İçeriğe atla

Liyofilizasyon

Dondurularak kurutulmuş dondurma

Liyofilizasyon veya dondurarak kurutma, ürünün dondurulmasını, basıncın düşürülmesini ve daha sonra süblimasyonla ürün içindeki donmuş suyun çıkarılmasını içeren ve düşük sıcaklıkta gerçekleştirilen dehidrasyon işlemidir.[1][2] Dondurarak kurutma, üründen suyu ısı kullanarak uzaklaştıran çoğu geleneksel kurutma yöntemine zıttır.

Dondurarak kurutma esnasında kullanılan düşük sıcaklık nedeniyle işlem yüksek kaliteli bir ürünle sonuçlanır ve ürünün orijinal şekli korunur.[1][3] Dondurarak kurutmanın birincil uygulama alanları arasında biyolojik (örn. bakteri ve mayalar), biyomedikal (örn. cerrahi nakiller), gıda işleme (örn. Kahve), gıda koruma alanları ve müzecilik geri kazanım (örn. kitap, ahşap, arkelojik ürünler vb. su içeriğinin düşürülerek korunması) yer alır.

Liyofilizasyon, Yunanca ‘çözücü seven-sıvı çeken’ liyofil' teriminden türetilmiştir ve kuru bir ürünün yüksek seviyede tekrar rehidre olabilme yeteneğini ifade etmektedir.

Kurutulacak ürün bir şişe, balon veya tepside dondurulur, suyun üçlü noktasının altında vakum uygulanır ve sonra ürüne, buzun süblimleşmesini sağlayacak miktarda ısı enerjisi verilir.

Liyofilizasyon işlemi 3 ana aşamada gerçekleştirilmektedir;

  1. Ürünün Dondurulması : Ürün ön hazırlık işlemlerinden geçtikten sonra düşük sıcaklıkta tamamiyle dondurulması, kristal forma geçirilmesi işlemidir.
  2. Süblimasyon (Birincil Kurutma) : Donmuş olan üründe süblimasyonun gerçekleşmesi için gerekli enerjinin oluşturulması ve süblimasyonun gerçekleştirilmesi. Su içeriğinin %90-95 uzaklaştırıldığı aşamadır. Birincil kurutma basamağı, prosesi oluşturan 3 basamak arasında en uzun süren basamaktır. Bu basamakta, cihaz haznesi içindeki basınç düşürülür ve dondurma basamağında oluşan buz kristallerinin sublimasyonunu başlatmak adına ısı uygulanır. Cihaz haznesi içindeki basınç vakum pompası aracılığıyla düşürülür.
  3. Desorpsiyon (İkincil Kurutma): İkincil veya son kurutma fazında, ürünü kalıcı şekilde depolanabilir hale getirmek için kalıntı nem içeriği, mümkün olduğunca azaltılır. Ürünün iç yüzeyinde adsorpsiyon ile tutulan suyun giderilmesi gerekir. Bunu sağlamak için çoğunlukla suyun kapiler güçlerinin üstesinden gelinmelidir. O nedenle dondurarak kurutma tesisinin, ikincil kurutma fazı esnasında yüksek basınç kademesi üretmek üzere tasarlanması gerekir. Birincil kurutmanın temel amacı, çözücünün, matristen süblimasyon yoluyla uzaklaştırılması olmakla birlikte, ikincil kurutmanın temel amacı, ürünün nem içeriğini biyolojik aktivitelerin veya kimyasal reaksiyonların gerçekleşemeyeceği seviyelere düşürmektir.

Kaynakça

  1. ^ a b Fellows, P. (Peter) (2017). "Freeze drying and freeze concentration". Food processing technology : principles and practice (4. bas.). Kent: Woodhead Publishing/Elsevier Science. ss. 929-940. ISBN 978-0081005231. OCLC 960758611. 
  2. ^ Ratti, Cristina (21 Kasım 2008). Advances in Food Dehydration (İngilizce). CRC Press. ss. 209-235. ISBN 9781420052534. 
  3. ^ Ratti, C (2001). "Hot air and freeze-drying of high-value foods: a review". Journal of Food Engineering. 49 (4). ss. 311-319. doi:10.1016/s0260-8774(00)00228-4. 

