Süte Uygulanan Ön İşlemler
Prof.Dr.Ahmet AYAR
Sütün Fabrikaya Kabulü
Süt Kalitesinin Belirlenmesi
SÜT KABULÜNDE KALİTE KONTROLÜ
ÖRNEK ALMA
DUYUSAL TESTLER
Duyusal testler ile sütün genel özellikleri ve bu arada üretimi ile saklanması hakkında fikir edinilebilir.
1.RENK:
2.KOKU-TAT:
3.KIVAM VE GÖRÜNÜŞ:
FİZİKSEL ANALİZLER
1.ÖZGÜL AĞIRLIK:
2- DONMA NOKTASI
3- REFRAKTOMETRE İNDİSİ :
KİMYASAL ANALİZLER
1-KURU MADDE:
2-KÜL:
3- YAĞ
4-ASİTLİK:
MİKROBİYOLOJİK ANALİZLER
REDÜKSİYON ( İNDİRGEME) REAKSİYONLARI:
ENZİM AKTİVİTE TESTLERİ:
1. KATALAZ TESTİ:
2-PEROKSİDAZ TESTİ:
KORUYUCU MADDELERİN KONTROLÜ :
• Bazı alkali maddeler (Sodyum karbonat, potasyum bikromat v.b.)
• Formaldehit
• Hidrojen peroksit
• Bor türevleri
• Bazı antibiyotikler (Streptomycin, *****ilin gibi)
1. MASTİTİS KONTROLÜ :
SÜTTE BOYA İNDİRGEME TESTLERİ
a- Metilen Mavisi İndirgeme Testi
b- Resazurin Testi :
Çiğ süt doğal niteliğini ve bileşimini bozacak
yabancı madde içermemeli,
Tüberküloz ve brucella hastalığı tespit edilmiş
hayvanlarla birlikte aynı sürüde bulunan sağlıklı
hayvanlardan elde edilmiş sütler, ancak ısıl
işlemden sonra süt ürünlerinin üretiminde
kullanılmalı,
Standardize edilmemiş çiğ inek sütünde donma
noktası – 0.520°C’ den yüksek olmamalı,
Çiğ sütlerin bileşimi tebliğde
verilen
değerlerde olmalı,
Mikrobiyolojik ölçütleri de tebliğde verilen
değerlere uygunluk göstermelidir.
1. Sütte bulunan besin maddeleri ve koruyucu maddeler
2. Sütün kimyasal ve fiziksel özellikleri
3. Toplam mikroorganizma sayısı
4. Antibiyotik, deterjan ve dezenfektan gibi yabancı
maddelerin bulunup bulunmadığı
5. Sütün temizlik durumu
6. Sütün tat ve kokusu
 Mikrobiyal Yönünden Kusursuz Olmalıdır.
 Çiğ sütün 1 mililitresinde 100.000 den çok
canlı bakteri olmamalı.
 Çiğ sütün 1 mililitresinde 400.000 den
fazla somatik hücre olmamalıdır.
Süt Miktarının Belirlenmesi
Süt alım terazisi
İşletmeye güğümlerle getirilen sütün süt alım ünitesinde tartılması
Tankerlerle getirilen sütün kantarla
ölçümü
Ölçüm tankı yöntemiyle süt
miktarının belirlenmesi
Süt miktarının hacimsel olarak sayaçla belirlenmesi
Çiğ Sütün Depolanması
1. Karıştırıcı
2. Menhol kapak
3. Sıcaklık göstergesi
4. En alt seviye
kontrol elektrodu
5. Pnömatik seviye
göstergesi
6. Taşmayı önleyen
elektrot
Pervaneli karıştırıcısı
olan bir silo tankı
Silo tankındaki göstergeler
ve elektrotlar
İşletmede Sütün Temizlenmesi
• Filtre ile Temizleme
Süt alım terazisinin üzerine
yerleştirilmiş tel süzgeç
Boru tipi filtre
1.Havalandırma ventili
2. Kapak
3. Filtre tankı
4. Filtre elemanı
5. Plastik esaslı torba
6. Boşaltma musluğu
7. Süt girişi
8. Süt çıkışı
Süt filtresi
Separasyon
Separation Processes
Sizing (boyutlandırma)
Separation of a variety of solid particles
into separate groups containing
comparable sizes.
