de kısıtlıdır. Bu nedenle meyve
suyu üretimi sırasında meyve suyuna
dispers olarak dağılır ve mekanik etki ile
uzaklaştırılmaktadır.
 Selülaz enzimi ile veya asit hidrolizi
sonucu glukoza kadar parçalanır.

Meyve suyunun enzimatik durultulması

Meyve suyunun enzimatik durultulmasının amacı; meyve
sularına ekonomik, kolay ve hızlı bir filtrasyon niteliği
kazandırmak, sonradan bulanmayı önlemek ve bu arada
pektini parçalayarak konsantrasyon sırasında jel oluşumunu
engellemektedir.

Meyve
sularının
durultulmaları
sırasında
yalnızca
istenilmeyen bileşenler değil, aynı zamanda az miktarlarda
olmak üzere aroma maddeleri gibi meyve sularında
bulunması istenilen bileşikler de ayrılabilir.
Bu nedenle durultmadan önce meyve ham suyunun
aroması, aroma tutucu düzenlerde ayrılmalıdır.

Meyve suyu konsantratının
rekonstitüsyonundan sonra, eğer gerekli
ise, durultma ve berraklaştırma tekrar
uygulanabilir ve daha sonra gerekli
düzeyde aroma konsantratı ilave edilir.
 Elma sularında aroma kayıpları durultma,
filtrasyon ve pastörizasyondan sonra %715 kadardır.



Presten alınan bulanık meyve suyunda bulunan
pektinin parçalanması, meyve suyuna pektolitik
enzim ilavesi ve bir süre beklenmesiyle sağlanır.
Durultmanın bu aşamasına "depektinizasyon"
denir.
Depektinizasyon tamamlandıktan sonra meyve
suyundaki kolloidlerin uzaklaştırılmasında artık
önemli bir sorun kalmaz.




Meyve suyunda bulunan kolloidlerin en önemlisi
olan pektin molekülleri, etraflarında kuvvetle su
tuttuklarından, bunların ortama (+) yüklü kolloid
ilavesiyle çökmesi olanaksızdır.
Yine bu nedenle pektin, ortama ilave edilen (+)
yüklü kolloidlerce çökebilecek diğer kolloid
maddelerin çökmesini de önlemektedir.
Ayrıca pektin dispers haldeki diğer parçacıkların
etrafını sararak onlara da (-) elektrik yükü
kazandırmakta ve böylece çökmelerini
engellemektedir.
Bu nedenle durultma, öncelikle ortamdaki pektin
moleküllerinin parçalanarak kolloidal niteliğinin
ortadan kaldırılması ile mümkündür.
Pektin, Şekilde görüldüğü gibi pektolitik parçalanmadan sonra
koruyucu kolloid olarak görev yapamaz.
Kısmen parçalanmış
pektin mantosu
Parçalanmış
pektin
(-) yüklü pektin
(+) yüklü dispers
kolloid parçacık
Protein
Pektolitik enzimler gerçekte 10-55°C arasında aktivite
göstermektedir ve 3°C’de etki minimuma inmektedir.

Meyve sularının depektinizasyonunda kullanılan pektolitik
enzimlerin optimum çalışma sıcaklığı 45-50°C’dir. 50°C’den
sonra enzim inaktive olmaya başlar.

Bu enzimler 20°C civarında da yavaş olarak faaliyet
gösterirler. Ortam sıcaklığı 20°C’nin altına düştükçe
faaliyetleri hızla yavaşlar.

Meyve suyu endüstrisinde bazı nedenlerle 45-50°C’de veya
20°C’de olmak üzere iki farklı depektinizasyon uygulaması
vardır. Bunlardan 45-50°C’de uygulanan işleme “sıcak
enzimatik fermentasyon”, 20°C’de uygulanana ise “soğuk
enzimatik fermentasyon” denir.
İster sıcak, ister soğuk enzimatik
fermentasyon (veya depektinizasyon)
uygulanacak olsun, separatörden gelen
meyve suyu önce bir ısı değiştiricide 8085°C’ye kadar ısıtılır.
 Isıtmayı takiben derhal, eğer sıcak
fermentasyon uygulanacaksa 45-50°C’ye
kadar, soğuk fermentasyon uygulanacaksa
20°C’ye kadar soğutularak
depektinizasyon tanklarına sevkedilir.