İlgili Araştırma Makaleleri

<span class="mw-page-title-main">Türbin</span>

Türbin, bir akışkanın enerjisini işe çevirmek için kullanılan alettir. Türbin bir mil ve üzerinde kanatçıklardan oluşur. Kullanılan akışkana göre türbinin yapısı değişir. Çalışma prensibi şu şekildedir. Akışkan türbinin kanatçıklarına çarparak türbin miline hareket verir, hareket milin çıkışında mekanik işe dönüşür.

<span class="mw-page-title-main">Kriyojenik</span>

Kriyojeni, fizikte çok düşük sıcaklıklarda yapılan üretim ve işlemler için kullanılan terimdir.Kriyojenist ise bu düşük sıcaklıklarda bu işlemleri yapan kişiye denir. Kriyojenist Celcius ve Fahrenheit'ın yerine mutlak değerler içeren Kelvin ve rankin skalalarını baz alır. Kriyojeni terimi çoğu zaman kurgu veya popüler kültürde yanlış olarak kullanılır. Bu bilim dalı birkaç terim içerir. Örneğin kriyobiyoloji, düşük sıcaklıkların organizmalara etkisini inceleyen bir biyoloji dalıdır. Kriyoameliyat, -196 santigrat dereceye kadar düşük sıcaklıklarda yapılan kanser hücreleri yok etme ameliyatlarına denir. Kriyoni, insan ve hayvan parçalarını gelecekte tekrar canlandırabilecek olan kriyomuhafazanın gelişmekte olan tıbbi teknoloji dalıdır. Sahadaki araştırmacılar kriyobiyoloji, kriyojeni, akışbilimi'nin de içinde bulunduğu birçok bilimin sonuçlarını uygulamaya koymaya çalışıyorlar. Kriyoelektronik, düşük sıcaklıklardaki süperiletkenliği inceleyen bilim dalıdır. Kriyotronik, kriyoelektroniğin pratik uygulamasıdır. Kriyoetik, kriyoniklerin etiksel içeriklerini inceleyen daldır. Kimin vücudunu dondurup öldürücü koşullardan kurtulmak ve gelecekte tedavi edilebilip önlenebilecek şeyler için vücudunu dondurmak istediğine odaklanır.

<span class="mw-page-title-main">Klima</span>

Klima, elektrikli klima veya pasif soğutma ve havalandırmalı soğutma dâhil olmak üzere çeşitli diğer yöntemlerin kullanımıyla daha konforlu bir iç ortam elde etmek için kapalı bir alandaki havanın ısı ve nem kontrol edilmesi işlemidir. Klima, "ısıtma, havalandırma ve klima" (HVAC) sağlayan sistem ve teknikler ailesinin bir üyesidir.

<span class="mw-page-title-main">Polietilen tereftalat</span>

Polietilen tereftalat [bazen poli(etilen tereftalat) olarak da yazılır.] Eskiden PETP veya PET-P olarak veya genellikle en yaygın PET veya PETE olarak kısaltılan polyester ailesi reçinelerinden bir termoplastik polimer reçinedir. Genelde giysiler için elyaflarda, sıvılar ve gıdalar için kaplarda, üretim için termoformda ve mühendislik reçineleri için cam elyafla birlikte kullanılır.

<span class="mw-page-title-main">Termik santral</span> ısı enerjisinin elektrik enerjisine dönüştürüldüğü santral türü

Termik santral, ana işletici makinesi buhar gücüyle çalışan güç santralıdır. Isıtılan su buhara dönüştürülerek bir elektrik üretecini süren buhar türbinini döndürmekte kullanılır. Türbinden geçen buhar Rankine çevrimi denilen yöntemle bir yüzey yoğunlaştırıcıda yoğunlaştırılırak geri suya dönüştürülür. Termik santralların tasarımları arasındaki en büyük farklılık kullandıkları yakıt tiplerine göredir. Bu tesisler ısı enerjisini elektrik enerjisine dönüştürmekte kullanıldığından bazı kaynaklarda enerji dönüşüm santrali olarak da geçer. Bazı termik santrallar elektrik üretmenin yanı sıra endüstriyel ve ısıtma amaçlı ısı üretimi, deniz suyunun tuzdan arındırılması gibi amaçlarla da kullanılır. İnsan üretimi CO2 emisyonunun büyük kısmını oluşturan fosil yakıtlı termik santralların çıktılarını azaltma yönünde yoğun çabalar harcanmaktadır.

<span class="mw-page-title-main">Uçucu yağ</span>

Uçucu yağ ya da organik hidrosol, çiçek veya bitki özsuları, distile özsuları veya bitki suları olup damıtma işleminin su içeren bir yan ürünüdür.

