Narenciye Ürünleri Teknolojileri - I -

KUNKAR 1, K.H.C. BAŞER 2, H.TANRIVERDİ 2

1 Dipertimento di Chimica Industriale Universita di Messina , Messina/ ITALY

2 Anadolu Üniversitesi Tıbbi Bitkiler Araştırma Merkezi, ESKİŞEHİR

TAB Bülteni, Sayı 7-8 (Ocak 1993), s. 19-26

NARENCiYE ÜRÜNLERi TEKNOLOJİLERİ - I -

Dünya narenciye endüstrileri tarafından günümüzde kullanılmakta olan işleme teknolojileri ana hatlarıyla bütün ülkelerde aynıdır.

Narenciyelerden ürün olarak yüksek kalite ve verimle usare ve uçucu yağların elde edilmesi istenir.

Hazırlanan narenciye usareleri aşağıda verilen genel gruplar altında toplanabilir:

a . Pulpalı, pastörize edilmemiş usareler, b . Pulpa miktarı standartlanmış ve pastörize edilmiş usareler , c . Pulpasız ve pastörize edilmiş usareler, d . Pulpasız, berrak usareler

Doğal narenciye usareleri bakteriyolojik bakımdan iyi bir substrat olduklarından kısa bir sürede kolaylıkla fermente olurlar. Bu nedenle narenciye usarelerinin muhafazası için endüstride kimyasal veya fiziksel usullerden yararlanılır.

Pastörize edilmiş usareler, doğal ve pastörize edilmemiş usarelere oranla fermantasyona daha dayanıklıysa da bunların da iki yöntemden birisiyle muhafazaları şarttır.

Bu makalede genel hatları ile narenciye usare ve uçucu yağlarının hazırlanmaları için yaygın olarak kullanılan makineleri ve teknolojileri açıklayacağız.

Yandaki şematik olarak narenciye meyvelerinden doğal usare ve uçucu yağ üretimi için kullanılan işlemler ve makineler gösterilmektedir.

Endüstride Kullanılan Narenciye Meyvelerinin Kaliteleri, Taşınmaları ve Kontrolleri

Narenciye Endüstrisi ham maddeyi şu kaynaklardan sağlar:

  1. Ağaçtan toplanan meyveler
  2. Dökülen meyveler
  3. Taze narenciye meyvelerinin ticaretinden ve standart kalitelerin seçilmesinden arta kalan meyveler

Bu kaynaklardan sağlanan meyvelerin kaliteleri ve doğal olarak fiyatları da farklıdır. Bu farklılık elde edilen usare ve uçucu yağ kalitelerini de etkiler.

Bütün bu kaynaklardan fabrikaya gelen meyvelerin görünüşünün güzel, taze ve olgun olması gerekmektedir.

Bozuk, çürük ve ham meyvelerden az değerli, kötü kaliteli usare ve uçucu yağlar üretilir. Bu nedenle endüstride işlenecek meyvelerin kalitatif kontrolleri çok önemlidir.

Endüstri tarafından kullanılan narenciye meyvelerinin fiyatlarının belirlenmesinde meyveyi satan ve alan arasında sağlıklı bir değerlendirme için bazı yöntemler bulun maktadır.

Bunların en önemlisi Amerika narenciye üreticileri ve Endüstrileri tarafından kullanılan aşağıdaki kurallardır.

  1. Portakallar için:

1a. Olgunluk indisi (Ratio Indice)

1b. Usare verimi

  1. Limonlar için:

2a. Anhidr sitrik asit miktarı

2b. Usare verimi

Bu yöntem fabrikaya getirilen narenciye meyvelerinden muhtelif numunelerin alınmasını ve bu numunelerin, fabrikada kullanılan makinelerin laboratuvar modelleriyle, usare ekstraksiyonundan sonra üstteki 1a, 1 b, 2a, 2b deki tayinlerini ister.

Anlaşılacağı gibi yüksek olgunluk indisi ve usare verimine sahip olan portakallarla, yüksek asit miktarına ve usare verimine sahip olan limon meyvelerinin fiyatı düşük kaliteli meyvelere oranla daha yüksektir.

