alternat*f fırınlama teknoloj*ler* ve tahıl uygulamaları

FIRINLAMA TEKNOLOJİLERİ
İÇİNDEKİLER









GİRİŞ
FIRINCILIK TARİHİ
GELENEKSEL VE ALTERNATİF FIRIN
ÇEŞİTLERİ
KURUTMA TEKNOLOJİSİ
MİKRODALGA FIRINLAR
JET (PÜSKÜRTMELİ) FIRINLAR
KIZILÖTESİ FIRINLAR
HİBRİT FIRINLAR
SONUÇ
GİRİŞ

Fırıncılık teknolojisi;

sürekli değişen

daha güvenli ürünler üreten

daha az enerji kullanan

ve daha az zaman içinde işlemi yapan
pişirme işlemleri ile kendini sürekli
yenilemektedir.
Amaç

• Gıdanın içeriğindeki nişastanın kırılması
veya yumuşaması, selüloz, protein ve lifli
yapının kırılması ile gıdanın daha yumuşak
ve tüketilebilir forma gelmesi sağlanır.
• Gıdayı damak tadına uygun, sindirilebilir
hale getirir.
• Besin zehirlenmesine yol açabilecek
bakteri içeriğini yok ederek yemeği
güvenilir hale getirir.
• Gıdanın kalitesini, rengini, lezzetini ve
dokusunu geliştirir.
Fırıncılık tarihi

En basit form: odunların yakması
sonucu elde edilen ısı
Geleneksel fırıncılık
 Gazla çalışan fırınlama sistemleri
 Alternatif Fırınlama Teknolojileri

Geleneksel Fırınlama
Metodları

• Kuru ısıda fırınlama: Fırınlama yapılan
yiyeceğin içindeki suyun buharlaşması ve fırın ısısı
ile
gıda
pişirilir
veya
kurutulur.
• Nemli ısıda fırınlama: Özellikle ekmek gibi
gıdaların pişirilmesi sırasında nemi arttırmak için
fırına su veya nem enjekte edilir, böylece gıdanın
tekstürü gelişir ve görsel kalitesi artar.
• Isı değişimi ile: Pişirilecek gıdanın kabının
altına
su
koyularak
ısı
değişimi
sağlanır (ben-mari), gıda yavaş pişer veya ısıtılır.
Özellikle de yumurtalı gıdaların ve yemeklerin
yanması önlenir.
Fırınlama teknolojisi;

Gıdaları pişirerek yenilebilecek forma
getirmek amacıyla kullanılabileceği
gibi, kurutma ve raf ömrünü uzatma
amacıyla da kullanılabilir.
Düşük kapasiteli pişirme fırını
Düşük kapasiteli döner fırınlar
Endüstriyel pişirme fırını
Kurutma Teknolojisi

Kurutma işlemi, yiyecekleri koruma için kullanılan
en etkili yöntemdir. Kurutulmuş gıda içerisindeki su
miktarı
oldukça
düşüktür.
Bu
da,
mikroorganizmaların gelişmesini önler, dolayısıyla
gıdanın bozulmasının önüne geçilmiş olur. Kurutma
sayesinde, zengin besin değeri olan gıdalar her
mevsimde tüketilebilir. Dondurulmuş yiyeceklere
oranla en büyük avantajı çok daha az yer
kaplamasıdır. Yiyecekler çok çeşitli yollarla
kurutulabilir. Endüstriyel üretimlerde gıda, sabit
ısıda belirli bir süre fırınlamaya tabi tutulur. Kontrol
edilebilen sıcaklık özelliğine sahip hava üflemeli
fırınlar (turbo), kısa sürede sonuç alınabilecek en
ucuz kurutma yöntemini oluşturur.


