Gıdaların Ozmotik Kurutulmasında Uygulanan Yeni TekniklerinEnerji Verimliliği Bakımından Değerlendirilmesi

Özet
Gıda sanayinde uygulanan hemen tüm işlemlerde enerji kullanımı ya da dönüşümü söz konusudur. Gıdaların kurutulması
yoğun enerji kullanımının gerçekleştiği gıda işleme yöntemlerinden biridir. Ozmotik kurutma hipertonik bir sıvı (şurup vb.)
içerisine daldırılan gıda maddesinin içerdiği nemin kısmen uzaklaştırılması ilkesine dayanan bir kurutma yöntemidir. Ozmotik
kurutmada işlem süresi uzundur. İşlem süresini kısaltmak amacıyla yeni bazı tekniklerin kurutma işlemi sırasında ya da
öncesinde uygulanabilirliği konusunda çalışmaların arttığı görülmektedir. Ozmotik kurutma ile kombine uygulanan bu
tekniklerin başlıcaları ultrason, vurgulu elektrik alan, ohmik ısıtma ve vakum uygulamasıdır. Ozmotik kurutma ürün kalitesini
iyileştirmenin yanı sıra gıdaların kurutulmasında enerji sarfiyatını da azaltmaktadır. Ozmotik kurutma öncesi ya da ozmotik
kurutma ile kombine halde uygulanan bu teknikler hücre zarında gözenek oluşumunu artırmaktadır. Dolayısıyla katı kazancı
ve su kaybı daha hızlı gerçekleşmektedir. Tüm bunlara bağlı olarak kurutma süresinin daha kısa ve işlem süresince harcanan
enerjinin daha az olduğu ortaya konmuştur. Bu çalışmada gıdalara uygulanan ozmotik kurutmanın yeni tekniklerle kombine
halde uygulanmasının enerji tüketimi ve verimliliği üzerine etkilerini konu alan çalışmalar derlenmiştir.
Anahtar Kelimeler: Ozmotik kurutma, enerji, yeni teknikler
Evaluation of New Technologies Applied in Osmotic Dehydration of
Foods in Terms of Energy Efficiency
Abstract
In almost all process applied in food industry utilization or conversion of energy is found . Drying of food is one of the food
processing techniques in which intensive energy usage exists. Osmotic dehydration is a drying method that depends on the
principle of partially removing of moisture found in food product, which submerged into hypertonic liquid. In osmotic
dehydration the processing time is long. With the purpose of reduction in processing time the researches about applicability of
some new techniques during or before process have been increased. The main techniques, which are applied combined with
osmotic dehydration, are ultrasound, pulsed electrical field, ohmic heating and vacuum application. Besides the high quality
product, osmotic dehydration decreases energy consumption in food drying. In new techniques that are applied before or with
the combination of osmotic dehydration increase pore formation in cell membrane structure, thus it contributes to occurrence
of water loss and solid gain. Depending on all of these circumstances, it was proved that dehydration time and energy
consumption is less than osmotic dehydration without new techniques. This review deals with energy consumption and
efficiency issues of application combined new technologies with osmotic dehydration.
Keywords: osmotic dehydration, energy, new technologies
Teknolojik Araştırmalar: GTED 2011 (6) 41-48 Gıdaların Ozmotik Kurutulmasında Uygulanan Yeni Tekniklerin Enerji Verimliliği
42

1. GİRİŞ
   Sıcak hava ile kurutma işlemleri endüstride en fazla enerji tüketen işlemlerden biri olarak bilinmektedir.
   Kurutma için harcanan enerjinin toplam endüstriyel enerji tüketimindeki payı genellikle %10-25 arasında
   değişmektedir. Bu oran kağıt endüstrisinde %35’e, tekstil endüstrisinde %50’ye kadar çıkabilmektedir.
   Gıda endüstrisinde ise ürün çeşitliliği, gıda üreticilerinin çok fazla olması ve gıda yan ürünlerinin yakıt
   kaynağı olarak kullanılması gibi nedenlerle kurutma için harcanan enerji oranının tahmin edilmesi
   oldukça güçtür [1].
