Gıda İşleme Teknolojileri

Koruma yöntemleri:

Gıdaların saklanması için geçici veya kalıcı koruma yöntemleri uygulanır. Soğuk ile muamele, nemlenme ve hava temasının kesilmesi geçici yöntemlerden birkaçıdır. Nemlenmeyi önlemek gıdaların kendi içerisinde bulunan mikroorganizmaların veya dışarıdan gelebilecek bulaşmaların artmasını önlenmesini geciktirir. Nemlenme sonrasında gıdaların su aktivitesi artacak ve mikroorganizmaların üremesinin yanı sıra birçok kimyasal tepkimelerin oluşmasını da hızlandıracaktır.  

Su aktivitesinin gıdalar üzerinde meydana gelebilecek kimyasal tepkimeler ve mikrobiyal değişimlerini önemli ölçüde etkilemektedir. Bu yüzden gıdalar kendi su aktivitelerinde saklanmak zorundadır. Hava ile temas bir çok gıda maddesinde oksitlenmeyi gerçekleştirir. Yağların acıma tepkimesi hava ile oksitlenme sonucu oluşur.

Isıyla İşleme: Isıyla işleme kurutma, sterilizasyon ve buharlaştırma işlemlerini kapsar. Sterilizasyon işleminde gıdaların içeriğinde bulunan tüm mikroorganizmaların öldürülmesi sağlanır. Kurutma işlemi bir çok değişik şekilde yapılır; bunlar, güneşte kurutma, dondurarak kurutma, püskürterek yüksek sıcakta kurutma, kapalı mekanda kurutma gibi. Kurutma işleminde, gıdaların nem oranları düşürülerek su aktiviteleri ve gıdaların bozulmasına neden olan mikroorganizmaların üremesi ile gıdaların kimyasal bileşiminde arzu edilmeyen değişmelere neden olabilecek enzimlerin aktiviteleri azaltılır. Kurutulmuş gıdalar çok uzun süre saklanabildikleri gibi taşımaları da ekonomik olarak azaltılmış olur. Buharlaştırma bir sıvı hammaddeden belirli bir miktarda suyun buharlaştırılarak ayrılmasıdır. Buharlaştırma işleminin temel amacı kalıcı koruma sağlamaktır. 

Soğukta İşleme: Isıl işlemler ile mikroorganizmaların ölümü sağlanırken soğutma işleminde yalnızca yaşamsal faaliyetleri kısıtlanır, ayrıca kimyasal tepkimelerde önlenmiş olur. Isıyla işleme ürünlerin stabilizasyonunu ve üretim sonrasında özel önlemler alınmadan korunmasını sağlarken, soğutma işlemlerinin zamanla ilgili sınırı yoktur. Soğuk zinciri; halkaları, fabrika, taşıma araçları, hangarlar, odalar veya dolaplar ve nihai tüketicinin evindeki dondurucular veya buzdolaplarından oluşur. Ürünün kalitesi büyük ölçüde bu zincirin sürekliliği konusunda gösterilen özene bağlıdır. İhmal veya arıza sonucunda sıcaklığın yükselmesi geri dönüşü olmayan bir bozulmaya yol açar.

Fermantasyon ile koruma: Gıdalar mikroorganizmalar yardımı ile de korunabilirler. Fermantasyon karbonhidratların mikroorganizmalar veya enzimler aracılığı ile bozulması olarak tanımlanır. Alkol fermantasyonunda glikoz etanola dönüşür. Alkollü içeceklerin kalitesi içerisindeki alkole bağlıdır. Ortamda havalı mikroorganizmaların varlığı asetik asit fermantasyonunu gerçekleştirir. Turşu buna en iyi örnektir. Havasız ortamda etanol fermantasyonunu gerçekleştiren Saccaromayces cere cerevisea, havalı ortamda etanolu asetik aside dönüştürür. Alkol ortamında koruma oksidasyon-redaksiyon potansiyelini değiştirdiği için mikroorganizmaların yaşamını da etkiler. Aynı şekilde asetik asidin bulunması ortam pH değerin düşürecek ve mikroorganizmalar için gerekli olan optimum değerin altında olacaktır, bu da mikroorganizmaların varlığını etkileyecektir.