Up to 5 separation simultaneously.
Dry Products
Sugar - spices - starch - soybeans - sawdust - salt instant potatoes - animal feed - sand - abrasives grit/shot-glass beads - detergents - rubber - polystyrene
beads - paint - iron oxide - lead - tungsten carbide ceramic and metallic powders - milling products powdered pharmaceuticals - chemical and food
products.
Scalping (kabuk kısmının ayrılması)
Removal of a small quantity of
undesirable oversize particles in a highthroughput process.
Dry Material
Powered milk - cerals and grains - sugar - instant coffee
granules - chocolate powder - soybean flour - broth
concentrate - potatoe granules - borax - abrasives carbon black - metal powders - sand - paint - casein plaster - detergents - fertilizer - tobacco - bone, blood
and feather meal.
Gravity Filtering/Product Recovery
(yerçekimi ile filtreleme)
Filtering oversize solids from all types
of slurries, or dewatering solid/liquid
mixtures. Reclaiming usable solids or
clarifying liquids, either of which has
further economic value.
Solid/Liquid Mixtures
Fruit juices - fish - soybean oil - brewer's yeast - sugar
beets - other food products - latex - paint - catalyst pulp and paper - carpets - animal blood - tallow - metallurgy - pharmaceuticals - ice cream.
Wastewater Clean-Up and Water
Pollution Control
Efficient recovery of usable solids, and
water clean-up and re-use.
Effluent Streams
Potato peelings and waste - fruits - other food products latex and other chemical products - manure - sewage fruit - vegetable and pickle canneries - meat - poultry
and seafood processors - brewery waste - laundry waste
- pulp and paper effluent.
Principal components
The principal components of a
decanter centrifuge are the
bowl, conveyor and gearbox
(together comprising the rotor)
and the frame with hood,
collecting vessels, drive motor
and belt transmission.
Section through the rotor of a
decanter centrifuge with
pressurized discharge.
1. Feed suspension
2. Liquid phase discharge
3. Solid phase discharge (by
gravity)
4. Paring chamber (ayırma
bölümü) and disc
5. Bowl (çanak)
6. Screw conveyor
(vidalı taşıyıcı)
Centrifugal separators
 Decanter
 Sedimentation of liquids with high
solids content and with large
particles of high density
 Rotational speed e.g. 5000 rpm
 Screw rotates about ~ 50 rpm
slower than the cladding (kaplama)
 Applications:
Lactose- and caseine production,
clearing of concentrated sewages
 Filter centrifuge
 Filtration of large particles, high
solid matter concentration
Quelle: Svarovsky, Solid-Liquid Separation,
http://zpi.ptfos.hr/proj_proc/Solid_Liquid_Separation_4E.pdf
Feed
(e.g. cell lysate)
Decanted solid
(e.g. proteine-crystals)
overflow
16
Centrifugal separators
 Tubular bowl (çanak) centrifuge
 Separation of particles with very
low density difference to the cellAblauf
leichte
medium,
Phase
 High
g-numbers,
smaller
volume flow rate due to small
clarification or division level
 Rotational speeds 10.000 –
40.000 rpm
 Applications:
Separation
of
organelles,
viruses,
DNA,
bacteria, fractionated proteine
precipitation, density gradient
centrifugation
Quelle: Kessler, Lebensmittelund Bioverfahrenstechnik
3 Bioprocess engineering
3.5 Downstream processing
Drain
heavy
phase
Feed
17
3.5.2 Centrifugal separation
Centrifugal separators
 Plate separators (Disc stack- grup) centrifuge)
 Particle sediments in the disc gap (aralık) and
moves then along the disc
 Suitable for high volume flow rates ( 200 m3 h-1)
because of the big face joint and small path of
separation
 Lower g-numbers than tubular centrifuges
 Application: Disinfection (99 % bacteria-deposition),
separation of milk in skimmed milk and cream
Quellen: Kessler, Lebensmittel- und Bioverfahrenstechnik; Svarovsky, Solid-Liquid Separation, http://zpi.ptfos.hr/proj_proc/Solid_Liquid_Separation_4E.pdf
3 Bioprocess engineering
3.5 Downstream processing
18
3.5.2 Centrifugal separation
Centrifugal separators
exhaust
DT
 Cyclone / Hydrocyclone
 Centrifugal particle separator
 Applications:
Separation of drying-air and product in drying installations,
separation of foam and air in
bioreactors
 Limit particle diameter dG
cyclone diameter
D
wE
supply air
wT
s
·
V
wR
dG 
H
18    V
w u     2 L
L
2
tube diameter
tube length
cyclone height
inlet velocity
solid
exit velocity
circumferential velocity
wU
radial velocity

Volume flow rate
dynamic viscosity
3 Bioprocess engineering
3.5 Downstream processing
wR
Quelle: Kessler, Lebensmittelund Bioverfahrenstechnik
19
3.5.2 Centrifugal separation
Seperation of fat globules from milk
 Setup of a disc separator
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
15.