Avrupa’da portakallar için Royo Iranzo (Berichte der Wissenschaftlich – Technischen Komission Int. Fruchtsaft Union, Band VI-Luzerner Bericht, 175, 1965) tarafından hazırlanmış olan yöntem, uzunluğundan dolayı pratikte kullanılmamaktadır.

Portakalların olgunluk tayini için düzenlenmiş olan Royo Iranzo tablosu

Analizler
Katsayı
Usarenin kırılma indisi (20°C) 1
Anhidr sitrik asit
1
Formol Indisi
3
Vitamin C (mg/100 ml)
0.2
Tadı ve kokusu (0-10 arasında değerlendirme)
2
Usare verimi (g/100 gr meyve)
0.25
*Bulunan değerlerin yukarıdaki katsayı ile çarpılıp daha sonra toplanmaları gerekmektedir.

Bunun için bu ülkelerdeki endüstrilerde kullanılan narenciye meyvelerinin fiyatları onları satan ve alanlar arasındaki anlaşmaya ve kalitelerine göre belirlenir.

Narenciye Meyvelerinin Depolanması, Temizlenmesi, Kontrolleri ve Çaplarına Göre Ayrılması
Fabrikaya getirilen narenciye meyvelerinin depo edilmeleri için endüstride iki sistem kullanılmaktadır.

Silolar : Fabrikanın dışına kurulan 6-8 m yüksekliğinde, 3-4 m genişliğinde, tahta veya demirden yapılmış ve içlerinde eğimli katlar bulunan meyve depolarıdır. Yan yana sıra ile dikilen bu siloların sayısı ve kapasiteleri fabrikanın işleyebileceği meyve miktarına bağlıdır.

Bunların doldurulması için fabrikaya kamyonlar ile gelen meyveler çimento veya saç tan yapılmış bir çukura boşaltılırlar. Buradan fincanlı elevatör ile siloların üzerine yerleştirilmiş bir dağıtıcıyla meyveler silolara nakle dilir.

Siloların eğik katlarına düşen meyvelerin ezilmemeleri için katlar yumuşak lastikle kaplanır. Her silonun altında açıklığı ayarlanabilen giyotin kapaklar bulunur. Genellikle bu şekilde silo edilen meyvelerde zedelenme daha fazladır. Zedelenmiş meyvelerin endokarpındaki dilimleri ve hücreleri birbirinden ayıran membranların yırtılmasıyla açığa çıkan enzimler glikozitleri parçalayarak acı aglikonları oluşturur. Bu da usarenin acılaşmasına ve kalitesinin düşmesine neden olur.

Sıralanmış siloların kapaklarının altından geçen uzun bir konveyör (taşıyıcı bant) na renciye meyvelerini fırçalama ve yıkama makinelerine ilerletir.

Havuzlar: 8-10 m uzunluğunda, 2.5-3.0 m genişliğinde ve yaklaşık 3 m yüksekliğinde, su ile doldurulmuş bu havuzlar bugünkü narenciye endüstrilerinin büyük bir kısmı tarafından meyve kabul sistemi olarak kullanılmak tadır.

Silolama sistemine oranla kamyondan havuzdaki suya boşaltılan meyveler daha az zedelenirler. Bunun sonucunda uçucu yağlar daha yüksek verimle elde edilir. Bu şekilde havuza boşaltılmış meyvelerden elde edilen usarenin kalitesi de daha yüksektir.

Havuzlar
Havuzlar

Havuzdaki meyvelerin sonraki çalışma sistemlerine ilerlemesi pompaların suda meydana getirdikleri hidrodinamik kuvvetle sağlanır. Bu şekilde ilerleyen meyveler 35-40 derece eğimli bir elevatörle “fırçalama-yıkama makinesi” ne gider.

