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 sağlayan bölümdür. 5-) Siglon: Toz halindeki materyalin tutulduğu bölümdür. 6-) Çekiş Aspiratörü: Siklon çıkışına monte edilir. Çıkış havası bu kısımdan çekilir.

Akışkan yataklı kurutucuların yararları: 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

Jet fırınlar gıda endüstrisinde 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