Plakalı Isı Değiştiriciler İle Sütün Pastörizasyonu | |
Plakalı Isı Değiştiriciler İle Sütün Pastörizasyonu
Özet:
Pastörizasyon gıda maddesi içindeki zararlı organizmaları ve bozulma etmenlerini yok etmek amacıyla uygulanan bir ısıl işlemdir. Plakalı ısı değiştiricileri kullanarak sıvı gıdaların pastörize edilmesiyle ise enerji tasarrufu sağlayarak ürünü istenilen seviyeye kısa sürede getiren bir sistemdir.
Laboratuar ortamında yapılan deneyde, gıda endüstrisinde kullanılan büyük ölçekli bir pastörizatörün laboratuar koşulları için hazırlanmış bir prototipinde çiğ süt pastörize edilmiştir. Armfield HTST pastörizatörü kullanılarak gerçekleştirilen pastörizasyon işlemi sonucunda plakalarda meydana gelen taşınım ısı transfer katsayısı 171.95 W/m2oC, akışın rejimi ise laminer bulunmuştur.
Giriş ve Literatür:
Sütün satışa sunulması veya bundan çeşitli ürünlerin üretilmesi sırasında içeriğindeki mikroorganizmaların yok edilmiş olması istenir. Bu ise pastörizasyon adı verilen bir ısıl işlem sayesinde sağlanır.
Pastörizasyon kelimesi bu işlemi bulan “Louis Pasteur” adındaki fransız bilim adamından gelmektedir. Pasteur şaraptaki bozuklukları önlemek için 1860-1864 yılları arasında şarabı birkaç dakika 50-60oC’de tutarak bozulmalarının önlendiğini buldu. Sütün çeşitli ürünlere işlenmesinde ısının kullanılması Pasteur’den önce3 denenmiştir: Sütün kaynatılarak içilmesi Türkler’de çok eskilerden beri uygulanmaktadır.
Sütün pastörizasyonunun amacı; süt ve süt ürünlerine bulaşmış bütün hastalık yapıcı mikropların öldürülmesi, sütün dayanma özelliklerinin arttırılması ve hilelerin önlenmesidir. Süt ve ürünleri için iki ana tip pastörizasyon kullanılmaktadır: Düşük ısı derecesinde uzun zaman tutma metodu (low temprature long time, LTLT) ve yüksek ısı derecesinde kısa zaman metodu (high tempratue short time, HTST). LTLT met****da süt 61.7oC’de en az 30 dakika tutulmalıdır. Türkiye’de bu yöntem 63-65oC’de uygulanmaktadır. HTST metodu ile pastörizasyonda sütün 71.1oC’de en az 15 saniye tutulması şarttır. Türkiye’de bu işlem 72-75oC’de 15-20 saniye olarak uygulanmaktadır. Süte uygulanacak pastörizasyon işleminin özelliği Coxiella burnettibakterisini yok edecek şekilde ayarlanır.
Gıda sanayiinde ısı transferi uygulamalarını en önemlilerinden birisi, çeşitli gıda maddeleri için, ısı değiştiriciler tasarımı alanındadır. Gıda işleyen fabrikalarda, borulu, plakalı, sıyırıcı yüzeyli, buhar enjeksiyonlu ve buhar enfüzyonlu tipleri dahil olmak üzere, çok çeşitli tiplerde ısı değiştiriciler kullanılmaktadır. Yukarıda sayılan beş tip ısı değiştiriciden ilk üçü, gıda maddelerinin ısıtılması veya soğutulması için kullanılabilir. Son ikisi ise sadece ısıtma amacıyla kullanılmaktadır.
Borulu ısı değiştiriciler: Borulu ısı değiştiriciler çok çeşitli şekillerde olabilirler. En çok rastlanılan iç içe geçmiş borular şeklinde olabilir. Bu düzende, ürün içteki borudan, ısıtma ortamı (su buharı) dıştaki ceketten ya aynı yöne ya da birbirlerine zıt yönlerde akarlar.
Üç borulu ısı değiştiriciler: Bu tip ısı değiştiricilerde, ısıtma ortamı, en iç ve en dıştaki borulardan, ürün ise ortandaki boru içinden akmaktadır.
Plakalı ısı değiştiriciler: Plakalı ısı değiştiricide, ürün çok ince bir film tabakası halinde, ısıtılmış iki yüzey arasında akmaktadır. Bu şekilde ürün sıcaklığı çok hızlı bir şekilde yükselir. Genel olarak, ürünün ısı transferini sağlayan yüzey üzerinden bir kere geçmesi yeterli olmaktadır. Plakalı ısı değiştiriciler için konveksiyon ısı transfer katsayısı, sıcak levha yüzeyine dik olarak, ısıtma ortamından ürüne ısı transferi dikkate alınarak hesaplanır. |