KURUTMA METODU;
Fırında kurutma 65 C - 70 C altında gerçekleştirilir. Bu
sıcaklıkta besin sıvısı kolaylıkla buharlaşır. Yiyecek hızlı
buharlaşma sonucu sıvı kaybeder. Dış kısmın sıvısı
kaybolduğunda ısı 60 C düşürülür. Bu ısı ayarlaması
konveyörlü fırınlarda, dijital termostat kumandalarla hassas
olarak ayarlanır. KURUTULACAK GIDAYA GÖRE
SÜRE/SICAKLIK OPTİMİZASYONUNUN YAPILMASI
GEREKİR. Gerektiğinde, kapasite artırımı ve uzun kurutma
süresi istenilen ürünlerde yer tasarrufu sağlamak amacıyla
içeride çok katlı konveyörlerle dolaştırılarak kurutma sağlanır.
Konveyör bantları ısıya ve gıdaya uygun seçilir.
Yiyecekler,
vibrasyona uğratılarak birbirlerine temas ettirilmeksizin fırına
aktarılır. Süre isteğe göre belirlenir. Fırın çıkışında yeniden
soğutulan yiyecek, besin değerinden hiçbir şey kaydetmeden
tüketime sunulur.
Akışkan yatak kurutucu
(düşük kapasiteli)
Endüstriyel Akışkan Yatak
Kurutucu
Akışkan Yataklı Kurutucu Çalışma Prensibi
1-) Hava Giriş Fanı: Isıtma sistemi için gerekli havayı sağlayan bölümdür.
2-) Brülor: Giriş havasının ısıtıldığı bölümdür.
3-) Akışkan Yataklı Kurutucu: Kurutma işleminin gerçekleştiği bölümdür.
4-) Soğutma Fanı: Kurutulmuş ürünün çıkıştan önce soğutulması için gerekli havayı sağlay
5-) Siglon: Toz halindeki materyalin tutulduğu bölümdür.
6-) Çekiş Aspiratörü: Siklon çıkışına monte edilir. Çıkış havası bu kısımdan çekilir.





Kullanım Alanları: Akışkan yatak kurutma tekniği modern
kurutma yöntemleri içinde önemli bir yere sahiptir. Genel
olarak taneli materyallerin kurutulmasında uygun olmakla
birlikte, akışkan yatağın içine pülverize edilebilen eriyik ve
pürelerin kurutulmasında da kullanılabilir.
 Akışkan yataklı kurutucuların yararları:
Yüksek kapasite ile sürekli olarak çalışabilirler.
Kurutucu akışkan ile kuruyan materyal arasındaki kütle ve ısı
transfer hızının yüksek olması materyalin aşırı ısınmasını
önler.
Doldurulması ve boşaltılması kolaydır.
Otomatik yöntemlerle kontrol (sıcaklık, süre, hız vb) olanağı
vardır.
Mısır Kurutma Tesisi
Kuruyemiş Kurutma Fırını
Meyve Kurutma Sistemleri
Alternatif Fırınlama
Sistemleri

Ürün formülasyonların geliştirilmesi

Mevcut sistemde oluşan problemlerin
tespiti ile çözümü

Yüksek kalitede bir ürün için optimum
işlem şartlarını tespiti
Fırın çeşitleri

Mikrodalga fırınlar

Jet (püskürterek çarptırma) fırınlar

İnfrared (kızılötesi) fırınlar

Hybrid fırınlar
Mikrodalga fırınlar

Percy Spencer tarafından, radar
olarak kullanılması planlanan
"magnetron (mikrodalga gönderici tüp)"un
keşfedilmesiyle 1945'li yıllarda

1947'de ilk patent

İlk mikrodalga fırın: 1,8 metre
boyunda ve 340 kg.
Mikrodalgalar
Elektromanyetik spektrumun radyo
dalgaları - kızıl ötesi ışınlar arasındaki
bölge
 Frekans 300- 30000 MHz arasında,
 (D.b.) 0.1 mm–1 m elektromanyetik
dalgalar

Mikrodalga fırınlarda

2450 MHz’lik bir frekans

2450 Mhz, su moleküllerinin rezonans
frekansı: mikrodalga ışımanın en çok su
molekülleri tarafından emilmesi

Su molekülleri ısınarak gıda maddesine
ısının aktarılması
MİKRODALGA ISITMANIN
PRENSİBİ

Isının soğuk ürünün dış tabakasına sıcak
havanın kondüksiyonu ile değil, gıdanın
kendisinin oluşturduğu ısı ile

Mikrodalgalar gıdaya penetre olmakta ve
enerjilerini gıdalarda mevcut su gibi dipolar
yada iyonik moleküllere transfer etmekte

