TR2021009063A1 - Yüksek ses dalgalari i̇le sürekli̇ akiş altinda ketçap ürününün pastöri̇zasyonu ve homojeni̇zasyonu - Google Patents

Abstract

Buluş, ketçap ürününün pastörizasyonu ve homojenizasyonunu sağlamak üzere, sürekli akış altında yüksek ses dalgaları uygulanması yöntemi ile ilgilidir. Buluşun ana amacı, hem pastörizasyon hem de homojenizasyonu sağlayabilen bir yöntem geliştirmektir. Buluşta, sürekli akışta ultrasonikasyon prosesi kullanılması sayesinde, tekniğin bilinen durumunda yer alan uygulamalardaki hacimsel ısıtma ve homojenizasyon kriterlerinde yaşanan problemler ve stabilizör ile emülsifiye edici malzeme kullanımı da elimine edilmektedir.

Description

TARIFNAME YÜKSEK SES DALGALARI ILE SÜREKLI AKIS ALTINDA KETÇAP ÜRÜNÜNÜN PASTÖRIZASYONU VE HOMOJENIZASYONU Teknik Alan Bulus, ketçap ürününün pastörizasyonu ve homojenizasyonunu saglamak üzere, sürekli akis altinda yüksek ses dalgalari uygulanmasi yöntemi ile ilgilidir. Önceki Teknik Gida sektöründe, bazi gida ürünlerinin islenmesi sürecinde ultrasonikasyon uygulamasindan faydalanilmaktadir. Bu dogrultuda yapilan çalismalar, çogunlukla laboratuvar ölçekli kesikli (batch) sistem seklindedir. Ancak, üretim sirasinda istenilen basarinin saglanmasi ve yeterli anlamda pilot ölçek (pilot scale) ve yari kesikli-Sürekli (semi continous &continous flow) niteliginde gidalarda uygulamasi oldukça kisitlidir. Bu anlamda, söz konusu teknolojiden gida sektöründe efektif bir sekilde faydalanmak mümkün olmamaktadir. Buna ek olarak; sürekli Sistem ve/veya yari Sürekli sistem çalismalarinin da yeterli mikrobiyolojik çalisma üzerinde durmadigi, Uluslararasi Endüstriyel Ultrasonikasyon Uygulamalari Birligi tarafindan da bildirilmektedir. Ketçap ve sos grubunda da ultrasonikasyon uygulamasini esas alan bir çalisma bulunmamaktadir. Teknigin bilinen durumunda, ketçabin isil olmayan yöntemlerle yari sürekli/sürekli pastörizasyonu ve homojenizasyonu için Vurgulu Elektrik Alan ve Ohmik Isitma gibi yöntemler de kullanilabilmektedir. Ancak, bu yöntemlerde de ölçek büyütme ve sürdürülebilir üretim noktasinda kisitlar bulunmaktadir. Al yayin numarali uluslararasi patent basvurusu tespit edilmistir. Söz konusu 5872.150 patent basvurusu, bitki bazli gida ürünlerinin pürelerinin viskozitesini degistirmek için düsük frekansli ultrasonik enerjinin kullanimi ile ilgilidir. Son üründe stabilizasyon saglamak adina seker içerigine sahip olacak sekilde islem uygulandigi dokümanda açiklanmaktadir. Bu anlamda, daha düsük isleme sicakliginda, kapali ve sürekli bir sistemde, seker ve benzeri kurumadde arttirici bir bilesen eklemesi olmadan, daha yüksek bir viskozite artisi saglanamadigi göiülmektedir. Devletler patent basvurusu dokümaninda, gida isleme alaninda sonikasyon kullanarak bir siviyi homojenize etmek için sistem ve yöntemden bahsedilmektedir. Teknigin bilinen durumundaki uygulamalardan CN210203160 sayili Çin faydali model basvurusu dokümaninda, bir süt sterilizasyon cihazi ve sterilizasyon yönteminden bahsedilmektedir. Bulusun Kisa Açiklamasi Bulusun ana amaci, hem pastörizasyon hem de homojenizasyonu saglayabilen bir yöntem gelistirmektir. Bulusta, sürekli akista ultrasonikasyon prosesi kullanilmasi sayesinde, teknigin bilinen durumunda yer alan uygulamalardaki hacimsel isitma ve homojenizasyon kriterlerinde yasanan problemleri elimine edilmektedir. Bulusun amaci, yari sürekli/sürekli nitelikteki bir ultrasonikasyon yöntemi ile ketçap ürününün pastörizasyonu ve homojenizasyonunu