Pektolitik enzim preparatları sadece pektin
parçalayan enzim içermezler. Bunlarda aynı
zamanda selülaz, amilaz, proteaz gibi enzimler de
bulunur.
Özel amaçlar için, önemli miktarda amilaz içeren
preparatlar hazırlanmaktadır. Bu tip enzimler,
nişasta
içeren
elma,
armut
sularının
depektinizasyonunda kullanılırlar.
Hatta gerekirse, meyve suyuna ayrıca amilaz
enzimi ilave edilerek nişasta sorunu tam olarak
çözülebilir.


Ayrıca ham elmalardan işlenen elma sularında
olduğu gibi, nişasta bulanıklığı sonradan da
belirebilir. Başta bulanıklık yapmayan elma
suyundaki nişasta, zamanla retrogradasyon yolu
ile bulanmaya neden olur. Nişastanın neden
olacağı sorunlar, amilaz içeren enzim preparatları
uygulanarak çözüme kavuşturulur.
Elma, armut, ayva gibi meyvelerde özellikle
sezon
başında
nişasta
bulunmaktadır
ve
durultmada
nişastanın
parçalanması
gerekmektedir. Nişastanın degradasyonu için küf
kaynaklı α-amilaz enzimi uygulanmaktadır.


Presten alınan meyve suyu depektinize edilmek
üzere 5-10 tonluk paslanmaz çelik tanklara
sevkedilir.
Ancak meyve suyunda bulunan oldukça iri meyve
parçacıklarını ayırmak üzere meyve suyu önce bir
döner elekten, sonra bir separatörden geçirilir.
Döner elekte iri parçalar, separatörde ise daha
küçük parçacıklar ayrılır.


Yukarıda da değinildiği üzere, meyve suyunun 80-85°C’ye
kadar ısıtılmasının birçok yararları vardır. Bu ısıtma ile
meyve suyundaki enzimler inaktif hale gelirler. Bu durum
özellikle ısıtma işlemi uygulama olanağı olmayan elma gibi
mayşelerden elde edilmiş meyve sularında çok önemlidir.
Aksi halde uzun süren durultma işlemi boyunca bu meyve
sularının
rengi
esmerleşir.
Isıtma
sırasında
mikroorganizmaların önemli bir bölümü öldüğünden,
durultma boyunca bir fermentasyon tehlikesi de önemli
ölçüde önlenmiş olur.
Aynı şekilde nişasta içeren ve daha önceki aşamalarda
ısıtılmamış meyve sularındaki nişasta, bu ısıtma ile
çirişlenir.
Amilaz
sadece
çirişlenmiş
nişastayı
parçalayabildiğinden, durultmadan önceki ısıtma son derece
önemlidir

Depektinizasyonda sıcak enzimatik fermentasyon
uygulanıyorsa, işlem 2-3 saatte sona erer.

Durultma silindirik
uygulanmaktadır.

Eğer sıcak flokülasyon(çöktürme) uygulanacaksa,
tankların çift cidarlı olması ve böylece sıcak su
dolaşımı ile sıcaklığın korunması daha uygundur.
Durultma tankında ayrıca karıştırıcı sistem
bulunmaktadır.
ve
altı
konik
tanklarda
Berraklaştırma (Floklaştırma)