   Gıda işlemede kullanılmakta olan teknolojilere alternatif olarak yeni gıda işleme teknolojileri
   geliştirilirken, ürün kalitesinin iyileştirilmesi, katkı maddesi kullanımının azaltılması, mikrobiyal açıdan
   daha güvenli gıda üretimini hedeflemenin yanı sıra zaman ve enerji tasarrufunun da sağlanması
   amaçlanmaktadır [2; 3]. Tüm bu amaçlara hizmet eden modifiye veya yeni teknikler gıdaların
   işlenmesinde geleneksel yöntemlerin yerini almaya başlamıştır [4].
   Yüksek oranda su (%75-95) içeren gıdalarda (meyve, sebze gibi) mikrobiyal ve kimyasal bozulmaların
   önlenebilmesi ve raf ömrünün artırılabilmesi için uygulanan en yaygın ve en eski yöntemlerden biri
   üründeki suyun önemli bir kısmının uzaklaştırılması yani gıdaların kurutulmasıdır. Kurutma ile gıdaların
   dayanıklılığının artırılması yanında belirli bölgelerde yetiştirilebilen ve dayanma süresi kısa olan meyve
   ve sebze gibi gıdaların üretiminin yapılmadığı diğer bölgelerde tüketiciye sunulabilmesi mümkün
   olmaktadır. Kurutma ile üründe meydana gelen ağırlık ve hacim azalmasından kaynaklanan taşıma,
   depolama ve paketleme maliyetlerindeki azalmalar, kurutma uygulamasının avantajları arasında yer
   almaktadır. Ancak endüstride özellikle sıcak hava ile geleneksel teknikler kullanılarak kurutulmuş
   ürünlerin kalite özelliklerinde (renk, doku, lezzet vb.) meydana gelen kayıplar kurutma yöntemleri
   üzerine çok sayıda araştırma yapılmasına neden olmuştur [5].
   Kalite özelliklerindeki kayıpların azaltılması ve maliyetin düşürülmesi amacıyla geleneksel olarak
   güneşte ve sıcak hava akımında kurutma tekniklerine alternatif olabilecek yeni farklı yöntemler üzerine
   pek çok çalışma yapılmıştır [2; 4; 5]. Bu yöntemler arasında üzerinde en çok çalışma yapılanlar;
   mikrodalga ve kızılötesi dalga kullanımı ve ozmotik kurutmadır. Ozmotik kurutma, hipertonik bir sıvı
   içerisine daldırılan gıda maddesinin içerdiği suyun kısmen uzaklaştırılması işlemi olarak
   tanımlanmaktadır [4; 6; 7]. İşlem sıcaklığının düşük olması sayesinde duyusal özellikleri daha üstün ve
   besin değeri daha yüksek kurutulmuş gıda üretimi mümkün olabilmektedir. Ayrıca ozmotik kurutma,
   konvektif kurutma ve dondurarak kurutmaya göre daha düşük enerji gereksinimi olan bir işlem olarak
   kabul edilmektedir [4; 5]. Ancak ozmotik kurutmada işlem süresi uzundur. İşlem süresinin kısaltılması
   amacıyla ozmotik kurutma öncesinde ya da ozmotik kurutmayla kombine halde uygulanabilecek yeni
   tekniklerin geliştirilmesi üzerine yapılan çalışmaların giderek arttığı görülmektedir. Ultrason, vurgulu
   elektrik alan, ohmik ısıtma ve vakum uygulamasının ozmotik kurutma ile kombine edilmesi, üzerinde en
   çok çalışılan yeni teknikler olarak dikkati çekmektedir [3].
   Birçok kaynakta bir cisim ya da sistemin iş yapabilme yeteneği olarak tanımlanan enerji toplumsal
   gelişme ve ekonomik kalkınma için özellikle gelişmekte olan ülkeler açısından oldukça önemlidir. Enerji
   verimliği ise insanların yaşam düzeyinde, refah seviyelerinde, hizmet kalitelerinde, üretim miktarında ve
   kalitesinde azalma yaratmaksızın enerji tüketiminin düşürülmesi olarak tanımlanmaktadır [8; 9].
   Enerji yoğunluğundaki değişime göre kirli ve temiz sektörlerden söz edilmektedir. Kirli endüstriler temiz
   endüstrilere göre daha yoğun sermaye ve enerji kullanmaktadır. Temiz endüstriler ise daha emek yoğun
   olanlardır. Türkiye imalat sanayindeki kirli ve temiz sektörlere bakıldığında şekerleme, kakao, çikolata
   vb. maddeler endüstrisi en temiz sektörler arasında yer almaktadır [10].
