Ön işlemlere kombine uygulanan kapalı döngü modifiye atmosfer kurutmanın bazı meyvelerin karakteristik özellikleri üzerine etkisi

Abstract

Bu çalışmada vakum altında kurutma işlemlerine alternatif olarak kapalı döngü modifiye atmosfer kurutma (KADMAK) yönteminin geliştirilmesi ve ön işlemlerle kombine olarak uygulanabilirliğinin araştırılması amaçlanmıştır. Bu amaçla normal kurutma koşullarında rengini ve besin özelliklerini çok hızlı bir şekilde kaybeden çilek, kivi ve muz meyveleri materyal olarak seçilmiştir. Araştırma, sıcak hava akımında kurutma ve yüksek kalitede ürün elde etmeyi sağlayan donuk kurutma yöntemleri ile kıyaslamalı olarak yürütülmüştür. Çilek meyvesinin doğrudan ve ön işlemleri (ozmotik ve sıcak hava ile ön kurutma) takiben, muz ve kivi meyvelerinin ise doğrudan kapalı döngü modifiye atmosfer kurutulması (KADMAK) gıdalarda uygulanabilecek özgün bir kurutma yaklaşımı olarak ele alınmıştır. Bu tez çalışmasında Akdeniz Bölgesi gibi yüksek nemli bölgelerde faaliyet gösteren firmaların kurutma ihtiyaçlarına cevap verebilecek KADMAK sistemi tasarlanmış ve imalatı gerçekleştirilmiştir. Geliştirilen bu sistem, güneş enerjisi desteğiyle çalıştırılarak doğrudan ve ön işlemlerle kombine olarak dilimlenmiş meyvelerin kurutulmasında test edilmiştir. Sıcak hava ve donuk kurutmayla kıyaslanarak yürütülen bu denemelerde sistemin kurutma hızı, enerji verimliliği, elde edilen ürünlerin kurutma sonrası ve depolama sürecindeki kalite özellikleri, kurutulmuş gıdalara özgü parametreler üzerinden analiz edilmiştir. Geliştirilen KADMAK sisteminde kurutma havasının nemini almak için nem tutucu absorbanların kullanımı öngörülmüş, uygun absorban seçimi ve seçilen absorbanın çalışma koşullarında dinamik olarak testlerinin yapılması sonucu kurutucu sistem imalatı tamamlanmıştır. Piyasada endüstriyel kullanıma yönelik mevcut olan Silika Jel (Orange Gel moisture indicator), Zeolit 4A (2,5-5 mm), Zeolit 5A (2,5-5 mm), Zeolit 13X (1,6-2,6 mm) ve Aktif Karbon (CPure) adsorbent olarak test edilmiştir. Her bir adsorbentin adsorpsiyon testleri 60-70°C sıcaklıklarda (kurutma sıcaklıkları) ve 2-3 m/s hava hızlarında; desorpsiyon testleri ise yine aynı hava hızlarında 110-120°C sıcaklıklarda gerçekleştirilmiştir. Adsorpsiyon ve özellikle de desorpsiyon deney sonuçlarına göre en uygun adsorbentin silika jel olduğu değerlendirilmiştir. KADMAK sisteminde Box-Behnken deneme desenine göre sıcaklık, hava hızı ve oksijen miktarı değişkenleri, üründe minimum askorbik asit kaybı, minimum antosiyanin kaybı ile minimum esmerleşme indeksi ve kuruma süresi parametreleri kullanılarak cevap yüzey metoduna göre optimize edilmiştir. Buna göre optimum sıcaklık 60°C, optimum hava hızı 3 m/s ve optimum oksijen miktarı %9,5 olarak belirlenmiştir. KADMAK sistemi, seçilen meyveleri doğrudan ve ön kurutmalarla kombine olarak başarılı bir şekilde kurutmuştur. Kıyaslamalı olarak yürütülen tüm bu yöntemlerin kuruma hızları belirlenmiş, elde edilen ürünlerde doğrudan uygulanan KADMAK yönteminin, kurutma sırasındaki askorbik asit ve toplam monomerik antosiyanin kayıplarını belirgin düzeyde azalttığı ve bu bileşenler açısından donuk kurutmaya emsal sonuçlar sağladığı tespit edilmiştir. Buna ilaveten, çileklerin kurutma işleminde KADMAK yönteminin aynı üretim kapasitesinde donuk kurutmaya nazaran, onda bir maliyetle gerçekleştiği tespit edilmiştir. Ancak, bu sistemde ürünlerin renk özellikleri bakımından kayda değer bir üstünlük sağlanamamıştır. Geliştirilen KADMAK sisteminin farklı ürünlerin kurutulmasında denenmesi, yaygınlaştırılması ve ülke ekonomisine kazandırılması gerektiği sonucuna varılmıştır.