EKSTRAKSİYON. Yüksek hammaddeler

EKSTRAKS

EKSTRAKSİ İYON YON

EKSTRAKS

EKSTRAKSİ İYON YON

 En etkin ve en verimli teknik

 Yöntemin verim arttırıcı etkisi hammaddedeki yağ oranı düştükçe artmaktadır.

33.0 33.0

Y

Yü üksek ksek oranda oranda ya yağ ğ i iç çeren eren hammaddeler

hammaddeler

 Prepresyon tekniği ile yağ oranı

%18-20’ ye düşürüldükten sonra elde edilen yarı küspe ekstraksiyona alınır.

Ekstraksiyon Ekstraksiyon

• Katı veya bir materyalin

bileşimindeki sıvı komponent ya da komponentler karışımının uygun seçicilikteki bir çözücü yardımı ile birlikte olduğu diğer maddelerden ayrılması işlemi

Diğ Di ğer er ayı ay ırma rma iş i şlemlerinden lemlerinden fark

farkı ı: :

• Ayırmak ya da saflaştırılmak istenen madde için bu maddeye karşı çözme seçiciliği gösteren sıvı bir faz

kullanılır.

• Saflaştırma işlemi için diğer yöntemlerle kombine edilmesi gerekmektedir.

• Fazlar arasında çözünürlüğü;

kullanılan çözgenin polar veya apolar, ya da hidrofil veya hidrofob karakterde olması belirler.

Ekstraksiyon

Ekstraksiyon verimliliğ verimlili ğini ini etkileyen

etkileyen faktö fakt örler rler: :

• Materyalin özellikleri

• Ekstraksiyona hazırlanış şekli

• Kullanılan ekstraktör tip ve özellikleri

• İşlem süresi

• İşlem sıcakliği

• Ters (zıt) akım tekniği

Tarih Tarihç ç e e

• İlk kez Fransız araştırmacı DEISS tarafından 1856’ da patenti alınmış

• 20. yüzyıl başlarında sanayide kullanılmaya başlanmış

• Kontinü ya da ters akım prensibine göre geliştirlmesi ise 1950’ den sonra gerçekleştirilmiş.

Ekstraksiyon

Ekstraksiyontekniğtekniğininininekonomikekonomikbirbir şşekildeekildegergerççekleekleşştirilebilmesitirilebilmesiiçiçinin: :

• Ön işlemlerle, içerdiği yağ çözgene kolayca difüze olacak şekilde ve süratle çözünebilecek şekilde uygun bir yapı ve niteliğe kavuşturulmalıdır.

• Uygun çözücülük ve seçicilikte bir çözücü seçilmelidir.

• İşlem sıcaklığı özenle seçilmelidir.

• Yağ verimini arttırmak için ters (karşıt) akım sistemi uygulanmalıdır.

• Saf çözgen misella ve küspeden kolay ve ekonomik olarak uzaklaştırılabilmeli ve az kayıpla tekrar ekstraksiyon sisteminde kullanılabilmelidir.

Ekstraksiyon

Ekstraksiyon Derecesi Derecesi

• Tohum ve küspede yağsız ve susuz kuru madde esas alınarak hesaplanır.

Z=EEYM / HYM X 100 Z= Ekstraksiyon Derecesi

EEYM=Ekstrakte Edilebilen Yağ Miktarı HYM=Hammaddedeki Yağ miktarı

Etkinlik

Etkinlik Derecesi Derecesi

Z = [1- (B x C) / (A x D)] x 100

A=HM’ den alınabilecek yağ oranı (%) B=HM’ deki kuru madde oranı (%) C= Küspede yağ oranı (%)

D= Küspede kuru madde oranı (%)

Ekstraksiyon

Ekstraksiyon EtkinliEtkinliğğii((DerecesiDerecesi))

 Küspe ve tohumdaki yağ, yağsız ve suzuz kuru madde üzerinden ifade edilerekküspede kalan yağ oranı(E) üzerinden hesaplama yapılır.