16.
17.
18.
Feed
Drain for cream
Drain for skimmed milk
Claw for skimmed milk
Cream claw
Infeed tube
Manifold
Disc package
Separation disc
Soft-stream-system
Standpipe
Solid matter chamber
Solid matter outlet chamber
Piston valve
Closing water chamber
Opening water chamber
Piston valve
Solid matter drain
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
3 Bioprocess engineering
3.5 Downstream processing
stationary skimming
disc (claw)
circulating
cream
Schälscheibe
/ Greifer
16
17
18
20
3.5.2 Centrifugal separation
Sinking velocity w Z (Düşüş hızı) of a particle in the centrifugal field
Centrifuga
 Resistance
l force
VS    S   F   a r    A S 
force
 F  wZ
2
1
2
back pressure
VS 
V S Particle volume
3

6
 F Density of the fluid
 S Density of the particle
a r Centrifuga
l accelerati on a r    R  Z  g
d     R
Z
Centrifuga
l number
18  F
g
Gravitatio

Resistance
2
wZ 
d
2

F
2
n
number
(Stokes)
 
R
d

Re
AS 
A S Particle cross section
wZ
24
w Z Sedimentat
 F Dynamic
ion veloci
viscosity
d
24  
d   F  wz
2

4
ty of the particle
of the fluid
F, F
Particle in the centrifugal field
3 Bioprocess engineering
3.5 Downstream processing
Quelle: Kessler, Lebensmittel-und Bioverfahrenstechnik
21
3.5.2 Centrifugal separation
Centrifugation
Centrifugal separation is a process used quite often in the
dairy industry. Some uses include:
• clarification (removal of solid impurities from milk prior to
pasteurization)
• skimming (separation of cream from skim milk)
• standardizing
• whey separation (separation of whey cream (fat) from
whey)
• bactofuge treatment (separation of bacteria from milk)
• quark separation (separation of quarg curd from whey)
• butter oil purification (separation of serum phase from
anhydrous milk fat)
Principles of Centrifugation
• Centrifugation is based on Stoke's Law. The particle
sedimentation velocity increases with:
• increasing diameter
• increasing difference in density between the two phases
• decreasing viscosity of the continuous phase
• Raw milk in a rotating container also has centrifugal
forces acting on it. This allows rapid separation of milk
fat from the skim milk portion and removal of solid
impurities from the milk.
Stokes Yasası
• Sıvı içinde düşmekte olan bir
metal küre yerçekimi kuvveti
ile buna ters yönde olan
Stokes sürtünme kuvvetinin
etkisi altındadır. Bu iki kuvvet
eşitliğinde küre limit hıza erişir
ve sıvı içinde düzgün doğrusal
bir hareketle aşağıya düşer.