   Birçok alanda olduğu gibi gıda sanayinde de üretim, taşıma, depolama aşamalarında enerji
   tüketilmektedir. Türkiye İstatistik Kurumu (TÜİK) verilerine göre 1996-2001 yılları arasında gıda
   Eroğlu, E., Yıldız, H., Teknolojik Araştırmalar: GTED 2011 (6) 41-48
   43
   sanayinde tüketilen enerjinin toplam sanayi tüketimine oranı %7,5-8,7 arasında değişmiştir. Enerji
   harcamalarının (TL olarak) toplam enerji harcamalarına oranının ise aynı dönemde %7,7-9,4 arasında
   değiştiği görülmektedir (Tablo 1) [8, 10].
   Tablo 1. Gıda sanayinin yıllar itibariyle enerji tüketim ve enerji harcama oranları [10].
   1996 1997 1998 1999 2000 2001
   Enerji Tüketim Oranı (%) 7,5 8,0 8,7 8,6 8,1 7,8
   Enerji Harcamaları (%) 7,7 8,9 8,8 9,4 8,8 8,3
   Gıda sanayi içerisinde yer alan kurutma sektöründe yoğun bir enerji tüketimi söz konusudur. Bununla
   birlikte enerji tüketiminde azalma sağlayacak yeni tekniklerin kullanımı üzerine yapılan çalışmalar [2; 4;
   5] arasında ozmotik kurutma da yer almakta ve ozmotik kurutmanın enerji tasarrufu sağladığı
   belirtilmektedir. Ozmotik kurutmanın sağladığı %1’lik bir enerji tasarrufunun ürün maliyetinde yaklaşık
   %10 azalma sağladığını bildirmektedir. Bunun da kurutma süresi ve ısı kayıplarının azaltılması ile
   mümkün olabildiği ifade edilmektedir [11].
   Bu çalışmada ozmotik kurutma öncesinde ya da ozmotik kurutma ile birlikte uygulanan yeni tekniklerin
   (ultrason, vurgulu elektrik alan, ohmik ısıtma, vakum uygulaması) kurutma işleminin enerji verimliliği
   üzerine etkilerini inceleyen çalışmalar derlenmiştir.
2. OZMOTİK KURUTMA
   Ozmotik kurutmada aynı anda üç farklı kütle aktarımı gerçekleşerek ürün kurutulmaktadır: (i) üründen
   çözeltiye su geçişi, (ii) çözeltiden ürüne olan çözünen aktarımı, (iii) ürüne ait çözünenlerin (şekerler,
   organik asitler, vitaminler, mineraller vb.) çözeltiye özütlenmesi. Ozmotik kurutmada enerjinin gerekli
   olduğu aşamalar şunlardır: (i) ürünün ve şurubun ısıtılması, (ii) kurutma boyunca üründen uzaklaştırılan
   ve şuruba geçen suyun evaporasyonla uzaklaştırılması [1]. Ozmotik kurutmanın ürünün kalite özellikleri
   açısından (renk, tat, tekstür vb.) ve enerji verimliliği açısından önemli etkileri vardır [11].
   2.1. Kalite Üzerine Etkileri
   Ozmotik kurutma taze ürün kalitesinde minimum kayıpla suyun uzaklaştırılmasını sağlayan etkili
   metotlardan biridir. Ürün kalitesi üzerindeki bu olumlu etkinin sebebi olarak işlem sıcaklığının 30-50˚C
   gibi düşük sıcaklıkta olması gösterilmektedir. Çünkü düşük sıcaklık, ozmoz yoluyla yarı geçirgen
   hücrelerden ürüne katı madde geçişini, aynı şekilde üründen çözeltiye su çıkışını sağlayan hücre zarını
   olumsuz yönde etkilememektedir. Ayrıca işlem süresince ürün ozmotik çözelti içinde bekletildiği için
   oksijene maruz kalmamakta, antioksidan kullanımına gerek kalmamaktadır. Sıcak havada kurutma işlemi
   öncesi ozmotik kurutmanın bir ön işlem olarak uygulanması son ürün kalitesini geliştirmektedir. Çünkü
   ozmotik kurutma işlemiyle ürün oksidatif bozulmadan korunmakta, uçucu bileşen kaybı azaltılmaktadır
   [11]. Ozmotik kurutmanın en önemli dezavantajları ise üründeki bazı suda çözünür bileşenlerin ozmotik
   çözeltiye geçmesi ve ürün nem içeriğinin yeterli mikrobiyal güvenliğin sağlanamadığı belirli bir değere
   kadar düşürülebilmesidir. Bu sebeple ozmotik kurutma çoğunlukla dondurma, pastörizasyon, kurutma ve
   konserveleme gibi işlemlerden önce bir ön işlem olarak kullanılmaktadır [7].