Katkı maddeleri: Katkı maddeleri gıdaların organoleptik kalitesini yükseltmek veya üretimini kolaylaştırmak için kullanılırlar.

Gıdaların İşlenmesi:

Bazı gıda ürünleri, fabrikalarda tam bir dönüşüme uğramadan, sadece pazarlamasını kolaylaştırmak için, satışa uygun hale getirilmek üzere işlemlerden geçirilir. Bunlara örnek olarak yumurtalar, meyveler veya sebzeler gösterilebilir. Buna karşılık birçok başka ürün gerek fiziksel (öğütme, kurutma, soğutma veya ısıtma gibi yöntemlerle), gerek kimyasal (şeker, sitrik asit ve değişik katkı maddelerinin ilavesi ile), gerek en gelişmiş hali mayalama olan biyolojik işlemlerden geçirilerek dönüşüme uğratılır. Fabrikalarda gerçekleşen sinai süreçler, bu temel işlemlerden birinin veya birçoğunun birlikte uygulanmasına dayanır.

Bir çok gıda maddesinin işlenme süreci aynıdır. Bu işlem süreci:

·         Ürünlerin toplanması

·         Depolama

·         Ürünlerin işlenmesi

·         Ambalajlama ve satışa hazır hale getirme

·         Dağıtım

Tüm hayvansal veya bitkisel gıdalar benzer işlem aşamalarından geçer. Gıdalar hasattan sonra ya hemen işlenir yada uygun şartlarda depolanarak daha sonra işlenir. Ürünler işlendikten sonra satışa hazır hale getirilmesi için ambalajlanır. Ambalajlama işlemi kirlenmeyi ve bulaşmayı önlemesinin yanı sıra tat ve kokusunun daha uzun süre kalıcılığını ve raf ömrünü arttırır. Ambalajlanan ürünlerin tüketiciye ulaşması için bir dağıtım ağının oluşması gerekir. Yine dağıtım esnasında uygun alet ve ekipmanların kullanılması gıdaların daha uzun ömürlü olması açısından zorunludur.

Gıda Sanayi İşlemleri

Gıda endüstrisindeki işlemler sıvıların akışı, ısı iletimi, kurutma, buharlaştırma, temas-denge ayırma işlemleri (ekstraksiyon, kristalizasyon, damıtma ve gaz absorpsiyonu), mekanik ayırma işlemleri (süzme, santrifüj etme, çöktürme ve eleme), kırma, öğütme ve paçal yapmadır. Gıda işleme mühendisliğinin temelinde yer alan konular ise kütle ve enerjinin korunumu ile akışkanlar mekaniğidir.

Gıda endüstrisi gıda mühendisliği ve biliminin uygulamalarının bulunduğu; üretim, işleme, paketleme, dağıtım ve kullanımlarının yer aldığı bir bütündür.

Üretim ve işleme esnalarında bir veya birden fazla fiziksel, kimyasal veya her ikisinin bulunduğu çalışmalar yer alır. Bu çalışmalarda gıdalar durgun halde veya hareket halinde iken basınç, kütle dengesi, enerji dengesi, viskozite, sürtünme, enerji kayıpları, hız ölçümü, pompalama gibi fiziki kurallar veya birçok kimyasal tepkimenin yer aldığı işlemler gerçekleştirilir.

Gıda endüstrisinde üretim planlamasının, kontrolünün ve maliyetlendirmelerinin yapılabilmesi için işlemler esnasında kütle ve enerji dengelerinin hesaplanmaları gerekir. Madde ve enerji kayıpları bu hesaplamalar ile ortaya çıkar ve işletme maliyetlerine etkileri bu denklikler ile hesaplanabilir. Bu bölümde örnek birkaç işlem ve bu işlemlerin denklikleri ile performanslara etki edebilecek olan makine verimlilikleri basit hesaplamalar ile verilecektir.