Gıda da dipolar moleküllerin fazlalığı hızlı ısı
transferine neden olmakta

Mikrodalga işlemenin avantajları:
daha kısa süre
 etkili enerji kullanımı
 hızlı ısıtma
 işlem kontrolü
 ısıtma şeciciliği
 ve gıdanın doğallığını kuruma

Kullanım alanları
Isıtma
 Kurutma
 Sterizilizasyon
 Pişirme
 Dondurulmuş gıdaların
çözündürülmesi
 Tahıl işlemede: en çok kurutma

Kullanım

Evlerin %95 inde

Geniş bir market alanı

Önemli bir büyüme potansiyeli
Genel problemler

Ürünlerini boyutlarında küçülmeler
yapması,

Tekstürde sakızımsılık veya yoğunluk
oluşturması,

Kırılabilirliğin artması,

Arzu edilmeyen nem seviyesi

Mikrodalga ile diğer ısıtma sistemleri
arasındaki farklılık

Mikrodalga enerji ile bileşimdeki her
bir elemanın spesifik ilişkisi

Arzu edilmeyen kabuk rengi
Mikrodalga fırının çalışması
2,45 milyar
titreşim
Saniyede 4,9
milyar kez
titreşir
Yapılan çalışmalar
Gam içeren hamur ile kaplanmıs olan ürünlerin mikrodalga
fırında ısıtılması
sırasında olan agırlık kaybının, nisasta veya gam içermeyen
kontrol
ürünlerine göre daha az oldugu, agırlık kaybının ısıtma
süresiyle arttıgı ve
gam oranı arttıkça agırlık kaybının azaldıgı gözlenmistir
Ksantan gam daha
fazla su tutabilme
özelliginden dolayı, agırlık
kaybının azalması…
Dielektrik özellikler

Gıda-mikrodalga enerjisinin
interaksiyonunu ifade eder.

Mikrodalga ile ısıtılan gıdanın ısınma
mekanizmasını anlamaya yardımcı bir
kavramdır.
Dielektrik özellikler

Dielektrik sabiti: gıdanın mikrodalgayı
depolama yeterliliği

Dielektrik kayıp faktörü: gıdanın
mikrodalga enerjisini ısıya
dönüştürme yeteneği
Mikrodalga ile kek üretimi

Düşük hacimli ve sert tekstürlü
ürünler elde edilmiş

Nem kaybı ve renkte problem

Nem kaybını önlemek için
formülasyona hidrokolloid ilavesi

Farklı nişastaların kullanımı: tercih
sebebi: prejelatinize nişastaların
yüksek oranda su tutması
Mikrodalgada ekmek
fırınlanması

Daha hızlı bayatlama

Sertlik ve sünme problemleri

Kabukta istenen renk oluşmaması
İnfrared (kızılötesi, IR)
fırınlar

Infrared Latince aşağı
anlamında(infra)

Kırmızı (red) görünür ışığın en uzun
dalgaboyuna sahip renk (kırmızı altı)

IR ışınımın dalga boyu: 750 nm- 1
mm

Kızılötesi radyasyonun gıda
endüstrisinde kullanım alanları:
kurutma
 pişirme
 çözdürme
 pastörizasyon
 sterilizasyon

Kızılötesi ısıtmanın konvansiyonel
ısıtmaya göre avantajları:

Kısa sürede düzgün ısıtma sağlaması

Kalite ve besinsel kayıpların
azaltılması

Ekipmanların basit ve esnek kullanımı

Enerji tasarrufu
Yapılan çalışmalar
Bisküvi:
 Yakın-kızılötesi (NIR) ve konvektif
fırınlar


Görünüş, boyut, yeme özellikleri
benzer

NIR kullanımı: pişirme süresinde %50
azalma

Ekmek: NIR fırınlama yapılmış;

Sonuç: İnce kabuklu ve daha düşük iç
sertlik

Kek: NIR-MD kombinasyonu

Fırınlama süresinde önemli oranda (%50 -%80)
azalma

Sonuç: renk ve iç sertlik değerleri konvansiyonel
fırında pişirilen keklerin renk ve iç sertlik
değerleriyle benzer
Bayatlama: NIR-MD kombinasyon ile üretilen
ekmekler ile konvansiyonel üretilenler benzer
bayatlama derecesine sahip