Fırçalama-Yıkama, Dezenfekte Etme ve Meyve Kontrol Kısmı

Fabrikaya gelen meyvelerin temizliği ve sağlığı elde edilecek usarelerin bakteriyolojik değerlerini etkiler. Sağlam meyvelerden topraklı, çamurlu, mikroorganizmalarla kirli veya çürük meyveler ayrılmadan, temizlenmeden ve dezenfekte edilmeden çalışılırsa, bütün bu maddeler elde edilen usareye geçerek usareyi kontamine eder. Bu şekilde hazırlanan usareler kötü kalitelidir ve kolayca fermente olurlar. Bu olayın olmaması için silo veya havuzlardan gelen meyveler öncelikle fırçalama-yıkama makinelerine geçer.

Bu makineler yatay şekilde hazırlanmış ve saat yönünde dönen fırçalardan oluşur. Bu fırçaların üzerinden devamlı su püskürtülür. Fırçaların dönüş hızları meyvelerin kaliteleri ne göre değiştirilebilir. Yıkama anında bu hızın ayarlanması mümkündür. Olgun meyvelerin çok hızlı dönen fırçalarla temizlenmesi perikarptaki salgı ceplerinin patlamasına ve esans veriminin azalmasına neden olur.

Makinenin sonuna yerleştirilmiş püskürtücülerin birincilerinden bir dezenfektan ve sonuncusundan da su püskürtülerek meyvelerin yıkanma işlemi tamamlanır.

Temizlenmiş meyvelerde bulunan bozukların kontrol edilerek ayrılması için bunlar bir kontrol konveyörüne ilerletilir ve bir fincan elevatörü aracılığıyla fabrikanın içine gönderilir.

Bu işlemlerden sonra narenciye meyveleri usare ve uçucu yağ ekstraksiyonu için hazırdır. Bütün bu işlemlerden sonra açıklayacağımız çalışmalar normal narenciye tek nolojisinde ” Şelale Yöntemi ” olarak tanımlanır . Bu tanımın nedeni ise meyvelerin son ürün (usare, uçucu yağ) basamağına kadar yüksekten yere doğru inen bir hattı takip etmesidir.

Meyvelerin Çaplarına Göre Aynlması ve Kullanılan Ekstraktörler
Meyvelerden en yüksek usare ve uçucu yağ veriminin alınabilmesi için meyvelerin çaplarına göre ayrılması ve çaplarına uygun ekstraktörlerle çalışılması gerekmektedir. Bu sonucun elde edilebilmesi için ekstraksiyon hattında iki tip ekstraktörün kullanılmasını öneririz.

Bu ekstraktörlerden birincisi üniversal olup her çaptaki narenciye meyvesini çalışabilir. İkincisi ise sadece çaplarına göre ayrılmış narenciye meyvelerinin çalışılmasında kullanılır.

Çaplama Makinesi: V şeklinde, yatay, uzunluğunca dönen 2,5-3,0 m boyundaki çelik borulardan yapılmış, ayrılan her standart çaplı meyveyi ekstraktörlere götürmek için bu dönen V şeklindeki boruların altına yerleştirilmiş ve bu borulara göre de 90 derece hareketli konveyörlerden oluşmuştur.

In Line ekstraktörlerinin sabit çaplarına uygun olmayan büyük ve küçük meyveler başka bir konveyör aracılığı ile üniversal eks traktörlere (Pelatriçe makineleri: Polycitrus, Speciale) ilerletilir.

Eğimli distribütör konveyör: Çaplanmış narenciye meyvelerini In Line ekstraktörleri ne ilerleten, meyvelerin çap büyüklüklerine göre yan yana yerleştirilmiş ekstraktörlerin uzunluğuna eşit uzunlukta olan ve eks traktörlere doğru eğimli bir konveyördür.

Bu konveyör boyunca çaplama makinesinden gelen standart çaplı meyveleri bir birinden ayıran bölmeler vardır.

Eğimli konveyörün altına yerleştirilmiş olan bir konveyör ise fazla meyveleri başa veya çapsız meyveleri yakınındaki diğer bir ekstraktöre iletir.

In Line Ekstraktörler: FMC (Food Machi­ nery Corporation) firması tarafından üretilmiş ve hemen hemen dünya narenciye endüstrilerinin tümü tarafından kullanılan ekstraktörlerdir.