Enzimatik
degradasyon
ile
sağlanan
berraklaşma
(floklaşma-çökme) berrak meyve suyu üretimi için yeterli
değildir. Bu nedenle değişik yardımcı maddelerden
yararlanılarak meyve suyunda berraklık sağlanır. Bu konuda
birçok yöntem ve yardımcı madde olmakla birlikte, bugün
en yaygın kullanılan yardımcı madde jelatindir. Ayrıca
bentonit, kizelzol, aktif kömür gibi yardımcı maddeler de
çoğu zaman jelatinle birlikte kullanılmaktadır. Bu yardımcı
maddelerin
etki
mekanizmaları
birbirinden
farklı
olduğundan, birlikte kullanılmaları halinde toplam çöktürme
etkisi de artmaktadır.
Yardımcı maddeler
Jelatin(+) yük kazandırma
 Bentonit Adsorpsiyon (protein)
 Kizelzol (-) yük kazandırma
 PVPP Adsorpsiyon (polifenoller)
 Aktif kömür Adsorpsiyon

Meyve sularının filtrasyonu

Meyve sularının berraklaştırılması, yani durultma uygulanmış
meyve suyunda süspansiyon halinde bulunan katı parçacıkların
meyve suyundan mekanik olarak ayrılması, belli bir ölçüde
durultma sırasında yardımcı maddeler ile sağlanırsa da, tam
berraklık için bu uygulamada sağlanan sedimentasyon yetersizdir.
Bu nedenle meyve suyunda iyi bir berraklık için durultulmuş
meyve sularına daha sonra filtrasyon uygulanır.
Meyve sularında stabil berraklık durultma ve ardından
filtrasyon işlemlerinin kombine şekilde uygulanması ile
elde edilir.

Filtrasyon ile süspansiyon halinde bulunan parçacıkları meyve
suyundan ayırmak kolay olduğu halde, kolloidal olarak çözünmüş
bileşikleri tamamen uzaklaştırmak mümkün değildir.

Filtrasyon ile bulanıklık maddelerinin ayrılması
filtre tabakasının por büyüklüğü tarafından
kontrol edilir. Porlar küçüldükçe klarifikasyon
etkisi artar, ancak filtrat akış hızı azalır.
Filtrasyonda eleme etkisi filtre porları tamamen
tıkanıncaya kadar devam eder.

Bulanık meyve suyu, basınç farkı uygulayarak
poröz bir filtre tabakasından geçirilirse,
süspansiyon halindeki bu maddeler yüzeyde
(yüzey filtrasyonu) veya tabakanın iç kısımlarında
(derin filtrasyon-adsorpsiyon) tutulurlar.

Kolloidal süspansiyon halindeki bir sıvının filtrasyonu,
besleme girişi ve filtrat çıkışı arasında yaratılan basınç farkı
ile sağlanmaktadır. Bunun içinde ya giriş yönünde yüksek
basınç ya da çıkış yönünde vakum uygulanması
gerekmektedir. Birinci uygulamaya basınçlı filtrasyon,
ikinciye ise vakum filtrasyon adı verilmektedir.

Meyve suyunun filtrasyonu daha ekonomik olduğu
için çoğunlukla kademeli olarak
gerçekleştirilmektedir. Bu amaçla önce kaba, daha
sonra ince filtrasyon uygulanmaktadır.
Kaba filtrasyon için kaplamalı, ince filtrasyon için ise plakalı
filtre sistemleri daha uygundur.
Ayrıca son yıllarda meyve suyu berraklaştırılması amacıyla
ultrafiltrasyon sistemlerinden de yararlanılmaktadır.




Kaplamalı filtrasyon
Kaplamalı filtrasyon, uygun bir yardımcı madde veya
yardımcı madde kombinasyonundan yararlanılarak
gerçekleştirilir. Kaplamalı filtrasyonda filtre yardımcı
maddeleri kullanılır. Bunlar arasında kizelgur yalnızca
kaplama amacıyla kullanılabilmektedir. Ancak yardımcı
maddeler birbirleriyle kombine olarak kullanılarak filtrasyon
etkisini ve hızını artırmak da mümkündür. Yardımcı madde
su içinde iyice karıştırılıp filtre elemanı üzerinde oluşturulan
tabakaya filtre keki adı verilmektedir. Daha sonra meyve
suyu doğrudan veya daha iyisi meyve suyuna sürekli
yardımcı madde dozajı yapılarak bu kek tabakasından
geçirilir. Dozaj desteklemeli filtrasyonda daha iyi filtrasyon
sağlanmaktadır. Bu uygulama ile meyve suyundan ayrılan
bulanıklık maddelerinin filtre kekini tıkayarak akışı
engellemesi önlenir.