   Enerji Verimliliği Üzerine Etkileri
   Kurutma, gıda sanayinde enerjinin çok yoğun bir şekilde kullanıldığı işlemlerden biridir. Sıcak hava ile
   kurutmada üründen nemin uzaklaştırılması işlemi, bir faz değişikliği (suyun buharlaştırılması) yoluyla
   Teknolojik Araştırmalar: GTED 2011 (6) 41-48 Gıdaların Ozmotik Kurutulmasında Uygulanan Yeni Tekniklerin Enerji Verimliliği
   44
   gerçekleştiği için yüksek miktarda enerji tüketimi gerekmektedir. Buna karşılık ozmotik kurutmada
   herhangi bir faz değişikliği söz konusu değildir. Dolayısıyla tüketilen enerji sıcak hava ile kurutma
   yöntemine göre daha düşük düzeydedir [7]. Ozmotik kurutma işleminde ürün içerisindeki suyun
   buharlaştırma işlemi yapılmaksızın hipertonik çözeltiye geçişi sağlanmaktadır. Bu işlem için herhangi bir
   enerji gereksinimi duyulmadığı gibi ozmotik kurutmayla ürün nem içeriğinin başlangıçtaki nem içeriğine
   göre %30-50 düşürülmesi mümkün olmaktadır [11].
   Ozmotik kurutmada kullanılan hipetonik çözeltinin ozmotik ajan konsantrasyonu giderek düşmektedir.
   Hipertonik çözeltinin tekrar konsantre edilmesi genellikle evaporasyon yoluyla gerçekleştirilmektedir.
   Ozmotik kurutmada en yoğun enerji kullanımı bu aşamada gerçekleşmektedir. Yapılan bir çalışmada
   elmaların ozmotik kurutulmasında seyreltik çözeltinin evaporasyon yoluyla konsantre edilmesinde çok
   etkili evaporatör kullanılmadığı sürece enerji tüketimi kg başına 2500 kJ olarak belirtilmiştir. Buna
   karşılık aynı işlemde elmaların 20-40˚C sıcaklıkta 7,6 kg/kg kuru baz’dan 4,0 kg/kg kuru baz’a kadar
   ozmotik kurutulması sırasında kurutma işlemi boyunca harcanan enerjinin ise sadece 100-500 kJ arasında
   değişim gösterdiği belirtilmiştir [1].
   Konvektif kurutma öncesinde ozmotik kurutma uygulanması, kurutmada harcanan toplam enerji miktarını
   azaltmaktadır. Bu konuda yapılan bir çalışmada ozmotik yöntemle ön kurutma yapılmış elmaların
   konvektif yöntemle belli bir kuru madde içeriğine kadar kurutulmasında kurutma süresinin, ozmotik ön
   işlem görmeden kurutulan elmalara göre %10-15 oranında daha kısa olduğu gözlenmiştir [1]. 2002’de
   yapılan bir araştırmada taze kızılcığın kurutulmasında 300 dakikalık ozmotik kurutma ardından yaklaşık
   50-60 dak. konvektif kurutma işlemi uygulanmıştır. Aynı hammaddenin yalnızca titreşimli akışkan yatak
   kurutucuda konvektif yöntemle kurutulması için harcanan zaman ise 180 dak. olarak belirlenmiştir. Taze
   kızılcıkların %87,4 olan başlangıç nem içeriği, ozmotik ön kurutma sonrasında %50’ye düşürülmüştür.