Bu ekstraktörlerin belli başlı kısımları ve çalışma prensipleri:

       – Vibrasyonlu ekstraktör besleyicisi,

       – Alt kısmı sabit, üst kısmı senkronik bir aşağı, yukarı hareket eden ve kesici parmaklardan oluşmuş kupalar.

Ekstraksiyon esnasında yukarıdan inen kupa meyveyi sıkıştırmaya başlayınca gerek sabit alt kupanın ve gerekse yukarıdan aşağıya doğru inen kupanın ortasından çıkan yuvarlak bir bıçak meyvelerin alt ve üst yüzeyinden yaklaşık 2 cm çaplı bir epikarp diski keser. Yukarıdan inen kupa meyveyi sıkıştırmaya başlayınca alttaki kupadan çıkan, delik çapları istenilen pulpa büyüklüğüne göre değiştirilebilen delikli bir silindir yukarıya doğru yükselerek yuvarlak şekilde kesilmiş perikarpsız alt kısımdan meyvenin içine doğru girer. Üst kupanın basıncı bu şekilde tutulmuş meyve üzerinde artınca en dokarpın usaresi ve pulpası silindirin deliklerinden iç kısmına doğru geçer. Bu basınç sırasında alt ve üst kupadaki parmakların birbiri içine geçmesi ile kesici parmaklar meyvenin perikarpını meridyen şeklinde keserek buradaki salgı ceplerini patlatır. Meyvelerin perikarpı bu şekilde kesilirken aynı an da basınç ile çıkan esans her kupanın iki ya nında bulunan püskürtücülerden püskürtülen su ile emülsiyon oluşturarak bir dekantörde toplanır. 

In line ekstraktör

Pulpalı usarenin delikli silindir aracılığı ile gerçekleştirilen ekstraksiyonundan sonra kalan endokarp posalarının buradan çıkarılması için delikli silindirin içine geçen bir tüp (orifice tube) yukarıya doğru çıkarak kalan posaları atar. Üst kupanın kalkması sırasında kupa da kalan artıklar ise kendiliginden atılır.

Bütün in line ekstraktörlerinden gelen usa reler bir kollektör aracılığı ile altta bulunan bir tankta biriktirilir.

Görüldüğü gibi, aynı anda narenciye mey velerinden hem usare, hem de uçucu yağların elde edilmesi bu ekstraktörlerin bir avantajıdır.

Bu noktadan sonra ekstre edilmis. usare ve uçucu yag iki ayrı yol izler.

Çap dışı olan ve in line ekstraktörlerinden inen fazla meyvaların ekstraksiyonu: Bu tip ekstraktörler yukarıda da bahsettiğimiz gibi çaplandırma bölümünde çap dışı kalan ve in line ekstraktörlerinden işlenme den inen fazla narenciye meyvelerini işler. Böyle bir ekstraktörün narenciye usare ve uçucu yağları teknolojisine dahil edilmesi meyvelerin % 100 nun çalışılmasını sağlar. Genellikle İtalya ve Güney Amerika’da kul lanılan ve İtalya’da üretilen bu ekstraktörler iki kısımdan oluşmuştur.

A. Narencive meyvelerinden uçucu vağların ekstraksiyonu:

Modellerine göre saatte 8 000-12 000-19 800 kg narenciye meyvesi çalışabilen Polycitrus uçucu yağ ekstraktörünün kısımları ve çalışma prensibi aşağıdaki gibidir.

Polycitrus ekstraktör

Ekstraktörün besleme kısmına gelen narenciye meyveleri bir rotatif miktar ayarlayıcı ile ekstraktörün içine boşaltılır. Paslanmaz çelikle kaplanmış, ekstraktörün uzun luğunca yan yana dizilmiş, saat yönünde dönen rendeleme silindirleri üzerine düşen meyveler bir ilerletici vasıtası ile döne döne ilerlerken perikarplarında bulunan salgı cepleri patlar. Rendeleme sırasında ektraktörün üst kısmına yerleştirilmiş olan püskürtücülerden püskürtülen su, çıkan esans ile emülsiyon oluşturur.