Kaplamalı filtrasyon, hangi tipte olursa
olsun kaba filtrasyon için
uygulanmaktadır. Meyve suyunda kristal
berraklığın sağlanabilmesi için kaplamalı
filtrasyondan sonra plakalı filtrelerde ikinci
bir filtrasyon işleminin uygulanması
gerekir. Plakalı filtrasyon için filtre presler
kullanılmaktadır.
Filtre keki oluşumu ve filtrasyona etkisi
Kizelgur filtreleri


Fazla bulanık meyve sularının ekonomik olarak
filtrasyonu için kizelgur filtreleri uygundur. Bu
filtrelerin ilkesi, kizelgur ile 2-3 mm’lik bir filtre
keki oluşturduktan sonra filtre edilecek meyve
suyuna kizelgur dozajı yapılarak, filtrasyonda
ayrılan katı parçacıkların filtre keki üzerinde
yerleşmesinin sağlanması ve böylece filtre
tablasının sıvanıp tıkanmasının önlenmesidir.
Kizelgur filtresi olarak değişik tipte filtreler
bulunmakla birlikte, yaygın olarak metal elekli
kazan filtreler kullanılmaktadır. Yatay tablalı ve
düşey borulu sisteme göre çalışan metal elekli
filtreler bulunmaktadır
Plakalı filtrasyon

Bu sistemler plakalı kizelgur filtrelerine
benzemekle birlikte, destek plakaları
farklıdır. Bu filtrelerde uygulanacak
maksimal basınç filtre plakasının özelliğine
göre değişmektedir ve genellikle 3.0
kg/cm2’dir.
Plakalı filtrasyon



Plakalı filtrasyonda en önemli nokta, amaca
uygun filtre plakasının belirlenmesidir.
Filtre plakası, filtrasyon yardımcı maddelerinin
belirli oranlarda karıştırılması, preslenmesi ve
kurutulması ile elde edilmektedir. Filtre plakaları
kare şeklinde olup, boyutları 40x40 cm, 60x60
cm veya 100x100 cm olabilir.
Filtre plakalarının ana dokusu asbest veya selüloz
lifidir. Bunun dışında belirli oranda kizelgur,
poliamid, PVPP ve özel amaç için aktif kömür de
içermektedir.
Membran filtrasyon



Meyve sularının berraklaştırılmasında kaplamalı filtrasyon
sistemlerinin yanı sıra membran filtrasyon sistemlerinden
de yararlanılmaktadır. Membran filtreler yardımıyla
moleküler düzeyde bir ayırma mümkün olabilmektedir. Gıda
endüstrisinde membran filtrasyon uygulamaları teğet akış
düzenlerinin geliştirilmesi ile hızla yaygınlaşmıştır.
Membranlar por yapılarına göre asimetrik ve simetrik
olabilmektedir.
Membran filtrasyon uygulamalarında membranı geçen
fraksiyon permeat, geçemeyen fraksiyon ise retentat olarak
adlandırılmaktadır.
Permeat akışının sağlanabilmesi için besleme ile permeat
arasında basınç farkı yaratılması gerekir.
Geleneksel dikey filtrasyon ile teğet akış (tangential flow,
cross flow) filtrasyon uygulamaları şematik gösterimi
Akış
Akış
Filtre
Filtre edilmiş sıvı
Membran
Permeat
P
Simetrik Membran
P
Asimetrik Membran






