Temel İşlemler IBoyut Küçültme 2Mühendislik Mimarlık Fakültesi Gıda Mühendisliği BölümüProf. Dr. Farhan ALFİN

ÖĞÜTMEEn yaygın kullanılan ince öğütücüler;

• Bilyalı,

• Çekiçli,

• Valsli değirmenler

Bilyalı Değirmenler (Ball Mills)Gıda endüstrisinin genellikle tahıllarla uğraşan işletmelerin konusunu oluşturan ince öğütücüler, ürünü toz haline getiren makina ve düzenlerdir.

Gıda boyaları gibi ince partiküllü ve toz halindeki ürünlerin üretiminde kullanılırlar.

Bu sistemler, 2.5 – 15 cm çapındaki çelik bilyalar ile yarıya kadar doldurulmuş yavaş dönen yatay bir paslanmaz çelik silindir gövdeden oluşmuştur.

Bilyalı Değirmenler (Ball Mills).

Çekiçli Değirmenler (Hammer Mills) Sertleştirilmiş paslanmaz çelikten yapılmış kırıcı plakalardan oluşan, yatay silindirik bir boşluk bulunmaktadır.

Bu boşluk içine yüksek hızlı bir rotor uzunluklar boyunca sallanan çekiçlerle entegre edilerek yerleştirilmiştir.

Çekiçli Değirmenler (Hammer Mills) Çekiçli değirmenler daha çok baharat ve şeker gibi kristal yapıdaki veya lifli gıdalarda yaygın olarak kullanılırlar.

Çekiçli Değirmenler (Hammer Mills) Çekiçli değirmenlerde üründeki maksimum parçacık büyüklüğü;

Şaftın devir sayısı,

Radyal kanatçık sayısı,

Diskin ölçülerine bağlı olarak değişir.

Valsli Değirmenler (Disc Mills)Valsli değirmenler yaygın olarak buğday öğütmek için kullanılırlar.

İki ya da daha çok sayıda paslanmaz çelik vals birbirine doğru döner ve gıda parçacıklarını valsler arasındaki boşluktan dışarı atar.

Valsli Değirmenler (Disc Mills)Bunlar ürünü öğütme bölgesi denilen valslerin arasına çeker.

Valsler kullanım amacına göre düz yüzeyli (liso) olabilir veya yüzeyine diş (yiv) oyulabilir.

Valsli Değirmenler (Disc Mills)Valsli değirmende partiküller üzerine uygulanan basıncın büyüklüğü şu faktörlere bağlı olarak değişir.

• Valslere mal akışının oran ve tekdüzeliği

• Vals hızları

• Hızlı ve yavaş valslerin hızlarının oranı (diferansiyel)

• Vals yüzeylerinin tipi (dişli veya liso) ve durumu

• Vals aralığı

• Partiküllerin özellikleri

0 12 d)(),()( DDDxx

Valsli Değirmenler (Disc Mills)Burada kullanılan ana kuvvet valsler arasında bırakılan boşluğun yarattığı sıkıştırmadır ancak, eğer valsler değişik hızlarda dönerlerse, gıdaya ilave kesme kuvvetleri de etki eder.

Bir valsli değirmende partikuller vals yüzeyindeki dişler ve valsler tarafından uygulanan basınç nedeniyle vals aralığına doğru itilirken oluşturulan kesme ve sıkıştırma kuvvetlerine maruz kalırlar.

Vals aralığı değiştirilerek işlenen gıdaya özgün özellik geliştirmek üzere istenen şekilde ayarlanabilir.

ÖĞÜTMEÖğütme hububat tanelerinde endosperm ve kepeğin birbirinden ayırmak ve endospermi una indirgemek için yapılan işlemdir.

Bir başka deyişle buğdayların un veya irmik haline getirilmesi için yapılan işlemdir.

ÖĞÜTME

Öğütme işlemiValsli değirmen günümüzde taş değirmenlerin yerini almış ve un fabrikalarında kullanılan en önemli makinelerdir.