Ham ve olgun narenciye meyvelerinin uçucu yağ ekstraksiyon süreleri değişjktir. Bu nedenle rotatif miktar ayarlayıcısının, rendeleme silindirlerinin ve meyvelerin eks traktör içerisindeki ilerletme sisteminin hız miktarları ayarlanabilir. Bu şekilde meyvelerin ekstraktörde kalma süreleri de değiştirilebilir.

Pelatrice Speciale uçucu yağ eks traktörünün çalışması da yukarıda açıklayacağımız sistemin aynısı olup bütün farklılık rendeleme silindirlerinin yay şeklinde yerleştirilmiş olmasındadır. Meyvelerin ekstraktör içersinde ilerletilmeleri helezon şeklindeki yüzeyinde rendeler olan paslanmaz çelikten yapılmış bir sonsuz vida ile sağlanır.

B. Usare ekstraksiyonu:

Yukarıdaki ekstraktörden gelen uçucu yağı alınmış meyveler usare ekstraktörlerin de ikiye kesildikten sonra birbirine ters yönde dönen ve yüzleri rende şeklindeki paslanmaz çelikle kaplanmış iki silindir tarafından delikli sabit bir panele doğru sıkılır. Akan usa­ re altta bulunan bir tankta toplanır.

Polycitrus, Pellatrice veya In Line Makinelerinden Gelen Uçucu Yağ Emülsiyon larının Çalışılması

Yukarıdaki ekstraktörlerden elde edilen uçucu yağ emülsiyonları şematik olarak aşağıdaki şekilde çalışılır:

Finişer: Bu içerisinde helezon şeklinde sonsuz bir vida gibi dönen delikli çelikten yapılmış bir gömlekten oluşmuştur. Aletin besleme kısmına giren uçucu yağ emülsiyo nundaki sıvı kısım gömleğin deliklerinden geç erek alttaki tankta toplanır. Gömleğin deliklerinden daha büyük olan katılar tutularak helezon vida tarafından sürüklenerek finişer’ den atılır.

Santrifüj: Bugünkü narenciye uçucu yağları teknolojisi genellikle bir birinin yanına kurulmuş iki tip santrifüj kullanmaktadır

Bunların birincisi bir otomatik santrifüj olup gönderilen emülsiyonu üç kısma ayırır.

Bu kısımların birincisi emülsiyondaki katı partiküIIer olup santrifüjün ayarlanmasına göre sabit zamanlarda bulamaç halinde dışarıya atılır.

İkinci kısım, bileşiminde yaklaşık %50-80 uçucu yağ bulunan zenginleştirilmiş bir emülsiyondur.

Üçüncü kısım ise katı partiküllerden ve uçucu yağdan temizlenmiş su olup, kullanılan teknolojiye göre ya atılır veya tekrar eks-traktörlerin su püskürtücülerine döner.

Kullanılan ikinci santrifüj, genellikle kapalı tip olup otomatik santrifüjden gelen uçucu yağca zenginleştirilmiş emülsiyonu su ve uçucu yağa ayırır.

Narenciye usarelerinin İşlenmesi:

Fabrika tarafından elde edilmesi istenen bitmiş usarelere göre yukarıdaki iki tip eks-traktörden elde edilmiş olan doğal usareler çeşitli şekillerde çalışılır. Biz bu makalede sadece pulpası yaklaşık % 0.5-1 arasında standardize ve pastörize edilmiş usarelerin hazırlanmasından bahsedeceğiz.

Doğal usarelerin pulpa standardizasyonu:

Bunun için günümüz narenciye teknolojisinde iki tip makine kullanılmaktadır.

Bunların birincisi dekanter ismi ile bilinen yaklaşık dakikada 3800-4500 dönme hızıyla yatay dönen bir santrifüjdür.