saglamaktir. Bulus sayesinde, teknigin bilinen durumunda yer alan ketçap pastörizasyonu islemlerinden (80-90 °C sicakliklarda siyiricili isi degistiriciler ve benzerleri ile uygulanan islemler) daha düsük sicakliklarda belirlenen mikrobiyolojik kriterler kapsaminda, pastörizasyon gerçeklestirmek mümkün olmakta, emülsifiyer ve 5872.150 stabilizör kullanilmadan üretim yapilmakta ve ayni zamanda ketçabin homojenizasyonu saglanarak yüksek viskozite ve homojen yapi elde edilmektedir. Bulusun amaci, mevcut pastörizasyon ve homojenizasyon islemlerine kiyasla daha az enerji tüketimi saglamaktir. Bulusun Ayrintili Açiklamasi Bu bulusun amacina ulasmak için gerçeklestirilen "Yüksek Ses Dalgalar; ile Sürekli` Akis Altinda Ketçap Ürününün Pastörz'zasyonu ve Homojenizasyonu" ekli sekillerde gösterilmis olup; bu sekillerden: Sekil 1 - 500 L/h isleme kapasitesine sahip sürekli isleme sisteminin genel görünümüdür. Sekillerdeki parçalar numaralandirilmis olup karsiliklari asagida verilmistir 100. Sürekli isleme sistemi Sirkülasyon pompasi Isleme odasi Ultrasonik Isleme basligi Sogutma-isitmali dönüstürücü Jeneratör Sonikasyon dügmesi Bulus kapsaminda" ketçabin pastörizasyonu ve homojenizasyonunu saglamak 0 Ketçabin sicakligini sürekli isleme sistemi (100) içerisinde sürekli isleme sisteminin (100) mevcut bilesenlerine ek herhangi bir uygulama olmadan 50-63 °C sicaklik araligina getirecek sekilde ön isitma islemi uygulanmasi, 5872.150 0 Mevcut sürekli isleme sistemi (100) içerisinde istenilen sicakliga getirilmis ketçabin mevcut sicakligi korunarak sonikasyon uygulanmasi islem adimlarini içermektedir. Bulus konusu yöntemde, ilk olarak ön isitma islemi uygulanmaktadir. Bahsedilen ön isitma isleminde, ketçap, sürekli isleme sistemi içerisinde (100) herhangi bir ek uygulama vb. olmadan, çevrim yapilarak 50-63 °C sicaklik araligina getirilmektedir (OBrix 20-30). Burada bahsedilen çevrim yapilmasi islemi; ketçap üretimi için hazirlanmis olan düsük viskozitedeki karisimin, tüm sistem içinde pompalanarak, ancak, ultrasonikasyon islemine tabi tutulinadan, istenilen sicakliga gelene kadar hareket ettirilmesidir. Ön isitma isleminde, sonikasyon öncesinde ve ürün üretiini sonrasi CIP (clean in place) uygulanmis sistem kullanilmaktadir. CIP (clean in place), çesitli asidik ve bazik çözeltilerin ard arda farkli kombinasyonlarla sistem için geçirilmesi ile tüm sistemin dezenfekte edilmesi ve ardindan kalinti birakmadan durulanarak üretime uygun hale getirilmesi islemidir. Bu islem kesikli sistemlerdeki islemelerde bulunmamakta olup, büyük ölçekteki endüstriyel islemeye ilgili sistemi adapte etmektedir. Bulus konusu yöntemde, ketçap, tercihen 50 L hacme sahip olan ve tercihen karistirma Özelligi de bulunan tanktan (1) istenilen debide ultrasonikatöre beslenmektedir. Bahsedilen tanktan (l) ürünün ultrasonikasyon haznesine ulasmasi çok kisa sürmesine ragmen ürün belli bir yol aldigi için sistem hem yari sürekli hem de sürekli olarak isimlendirilebilmektedir. Ancak, çok düsük besleme hizlarinda gerçeklestirilen islemlerde isil zarar ve tikanma gibi olumsuzluklar ile karsilasilmaktadir. Dolayisiyla, sürekli isleme sisteminde (100) yüksek besleme hizlari kullanilmaktadir. 