   Dolayısıyla ürünün başlangıç neminin yaklaşık %75’i ozmotik kurutma ile uzaklaştırılmıştır. Toplam
   kurutma süresi ozmotik ön kurutma yapılmış örneklerde daha uzun olmasına karşılık, ozmotik ön
   kurutmada, konvektif kurutmadaki gibi ısıtma yapılmadığı için, titreşimli akışkan yatak kurutucuya göre
   toplamda 2150 kJ/kg’lık bir enerji tasarrufu sağlanmıştır [12].
   Son yıllarda ozmotik kurutmada kütle transferini hızlandıracak ısıl veya ısıl olmayan (ohmik ısıtma,
   ultrason, vurgulu elektrik alan ve vakum uygulaması gibi) yeni yöntemler üzerine çalışmaların yapıldığı
   görülmektedir [3]. Kütle transferinin hızlandırılması, bu tekniklerin uygulanmasına bağlı olarak hücre
   zarında gözenek oluşumunun ya da gözenek büyüklüğünün artırılmasıyla sağlanmaktadır [11; 12]. Bu
   teknikler ozmotik kurutma öncesinde ya da ozmotik kurutma ile kombine halde uygulanabilmektedir.
3. OZMOTİK KURUTMA İLE KOMBİNE EDİLEN YENİ TEKNİKLER
   3.1. Ultrason Uygulaması
   Ultrason, insanların işitebildiği 20kHz frekansın üzerindeki ses dalgaları tarafından üretilen bir enerji
   biçimidir [13]. Ultrason tekniği gıda endüstrisinde uygulama alanı bulan yeni bir tekniktir. Ozmotik
   kurutma öncesi veya ozmotik kurutma ile kombine halde uygulanan ultrason işleminde ultrasonik
   dalgalar çok hızlı alternatif basınç ve genleşmeye neden olarak “sünger etkisi” olarak adlandırılan etkinin
   oluşmasını sağlayarak gıda içinde mikroskobik kanallar oluşumuyla nemin daha kolay uzaklaştırılmasına
   neden olmaktadır. Oluşturduğu kavitasyon etkisi ile bağlı suyun uzaklaştırılmasına da yardımcı
   olabilmektedir. Ürün üzerindeki gözenekler ultrasonik dalgalarla deformasyona uğrayarak kütle
   transferini artırmaktadır. Böylece işlem süresi kısalmakta, enerji tasarrufu sağlanmaktadır. Bu nedenle
   ultrason uygulaması ozmotik kurutmada işlem etkinliğini artırması, enerji ve zamandan tasarruf sağlaması
   nedeniyle tercih edilebilecek metotlardan birisidir [14; 15].
   Yapılan bir çalışmada 1 kg muz için ultrasonik ön işlem ve sıcak havada kurutma kombinasyonu ile
   ozmotik kurutma ve sıcak havada kurutma yöntemleri arasında kıyaslama yapılmıştır. Ultrasonik ön işlem
   Eroğlu, E., Yıldız, H., Teknolojik Araştırmalar: GTED 2011 (6) 41-48
   45
   dakikada 30 kJ enerji harcarken, ozmotik ön işlem dakikada 36 kJ enerji harcamıştır. Ultrasonik ön işlem
   ve sıcak havada kurutma kombinasyonu 44100 kJ enerji tüketirken yine ozmotik kurutma ile sıcak havada
   kurutma kombinasyonu 45456 kJ enerji tüketmiştir. Çalışmanın yapıldığı dönemde ve yerde (2006,
   Aralık, Brezilya) elektrik için harcanan enerji birim maliyetinin 0,253 $/kWh olduğu dikkate alındığında
   enerji maliyetinin ultrasonik ön işlemle kurutulan örnekler için kg başına 3,10 $, ozmotik ön işlemle
   kurutulanlar için kg başına 3,19 $ olduğu hesaplanmıştır. Herhangi bir ön işlem uygulanmadan yapılan
   sıcak havada kurutma işlemi için ise kg başına 3,54 $ olarak hesaplanmıştır. Çalışmada görüldüğü gibi
   her iki ön işlem uygulaması da (ultrason uygulaması %12,4; ozmotik ön işlem %9,9) kurutma maliyetini
   azaltmaya yardımcı olmaktadır [15].