Dekanterlerin katı ayırma kapasiteleri dik dönen santrifüjlere oranla daha azsa da usaredeki büyük çaplı partikülleri kolaylıkla ayırabilmesi ve daha sonraki santrifüjlerin daha kolay çalışmalarını sağladıkları için narenciye endüstrileri tarafından yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu makinelerin bir üstünlüğü de narenciye pulpalarını sürekli olarak dışarıya atmalarıdır.

Genellikle bu makinelerle çalışılan ve bileşimlerinde yaklaşık % 12-15 pulpa bulunan narenciye usareleri çıktıklarında % 5-7 ara­sında pulpa taşırlar. Bütün dekanterlerin ve normal dik santrifüjlerin katı ayırma kapasiteleri pulpalı narenciye usarelerinin orta sıcaklığa ısıtılmaları ile arttınlabilir.

Dekanterler tarafından kısmen depulpe edilmiş narenciye usarelerinin % 0.5-1 arasında hafif pulpalar bulunan narenciye usarelerine çevrilmeleri dik santrifüjler ile sağlanır. Bunlar dakikada yaklaşık 6000 veya daha yüksek hızda dönen ve ayrılan pulpaları otomatik olarak belirlenen sürelerde dışarıya atan makinelerdir.

Usare santrifüjleri
Usare santrifüjleri

Bir narenciye fabrikasında kullanılacak olan dekanterlerin ve santrifüjlerin sayıları, tipleri ve kapasiteleri o endüstri tarafından çalışılan narenciye hammaddesi ile orantılıdır.

Narenciye usarelerinin pastörizasyonu:

Narenciye endüstrisinde elde edilen usarelerin bakteriyolojik ve enzimatik (özellikle pektinesteraz) aktivitelerinin kontrol altında tutulması bu işlemin hedefidir.

Bilindiği gibi enzimler ve bakteriler cinslerine göre sabit bir sıcaklığın üzerinde inaktive olurlar. Genellikle bir portakal usaresinin enzimatik ve bakteriolojik inaktivasyonu 95- 96°C arasında elde edilir. Limon usareleri gibi yüksek asiditeye sahip doğal ve konsantre narenciye usarelerinin pastörizasyonu daha düşük sıcaklıklarda yapılabilir. Bu nedenle yüksek asit miktarı daha düşük sıcaklıkları, düşük asit miktarı ise yüksek sıcaklıkta pastörizasyonu gerektirir.

Bu inaktivasyonu elde etmek için kullanılan makineler pastörizatör ismi ile bilinirler. Bugün narenciye endüstrilerinde yaygın olarak plaka veya tüp pastörizatörleri kullanılmaktadır.

Pastörizatörler

Endüstride kullanılacak pastörizatör tipinin seçimi pastörize edilecek usarenin cinsine bağlıdır. Biz burada kısaca plaka pastörizatörünü ve onun çalışma prensibini açıklayacağız.

Bu pastörizatör birbirleri ile bağlantılı olan üç ısı değiştiricisinin birleştirilmesinden oluşmuştur.

Birinci ısı değiştiricisinde 96°C deki usare pastörizatöre girmekte olan soğuk usare ile soğutulurken, soğuk usare 96°C deki usare ile ısıtılır. Yani, iki çeşit usareden biri pastörizatörün plakaları arasında karşı akım ile ısıtılırken diğeri soğutulur.

İkinci kısımda devamlı karşı akım şeklinde birinci kısımdan gelen ve soğutulmakta olan usare su ile tamamen soğutulur. Üçüncü kısımda, birinci kısımdan gelen orta derecedeki usare devamlı karşı akımla buhar veya sıcak su kullanılarak 96°C ye ısıtılır. 96°C deki usare 15 saniyede birinci ısı değiştiriciye ulaşacak şekilde bir “dinlendirme tüpünden” geçirilir.

Konsantre narenciye usarelerinin hazırlanması, usarelerin muhafaza teknolojileri, uçucu yağların fraksiyonlanması ve deterpenasyonu gelecek makalelerde açıklanacaktır.

NARENCİYE ÜRÜNLERİ TEKNOLOJİLERİ – II – 2. KISIM İÇİN TIKLAYINIZ