E = (C – C’) / C₀– C’) x 100 E = Küspede kalan komponent (%KM) C₀= İşlenen hammadde de komponent oranı C = Ara kademe veya işlem sonunda artıkta

MANOGRAM MANOGRAM

• Yağlı tohum ve küspenin kuru madde ve yağ içeriklerine göre hazırlanan

manogram kullanılır.

EKSTRAKS

EKSTRAKSİ İYON YON İŞ İŞLEM LEMİ İNDE NDE TERMİ TERM İNOLOJ NOLOJİ İ

• Ekstraksiyon işletmesi

• Ekstraktör

• Çözgen veya Çözücü

• Ekstrakt

• İnert madde

• Alt akım

• Üst akım

• Ara küspe

• Küspe

• Yarı misella

• Son misella

EKSTRAKS

EKSTRAKSİ İYON YON İŞ İŞLEM LEMİ İNDE NDE TERM

TERMİ İNOLOJ NOLOJİ İ (devam ( devam) )

• Yıkama (Perkolasyon):

Hücre zarlarının parçalanması sonucu sızan yağın çözgen tarafından

alınması

• Daldırma (İmmersiyon):

Henüz hücreler içerisinde olan yağın difüzyon yolu ile alınması

• Sıcaklığın Etkisi

• Boyut Küçültme Şekil ve Düzeyinin Etkisi

- Tohum neminin etkisi - Isıtmanın etkisi

• Nemin Etkisi

EKSTRAKS

EKSTRAKSİ İYON HIZINI YON HIZINI ETK

ETKİ İLEYEN FAKT LEYEN FAKTÖ ÖRLER RLER

EKSTRAKS

EKSTRAKSİ İYON HIZINI YON HIZINI ETK ETKİ İLEYEN FAKT LEYEN FAKTÖ ÖRLER RLER

• Sıcaklığın Etkisi - Ekstraksiyon hızını

- Ekstraktın bileşim ve özelliklerini etkiler.

S

Sı ıcakl caklığı ığın n Etkisi Etkisi

Ekstraksiyon süresi

ekstraksiyonun yapıldığı sıcaklık derecesi ile ters orantılı olarak değişmektedir.

Sı S ıcakl cakl ığın ığı n Etkisi Etkisi

• Tüm sıvı ve katı yağlar için

T=K . (T₂-T₁)ⁿ T = küspede yağ oranının

%1’ e kadar düşmesi için geçen süre

T₁=-17.7 °C T₂ = sıcaklık

• Soya, çiğit, keten tohumları için

T=K . tⁿ T = küspede yağ oranının

%1’ e kadar düşmesi için geçen süre

t = sıcaklık (°F) K= sabit

n= oluşan doğrusal grafiğin eğimi

Ekstraksiyonda

Ekstraksiyonda Boyut Boyut K Küçü üçültmenin ltmenin Etkisi Etkisi

• Kütle aktarımında temel prensip:

“Çözücü faz ile ekstraktı içeren materyalin mümkün olan en geniş yüzeyde temasa getirilmesi”

Ekstraksiyonda

Ekstraksiyonda Boyut Boyut Küçü K üçültmenin ltmenin Etkisi Etkisi (devam ( devam) )

• Bir materyal ne kadar küçük parçalara ayrılırsa, birim hacime düşen yüzey alanı o kadar artar.

• Materyale kazandırılan boyut ve şekil

“vals etkinlik derecesi” veya ürünün

“hektolitre ağırlığı” saptanarak kontrol edilir.

Ekstraksiyonda

Ekstraksiyonda Dikkat Dikkat Edilecek

Edilecek Noktalar Noktalar

• Ezme veya granüller durgun bir yatak oluşturduğunda hareketli çözgen veya misella akışına direnç göstermemeli,

• Sistem içinde ezme veya granüller hareketli olduğu zaman ise materyal ile sıvı faz arasında rölatif bir hız farkı oluşabilmelidir.

• Unsu partikül oranı yanında sistemde yer alan elek, kova, bant gibi taşıyıcılar da sıvı fazın sistem içindeki akışını etkilememelidir.

• Son misella mümkün olduğu kadar berrak olmalı, tohum kaynaklı unsu partikül içermemelidir.

• Küspede kalan çözgenin geri kazanılmasında kullanılan cihazlar ek bir donanım gerektirmemelidir.

