Ohmik ısıtma destekli vakum distilasyon yöntemi kullanılarak alkolsüz bira üretimi
Non-alcoholic beer production using ohmic heating assisted vacuum distillation method
Yazar: ARDA AKDOĞAN
Danışman: PROF. DR. CEMALETTİN BALTACI
Gümüşhane Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2024
Konu: Gıda Mühendisliği = Food Engineering

Özet:
Bu çalışmada alkolsüz bira üretimleri ohmik ısıtma destekli vakum distilasyon sistem (ODVD) ve vakum döner distilasyon (VDD) kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Alkolsüz bira üretimi için yasal sınırlarla belirlenen alkol oranına (< %0.5 v/v) ulaşılana kadar gerçekleştirilen işlemler için her iki sistemde 100, 150 ve 200 mbar'da denemeler yapılarak gerekli işlem süreleri belirlenmiştir. Ohmik sistem için 15, 20 ve 25 V/cm voltaj gradientlerinde çalışılarak voltaj gradientinin etkisi incelenmiştir. Örneklerin aroma profili, reolojik özellikleri, antioksidan kapasite (ABTS, DPPH, FRAP, TAK), toplam fenolik madde, toplam flavonoid, renk, pH, vikinal diketon (VDK) ve acılık değeri analizleri yapılmıştır. Ohmik sistem için elektriksel iletkenlik değerleri belirlenmiş ve iki yöntem enerji tüketimi ve verimliliği açısından kıyaslanmıştır.ODVD sistemi ile hedeflenen alkol oranına VDD sistemine göre daha kısa sürelerde ulaşılmıştır. Enerji verimliliği ve tüketimi açısından ODVD sisteminin VDD sistemine göre daha avantajlı olduğu görülmüştür. Sıcaklık arttıkça elektriksel iletkenliğin lineer bir şekilde arttığı ve voltaj gradientindeki değişimin elektriksel iletkenlikteki değişim üzerine bir etkisinin olmadığı görülmüştür. Antioksidan kapasite, toplam fenolik madde, toplam flavonoid ve VDK açısından kıyaslandığında bazı durumlarda ODVD ile VDD yönteminin benzer çıktığı görülmüştür. pH bakımından örnekler arasında istatistiksel açıdan bir fark gözlemlenmezken orijinal biraya göre artışlar yaşanmıştır. Renk ve acılık değerleri göz önüne alındığında orijinal biraya göre artışların VDD sisteminde ODVD sistemine kıyasla daha fazla olduğu tespit edilmiştir. Aroma profili açısından biranın karakteristik aromasını oluşturan maddelerin büyük çoğunluğunun üretimler sonucunda uzaklaştığı tespit edilmiştir. Reolojik analiz sonuçlarına göre; Herschel-Bulkley modelinin reolojik davranışı açıklayan en uyumlu model olduğu belirlenmiştir. Çalışma kapsamında elde edilen sonuçlara göre ODVD sisteminin alkolsüz bira üretiminde kullanılabileceği görülmüştür. 

Anahtar kelimeler: Ohmik sistem, Alkolsüz bira, Enerji verimliliği, Distilasyon

Abstract:
In this study, non-alcoholic beer was produced with an ohmic heating assisted vacuum distillation system (ODVD) and vacuum rotary distillation (VDD). The process was carried out until the alcohol content reached legal limits (< 0.5% v/v). The processes were carried out at 100, 150 and 200 mbar in both systems and the required processing times were determined. The voltage gradients were examined at 15, 20 and 25 V/cm in the ohmic system. The aroma profile, rheological properties, antioxidant capacity (ABTS, DPPH, FRAP, TAK), total phenolic content, total flavonoid, colour, pH, vicinal diketone (VDK) and bitterness value of the samples were analyzed. Electrical conductivity values for the ohmic system were calculated and the two methods were compared in terms of energy consumption and efficiency. It has been seen that the ODVD system reduced the processing time required for the reaching target alcohol content. It has been observed that ODVD system is more advantageous than the VDD system in terms of energy efficiency and consumption. It has been found that electrical conductivity was increased with temperature increased and the voltage gradient has no effect on the change in electrical conductivity. When compared in terms of antioxidant capacity, total phenolic content, total flavonoid and VDK, it has been seen that ODVD and VDD methods were similar in some conditions. It has been observed that there are no differences in pH value between the samples but pH values were increased compared to the original beer. It has been determined that the colour and bitterness values were increased compared to the original beer and they were determined higher in the VDD compared to the ODVD. In terms of aroma profile, it has been determined that the major substances that form the characteristic aroma of beer were removed end of the process. According to rheological analysis results, it has been seen that the Herschel-Bulkley model was the suitable model for explaining the rheological behaviour. The results obtained within the scope of this study showed that the ODVD system can be used in the production of non-alcoholic beer.

Keywords: Ohmic system, Non-alcoholic beer, Energy efficiency, Distillation