Stokes Kanunu:
• Viskoz bir sıvı yüzeyinden ilk hızsız
olarak bırakılan küçük bir küresel
cisme etki eden kuvvetler,
• cismin G ağırlığı,
• sıvının Fk kaldırma ve
• Fs (stokes) iç sürtünme kuvvetidir
Merkezkaç Kuvveti ile Süt Yağının Ayrılması
• Açık Tip Seperatörler
• Yarı Kapalı Tip Seperatörler
1.Dağıtıcı
2. Disk kümeleri
3.Krema ayrılma kısmı
4.Yağsız süt ayrılma kısmı
Yarı kapalı seperatör
• Kapalı (Hermetik) Tip Seperatörler
Kapalı (hermetik) seperatör
Section through the bowl with outlets of a modern hermetic separator
10.Frame hood (dış kapak)
11.Sediment cyclone
12.Motor
13.Brake (fren)
14.Gear (dişli)
15.Operating water system
16.Hollow bowl spindle (İçi boş mil)
Merkezkaç Kuvveti ile Temizleme (Klarifikasyon)
Klarifikatörün iç görünümü
Üst üste dizilmiş çanaklar
ve üzerindeki çubuklar
• Tamburun dakikada devir sayısı 5000-6000 arasında
değişmekte ve klerifikatör büyüklüğüne göre saatte 10 ile
30 m3 süt temizlenebilmektedir.
Seperatör çamuru
Seperatörün Temizlenmesi
Klarifikasyon ve seperasyon işlemini birlikte yürüten bir
seperatörde kirlerin uzaklaştırılması
SÜT YAĞININ ALINMASI
Doğal Yolla Süt Yağının Ayrılması
Seperatör iç görünümü
Sütün Sıcaklığı: En uygun krema ayırma sıcaklığı
45-60°C arasındadır.
Yağ Globüllerinin Büyüklüğü
Mevsimsel ve Coğrafi Faktörler
Süte Uygulanan Fiziksel-Kimyasal
İşlemler
Krema Seperasyon İşlemini Etkileyen Faktörler
Daha Önce Süte Yapılan İşlemler
Krema ayırma işlemi öncesinde sütün kuvvetli mekanik
etkilere maruz kalması, krema ayırma kalitesinde
olumsuzluklara neden olmaktadır. Bunlar;
Sütün yeterince doldurulmamış kap veya tanklarda
taşınması sırasında kuvvetli çalkalanması,
Düşük derecelerde soğutulmuş sütlerin birçok kez
pompalanması,
Süte sağım makinelerinin sızıntı olan yerlerinde,
pompalama işlemlerinde veya doldurma tanklarına
doldurulması sırasında hava girmesi,
Süt üretim yerlerindeki soğutma işleminde veya ön
depolama sırasında çok yoğun karıştırma işlemi
uygulanması,
Sütün birden çok seperasyona tabi tutulması ve kremanın
yağsız süt ile defalarca karıştırılmasıdır.
Seperatörün Çalışmasına Bağlı Faktörler
Tamburun Dönüş Hızı
Seperatöre Giren Süt Miktarı ve Tamburun
Kapasitesi
Seperatör Sıcaklığı
Seperasyon İşleminin Süresi
Seperatörün Durumu
STANDARDİZASYON
Süt Yağının Standardizasyonu
• Süt yağı standardizasyonu, süt yağ oranının istenilen
seviyeye ayarlanması işlemidir.
• Sütlerin yağ oranının standardize edilmesinin sebepleri;
Yürürlükteki kanuni düzenlemeler,
Tüketici istekleri,
Ekonomik nedenler,
Standart kalitede ürün üretilmek istenmesidir.
Süt yağının standardizasyonu
Standardizasyon Sırasında Kullanılacak Krema, Yağlı ve Yağsız Süt
Miktarının Hesaplanması
• Tanklarda Standardizasyon
• İşlem Hattında Direkt Standardizasyon
Manuel Direkt
Otomatik Kontrollü Direkt
Kurumadde Standardizasyonu
• Kaynatma
• Süt tozu ilavesi
Katılacak Süttozu Miktarının Hesaplanması:
Laktodansimetre değerlerine göre:
Süt tozu ilavesinde kullanılan hunili sistem
Süt kökenli diğer maddelerin ilavesi:
• Peyniraltı suyu (pas) ürünleri:
• Yayık altı suyu tozu:
• Kazeinat:
Evaporasyon
Membran filtrasyon yöntemleri:
Ultrafiltrasyon (UF):
Hiperfiltrasyon (HF) ya da ters osmoz (RO):
Mikrofiltrasyon (MF):
Nanofiltrasyon (NF):
54
Örnek 1
İşletmede 3500 litre %3.7 yağlı süt %3
yağlı olarak standardize edilmek
isteniyor. %0.05 yağ oranlı yağsız sütten
ne kadar ilave edilmelidir???