<span class="mw-page-title-main">Kuru temizleme</span> Su kullanılmadan yapılan bir tekstil yıkama yöntemi

Kuru temizleme, kumaşların üzerinde bulunan kir ve lekeleri çıkarmak için su içermeyen apolar bir çözücü kullanılarak yapılan yıkama işlemidir. Dünya çapında genel olarak kuru temizlemede tetrakloroetilen isimli toksisitesi düşük ve yanıcı olmayan bir sıvı kullanılır. Yapısı polar olan su kullanan ıslak temizlemeden farklıdır, yine de sıvı içerir, ancak giysiler bunun yerine su içermeyen bir sıvıyla yıkanır.

<span class="mw-page-title-main">Gıda işleme</span>

Gıda işleme, tarımsal veya hayvani besin hammaddelerinin gıdaya ya da daha evvel tüketilebilir gıda haline getirilmiş maddelerin başka bir gıda maddesine dönüştürülmesidir. Gıda işleme; tahılın öğütülmesinden un yapımına, evde yemek pişirmekten hazır yemek yapmak için kullanılan karmaşık sanayi yöntemlerine kadar gıda işlemesinin pek çok şeklini kapsar. Gıda işlemesiyle hasat edilmiş ekinler ya da kesilmiş hayvansal ürünlerden pazarlanabilir ve görece uzun raf ömrüne sahip yiyecekler yapılır. Hayvan yemi üretiminde de benzer yöntemler uygulanır. Birincil gıda işleme çoğu gıdaları yenilebilir yapmak için gereklidir. İkincil işleme malzemeleri ekmek gibi bilinen gıdalara dönüştürür. Üçüncül gıda işleme, çok şeker ve tuz içerdiği, çok az lifli olduğu, beslenme ihtiyaçları açısından sağlıksız olduğu, beslenmeyi ve obeziteyi artırdığı için eleştirilir.

Kristalleşme, bir eriyikten ya da nadiren direkt olarak bir gazdan, çökeltme yoluyla katı kristal yaratma sürecidir. Kristalleşme ayrıca, bir saf katı kristal fazının ortaya çıktığı büyük miktarda erimiş madde transferini içeren bir kimyasal katı-sıvı ayırma tekniğidir. Kimya mühendisliğinde kristalleşme bir kristalizör olarak ortaya çıkar. Kristalleşme bu nedenle kimyasal reaksiyon sonucu çökelme ile karşılaştırılınca, bir çözücü içindeki çözünen maddenin çözünebilirlik koşullarının değişmesiyle elde edilen bir çökelti görünüşündedir (durumundadır).

<span class="mw-page-title-main">Ayrışma (jeoloji)</span>

Ayrışma, çözünme veya günlenme, yerkabuğunu oluşturan kayaçların yüzey kısımlarında fiziksel ve kimyasal etkenlerle meydana gelen değişimlerdir. Bu etkenlerin yanında atmosferdeki gazlar, sıcaklık, su, organizmalar da ayrışmada etkilidir.

<span class="mw-page-title-main">Yoğunlaşma</span>

Yoğunlaşma veya yoğuşma, maddenin fiziksel halinin gaz fazından sıvı faza değişimi ve buharlaşmanın tersidir. En sık su döngüsü anlamında kullanılır. Atmosfer içinde bir sıvı veya katı bir yüzey veya Yoğunlaşma bulutu ile temas ettiğinde, su buharının sıvı suya değişmesi olarak da tanımlanabilir. Doğrudan gaz fazdan katı faza geçiş gerçekleştiğinde, değişime kırağılaşma denir.

<span class="mw-page-title-main">Faz (madde)</span> Fiziksel bilimlerde, bir faz bir malzemenin fiziksel özelliklerini esas olarak eşit bir şekilde madde boyunca dağılan bir sistemdir. Fiziksel özelliklerinin örneklerinden üç tanesi, yoğunluk içermesi , mıknatıslanma ve kimyasal bileşimi inde