• Küspe istenen niteliklere sahip olacak şekilde boyut küçültme işlemi gerçekleştirilmelidir.

Ekstraksiyonda

Ekstraksiyonda Boyut Boyut Küçü K üçültmede ltmede Dikkat Dikkat Edilecek Edilecek

Noktalar

Noktalar (devam ( devam) )

Ekstraktör Tipi

• Bateri Tip Ekstraktör: Yüksek sütun - İri parçalar halinde

• Bollman Tip Ekstraktör: Durgun yatak - Flekleme veya küçük granül halinde

• Perkolasyon Tip Ekstraktör: Yıkama

Unsu partikül

• Ezme kitlesi üzerinde sıkı bir tabaka oluşturarak , sıvı fazın geçişinin sürekli ve homojen olmasına engel olur.

• Ekstraksiyon hızı düşer, çözgenle temas etmeyen kısım kalabilir.

• Küspeden çözgenin uzaklaştırılması sırasında kondensatörlerin kirlenmesine ve zamanla tıkanmasına neden olabilir.

Ekstraksiyonda

Ekstraksiyonda Boyut Boyut K Küçü üçültmede ltmede Dikkat Dikkat Edilecek Edilecek

Noktalar

Noktalar ( (devam devam) )

Unsu partik

Unsu partikü ül olu l oluş şumunu umunu engellemek i

engellemek iç çin in

• Düşük yağ içeren hammaddeler:

Soya-Mısır rüşeymi Dayanıklı Flek

• Yüksek yağ içeren hammaddeler

Ayçiçeği, çiğit, yerfıstığı Dayanıksız Flek

• Dayanıksız flek oluşturan yağ hammaddeler ekstraksiyon ile işlenecekse mekanik işlemlerden kaçınılmalı

•Nemin Etkisi

•Boyut Küçültme Şekil ve Düzeyinin Etkisi

 Tohum neminin etkisi

 Şekil, flek kalınlığı veya granüllerin çapı

Isıtmanın etkisi

• Sıcaklığın Etkisi

EKSTRAKS

EKSTRAKSİ İYON HIZINI YON HIZINI

ETKİ ETK İLEYEN FAKT LEYEN FAKTÖ ÖRLER RLER

EKSTRAKS

EKSTRAKSİ İYONDA NEM YONDA NEMİ İN N ETK

ETKİ İS Sİ İ

• Fleklerin dayanıklılığı bakımından önemlidir.

• Ekstraksiyon sırasında yağın çözgen içerisine transferi bakımından bir etkisi yoktur.

1- 1 - Boyut küçü Boyut k üçültmede nem ltmede nemin in etkisi etkisi

• Elde edilen partiküllerin nitelikleri birinci derecede esnekliğine ya da esnekliğini etkileyen nem miktarına bağlıdır.

• Nem miktarı %9-12 olduğunda

 Flekleme sırasında min unsu partikül

 Misellaya geçen unsu partikül miktarı min

Boyut k

Boyut küçü üçültmede ltmede f fleklerin leklerin şekil, kal ş ekil, kalı ınl nl ık ve ı k veya ya gran granü ül l ç ç apı ap ı

• Ekstraksiyon hızı flek kalınlığı ve granül çapına bağlıdır.

Bu nedenle,

 Hektolitre ağırlığı ile kontrol edilmelşi.

 Granül çapı ise elek analizi ile saptanmalıdır.

Boyut k

Boyut küçü üçü ltmede ı ltmede ıs s ıtma ı tma

Uygulanacak ısıl işlem,

• Materyal,

• Kullanılacak ekstraktör tipi

• Küspenin kullanılış amacı

• İşlem koşulları

Ç

Çi iğ ğ itten itten Prepresyon Prepresyon- - Ekstraksiyon

Ekstraksiyon Yö Y öntemi ntemi ile ile Ya Yağ ğ Eldesi

Eldesi

Kondisyonlama

Pişirme Öğütme

Ön Presleme Kavurma

Yarı küspenin kırılması

Tavlama

Flekleme Ekstraksiyon

İşlem Sıcaklığı: 100-110 °C

Çi Ç iğ ğitten itten Direkt Direkt Ekstraksiyon Ekstraksiyon Y Yö öntemi ntemi ile ile Yağ Ya ğ Eldesi Eldesi

