Süt separatörleri

Bu çalışmanın amacı süt separatörlerinin gelişimi, tipleri, kullanım alanları ve konuyla ilgili son çalışmalardan çarpıcı örnekler vererek okuyucuyu kısaca bilgilendirmektir. Temel gıdalardan olan süt günümüz teknolojisinde önemli gıda ürünlerinin üretiminde kullanılmakta ve gıda endüstrisine geniş yelpazede, doğal, güvenli ve fonksiyonel proteinler sunmaktadır. Bu anlamda seperasyon gıda endüstrisinin ihtiyaç duyduğu spesifik amaçlı süt proteinlerinin eldesinde kullanılan bir teknoloji olma özelliğindedir.

Yrd. Doç. Dr. İnci ÇINAR (Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi Mühendislik-Mimarlık Fakültesi Gıda Mühendisliği Bölümü, Avşar Yerleşkesi, Kahramanmaraş)

GİRİŞ

Süt temel besin maddesi olarak tüm dünyadaki önemini gerek taze gerekse işlenmiş ürünler bazında korumaktadır. Sağlıklı, dengeli ve yeterli beslenmenin temelini oluşturan tüm diyetlerde süt ve süt ürünleri kuşkusuz yer almaktadır. Bu kadar değerli bir ürünün işlenmesinde kullanılacak yöntemler de endüstrinin ihtiyacına göre sürekli olarak geliştirilmektedir. Seperasyon sütün işlenmesinde kullanılan temel tekniklerden biri olarak önemini korumaktadır. Seperatörler klarifikasyon (katı partikül ayırma, durultma), saflaştırma veya konsantrasyon amaçlarıyla kullanılmaktadır.

Ticari öneme sahip temel süt protein konsantratları, izolatları, kazein, kazeinat, hidrolizatlar ve peyniraltı suyu proteinlerinin eldesi kimyasal içeriklerinin ve fiziksel özelliklerinin değiştirilerek seperasyon teknikleriyle ayrılması suretiyle sağlanmaktadır.

Süt seperatörlerinin geliştirilmesi 1900’lerde İsveç’te Gustaf de Laval’ın buhar tribünlerinde kondense olan suyun yağı kirletmesi nedeniyle suyun yağdan ayrılması amacıyla geliştirilmiş ve daha sonra süt endüstrisine adapte edilmiştir. Laval’ın o yıllarda dünyanın en büyük seperatör fabrikasını kurmasından sonra Stokholm’de yirmiden fazla seperatör fabrikası açılmıştır.

Seperatörler sıvı karışımlardan belli sıvıların veya katıların ayrıştırılmasında kullanılmaktadır. Seperatörün çalışma prensibi yoğunluğu yüksek olan sütün seperatör diskinin dış çeperine doğru itilirken daha az yoğunluklu yağın orta kısımda toplanması esasına dayanmaktadır. Sistemde krema ve süt ayrı haznelerde toplanmaktadır. Etkin santrifüjleme tambur devir sayısının arttırılması ile ayarlanmaktadır. Farklı seperatörlerin etkinliği en basit anlamda ayırma hızları ile kıyaslanmakta ve ayırmahızı Stoke Yasası’yla ifade edilmektedir.

Süt işlemede kullanılan separatörler

Süt işlemede kullanılan başlıca seperatör tipleri disk-kap santrifüj, dekantör santrifüj, kayan film santrifüj ve siklon seperatör olarak adlandırılmaktadır. Santrifüj tipi seperatörlerin en yaygın kullanım alanı yağsız süt eldesidir. Yağsız süt eldesinde optimal olarak 45-55 °C’ye ısıtılmış olan sütten kreması ayrılarak yağsız süt elde edilmektedir. İşlemin etkinliği tam yağlı sütün tranportuna, saklama sıcaklığına, mevsimsel varyasyonlara ve mekanik uygulamalara bağlı olarak değişebilmektedir.