Fiziksel bilimlerde faz; bir malzemenin fiziksel özelliklerinin her noktasında aynı olduğu bölgedir/alandır. Fiziksel özelliklerinin örneklerinden üç tanesi, yoğunluk içermesi, mıknatıslanma ve kimyasal bileşimi indeksi. Basit bir açıklama ile bir faz fiziksel olarak ayrı, kimyasal olarak yeknesak ve (genellikle) mekanik ayrılabilir malzemeli bir bölge olmasıdır. Bir cam kavanoz buz ve sudan oluşan bir sistemde, buz küpleri birinci faz, su ikinci faz ve suyun üstünde bulunan nem ise üçüncü fazdır. Cam kavanoz ise başka bir ayrı aşamasıdır. Faz terimi bazen maddenin hali olarak eş anlamlı bir şekilde kullanılabilir. Ancak bir maddenin aynı halde çok sayıda karışmayan fazı olabilir. Ayrıca, faz terimi bazen bir faz diyagramı için üzerinde sınır ile basınç ve sıcaklık gibi durum değişkenler açısından sınırı çizilmiş denge durumunda bir dizi oluşturmak için kullanılır. Faz sınırları gibi katı veya başka bir kristal yapısından daha ince değişikliğine sıvıdan bir değişiklik olarak maddenin organizasyon değişiklikleriyle ilgili olduğundan bu son kullanım durumuna eş anlamlısı olarak "faz" kullanımına benzer. Ancak, madde ve faz diyagramı kullanımların hali yukarıda verilen ve amaçlanan anlam terim kullanıldığı bağlamdan kısmen tespit edilmelidir resmi tanımı ile orantılı değildir. Fazın çeşitleri Farklı fazlar, gaz, sıvı, katı, plazma veya Bose-Einstein yoğuşma ürünü olarak maddenin farklı durumlar olarak tarif edilebilir. Maddenin katı ve sıvı formda diğer haller arasındaki faydalı mezofazlar.

<span class="mw-page-title-main">Su aktivitesi</span>

Su aktivitesi ya da aw substrattaki kısmi buhar basıncının standart durumdaki suyun kısmi basıncına oranıdır. Gıda bilimi alanında, standart durum çoğunlukla aynı sıcaklıktaki suyun kısmi basıncı olarak tanımlanır. Bu özel tanımı kullanarak, saf distile su tam olarak bir su aktivitesine sahiptir.Sıcaklık arttıkça, a tipik olarak artar.

<span class="mw-page-title-main">Vakum haznesi</span>

Vakum haznesi, içindeki havanın vakum pompası ile boşaltıldığı, bükülmeyen bir kutudur. Hazne içerisinde düşük basınç ortamı sonucunda, genellikle vakum olarak ifade edilmektedir. Vakum ortamı araştırmacılar için fiziksel deneyler ya da dış uzayda çalışması istenen cihazların mekanik testleri veya vakum kurutma ya da vakum kaplama işlemleri için uygun ortam sağlar. Hazneler tipik olarak, kullanılan malzemenin geçirgenlik, direnç, frekans ve duvar kalınlığına bağlı olarak dış manyetik alanlara karşı koruma olup olmamasına göre metallerden yapılmaktadır. Yalnızca bazı metaller vakum kullanımı için uygundur. Hazneler, genellikle çoklu bağlantı yapısına sahip, vakum flanşları ile kaplı olup haznenin duvarlarına aygıt ve pencere takılabilir olmasına izin verir. Düşük-Orta Vakum uygulamarında elastomer contalar ile mühürlüdür. Daha Yüksek Vakum Uygulamalarında, Bakır conta kesilip Flanş üzerinde civatalanmışken flanşların üzerlerine sertleştirilmiş çelik bıçaklar kaynaklanır.

<span class="mw-page-title-main">Dondurulmuş gıda</span> Daha uzun süre saklanması amacıyla mekanik veya kriyojenik olarak dondurulmuş yiyeceklerin tümü

Dondurulmuş gıda deniz ürünleri, et, süt ürünleri, balık, meyve, sebze, püre, meyve suyu konsantresi gibi ürünlerin dondurulma ve daha uzun süre saklama yöntemidir. Donma işlemi, kalan nemi buza çevirerek, çoğu bakteri türünün çoğalmasını engelleyerek ayrışmayı yavaşlatır. Gıda endüstrisinde iki süreç vardır: mekanik ve kriyojenik. Donma kinetiği, gıda kalitesini ve dokusunu korumak için önemlidir. Daha hızlı dondurma, daha küçük buz kristalleri üretir ve hücresel yapıyı korur. Kriyojenik dondurma, 196 °C (−320 °F) düşük nitrojen sıcaklığı nedeniyle mevcut en hızlı dondurma teknolojisidir. Ev tipi mutfaklarda modern zamanlarda yemeklerin muhafaza edilmesi, ev tipi buzdolabı dondurucular kullanılarak sağlanır.