Gıda endüstrisinde ince öğütmenin en yoğun uygulandığı alan ekmekçilik ürünleri endüstrisi, önde gelen hammadde buğday, pirinç ve mısır ve en yaygın kullanılan ince öğütücüler ise valsli değirmenlerdir.

Buğdayların yabancı maddelerden temizlenip tavlandıktan sonra üzerinde dişler bulunan veya bulunmayan farklı hızlarda donen vals adı verilen silindirler arasında kırılarak eleklerden elendikten sonra 1-150 µm parçacık büyüklüğünde toplanan ürüne un denir.

Valsli DeğirmenBir değirmende 2 çift, yani 4 adet vals bulunur.

Vals çiftleri makine gövdesi içerisine üst üste (vertical), yan yana (horizontal) veya 45 derecelik açı ile diagonal yerleştirilebilir.

Yan yana pozisyonda vals başına düşen verim yüksektir, ağır beslemeye ve yüksek vals hızına uygundur.

Diagonal tarzda yerleşimde ise valsler az alan kaplamaktadır.

Valsli Değirmen

Valsli değirmen, 1: Besleme, 2: dağıtma vidası, 3: ön besleme valsi, 4: besleme ayarlama plakası, 5: öğütme aralığını belirleyen manuel kol, 6:kilitleme kolu, 7: düz valsler için bıçak kazıyıcı, 8: dişli valsler için fırça kazıyıcı, 9:öğütme aralığı aspirasyonu

Öğütme işlemiÖğütme işlemi, un ya da irmik üretimi esas alınarak buğdayın, bir seri ve aralıkları giderek küçülen vals ve elek sistemlerinden geçirilmesi ile gerçekleşir.

Bir işletmede bir değil bir dizi valsli değirmen kullanılır.

Bunlar ard arda yerleştirilerek buğdayın kademeli olarak kabuğu ayrılır ve endosperm inceltilir.

Öğütmede bir vals çifti ve hemen ardından gelen elekten oluşan sistemlerde gerçekleştirilir. Bu sistemlere pasaj denir.

Valsli Değirmen

Bir dizi valsli değirmen

ÖĞÜTMEÖğütme işlemi 4 sisteme ayrılmaktadır:

Öğütme işlemi kırma, ufalama, ayırma ve sınıflama işlemlerini kapsar.

1. Kepek ve rüşeymin endospermden ayrıldığı KIRMA SİSTEMİ

2. Kabuğa yapışık halde bulunan az miktardaki endosperm parçalarının ve rüşeym parçalarının ayrıldığı KAZIMA SİSTEMİ

3. Endospermi una indirgeyen REDÜKSİYON SİSTEMİ

4. Diğer 3 sistemden geri alınan endospermden kepeğin ayrıldığı KUYRUK SİSTEMLERİ (Tailings System)

ÖĞÜTMEBuğday ilk aşamalarda kırma valslerinden geçirilir. Önce danenin kabuk tabakası kırılır, protein ve nişastadan oluşan endosperm parçalanır ve embriyo ayrılır.

İkinci ve üçüncü kırımlarda endosperm parçaları küçülürken daha plastik bir yapıya sahip olan embriyo ezilir (yassılaşır) ve kepeği oluşturan kabuk parçacıkları (pulcuklar) giderek ufalanır.

ÖĞÜTME Reduction System Break System

First break

Second break

Third break

Fourth break

SIZ 1

3MD SIZ 2

A

B

B2

F

C

D

E

G

H

K

to C

to F

to F

Break roll

Reduction roll

Flour

Bran

Sifter

Wheat

Quiver sifters

ÖĞÜTMEKırma ve ufalama işlemleri değirmenin kırma ve redüksiyon sistemlerinde, ayırma ve sınıflama işlemleri ise pürifikasyon (irmik temizleme) ve eleme sistemlerinde gerçekleştirilir.

Kırma valsleri dişli, öğütme valsleri dişsiz, düz valslerdir.

