Tam yağlı süt tozu üretiminin ekserjetik açıdan değerlendirilmesi
Exergetic performance assessment of whole milk powder production
Yazar: ESMANUR UÇAL
Danışman: DOÇ. DR. ZAFER ERBAY
Adana Alparslan Türkeş Bilim Ve Teknoloji Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2020
Konu: Gıda Mühendisliği = Food Engineering

Özet:
Doğal kaynakların bilinçsizce kullanımı, çevre kirliliği, üretim ve tüketimin giderek artması gibi birçok faktör enerji kaynaklarının tükenmesine neden olmaktadır. Pek çok sektörde olduğu gibi, gıda üretim sektöründe de enerji, büyük oranda fosil yakıtlarından sağlamaktadır ve fosil yakıtların tükeniyor olması gerçeği enerji planlaması açısından oldukça önemlidir. Bu çalışmada gıda üretim sektöründe yoğun enerjinin harcandığı bir kurutma prosesi olan tam yağlı süt tozu üretimi incelenmiştir. Tam yağlı süttozu üretiminin kümülatif enerji ve ekserji kullanımı ile karbondioksit emisyon değerleri hesaplanarak ekserjetik açıdan değerlendirilmiştir. Çalışmada tam yağlı süttozu üretiminde, tarladan sofraya bakış açısıyla hayvanın tarlada yemlenmesinden başlayıp, nihai ürünün paketli olarak eldesine kadar olan tüm süreç değerlendirilmiştir. Tam yağlı süt tozu üretiminde, 1 ton tam yağlı süt tozu üretmek için toplamda 36789,27 MJ kümülatif enerji ve 86080,76 MJ kümülatif ekserji kullanımının gerektiği, üretim sürecinde 2306,2 kg toplam karbondioksit emisyonunun oluştuğu hesaplanmıştır.   Çiğ süt üretimi kümülatif enerji kullanımının %70,6'sını, kümülatif ekserji kullanımının %85,3'ü, kümülatif karbondioksit emisyonu kullanımının %72,1'i oluşturarak toplamda en fazla enerjinin harcandığı süreçtir. Ayrıca çiğ süt üretimine giren enerjinin büyük kısmı yenilenebilir kaynaklardan yani hayvana beslenen bitkilerden gelir. Çiğ süt üretiminde kaybolan ekserjinin süt, gübre gibi faydalı ürünlere dönüşerek süreci yenilenebilir bir hale getirmektedir.  Süttozu üretim sürecinde en fazla enerji harcayan makineler sırasıyla püskürtmeli kurutucu, evaporatör ve pastörizatördür. Püskürtmeli kurutucu %51oranı ile en fazla enerji kullanımı, en 
fazla  ekserji yıkımının ve en fazla karbondioksit emisyonu kullanımının olduğu prosestir. Bu çalışma ile  kurutma işlemi gibi yoğun enerji kullanımının gerçekleştiği gıda işleme proseslerinde deneysel olarak sonuç elde etmenin güç olduğu, daha genel fotoğrafın önem taşıdığı durumlarda, kümülatif enerji-ekserji analiz teknikleri daha anlamlıdır. Özellikle günlük beslenmede önemli bir yeri olan süt ve süt ürünleri işleyen fabrikalar için  sürdürülebilir enerji kullanımı kümülatif enerji-ekserji analizleri ile sağlamak daha mümkündür.

Abstract:
Many factors such as unconscious usage of natural resources, environmental pollution, increasing production and consumption cause the depletion of energy resources. As in many industries, energy in the food production sector is largely due to fossil fuels and depletion of fossil fuels is very important for energy planning. In this study, the production of whole milk powder, which is a drying process where intense energy is spent, has been investigated in the food production sector. Usage of cumulative energy and exergy in all milk powder production were calculated exergetics by carbon dioxide emission values. In this study, the whole process of producing milk powder from farm to fork is evaluated. In the production of milk powder, it has been calculated total of 36789.27 MJ cumulative energy, 86080,76 MJ cumulative exergy and 2306,2 kg carbon dioxide emission is generated to produce 1 ton of whole milk powder. Raw milk production constitutes 70.6% of cumulative energy utilization, 85.3% of cumulative exergy utilization, and 72.1% of cumulative carbon dioxide emission utilization, and the process where the most energy is spent in total. In addition, most of the energy that enters raw milk production comes from renewable sources, namely plants that feed on animals. The exergy lost in raw milk production turns into useful products such as milk and fertilizer, making the process renewable. The machines that use the most energy during the milk powder production are respectively spray dryers, evaporators and pasteurizers. Spray dryer is the process with the highest energy use, the highest exergy destruction and the highest carbon dioxide emission usage with a rate of 51%. With this study, cumulative energy-exergy analysis techniques are more meaningful when it is difficult to obtain experimental results in food processing processes such as drying process, where intense energy use takes place and  
more general photography is important. It is more possible to provide sustainable energy use with cumulative energy-exergy analysis for factories processing milk and dairy products, which have an important place especially in daily nutrition.