İnstant Yoğurt Tozu Üretim Koşullarının Optimizasyonu

Abstract

Püskürtülerek kurutulmuş yoğurt tozları (kontrol) düşük partikül büyüklüğüne (57 µm) sahip olup partiküller arasında yüksek kohesive kuvvetler mevcuttur. Tozlar su yüzeyinde topaklar oluşturarak ıslanabilme süreleri bir saatten fazla sürmektedir. Düşük partikül büyüklüğü aynı zamanda tozların birim kütlesi başına düşen temas alanı yüksek yapışkanlığa neden olmakta ve tozların akışkanlığını kısıtlamaktadır. Çalışmada aglomerasyon işlemi uygulanarak partikül büyüklüğünde artış meydana getirilerek yoğurt tozları instant forma dönüştürülmüştür. Meydana gelen aglomeratlar düşük yığın, sıkıştırılmış yığın ve partikül yoğunluğuna sahip olup akışkanlık özellikleri geliştirilmiştir.Tezin ilk aşamasında hava giriş sıcaklığı (50-80 °C), atomizasyon basıncı (0.5-1.5 bar) ve püskürtülen bağlayıcı miktarının (50-80 g) aglomerasyon gelişimi üzerine etkisi araştırılmıştır. Yanıt yüzey metodolojisi tozların yüksek rekonstitasyon özellikleri için optimum koşulların belirlenmesinde kullanılmıştır. En uygun aglomerasyon koşulları 62.5 °C hava giriş sıcaklığı, 0.9 bar atomizasyon basıncı ve 68 g bağlayıcı miktarı olarak belirlenmiştir. Çalışmanın ikinci aşamasında aglomerasyon gelişim mekanizması, partikül morfolojisi ve kimyasal bağlar üzerine farklı bağlayıcı çözeltilerinin (saf su, iyonik su ve şeker bazlı bağlayıcılar) etkisi araştırılmıştır. Sonuç olarak şeker bazlı çözeltilerin su bağlayıcılarına kıyasla yüksek partikül büyüklüğü ve gözeneklilik gösterdiği tespit edilmiştir. Ayrıca hidrofilik olan şekerler tozların ıslanma süresini kısaltmıştır. Protein yapısındaki N-H gruplarının titreşimleri suyun asitliğinden etkilenmiş ve bu durum çözeltilerin çözünürlüklerinin artmasına yol açmıştır. Partiküllerin küresellik özelliği hidrofilik şeker çözeltileri kullanımı ile artarken uzanım değerleri azalma göstermiştir.

Spray dried yoghurt powder (Control) has small particle size (57 µm) that causes high cohesiveness forces between particles. Wetting time of control yoghurt powder takes more than one hour by forming lump on the surface of water. Smaller particle size causes higher contact surface area per unit mass of powder that limits flowability of yoghurt powder. Yoghurt powder was turned into instant form due to particle size enlargement by applying agglomeration process. In addition, agglomerates showed lower bulk, tapped and particle densities and excellent flowability. Inlet air temperature (50-80 °C), atomizing pressure (0.5-1.5 bars) and sprayed water amounts (50-80 g) were used as factors in this study. Response Surface Methodology was used to find the best conditions for the high quality reconstitution properties of yoghurt powder. The best process conditions were determined as 62.5 °C inlet temperature, 0.9 bar atomizing pressure and 68 g sprayed water amount. At the second part, the influence of different binders (distile, ionic and sugar-based solutions) on agglomeration growth mechanism, particle morphology and chemical bonds were investigated. The results showed that sugar-based binders caused large particle size and porosity compared to water binders. Hydrophilic sugars also improved wettability. b* value of powders enhanced with sugar binders. The stretching vibration of N-H groups within proteins were affected by acidity of water and resulted in an improvement of powder solubility. Circularity of particles decreased with the usage of hydrophilic sugar solutions while elongation increased.