Dişli valsler kırma sisteminde, düz valsler redüksiyon sisteminde kullanılır.

Böylece istenen ekstraksiyon derecesinde un elde edilir.

ÖĞÜTMEPasajlarda kırma ve inceltme işlemlerinde 4 farklı ürün elde edilmektedir;

1. Endospermin yapışık olduğu iri kabuk parçaları

2. İri endosperm parçaları (irmik)

3. İnce endosperm parçaları (dunst)

4. En ince endosperm parçaları (un, 1-150).

ÖĞÜTMEPasajlarda kırma ve inceltme işlemlerinde 4 farklı ürün elde edilmektedir;

1. Endospermin yapışık olduğu iri kabuk parçaları

2. İri endosperm parçaları (irmik)

3. İnce endosperm parçaları (dunst)

4. En ince endosperm parçaları (un, 1-150).

Valsli DeğirmenDeğirmenlerde iyi ve uygun bir öğütme yapılabilmesi için; Ürün uygun büyüklükteki parça ya da parçacıklardan oluşmalıdır,

Besleme tek düze bir hızla yapılmalıdır,

İstenilen küçüklüğe indirgenen parçacıklar en kısa süre içinde değirmeni terk etmelidir,

Daha iri olan parçacıklar istenilen büyüklüğü indirgeninceye kadar içerde kalmalıdır,

Değirmenin içinde oluşan sıcaklık artışı, sıcaklığa duyarlı ürünler söz konusu ise giderilmelidir.

Yarı katı gıdaların boyutlarını küçültmek için Yarı katı parçalarda boyut küçültme; et, meyve ve sebzeler yarı katı parçalar sıvısına girerler. Bunların pek çoğu da lifli gıdalar olarak bilinir.

Yarı katı gıdaların boyutlarını küçültmek için sıkıştırma, kesme, parçalama ya da yırtma işlemlerinden birisi ile ufalayan makine ve ya ekipmanlara “kesme makinaları” diyoruz.

Kesme makina ve ekipmanları dört gruba ayrılır.

1 .pul (flake) haline getiren dilimleme makinaları 2. Küp yapanlar ,

3 .Şerit (shreding) yapanlar ve 4. Pulp yapan makinalar.

Dilim ve Pul Haline Getiren (Flaking) Makinalar

Yüksek hızlı kesiciler olup, çoğunlukla salam, Peynir ve benzeri gıdalar ve gofret gibi ürünleri kesmek için kullanılan aletlerdir.

Sandviç ekmeklerinin üzerine konulacak olan ve fast food sanayinde tüketilen peynir, pizza harçları, pişmiş et, salatalık ve domateslerin kesilerek hızlı hazır hale getirilmesinde kullanılırlar.

Küp Yapan (Dicing) MakinalarSebze, meyve ve etler küp şekil verilmek üzere önce dilimlenirler, daha sonra da döner bıçaklar ile şerit haline getirilirler.

Pulp Yapan Makinalar (Pulpers)Meyve ve sebze suyu ekstraksiyonunda (sıkıp çıkarma), yemeklik yağ üretiminde, püre ve et imalatında ön işlemlerde kullanılırlar.

Silindirik yatay bir gövde içinde yine yatay konumlandırılmış yüksek devirle dönen bir şaftın üzerine, uçları sertleştirilmiş çelikten yapılmış bıçaklar yerleştirilmiştir.

Her bıçağın karşısında gövde üzerinde birer bıçak yastığı konulmuştur. Bıçak uçları ile bıçak yastıkları arasındaki boşluk, ürünün istenilen boyuta indirgenmesi amacı ile ayarlanabilir. Ürün, dönen bıçaklar tarafından yüzlerce kez kesilerek ufalanır ve silindirik elekten aşağıya geçer.

Sıkıştırma ve kesme kuvvetlerinin bir arada olduğu bir ünite bulunmaktadır.

Pulp Yapan Makinalar (Pulpers)http://www.urschel.com/DiversaCut2110ADicer.html