Jet (püskürtmeli) fırınlar

Doğal ısı taşınımı ile ısıtma işlemi:
fırıncılık ürünlerinde yüzeye ısının
zamanında yayılmamasından ötürü
olumsuzluklar

Çözüm: Fanla ve aspratörlerle hava
üflenmesi

Jet çarpmalı fırınlar: Isının hızlı ve
homojen bir şekilde yayılımı için

1975’te çalışmalara başlanmış


Fırın içindeki sıcak hava ürünün
üzerine dik olarak 10-50 m/s hızla
üflenerek (çarptırarak) sıcaklık 100
den 250 ye çıkarılabilmekte
Yüksek hızda hava akımı sağlanması
ile ürünün iç ve dış kısmında eşit bir
ısınma kısa sürede sağlanmakta
 Jet fırınlar gıda endüstrisinde

tortila ,
 patates cipsleri,
 pizza, tuzlu kraker,
 kek, ekmek,
 tost

Çoklu Jet çarpmalı fırın
bant
Bir jet çarpmalı fırında havanın
ısıtılması:
Nozzle (fıskiye,püskürtme başlığı)
denen deliklerden ısınan havanın hızlı
bir şekilde eşit olarak gıdanın
yüzeyine verilmesi
 Püskürtme başlığı ile ürün arası
mesafe, başlığın delik çapı ve genişliği
gibi faktörler önemlidir.

fıskiye
potansiyel çekirdek
bölge
ilerleyen akış
bölgesi
gelişen akış bölgesidir.
Karşılaştırma (süre ve sıcaklık)
çörek
Ay
çöreği
Hibrit fırınlar

Amaç: Fırınlamalarda oluşan
problemleri ortadan kaldırmak

Mikrodalga ile infrared kombinasyonu

Mikrodalga ile jet fırın kombinasyonu

Mikrodalga fırınlar:

Üniform bir ısıtma

Yüzeyde renk oluşum problemleri

Sertlikte oluşan problemler

Hibrit fırınlar ile:

tekstür de iyileşmeler,

istenen renk oluşumu,

hızlı fırınlama
Jet fırınlamada
 ürün yüzeyindeki nemin uzaklaşması
ile renk ve tekstürdeki
olumsuzlukların engellenmesi


KOMBİNE FIRINLAMA ile tekstür,
renkte iyileşme ve hızda artış
kombine fırın teknolojisi
Yapılan çalışmalar

Kek: Hibrid teknolojisi

Sonuç: geleneksel yöntemlerle
karşılaştırıldığında tekstürün daha iyi
olduğu, fırınlama yöntemlerinin tek
başına kullanımından kaynaklanan
olumsuzlukların ortadan kalktığı tespit
edilmiştir.

Hibrid ve mikrodalga fırınlarda en
önemli sorun: yapısal kurumadır.
Çözüm: formulasyonlara
emülgatörler, nem bağlayıcı nişasta,
gum vb.ilavesi

Süre
çok
kısa
Fırınlanmış Ürünlerde;


Gıdaların homojen olmayan veya fazla
fırınlanması sonucu yüzeylerinde oluşan
siyah yanık bölgeler insan ağlığı açısından
kanserojen yapılar olarak bilinmektedir
Mikrodalga fırınlar daha çok gıdaların
ısıtılması, çözündürülmesi amacıyla
kullanılabilir. Mikrodalga uygulamasının
gıdalara direkt etkisi ispatlanmamakla
birlikte özellikle büyük ölçekli
uygulamalarda yakınında bulunmamak
gereklidir.
Gelişim ve sağlık için gerekli olan C ve
B vitaminleri ısıda tahrip olduğundan
yüksek
ısıda
uzun
süre
fırın
uygulamaları
gıdaların
besinsel
değerine zarar verebilir.
 MD fırınlar, Jet ve IR (halojen lambalı)
fırınlar çok önemli avantajlara sahip
olsa da tek başlarına kullanıldıklarında
yeterli değiller

Hibrid fırınlama çözüm olabilir
 Gelişen
ve
değişen
günümüz
şartlarında hızlı, duyusal değerleri iyi,
insanların tercih edebileceği ürünlerin
üretilmesi için alternatif fırınlar
gelecekte daha da yaygınlaşacaktır
