Yağlarda membran teknolojisiyle degumming ve asitlik giderme işlemlerinin optimizasyonu

Bitkisel ham yağlar; tüketilebilir özellikler kazandırılmak üzere içerdikleri safsızlıkların giderilmesi amacıyla rafinasyon adı verilen bir dizi arıtma işleminden geçirilmektedir. Kimyasal veya fiziksel rafinasyon olarak sınıflandırılan bu işlemlerde; ham yağların fosfolipit içeriği azaltılmakta, serbest yağ asitleri, yağdaki istenmeyen renk maddeleri, oksidatif tepkimeler sonucu oluşan ve yağda istenmeyen tat ve koku oluşumuna neden olan bileşenler yağdan uzaklaştırılmaktadır. Rafinasyon kademelerinin uygulanan yüksek sıcaklık nedeniyle oluşturduğu isletme giderleri, yağın yüksek sıcaklıklarda kimyasal maddelerle temas ederek gerekli işlemlerin gerçekleştirilebilmesi, açığa çıkan atık miktarının fazlalığı gibi sorunları beraberinde getirmesi nedeniyle; alternatif üretim tekniklerinin özellikle son yıllarda araştırılmakta olduğu görülmektedir. Yukarıda ifade edilen alternatif üretim tekniklerinden biri de yağlardaki safsızlıkların giderilmesinde membranların kullanımıdır. Bu çalışmada ters ozmoz/ultrafiltrasyon sistemi kullanılarak polivinildenflorid (PVDF) membranlarla ham soya yağının yapışkan maddelerinin giderilmesi işlemi gerçekleştirilmiştir. Yapışkan maddelerin giderilmesi işleminde etkili olan sıcaklık, basınç, besleme debisi, çözgen konsantrasyonu ve hacimkonsantrasyon oranının permeat akışı ve fosfolipitlerin reddedilme yüzdesi üzerindeki etkileri istatiksel olarak belirlenmiştir. Bu amaçla Plackett-Burman deneme deseni oluşturulmuş ve belirtilen parametrelerin reddedilme yüzdesi, permeat akışı, birikinti katsayısı gibi proses performans kriterleri üzerindeki etkileri belirlenmiştir. Yapışkan maddeleri giderilmiş yağdaki fosfor miktarı, renk, serbest asitlik, peroksit değeri gibi kalite kriterlerindeki değişimler saptanmıştır. Bununla birlikte, yüksek asitli zeytinyağı ve prina yağının membran deasidifikasyon işlemi polyamid (PI) nanofiltrasyon membranları kullanılarak iki farklı yaklaşımla gerçekleştirilmiştir. Yağ örneklerinin farklı çözgenler (metanol, etanol, aseton vb.) ile seyreltilerek doğrudan membran sistemine beslendiği uygulamalarda yağ akışı değerlerinin (0.05-0.1 L/m2 h) düşük seviyelerde gerçekleştiği bulgulanmıştır. Metanolün kullanıldığı sıvı-sıvı ekstraksiyon yönteminde işlem değişkenleri olarak seçilen çözgen/yağ oranı, sıcaklık ve başlangıç serbest yağ asidi içerigine bağlı olarak asitlikteki azalmanın zeytinyağı ve prina yağı için sırasıyla %36-92 ve %59-87 aralığında değerler aldığı belirlenmiştir. Yüksek asitli zeytinyağı sıvı-sıvı ekstraksiyon yöntemi ile belirlenen optimum işlem koşullarında asitlik giderme işlemine tâbi tutulmuş ve elde edilen ekstrak fazın yapısındaki metanolün uzaklaştırılması nanofiltrayon membranları kullanılarak 15 L/dk sabit besleme debidesinde farklı sıcaklıklarda (40°C, 50°C ve 60°C) ve basınçta (20, 25, 30 ve 35 bar) gerçekleştirilmiştir