Ön hazırlama işlemleri uygun yapılmadığı takdirde, diğer parametreler ve işlemler ne kadar yeterli olursa olsun başarılı bir mekanik ekstraksiyon ve solvent ekstraksiyon işlemi elde edilemez.
Mehmet ÇELEBİ / Yüksek Kimya Mühendis, HUM Oil&Fat Technologies
Solvent ekstraksiyon işleminde başarı,
- *Hasat, kurutma, nakliye, depolama esnasında bozulmamış yağlı tohum;
- *Yağlı tohumun taş, toz, toprak ve metal gibi yabancı maddelerden temizlenmesi;
- *Kırma ve kabuk ayırma;
- *Pullama;
- *Şartlandırma ve pişirme;
- *Vidalı yağ presi ile mekanik ekstraksiyon;
- *Kek kırma ve kek soğutma;
- *Ekstraktör içinde kek yığınının yüksekliği;
- *Ekstraktör içinde kek yığınındaki tane büyüklüğü ve miscella geçirgenliği (perkolasyon);
- *Ekstraktöre giren taze solvent kalitesi, sıcaklığı ve debisi;
- *Ekstraktör kademelerinde ve ekstraktör çıkışında miscella sıcaklığı, miscella konsantrasyonu ve tortu oranı;
- *Miscella filtresi çıkışında tortu oranı;
- *Ekstraksiyon küspe çıkışında solvent oranı;
- *Ekstraktör içinde solvent gazı basınç seviyesi
gibi parametrelere bağlıdır. Ancak temizleme, kırma ve kabuk ayırma, pullama, şartlandırma işlemleri usulüne uygun olarak yapılmazsa, diğer parametreler ne kadar sağlıklı uygulansa da başarılı bir ekstraksiyon sonucu alınamaz. Bu dört parametre ön hazırlama işlemleridir. Bu nedenle “başarılı bir solvent ekstraksiyonun temelini ön hazırlama oluşturur” diyebiliriz.
A. Temizleme
Usulünce hasat edilmiş, kurutulmuş ve depolanmış yağlı tohum temizleme ünitesine gönderilerek proses başlatılır. Nihai küspenin değerini belirleyen protein oranının artırılması için ve makine-ekipmanın verimli çalışması ve zarar görmemesi için yağlı tohumların taş, toprak, bitki sapı ve metal gibi yabancı maddelerden temizlenme işlemi itina ile yapılmalıdır.
B. Kırma ve kabuk ayırma
Kabuk alma işleminin verimli yapılabilmesi, sonrasında pullama ve diğer işlemlerin düzgün olabilmesi için yağlı tohumun iyi bir kırma işlemine tabi tutulması gereklidir.
Her tohum için farklı tiplerde kırıcı kullanmak gerekir. Mesela ayçiçeği çekirdeği için çarpma ile kabuk kırma işlemi yapılmalıdır; soya için dişli silindirli kırıcılarla kırma işlemi yapılarak soya en az 4-6 parçaya bölünmelidir. Kırma işleminde dikkat edilmesi gereken en önemli husus toz oluşumunu en az seviyelerde tutmaktır.
Kabuk ayırma işlemi nihai ekstraksiyon küspesinin protein oranını direkt etkiler. Ne kadar çok kabuk ayrılırsa küspede protein o oranda yükselmiş olur. Kabuğun tamamen ayrılması ekstraktördeki küspe yığınında miscella geçirgenliğini (perkolasyonu) düşürdüğünden dolayı kabuğun hepsinin ayrılması istenmez.
Mesela, ayçiçeği çekirdeği prosesinde kabuk ayırma sonrası iç malda kalan kabuk oranı % 12 civarında olursa nihai küspede % 36 civarında protein oranı sağlanabilir. Soya prosesinde kabuk ayırma sonrası iç malda kalan kabuk oranı %1 civarında olursa nihai küspede % 48,5 civarında protein oranı sağlanabilir.
Hiç kabuk ayrılmaması ise pres ünitesinde ve solvent ekstraksiyon ünitesinde kapasite düşüklüğüne ve küspede fazla yağ kalmasına sebebiyet verir, ki bu kapasite ve yağ randımanı adına istenmeyen bir durumdur. Ayrıca solvent ile beraber kabuktaki renk, tat ve koku veren maddeler yağa geçeceğinden yağın kalitesi düşer.
3.Pullama
Yağlı tohumun pullama işlemi vals makinesi ile yapılır. Yağlı tohumun pul büyüklüğü ve pul kalınlığı preste hamyağ randımanı ile pres kekinde ve nihayetinde solvent ekstraksiyon küspesinde kalan yağ oranını etkileyen önemli bir parametredir. Yağlı tohum içerisindeki yağ küçük hücreler içerisinde bulunduğu için bu hücrelerin genleştirilmesi ve zayıflatılması ekstraksiyon işleminin başarılı olmasında çok önemlidir. Pul kalınlığı arttıkça ekstraksiyon küspesindeki kalan yağ miktarı artacaktır. Küspede kalan yağ miktarı, gerekli pul kalınlığı sağlanarak ayarlanır ve bu amaçla pul kalınlığı 0,30 mm olacak bir seviyeye indirilmelidir. Soya ve kanola gibi yağlı tohumlarda pullama öncesi kondisyonlama ve 60ºC civarına ısıtma çok yararlı ve kolaylaştırıcı olacaktır.
4.Pişirme ve şartlandırma
Mekanik veya solvent ekstraksiyon öncesinde yapılan şartlandırma işleminde difüzyon metoduyla, kırılmış ve pullanmış yağlı tohumdaki yağın hücre dışına çıkması sağlanır. Hemen ardından artan ısının etkisiyle hücre zarlarının tahrip edilmesi yoluyla hücre içinde kalan yağın tamamının iç maldan ayrılması sağlanır.
Yağ ile beraber hücre dışına çıkan dahili rutubet pişirme tavalarında aspirasyon fanı ve bacası yardımı ile dışarı atılarak, pişirme tavası çıkışında iç maldaki rutubetin % 3-3.5 civarına indirilmesi sağlanır. Böylece mekanik ekstraksiyonda iç malın pres içinde ilerlemesi kolaylaştırılır. Solvent ekstraksiyonda ekstraktör içindeki kek yığınında serbest kalmış olan yağ ile solvent arasında film oluşması engellenir ve yağın solvent ile tam teması kolaylaştırılarak ham yağın solvent fazına geçmesi sağlanır. Bu sayede solvent ekstraksiyon küspesinde kalan yağ minimize edilerek ham yağ randımanı artırılır.
Yukarıda ana hatlarıyla anlatılan ön hazırlama işlemleri uygun yapılmadığı takdirde, diğer parametreler ve işlemler ne kadar yeterli olursa olsun başarılı bir mekanik ekstraksiyon ve solvent ekstraksiyon işlemi elde edilemez.
Ön hazırlama ön koşuldur.
