Zeytinyağının püskürtmeli kurutma yöntemi ile mikroenkapsülasyonunun d-optimal dizayn ile optimizasyonu
Optimization with d-optimal design of microencapsulation of extra virgin olive oil by spray drying
Yazar: ÖZLÜHAN GÜNGÖR
Danışman: PROF. DR. FİGEN ERTEKİN
Ege Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2013
Konu: Gıda Mühendisliği = Food Engineering
Dizin: Kurutma yöntemleri = Drying methods ; Mikroenkapsülasyon = Microencapsulation ; Optimizasyon = Optimization ; Püskürtmeli kurutma = Spray drying ; Zeytinyağı = Olive oil

Özet:
İki aşamadan oluşan bu çalışmanın ilk aşamasında, püskürtmeli kurutma yöntemi ile mikroenkapsülasyon işleminin önemli bir basamağını oluşturan uygun emülsiyonun hazırlanması işlemi gerçekleştirilmiştir. Yağların mikroenkapsülasyonunda viskozitenin mümkün olduğunca düşük, emülsiyon kurumaddesinin olabildiğince yüksek ve bu kurumadde konsantrasyonunda mümkün olan en yüksek yağ içeriğine sahip emülsiyonun elde edilmesi öncelikli hedeftir. Emülsiyon kuru maddesi kademeli olarak %30-40-50 olarak arttırılmış ve her bir kurumadde konsantrasyonundaki yağ içeriği de kademeli olarak %30-40-50 oranında arttırılmıştır. Emülsiyon stabilitesi, viskozite ve damlacık boyutu analizleri sonuçlarına göre kurutma işleminde %40 kurumadde ve kuru madde temelinde %30 yağ içeren emülsiyon oranının kullanılmasına karar verilmiştir.Çalışmanın diğer kısmında ise kurumadde ve yağ içeriği sabitlenmiş emülsiyona uygulanacak püskürtmeli kurutma optimum işlem koşulları ?D-Optimal Dizayn Yöntemi? kullanılarak belirlenmiştir. Püskürtmeli kurutucu işlem koşulları olarak hava giriş sıcaklığı 200°C, hava akış hızı 473 l/h ve aspirasyon hızı 24m3/h ve besleme sıcaklığı 25°C olarak belirlenmiş olup, tüm denemeler boyunca sabit tutulmuştur. Kaplama materyali oranları, homojenizasyon hızı ve püskürtmeli kurutucu pompa hızı bağımsız değişken olarak belirlenmiştir. Mikroenkapsülasyon verimi ve partikül boyutu değerleri üzerine bağımsız değişkenlerin etkileri paket program (Design Expert 7.0) kullanılarak değerlendirilmiştir. %80 ile %90 arasındaki mikroenkapsülasyon verimi ve 25 µm ile 40 µm arasındaki partikül boyut dağılımı değerini birlikte sağlayan optimum püskürtmeli kurutma işlem koşulları `desirability' fonksiyonu yaklaşımı uygulanarak seçilmiştir. Buna göre kaplama materyallerinden maltodekstrin oranı %92,746, peynir altı suyu proteinin oranı %7,254, pompa hızı %21,85 ve homojenizasyon hızı 17480,00 rpm olarak belirlenmiştir. Bu noktada yanıtlar, mikroenkapsülasyon verimi için %86,87 ve D[4,3] değeri için 25,79 µm olarak belirlenmiştir. Yapılan doğrulama denemelerinin modelden elde edilen veriler ile uyum içerisinde olduğu görülmüştür.

Abstract:
At the first stage of this study which consists of two part, the preparation of appropriate emulsion that is an important stage of microencapsulation process by spray drying was carried out. In microencapsulation of oils, viscosity of emulsion must be low, dry matter content of emulsion must be high and in this dry matter content, the emulsion must contain high oil content as possible. Dry matter of emulsion was increased gradually %30-40-50. Olive oil concentration of in all dry matter contents was also increased gradually %30-40-50. Emulsion stability, viscosity and droplet size analysis was carried out all prepared emulsions. As a result it was decided to use the emulsion containing 40% dry matter and 30% olive oil content in dry matter for microencapsulation precess by spray drying.In the second part of this study, after that determination of dry matter and olive oil content of emulsion, optimum process conditions of spray drying for microencapsulation were determined using `D-Optimal Design Method?. For spray drying conditions, air inlet temperature of 200°C, air flow rate of 473 l/h aspiration rate of 24 m3/h and feed temperature of 25°C were determined and were kept constant throughout the experiments. The ratio of coating material, homogenization rate and pump rate of spray drier was chosen as independent variables. The effects of independent variables on microencapsulation efficiency and partical size were evaluated using the packaged program (Design Expert 7.0). Applying desirability function method, optimum spray drying conditions targeting microencapsulation efficiency values between 80% - 90% and partical size values between 25 µm - 40 µm were determined. Optimum process conditions for maltodextrin ratio of 92,746%, whey protein isolate of 7,254%, pump rate of 21,85% and homogenization rate of 17480,00 rpm was determined. At this point, responses for microencapsulation efficiency of 86,87% and D[4,3] value of 25,79 µm were determined. The verification experiments were in good agreement with data obtained from the model.