5872.150 Ön isitmanin ardindan, 1-500 L/h besleme hiziyla beslenen ketçaba tercihen 0,1-7 dakika boyunca sonikasyon islemine tabi tutulmaktadir. Söz konusu süre (0,1-7 dakika); homojenizasyon islemine denk gelecek sekilde, geleneksel üretim prosesindeki viskozite artisini ve uygun mikrobiyal kaliteyi saglayabilecek süre araligi olarak bulus kapsaminda belirlenmistir. Bulusta kullanilmaktadir. Bu sayede, ultrasonik hazneye beslenen çig ketçabin, sürekli isleme sisteminin (100) isitilmasi/sogutulmasi için görev alan ceket yapisindan transfer edilen sicaklik ile ürün sicakliginin korunmasi da saglanir. Bulusta kullanilan ideal frekans 20kHzSdir. Bu anlamda, uygun viskoziteye sahip ketçap, 50-63°C araliginda termosonikasyon (ultrasonikasyon ile isi enerjisinin birlikte kullanildigi isleme yöntemi) uygulamasi ile elde edilmektedir. Söz konusu yöntem, tercihen atmosferik basinçta gerçeklestirilmekte olup, kapali ve sürekli akis altinda çapraz kontaminasyonu engelleyici sekilde uygulanmaktadir. Bulus konusu yöntem, pilot ölçekte bir sirkülasyon pompasi (2) yardimiyla ürünün sirkülasyonunu saglayabildigi için, tek bir haznede kesikli olarak ultrasonikasyon ile isleme degil, tüm ürünün sürekli olarak islenmesi söz konusudur. Bulus kapsaminda kullanilan ultrasonik jeneratör (6) üzerinde, kullanici ara yüzü üzerinden kullanicinin ulasabilecegi genlik, frekans ve güç bölümleri yer almakta olup, genlik (%): enerji yogunlugu olarak ifade edilmektedir. Frekans (kHz): ses dalgasinin 1 saniye boyunca uygulanma sayisini, güç ise ultrasonik gücü (Watt cinsinden) ifade etmektedir. Arayüz üzerinden sadece genlik ayarlamasi kullanici tercihine göre degistirilebilmektedir. Bulus konusu yöntemde, stabilizasyon için herhangi bir seker içerigi üzerinde çalisilmadan islem gerçeklestirilebilmektedir. Stabilizör ve emülsifiye edici malzeme içermeyen bir ketçap karisim formülasyonu; %80-100 genlikte frekansta islenerek üretilmektedir. Bu sayede, maliyette yaklasik olarak %10-15 iyilesme olmakta ve %5-10 araliginda da enerji tasarrufu 5872.150 saglanmaktadir. Ayni zamanda, söz konusu yöntem ile mikrobiyolojik olarak yasal prosedürlere uygun üretim gerçeklestirilmektedir. Bulus konusu yöntemde, genlik istege göre ayarlanabilmektedir. Bulus kapsaminda yapilan çalismada %100 genlik ile mevcutta kullanilan pastörizasyon ve homojenizasyon islemlerinin sonrasinda elde edilen ürünün kimyasal, duyusal ve mikrobiyolojik özelliklerine ulasilmistir. Ürünün islendigi sürekli isleme sistemine (100) ait sematik gösterim; Sekil 1"de verilmektedir. Sekil l"deki sürekli isleme sisteminde (100) ürün; yüksek besleme hiziyla, 150-250 ml kapasiteye sahip ultrasonik isleme odasinda (3) kisa sürede pastörize ve homojenize olabilmektedir. Böylece ürün yari sürekli veya sürekli olarak islenebilmektedir. Bu sürekli isleme sisteminde (100) ürünün viskozitesindeki artis, homojenizasyon islemi ile stabilizör kullanimi olmadan gerçeklestirilmekte ve geleneksel isil islem pastörizasyonu ile üretilen ürünler ile es viskozite araligi ile ayni mikrobiyal kalitede ketçap üretimi gerçeklestirilebilmektedir. Bu yöntem ile uygun viskozitede kabul edilebilir bir örnek için; Bostwick viskozite degerleri, islenmemis ketçap için 10cm/30s, islem gören ketçap için: 2,0-4,0cm/30s olarak gerçeklesip, en az % 60 viskozite artisi saglanmistir. Nihai olarak, sabit atmosferik basinç altinda, ilgili süreler kapsamindaki sirkülasyon ile uygun viskoziteye sahip örnek elde edilmektedir. Karistirmali ürün besleme tankinda (1) bulunan ve sirkülasyon pompasi (2) yardimiyla tüm sürekli isleme sisteminde (100) sirküle olabilen ürün; istenilen sicakliga kadar bu sirkülasyon ile getirilir. Bu noktada sirkülasyon pompasinin (2) ayarlanabilir debisine göre ürün belirli hizlarda (0,00l-0,l38 