Ultrason, sızma zeytinyağı elde etme sürecini iyileştirebilir
Araştırmacılar, kaliteyi artırıp verimi yükseltebilen, ultrason teknolojisini kullanan uygun maliyetli bir ekstraksiyon sistemi geliştirdiler.
Bari Üniversitesi’nden bir araştırma ekibi, zeytinyağı üretiminde malaksasyon aşamasını optimize etmeye odaklanmaktadır. Malaksasyon, zeytin hamurunun santrifüjde ayrıştırılmadan önce karıştırıldığı aşamadır.
Bari Aldo Moro Üniversitesi'nden Maria Lisa Amirante Clodoveo, "Ekstraksiyon alanındaki araştırmanın ana hedefleri, esasen malaksasyon aşamasıyla ilgili üç konudur: bu aşamanın süresini kısaltmak, ısı değişimini iyileştirmek ve fenol içeriğine olumsuz etki etmeden yağ ekstraksiyon verimini artırmak," diye açıkladı.
Prosedür ve kaynak tüketiminin azaltılması, kalitenin korunmasıyla birleştiğinde, daha iyi kâr elde edilmesini sağlamaya katkıda bulunur.
“Zeytin hamurunu ısıtmak, su eklemek ve malaksasyon süresini uzatmak gibi geleneksel sistemler o kadar zorlanıyordu ki, verim ve verimlilik açısından daha fazla fayda sağlamak için yeni bir şeyin devreye sokulması gerekli hale geldi,” dedi Clodoveo.
Bu bağlamda, Clodoveo'nun koordine ettiği araştırmacıların ilk hedefi, bu işlemi iyileştirecek bir çözüm bulmaktı. Malaksatör, iki sürekli cihaz (kırıcı ve dekantör) arasında çalışan bir kesikli makinedir ve içindeki büyük zeytin hamuru hacmine kıyasla küçük yüzey alanı nedeniyle yetersiz bir ısı değiştiricidir.
Dünya çapında, mikrodalgalardan darbeli elektrik alanlarına kadar yeni teknolojiler test edilmiş ve kullanılmıştır, ancak İtalyan araştırmacılar grubu ultrasona odaklanmıştır. Ezilmiş zeytin hamuru içindeki kimyasal, fiziksel ve biyokimyasal reaksiyonları modüle etme etkisinin yanı sıra, ultrason düşük maliyetli cihazlar, kolay ölçeklenebilirlik ve enerji açısından sürecin yüksek sürdürülebilirliği sunmaktadır.
Bu nedenle araştırmacılar, ek enerji maliyeti olmadan verimi ve kaliteyi artıracak, geniş bir üretici yelpazesi için uygun maliyetli bir teknik çözüm sunmak istemiştir.
Maria Lisa Clodoveo
Clodoveo, “Ultrasonun, hafif bir termal etkiyle birlikte önemli bir mekanik etki de uyguladığı için çok umut verici olabileceğine inandık,” diye açıkladı. Mekanik etki, basit bir ifadeyle, basınç değerlerindeki salınımların neden olduğu mikroskobik buhar kabarcıklarının oluşumundan ibaret olan kavitasyondan kaynaklanmaktadır.
Kabarcıklar, şiddetli bir şekilde içe doğru patlayana kadar kritik bir çapa ulaşır ve kırıcıdan sağlam bir şekilde geçen hücreleri parçalayan sıvı fışkırmaları oluşturur. Ancak, tüm ultrason frekansları zeytin hamuru içinde etkili kavitasyon oluşturamaz. Simülasyon testleri sırasında araştırmacılar, hedefe ulaşmak için yalnızca düşük frekanslı ultrasonik aralığın (20–50 kHz) yararlı olduğunu doğruladılar.
Esasen, birçok hücre kırıcıdan kırılmadan geçerek malaksere ulaşır. Araştırmacı, “Ultrason sayesinde kavitasyon, bu hücrelerin anında parçalanmasına neden olarak yağ damlacıkları ve küçük bileşikleri serbest bırakır” diye açıkladı. “Bunun iki yönlü bir etkisi vardır: zeytinyağı salınımının artması ve karotenoidler ile tokoferoller gibi polifenollerin ve antioksidanların konsantrasyonunun yükselmesi.”
Sürekli döngülü bir değirmende ultrason uygulayarak, araştırmacılar verimde belirgin bir artış gözlemlediler; geleneksel işlemde yaklaşık yüzde 14,5 olan verim, ultrasonla yüzde 16,5'e çıktı.
Ayrıca, ultrason sistemi ile işlenen numunelerde polifenollerin yüzde 20'den fazla arttığını tespit ettiler. Clodoveo, “Filomena Corbo tarafından değerlendirilen, sağlığa yararlı moleküllerin içeriği, geleneksel zeytinyağına göre daha yüksek çıktı” dedi.
Ayrıca, ürünün sınıflandırılmasında kullanılan kimyasal ve organoleptik özelliklerin profili etkilenmedi ve geleneksel sisteme kıyasla önemli bir fark görülmedi.
Dahası, Antonello Paduano tarafından gaz kromatografisi ile yapılan numunelerin headspace analizi, uçucu bileşiklerin herhangi bir hasara uğramadığını ortaya koydu. Bu, hassas lipoksijenaz enzim yolunun ultrasonun termal etkisinden zarar görmediğini vurguladı.
“Pazarın değişen ihtiyaçlarını karşılamak için, değirmencilerin yatırım ve yönetim maliyetlerini sınırlayabilen, işleme süresini kısaltabilen ve çalışma kapasitesini en üst düzeye çıkarabilen yüksek verimli tesislere ihtiyacı var,” diye açıkladı Clodoveo. “Prosedür ve kaynak tüketiminin azaltılması, kalitenin korunmasıyla birleştiğinde, daha iyi kâr elde edilmesini garanti etmeye katkıda bulunuyor,” diye ekledi.
Araştırmanın son aşaması, Bari Politeknik Üniversitesi ile işbirliğini gerektirdi. Clodoveo, “Riccardo Amirante’nin makine mühendisliği becerileri sayesinde endüstriyel ölçeğe ulaştık,” diye ekledi ve Apulia Bölgesi’nden PerformTech
fonu sayesinde makinenin yüksek bir teknolojik olgunluk
seviyesine ulaştığını ve artık piyasaya sürülmeye hazır olduğunu belirtti.