Santrifüjleme prosesi birbiri üzerine istiflenmiş konik disklerin yeraldığı yüksek hızda dönebilen bir hazne içinde gerçekleşir ve akışkan, yabancı madde ve mikroorganizmaların yoğunluk farkı sayesinde ayrılması esasıyla çalışmaktadır. Disk-kap santrifüjlü klarifierde süt, seperasyon haznesine disk yığınının dış kısmından alınarak radyal doğrultuda dönme eksenine doğru kanallara ilerleyerek üst kısımdan dışarı alınır. Bu sırada süt içindeki katı safsızlıklar ayrılır ve disklerin alt dış kısmına alınarak klarifierin çevresel sediment toplama kabında toplanır. Bu anlamda santrifüjlü klarifier ile seperatörün ana farkı disklerin dizayn şeklidir. Klarifierde dağıtım delikleri bulunmaz ve çıkış klarifierde bir seperatörde iki adettir.

Disk tipi seperatörlerin asıl gelişimi 70’lerde otomatik temizlik sisteminin (CIP) geliştirilmesiyle sağlanmıştır. Disk tipi seperatörler iki ve üç fazlı olarak gruplandırılmaktadır. Günümüzde yaygın olarak iki fazlı olanı klarifikasyon ve üç fazlı olanı seperasyon (yağı alma, skimming) amacıyla kullanılmaktadır. Yağ alma işlemi krema ve süt yağı içeriğinin kontrolü esasıyla gerçekleştirilmekte ve krema viskozitesi sebebiyle özel bir dizayn gerektirmektedir. Bakteri ayırma seperatörleri ise taze ve peynire işlenecek sütlerde sıklıkla kullanılmaktadır.

SEPERASYON SÜT İŞLEMENİN ÖNEMLİ BİR BASAMAĞIDIR

Taze peynir özel nozüllü seperatörde üretilirken çift kremalı taze peynir için pompa ihtiyacı bulunmaktadır. Tereyağı ve kremadan anhidro süt yağı üretimi amacıyla da farklı yağ alma ve yağ rafinasyonu gerekmektedir. Horizontal santrifüj olan dekantörler ise kazein ve laktoz üretiminde kullanılmaktadır.

Son yıllarda seperatörler üzerine yapılan çalışmalar endüstrinin ihtiyacına göre şekillenerek ürün kaybının önlenmesi, enerji tüketiminin düşürülmesi ve kolay ulaşılabilir cihazların oluşturulması konularında yoğunlaşmıştır. Son çalışmalarda santrifüjleme ile çiğ sütten Clostridium tyrobutricum’un tek santrifüjlemede yüzde 98’inin, çift santrifüjlemede yüzde 99,5’inin uzaklaştırılması sağlanmıştır. Ticari üretimde sütten bakteri, spor ve somatik hücrelerin uzaklaştırılması amacıyla baktofugasyon (santrifüjleme) ve mikrofiltrasyon yaygın olarak kullanılır. Santrifüjleme mikroorganizma, yağ globülü ve çözünmeyen proteinlerin içinde dağıldıkları dispers fazdan yoğunluk farkıyla ayrılması ile gerçekleşirken mikrofiltrasyon yarı geçirgen bir membrandan partikül büyüklüğüne göre geçiş şeklinde olmaktadır.

Seperasyon süt işlemenin önemli bir basamağıdır. Sütün farklı ürünlere işlenmesinde kullanılan birçok seperatör tipi mevcut olmasına rağmen yaygın kullanılan tip santrifüjleme esasına göre çalışmakta ve yoğunluk farkı sebebiyle komponentlerin ayrılmasını sağlamaktadır.

Seperatörler gerek teknik yapısı gerekse kullanım alanları itibarıyla sektörel ihtiyaçlara cevap verebilecek şekilde geliştirilmeye devam etmektedir. Sudan yağın ayrılmasını sağlayan ilk kullanım amacından günümüze bakterilerin eliminasyonunu sağlayan gelişmiş modellere kadar geniş bir yelpazede kullanım amacına hizmet etmektedir.