Domates tozu üretiminde farklı yöntem ve işlem koşullarının toz ürün özellikleri üzerine etkisi
The effects of different method and process conditions on powder properties during tomato powder production
Yazar: MERVE ESER
Danışman: PROF. DR. FİGEN ERTEKİN
Ege Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2014
Konu: Gıda Mühendisliği = Food Engineering
Dizin: Püskürtmeli kurutma = Spray drying ; Süreç optimizasyonu = Process optimization

Özet:
Bu çalışmada püskürtmeli ve valsli kurutma yöntemleri ile salçadan domates tozu eldesi, her iki yöntem için işlem koşullarının domates tozu özellikleri üzerine etkisinin belirlenmesi ve  işlem koşullarının   optimizasyonu hedeflenmiştir. Ön denemeler ile  kurutma işleminde %5-7.5-10 kuru madde ve kuru madde temelinde %10 maltodekstrin içeren salça: maltodekstrin karışım oranının kullanılmasına karar verilmiştir. Püskürtmeli ve valsli kurutma optimum işlem koşulları 23 Faktöriyel Deneme Deseni kullanılarak belirlenmiştir. Püskürtmeli kurutucu işlem koşulları olarak hava giriş sıcaklığı 170-200°C, hava çıkış sıcaklığı 70-90˚C, atomizasyon basıncı 400 kPa ve besleme kurumadde konsantrasyonu %5-10; valsli kurutucu işlem koşulları olarak buhar basıncı 100-300 kPa, vals devir hızı 1-3 devir/dak. ve besleme kurumadde konsantrasyonu  %5-10 olarak seçilmiş, hava giriş sıcaklığı, hava çıkış sıcaklığı, buhar basıncı, vals devir hızı ve besleme kurumadde konsantrasyonu bağımsız değişkenler olarak belirlenmiştir. Kurutma sonucu likopen içeriği yüksek, ıslanabilirlik süresi düşük, dağılabilirlik değeri yüksek ve kekleşme derecesi mümkün olan en düşük toz elde edilmesi öncelikli hedef olmuştur.
Optimum işlem koşulları olarak püskürtmeli kurutucu işlemi için 200°C hava giriş sıcaklığı,  90°C hava çıkış sıcaklığı, %10 besleme kurumadde konsantrasyonu olarak, valsli kurutma işlemi için 300 kPa buhar basıncı, 1 devir/dak vals devir hızı,  %5 besleme kurumadde konsantrasyonu olarak belirlenmiştir. Püskürtülerek kurutulmuş domates tozu  için likopen içeriği 1.818 mg/g domates tozu, kekleşme derecesi  % 6.79, dağılabilirliği %85.04 ve ıslanabilirlik süresi 124.89 s,  valsli kurutulmuş domates tozu için likopen içeriği 1.190 mg/g domates tozu, kekleşme derecesi %59.37, dağılabilirliği %54.42 ve ıslanabilirlik süresi 14.53 s olarak belirlenmiştir. Ayrıca püskürtmeli kurutma ve valsli kurutma  işlem koşullarının nem içeriği, su aktivitesi, yığın ve sıkıştırılmış yoğunluk, akabilirlik, higroskopi, çözünebilirlik, partikül yoğunluğu ve porozite, Hunter L*, a*, b* değerleri, ΔE, Hue ve Chroma değerleri, camsı geçiş sıcaklığı, partikül morfolojisi  ve enerji sarfiyatı üzerine etkileri de ANOVA analizi gerçekleştirilerek saptanmıştır. Yapılan doğrulama denemelerinin modelden elde edilen veriler ile uyum içerisinde olduğu görülmüştür.

Abstract:
In this study, spray and drum drying methods were used for tomato powder production from tomato paste. The aim of the study was to optimize the processing conditions for both methods and to determine the effects of processing conditions on powder properties.  In the drying process, dry matter concentration of feed  and maltodextrin ratio in dry basis were decided as in the range of %5-10 and %10(db), respectively according to the results of preliminary experiments. Optimum process conditions of spray and drum drying were determined with using "23 Factorial  Design".  For spray drying conditions air inlet temperature (170 to 200°C), air outlet temperature (70 to 90˚C) and dry matter concentration of feeding mixture (5 to 10%) and also for drum drying conditions  vapour pressure  (100 to 300 kPa), drum speed (1 to 3 rpm) and  dry matter concentration of  feeding mixture (5 to 10%) were chosen  as independent variables.  The effects of independent variables on lycopene content, caking degree, dispersability and wettability were evaluated using a commercial software (Design Expert 7.0). 
Applying desirability function method, optimum spray drying  and drum drying conditions, targeting maximum lycopene content and dispersability  and minimum wettability  and caking degree were determined.  Optimum process conditions for an air inlet temperature of 200°C, air outlet temperature of 90°C and  dry matter concentration of feeding mixture of 10 % for spray drying and  vapour pressure of 300 kPa,  drum speed of 1 rpm and  dry matter concentration of feeding mixture of 5 % for drum drying were determined. At this point, responses for lycopene content of 1.818 mg/g tomato powder, caking degree of 6.79 %, dispersability of 85.04% and wettability of  124.89 s for spray dried tomato powder and for lycopene content of 1.190 mg/g tomato powder, caking degree of 59.37 %, dispersability of 54.42% and wettability of 14.53 s for drum dried tomato powder were determined. Also the effects of spray and drum drying on moisture content, water activity, bulk and tapped density, flowability, hygroscopicity, solubility, particle density, porosity, Hunter L*, a*, b*,  ΔE, Hue and Chroma values, glass transition temperature, particle morphology and energy consumption during the processes were determined by ANOVA analysis. The verification experiments were in a good agreement with data obtained from the model.