Kondisyonlama

Flekleme

Ekstraksiyon

İşlem Sıcaklığı:50-70 °C

Boyut k

Boyut küçü üçültmede ltmede ı ıs sı ıtma tman nı ın n ekstraksiyon

ekstraksiyon derece derece ve h ve hı ız zı ı na na etkisi

etkisi

• Flekleme işleminden önce

Kısa süreli ısıtma işlemi:

- Tohum plastisitesi ve flek dayanıklılığı artar,

- Unsu partikül miktarı azalır

Uzun süreli ısıtma işlemi

- Proteinler denatüre olur ve yağ sızması kolaylaşır

Prepresyon ekstraksiyon işleminde

• Preslemeden hemen önce yapılan kondisyonlama işlemi ile

- Ezmenin daha düşük bir enerji preslenebilmesini

- Yağın ve küspenin daha yüksek kaliteli olmasını sağlar

Boyut k

Boyut küçü üçültmede ltmede ı ıs sı ıtma tman nı ın n ekstraksiyon

ekstraksiyon derece derece ve ve h hı ız zı ına na etkisi

etkisi

Kondisyonlama

Kondisyonlama İşleminin İş leminin Faydalar

Faydaları ı: :

• Ezme partisine homojen bir nitelik kazandırılır

• Hücre zarı parçalanması daha ileri bir aşamaya getirilerek istenen düzeyde ekstraksiyon kolaylaşır

• Ezme içinde bulunan unsu partiküller ısı ve nem etkisi ile aglomere olarak poröz yapılı kümeler haline dönüştürülür.

Boyut k

Boyut küçü üçü ltmede ı ltmede ıs s ıtma ı tma (devam)

(devam)

• Ekstraksiyon işleminde ise, - yağı verimi artar

- ekstrakte edilen yağda nötr yağ oranını yükseltir - rafinasyon kaybı azalır

- toplam alınabilir yağ miktarında gossipol, fosfotit ve okside olmuş yağ asitleri gibi maddelerin miktarındaki azalma nedeniyle düşüş görülür.

- Bu nedenle kondüsyonlanmış ezmeden elde edilen yağlar, özellikle trigliserit içeriği yönünden,

Ekstraksiyonda Nemin Etkisi Ekstraksiyonda Nemin Etkisi

• Fleklerin dayanıklılığı açısından önemli

• Yağın hidrofob bir çözgen içinde transferi açısından nemin önemi yok

• Ancak su, alkol gibi hidrofil çözgenler ile ekstraksiyonda flek nem miktarı ekstraksiyon hızını ve derecesini etkilemektedir.

EKSTRAKS

EKSTRAKSİ İ YONDA YONDA KADEMEL

KADEMELE ER Rİ İN OLU N OLUŞ ŞUMU UMU

• Ekstraksiyon işlemi tek bir kademede tamamlanamamakta

• İşlem sayısı

- Seçilen işlem parametrelerine - Materyalin yapısına göre

değişmektedir.

Ekstraksiyonda i

Ekstraksiyonda i şlem (kademe) ş lem (kademe) say sayı ıs sı ın nı ın n bağ ba ğl lı ı oldu olduğ ğu u

fakt

faktö örler rler: :

• Tohum inert katısında kalan sıvı faz miktarı

• Tohum inert katısında kalan sıvı fazdaki ekstrakt miktarı

• Tohum inert katısında ait damlama süresi

• Yağlı tohum çeşiti

• Boyut küçültmede şekil ve iriliği

• Ekstraktöre yüklenen materyalin yüksekliği

Kademe Etkinlik Derecesi Kademe Etkinlik Derecesi

• Tutulan ve serbest kalan sıvı fazlar arasında ekstrakt açısından tam bir denge oluşmamakta, bu nedenle gerçek kademe sayısı kuramsal olarak hesaplanan değerden fazla olmaktadır.

Kademe Etkinlik Derecesi=Kuramsal KS/İşlemde KS

Bu değer basit yapıdaki ekstraktörler için daima<1