L/s) sürekli isleme sisteminde (100) sirküle edilmektedir. Istenilen sicaklik degerine ulasildiktan sonra (ürünün oda sicakliginda olmasi durumunda tanka (1) alinmasinin hemen ardindan) ultrases, (baslama/durdurma islevi için kullanilan) sonikasyon dügmesine (7) basilarak 20kHz frekansta sonikasyon uygulamasi baslatilir ve 5872.150 sürekli isleme sisteminde (100) sirküle olan ürün istenilen debi, sicaklik ve süre boyunca ultrasonikasyon islemine (oda sicakligi üzerindeki sicakliklarda genellikle termosonikasyon ifadesi kullanilmaktadir) tabi tutulmaktadir. Isleme süresi sonunda isleme odasindan (3) çikan örnegin hemen üstünde bulunan numune vanasindan numune de alinabilmektedir. Ultrasonikasyon ile isleme yönteminde; isleme üniteleri tüm sistemlerde ayni temel prensiptedir. Ancak, mevcut sürekli isleme sisteminde ( 100); pilot ölçekte, sürekli olarak ürünün islenebilmesi ve debi ayarinin yapilabilmesi ile ürün viskozitesine veya hassasligina bagli islemenin gerçeklestirilebilmesi ve ürünün mevcut sürekli isleme sisteminde (100) içinde isitilip sogutulmasi mümkündür. Teknigin bilinen durumu ile mevcut Sürekli isleme sistemi (100) üzerinde uygulanan bulus konusu yöntemin kiyaslanabilecegi esas durum; mevcutta pilot ölçekte sürekli isleme sisteminde (100) herhangi bir stabilizör malzeme vb. içermeden islenmemis ketçabin baska herhangi bir islem (homojenizasyon ekstra karistirma vb.) uygulanmadan yapilamiyor olmasidir. Ayrica, bu ürünün mevcut hijyenik sartlari ve ürün stabilitesini saglamasi da önemli bir unsurdur. Ilgili basvuru kapsaminin teknigin bilinen durumuna önemli avantaji: ultrasonikasyon uygulamasinin daha önce mevcut literatür ve patentlerde kesikli veya sürekli olarak ketçapta uygulamasinin kisitli olmasi ve mevcut sistemin teknigin bilinen durumuna alternatif olarak; hem homojenizasyon hem de kismi isil islem yerine (sistemde ön isitma uygulanip ultrasonikasyon ile de kismi bir isil islem saglanmasi) geçiyor olmasidir. Bu uygulama sirasinda herhangi bir stabilizör vb. kullanimi da olmadan ürünün teknigin bilinen durumunda çalisilan sicakliklardan daha düsük sicaklik ve sürelerde ketçap bazindan ketçap ürününe dönüstürebilmesidir. TR

Claims (1)

1.ISTEMLER . Ketçabin pastörizasyonu ve homojenizasyonunu saglamak üzere, 0 Ketçabin sicakligini sürekli isleme sistemi (100) içerisinde, sürekli isleme sisteminin (lOO) mevcut bilesenlerine ek herhangi bir uygulama olmadan 50-63 OC sicaklik araligina getirecek sekilde ön isitma islemi uygulanmasi, 0 Mevcut isleme; sürekli isleme sistemi (100) içerisinde istenilen sicakliga getirilmis ketçabin mevcut sicakligi korunarak sonikasyon uygulanmasi islem adimlarini içermesi ile karakterize edilen bir yöntem. . Sonikasyon öncesinde ve ürün üretimi sonrasi Clean in Place islemi uygulanmasi islem adimini içermesi ile karakterize edilen Istem l°e uygun bir yöntem. . 0,1-7 dakika boyunca, 1-500 L/h besleme hiziyla beslenen ürüne uygulanan sonikasyon islemi içermesi ile karakterize edilen Istem 1”e uygun bir yöntem. ile sonikasyon uygulanmasi islem adimini içermesi ile karakterize edilen Istem l°e uygun bir yöntem. . 20 kHz frekansta ses üreten ultrasonik jeneratör (6) ile sonikasyon uygulanmasi islem adimini içermesi ile karakterize edilen Istem 4°e uygun bir yöntem. . Atmosferik basinçta gerçeklestirilmesi ile karakterize edilen Istem l`e uygun bir yöntem. 5872.150 7. Kapali ve sürekli akis altinda gerçeklestirilmesi ile karakterize edilen Istem 1”e uygun bir yöntem. 5872.150 TR