   3.2. Vurgulu Elektrik Alan Uygulaması
   Vurgulu elektrik alan (pulsed electric field, PEF) uygulaması, bir seri elektrot arasına yerleştirilen gıda
   maddesine µs-ms düzeyinde değişen sürelerde elektrik vurguları uygulanması prensibine dayanmaktadır
   [16]. Vurgulu elektrik alan uygulamalarında işlem parametreleri çok geniş bir aralığa sahiptir. 2,5–43 kV
   arasında bir elektriksel gerilim verilerek, 0,6–100 kV/cm elektriksel alan oluşturulmaktadır. Elektrotlar
   arası mesafe 3-77 mm, puls (vurgu) genişliği (bir pulsun süresi) 1 μs–10 ms, puls sayısı 1–120, frekans
   0,2–50 Hz, arasında değişebilmektedir [17]. İşlemin etkinliği, uygulama süresi, vurgu şiddeti ve sıklığı,
   uygulama sıcaklığı ve gıdanın yapısına bağlıdır [18].
   PEF uygulaması renk, besin değeri ve lezzette çok az kayba neden olmakta ve taze ürünün kalite
   özelliklerine yakın, en az işlem görmüş ürün elde edilebilmesini sağlamaktadır. Ortam sıcaklığında veya
   kontrollü sıcaklıkta uygulanabildiği için ısıtmadan kaynaklanan enerji kayıpları minimize
   edilebilmektedir. Bir gıda maddesine PEF uygulandığında ürünün yalıtkanlığı bozulmakta, hücre zarında
   deformasyon, gözenek çapında artış meydana gelmekte ve yeni gözenekler oluşmaktadır. Bunlara bağlı
   olarak çözünen madde geçişi artmaktadır. PEF uygulaması mikrosaniyeler ile ifade edilebilecek düzeyde
   kısa süreler uygulanmasına rağmen oluşan gözenekler hücre zarından kütle transferini arttırdığı için enerji
   kaybını azaltmaktadır [19].

2005 yılında yapılan bir çalışmada, 25˚C sıcaklıkta, %44,5’lik sakkaroz çözeltisinde vurgulu elektrik alan
ile kombine halde gerçekleştirilen ozmotik kurutma işleminde optimum şartlar 0,90 kV/cm elektriksel
alan, 750 puls sayısı ve 100 μs işlem süresi olarak belirlenmiş ve sistemin enerji verimliliği incelenmiştir.
Elmanın dokusal özellikleri üzerine yapılan bu çalışmada, puls sayısı 100’den 750’ye çıkarıldığında
üründeki su kaybının %40 civarında olduğu, 750’den 1000’e çıkartıldığında ise kayıp oranındaki artışın
sadece %2 olduğu görülmektedir. 750 puls sayısı ve 100 μs süresince vurgulu elektrik alan
uygulamasında 13,5 kJ/kg enerji harcanırken, aynı durumda 1000 puls sayısı için harcanan enerji 21 kJ/kg
olarak gözlenmiştir. 1000 puls uygulamasında, üründeki su kaybı oranının yanında işlemin enerji
verimliliğinin de düştüğü vurgulanmıştır [20].

3.3. Ohmik Isıtma Uygulaması
Ohmik ısıtma uygulaması gıda maddesinin ısıtılması veya mikroorganizmaların öldürülmesi amacıyla iki
elektrot arasına yerleştirilen gıda maddesi içerisinden kesikli veya sürekli sistemle doğru ya da alternatif
akım geçirilmesi tekniğidir. [21, 22]. Ohmik ısıtmada gıdalar içindeki elektrokimyasal reaksiyonların
oluşumunun en az olduğu bölge olan düşük frekanstaki (50 veya 60 Hz) alternatif akım aralığında [23] ve
genellikle 20-80 V/cm voltaj gradyanında çalışılmaktadır [24]. Bu yöntem hızlı ve kararlı ısıtma sağlayan
alternatif bir ısıtma işlemidir [25]. Gıda maddesinin elektrik akımına karşı göstermiş olduğu direnç, gıda
içerisinde ısı jenerasyonuna (üretilmesine) yol açmaktadır. Başka bir deyişle elektrik enerjisi ısı enerjisine
dönüşmektedir. Oluşan homojen ısı jenerasyonu özellikle sıvı gıdalarda homojen bir sıcaklık dağılımı
sağlamaktadır [26].