55
Örnek 2
%3.8 ve %0.05 yağlı sütlerin karışımından
50 000 L %3.5 yağlı süt elde edilmek
isteniyor. Karışım için gereken miktarları
hesaplayınız
56
BAKTOFÜGASYON
Santrifüj devrinin yükseltilmesiyle ayırma hızı
logaritmik olarak artmaktadır.
Mikroorganizmaların
baktofügasyonla
sütten
ayrılmasında bu durumdan yararlanılmaktadır.
Mikroorganizmaların yoğunluğu sütten fazla
olduğu için özel olarak dizayn edilmiş ve devir
sayısı artırılmış baktofügatörlerde merkezkaç
kuvvetinin etkisiyle mikroorganizmaların en az %
90 gibi önemli bir kısmı ayrılmaktadır.
Ancak sporların hücre plazmalarının yoğunluğu
daha fazla olduğundan daha yüksek oranda bir
uzaklaştırma yapılabilmektedir. Baktofügasyon
işlemi ile anaerob spor yapan bakteri sporlarının
% 98-99’u, aerob spor yapanların % 95’i ve
laktobasillerin % 90-92’si uzaklaştırılabilmektedir.
• Baktofügasyon İşlemi
• Modern baktofügatörlerin tek ve iki fazlı olmak
üzere iki tipi mevcuttur.
• Tek
fazlı
baktofügatörlerde
çanakların
üzerinde bakterilerden arındırılmış sütün
çıktığı tek bir çıkış vardır. Burada baktofügat,
çanakların çamur boşluğunda toplanmakta ve
anında dışarı boşaltılmaktadır.
• İki fazlı baktofügatörlerde ise çanakların
üzerinde iki çıkış bulunmaktadır. Bunlardan
birisi bakterilerden arındırılmış süt çıkışı,
diğeri ise baktofügatın sürekli olarak
ayrılmasının sağlandığı çıkıştır
• Baktofügasyon işlem sıcaklığı ortalama 55-60 °C
arasındadır. Tek aşamalı baktofügatörün içinde meydana
gelen ayırma işlemi aşağıda verilen basamaklar
doğrultusunda gerçekleşmektedir:
Süt öncelikle ön ısıtmaya tabi tutulur. Böylece viskozitesi
azaltılarak ayırma işlemi kolaylaştırılır.
Baktofügatörün alt kısmından giren ısıtılmış sütten
merkezkaç kuvvetinin etkisiyle yoğunluğu fazla olan ve
toplam sütün yaklaşık % 3’ünü oluşturan baktofügat
ayrılır. Temizlenen süt üst kısımdan baktofügatörü terk
etmektedir.
Elde edilen baktofügat sterilize edilip tekrar sütle
karıştırılarak sütün normal bileşimi (kuru maddesi) muhafaza
edilebilir.
İşlem sonunda tekniğine uygun olarak baktofügatör
temizlenip dezenfekte edilmekte ve daha sonraki
baktofügasyon işlemi için hazır hâle getirilmektedir.
• Baktofügasyonda sütün yaklaşık %3 ü bakteri
ve
sporlar
bakımından
zengin
baktofügat
olarak ayrılır. Baktofügat içinde bulunan süt
kurumaddelerinden yararlanmak ve kurumadde
içeriği korunmuş bir süt elde etmek için
baktofügat sterilize (130-140C de 0.3 MPa)
edilerek yeniden süte ilave edilir.
60
https://www.youtube.com/watch?feature=player_detailpage&v=tLLHYMQb9h0
https://www.youtube.com/watch?feature=player_detailpage&v=YMbaBLpInrc
Download

Süte uygulana ön işlemler