Membran filtrasyon teknikleri ayırma sınırına göre
i.
Mikrofiltrasyon
ii.
Ultrafiltrasyon
iii.
Ters ozmoz
olmak üzere üç şekilde uygulanmaktadır.
Bunlardan mikrofiltrasyon ve ultrafiltrasyon
uygulamalarında itici güç uygulanan
transmembran basınç farkıdır.
Ters ozmozda ise basınç farkı permeat akışı
üzerine etkili olmakla birlikte, itici güç esas itibarı
ile besleme ile permeat arasındaki konsantrasyon
farkıdır
Geleneksel ve membran filtrasyon ile ayrılan maddelerin
büyüklükleri
Geleneksel filtrasyon
Mikrofiltrasyon
Ultrafiltrasyon
Ters ozmoz
10-4
Moleküller,
iyonlar
10-3
10-2
10-1
Proteinler, polisakkaritler,
kolloidler, virüsler
1
10
100
Kolloidler, ince partiküller,
mikroorganizmalar, kaba
çökelti
(µm)



Mikrofiltrasyon 0.1 µm ile 10 µm arasında değişen
partiküller ile bakteri ve maya hücrelerinin ayrılmasında
kullanılmaktadır. Ultrafiltrasyon ise 1 nm ile 100 nm
arasında değişen partiküllerin, ki bunlar genellikle
proteinler, pektinler ve nişasta gibi makromoleküllerdir,
ayrılması amacıyla kullanılmaktadır.
Ters ozmoz membranları sadece çözücü moleküllerinin
geçişine izin verirler. Ters ozmoz işleminin başlayabilmesi
için, besleme ile permeat (su) arasındaki ozmotik basınç
farkından daha büyük bir transmembran basınç farkının
uygulanması zorunludur.
Meyve suyu endüstrisinde ultrafiltrasyon meyve sularının
berraklaştırılması, ters ozmoz ise konsantrasyon amacıyla
kullanılmaktadır.
Konsantrasyon polarizasyonu

Membran filtrasyon uygulamalarında sistem performansını
olumsuz etkileyen faktörlerin başında konsantrasyon
polarizasyonu gelmektedir. Besleme içerisinde bulunan
moleküller geçirgenliğe bağlı olarak membran yüzeyinde
konsantre olurlar. Moleküllerin membran yüzeyinde
konsantre olması sonucu ortaya çıkan konsantrasyon farkı
ters yönde bir kütle aktarımına neden olur ve filtrasyon
performansını olumsuz etkiler. Membran yüzeyinde
konsantre olan moleküllerin neden olduğu bu ince tabaka
polarizasyon tabakası olarak adlandırılır. Besleme içerisinde
membrandan geçemeyecek büyüklükte katı partiküllerin
bulunması halinde polarizasyon tabakası yanında,
membranı geçemeyen partiküllerin yüzeyde birikmesi
sonucu bir jel tabakası oluşmaya başlar. Oluşan bu jel
tabakası ikinci bir membran gibi davranır. Bunun sonucunda
membranın direnci jel tabaka nedeniyle yükselir ve permeat
debisi düşer.


Ultrafiltrasyon membranlarının ayırma özelliği
tanımlanırken çoğu kez gözenek iriliğinden değil,
molekül ağırlığı cut-off değeri olarak ayırma
sınırından bahsedilir. Cut-off değeri bir
membranın hangi molekül ağırlığından itibaren
molekülleri tutmaya başladığını belirtmektedir.
Ultrafiltrasyon membranlarının cut-off değerleri
küresel şekle sahip moleküller yardımıyla
belirlenir. Bu amaçla en çok molekül ağırlıkları
bilinen proteinlerden yararlanılmaktadır.
Tersozmoz ve ultrafiltrasyon
Hammadde
Elma
Yıkama-Ayıklama
Parçalama
Mayşe
Uzun süre depolanmış
elmalar için enzim
uygulaması
Pres
Santrifüj
Aroma Ayırma
Durultma
Enzim 2-6 saat
Aroma konsantresi
Berraklaştırma
(Jelatin-Bentonit)
UF
KG Filtresi
Konsantrasyon
Soğutma
Steril Tanklar
Yarı Konsantrat
36-48 °Bx
Tanklar
Tam Konsantrat
60-74 °Bx
Geri Sulandırma
Berraklaştırma,
Filtrasyon
Aroma İlavesi
Dolum ve Pastörizasyon
Berrak Meyve Suyu