Teknolojik Araştırmalar: GTED 2011 (6) 41-48 Gıdaların Ozmotik Kurutulmasında Uygulanan Yeni Tekniklerin Enerji Verimliliği
46
Ohmik ısıtma, gıda maddelerinde elektroporasyon (elektroplazmoliz) etkisiyle ekstraksiyonda işlem
etkinliğini arttırıp işlem süresini kısaltarak enerji tasarrufu sağlamaktadır. İşlem süresinin kısalması enerji
verimliliği açısından oldukça önemlidir. Diğer yandan ekstraksiyon işlemlerinde gerçekleştirilen ohmik
ısıtmada uygulanan elektrik alan, vurgulu elektrik alan uygulamasındakine oranla daha düşüktür. Buna
bağlı olarak ohmik ısıtmada kullanılan ekipmanlar vurgulu elektrik alan uygulamasındakine göre daha
basitleştirilmiştir. Bu durum dolaylı da olsa enerji verimliliği açısından önem taşımaktadır [27].
3.4. Vakum Uygulaması
Ozmotik kurutma genellikle atmosferik basınçta uygulanmaktadır. Bununla birlikte yapılan araştırmalar
ozmotik kurutma işlemi başlangıcında kısa bir süre de olsa vakum uygulanması durumunda katı kazancı
ve su kaybı gibi kütle transfer oranlarının atmosferik basınçta gerçekleştirilen ozmotik kurutma
işlemindekine oranla arttığını göstermiştir [28; 29; 30]. Vakum uygulaması ozmotik kurutma öncesinde
uygulandığı gibi ozmotik kurutma sırasında da uygulanabilmektedir. Ozmotik kurutma ve vakum
uygulaması kombinasyonunda kurutulacak gıda çözelti içerisine koyulduktan sonra önce kısa bir süre
vakum altında bekletilmekte daha sonra kurutma işlemi atmosferik basınçta devam ettirilmektedir. Bu
sayede hidrodinamik mekanizma yoluyla ozmotik sıvının gözeneklerden ürüne geçişi hızlandırılmaktadır
[31]. Ayrıca basıncın düşürülmesiyle bir genleşme meydana gelmekte ve gözeneklerden gaz çıkışı
önlenmektedir. Böylece gözenekler sadece ozmotik çözelti etkisi altında kalmakta ve kütle transfer hızı
artmaktadır. Kütle transfer hızının artmasıyla kurutma süresi kısalmakta dolayısıyla enerji tüketimi
azalmaktadır.
Bunların yanı sıra vakum işleminin kullanıldığı uygulamalarda atmosferik basınçta gerçekleştirilen
kurutma işlemine kıyasla işlem sıcaklığı daha düşüktür. Bu da elde edilen ürünlerin renk, tekstür ve lezzet
gibi kalite özelliklerinin geleneksel yöntemlerle atmosferik basınç altında kurutulmuş ürünlere kıyasla
daha üstün olmasına katkı sağlamaktadır [11].

4. SONUÇ
   Ozmotik kurutma üründen çözeltiye su geçişi ve çözeltiden ürüne çözünen madde geçişi ile gerçekleşen,
   genellikle sıcak hava ile kurutma ya da dondurarak kurutma işlemleri öncesinde uygulanan bir ön
   kurutma işlemidir. Meyve ve sebzeler gibi nem içeriği yüksek gıdaların kurutulmasında %30-50 arasında
   değişen niceliklerde nem içeriğinin azaltılmasını sağlamaktadır. Ürün nem içeriğini azaltmak için
   üründeki suyun buharlaştırılması gibi bir faz değişikliği gerektirmemesi ozmotik kurutmanın enerji
   verimliliği açısından en önemli avantajıdır.
   Bununla birlikte ozmotik kurutmada kütle transferini hızlandırarak enerji tasarrufu sağlayabilecek yeni
   tekniklerin kullanımına yönelik çalışmaların yapıldığı görülmektedir. Yapılan çalışmalarda ultrason,
   vurgulu elektrik alan, ohmik ısıtma ve vakum uygulamasının ozmotik kurutmada enerji tasarrufu
   sağladığı ortaya konmuştur. Ancak ozmotik kurutma öncesinde ya da ozmotik kurutma ile kombine
   olarak kullanılabilecek bu yeni tekniklerin enerji tüketimi ve verimlilikleri üzerine çalışmaların yeterli
   olmadığı görülmekte, bu konuda daha fazla çalışma yapılması gerektiği düşünülmektedir.