<span class="mw-page-title-main">Soft serve (dondurma)</span> Normal dondurmalardan daha yumuşak dondurma

Soft serve, donma sırasında ortaya çıkan havanın bir sonucu olarak normal dondurmalardan daha yumuşak ve daha az yoğundur. Yumuşak servisli dondurma ABD'de 1930'ların sonlarından bu yana ticari olarak satılmıştır.

Katı hâl kimyası, bazen malzeme kimyası olarak da adlandırılır, katı faz malzemelerinin, özellikle, ancak sadece moleküler olmayan katıların sentezi, yapısı ve özelliklerinin incelenmesidir. Bu nedenle, katı hal fiziği, mineraloji, kristalografi, seramik, metalurji, termodinamik, malzeme bilimi ve elektronik ile yeni malzemelerin sentezine ve karakterizasyonuna odaklanan güçlü bir örtüşmeye sahiptir. Katılar, ana partiküllerinin düzenlenmesinde mevcut olan düzenin doğasına göre kristal veya amorf olarak sınıflandırmak mümkündür.

Atık su arıtımı sonucu oluşan sıvı ya da yarı katı halde kokulu; uygulanan arıtma işlemine bağlı olarak ağırlıkça %0.25 ile %12 katı madde içeren arıtma Çamurun içerdiği nem oranının düşürülmesi amacıyla uygulanan fiziksel yöntemlerdir. Nem oranı düşürülerek katı madde oranı yükseltilen çamur daha katı bir hal alır. Evsel nitelikli atıksu arıtma tesislerinde çamur susuzlaştırma işleminden önce %99'lara varan nem miktarı, işlem sonrasında %20-40 arasına düşürülmektedir. Böylece elde edilen çamurun taşınması veya bertarafı daha kolay hale gelir. Sudan arındırma işlemi sonucunda oluşan çamur kokusuz ve kokuşmaya elverişsiz hale gelirken hacimde azalma meydana gelir.

<span class="mw-page-title-main">Gıda teknolojisi</span>

Gıda teknolojisi, gıda ürünlerinin üretimi, muhafazası, kalite kontrolü, araştırılması ve geliştirilmesi ile ilgilenen bir gıda bilimi dalıdır. Gıda teknolojisine yönelik erken bilimsel araştırmalar, gıdaların korunmasına yönelik olmuştur. Nicolas Appert'in 1810'da konserve sürecini geliştirmesi belirleyici bir olay olmuştur. Appert, bulduğu bu konserve sürecinin konserve olduğunu ve işleminin hangi prensipte çalıştığını bilmemektedir. Ancak bulunan bu konservenin gıda muhafaza teknikleri üzerinde büyük bir etkisi olmuştur. Louis Pasteur'ün şarabın bozulması üzerine araştırma yapmış ve 1864'te bozulmanın nasıl önleneceğine ilişkin açıklaması yapmıştır. Ancak bu bilimsel bilgiyi gıda işlemeye uygulamak için erken bir girişim olmuştur. Pasteur, şarap bozulmasına ilişkin araştırmaların yanı sıra alkol, sirke, şarap ve bira üretimi, sütün ekşimesi gibi konuları da araştırmıştır. Gıda bozulmalarını ve hastalık üreten organizmaları yok etmek için süt ve süt ürünlerini ısıtma işlemi olan pastörizasyonu geliştirmiştir. Pasteur, gıda teknolojisi konusundaki araştırmalarında bakteriyoloji ve modern koruyucu tıbbın öncüsü olmuştur.

<span class="mw-page-title-main">Koku çıkarma</span>

Koku çıkarma, damıtma, eleme gibi yöntemler kullanılarak hammaddelerden aromatik bileşiklerin ayırma işlemidir. Özütlerin sonuçları, özü çıkarılan üründeki mum miktarına bağlı olarak ya uçucu yağlar, konsantre ve kokulu uçucu yağlar ,yarı katı kütleler ya da bitkisel yağ'lardır. Bir dereceye kadar tüm bu teknikler hammaddelerin aromasından farklı aromalı öz üretme eğilimindedir. Özüt çıkarma işleminde ısı, kimyasal çözücüler veya oksijene maruz kalma, bazı aromatik bileşiklerin koku karakterini değiştirerek veya onları kokusuz hale getirerek yapay hale getirebilir ve özü alınan her aromatik bileşenin oranı farklı olabilir.