THE NECESSITY OF PRE-DRYING 2-PHASE OLIVE POMACE AND THE USAGE OF DRUM DRYER

Abstract

Pre-drying of 2-phase olive pomace was carried out by parametric drying using a drum dryer supplying continuous mass production with a short drying time and obtaining the high amount of drying sample. Drying experiments of 2-phase pomace were performed at different valse rotational speeds (1, 3, and 6 rev/min) and different vapor pressure values (1, 2, 3, and 4 bar) as drum dryer process variables. Increasing the vapor pressure and decreasing the valse rotational speed increased the titratable acidity, peroxide value, free fatty acid and K232, K270 values of pre-dried 2-phase olive pomace whereas decreased the moisture content, water activity and pH value. The effective conditions of the drum dryer were determined at high vapor pressure and high valse rotational speed (4 bar and 6 rpm). Maximum specific moisture extraction rate (SMER), moisture extraction rate (MER) and minimum specific energy consumption (SEC) values were expected to determine the high performance and energy efficient dryer system.

Keywords

• 2-faz pirina
• Valsli kurutucu
• Enerji verimliliği
• Atık değerlendirme
• Kalite.

2-FAZLI PİRİNANIN ÖN KURUTULMASININ GEREKLİLİĞİ VE VALSLİ KURUTUCU KULLANIMI

Abstract

2-fazlı pirinanın ön kurutma işlemi; seri üretime uygun, kısa kurutma süresine sahip, yüksek miktarda pirina kurutabilmeye imkân sağlayan valsli kurutucuda gerçekleştirilmiştir. Valsli kurutucu işlem değişkenlerinden farklı buhar basıncı (1, 2, 3 ve 4 bar) değerlerine karşılık, farklı vals dönme hızlarında (1, 3 ve 6 devir/dakika) 2-fazlı pirinanın kurutulması denemeleri gerçekleştirilmiştir. Valsli kurutucuda buhar basıncının artması ve/veya vals dönme hızının azaltılması ile yarı kurutulmuş 2-fazlı pirinanın % titrasyon asitliği, peroksit, serbest yağ asitliği ve K232, K270 değerlerinde artış görülürken, ürünün nem içeriği, su aktivitesi ve pH değerleri ise azalmıştır. Valsli kurutucuda yüksek buhar basıncında ve dönme hızında (4 bar 6 dev/dak) gerçekleştirilen kurutma denemesinin diğer denemelere kıyasla daha yüksek enerji verimliliği ve etkin bir kuruma performansına sahip olduğu belirlenmiştir. Kurutucu sistemlerde etkin kurutma performansının ve yüksek enerji verimliliğinin sağlanabilmesi için; maksimum özgül nem alma hızı (SMER), maksimum nem alma hızı (MER) ve minimum özgül enerji tüketimi (SEC) değerlerine sahip olması beklenmektedir.

Keywords

• 2-faz pirina
• Valsli kurutucu
• Enerji verimliliği
• Atık değerlendirme
• Kalite.

References

1. Arjona, R., Ollero, P. (2005). Automation of an olive waste industrial rotary dryer. Journal of Food Engineering 68(2): 239–247, https://doi.org/ 10.1016/j.jfoodeng.2004.05.049.
2. Arslan, E. E., Karademir, G., Berktaş, S., Çam, M. (2021). Zeytin yaprağı ekstraktı içeren soğuk çay üretimi. Mühendislik Bilimleri ve Tasarım Dergisi 9(3): 843-849, DOI: 10.21923/jesd.904344.
3. AOAC. (1980). Official Methods of Analysis, AOAC INTERNATIONAL. 13th Edition, Washington DC, the USA.
4. AOAC. (1990). Official Methods for Analysis, AOAC INTERNATIONAL. 15th Edition, Washington DC, the USA.
5. Bensmira, M., Jiang, B., Nsabimana, C., Jian, T. (2007). Effect of lavender and thyme incorporation in sunflower seed oil on its resistance to frying temperatures. Food Research International 40(3): 341–346, https://doi.org/ 10.1016/j.foodres.2006.10.004.
6. Borjan, D., Leitgeb, M., Knez, Ž., Hrnčič, M. K. (2020). Microbiological and antioxidant activity of phenolic compounds in olive leaf extract. Molecules 25(24): 5946, doi: 10.3390/molecules25245946.
7. Cemeroğlu, B., 2007. Gıda Analizleri, Gıda Teknolojisi Derneği Yayınları, Ankara, Türkiye, 535 s. Chua, K.J., Chou, S.K., Ho, J.C., Hawlader, M.N.A. (2002). Heat pump drying: recent developments and future trends. Drying Technology 20(8):1579-1610, DOI: 10.1081/DRT-120014053.
8. Çelen, S., Aktaş, T., Karabeyoğlu, S.S., Akyıldız, A. (2015). Zeytin Pirinasının Mikrodalga Enerjisi Kullanılarak Kurutulması ve Uygun İnce Tabaka Modelinin Belirlenmesi. Tekirdağ Ziraat Fakültesi Dergisi 12(2): 21-31.

9. Dermeche, S., Nadour, M., Larroche, C., Moulti-Mati, F., Michaud, P. (2013). Olive mill wastes: biochemical characterizations and valorization strategies. Process Biochemistry 48(10):1532-1552, DOI: 10.1016/j.procbio.2013.07.010.
10. Erbay, B., Küçüksayan, S., Küçüköner, E. (2010). Renklendirilmiş Fermente “Memecik” Çeşidi Zeytinlerin Fiziksel, Kimyasal ve Duyusal Özellikleri. Akademik Gıda 8(6):13–18.
11. Eroğlu, E., Yıldız, H. (2011). Gıdaların ozmotik kurutulmasında uygulanan yeni tekniklerin enerji verimliliği bakımından değerlendirilmesi. Gıda Teknolojileri Elektronik Dergisi 6(2): 41–48.
12. Göğüş, F., Özkaya, M., Ötleş, S. (2009). Zeytinyağı. Eflatun Yayınevi, Ankara, Türkiye.
13. Gürlek, G., Akdemir, Ö., Güngör, A. (2015). Gıda Kurutulmasında Isı Pompalı Kurutucuların Kullanımı ve Elma Kurutmada Uygulanması. Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi 21: 398–403, doi: 10.5505/pajes.2015.35761.
14. Hawlader, M.N.A., Jahangeer, K.A. (2006). Solar heat pump drying and water heating in the tropics. Solar Energy 80(5): 492–499, https://doi.org/10.1016/j.solener.2005.04.012.
15. Hernández, V., Romero-García, J.M., Dávila, J.A., Castro, E., Cardona, C.A. (2014). Techno-economic and environmental assessment of an olive stone based biorefinery. Resources, Conservation and Recycling 92: 145–150, https://doi.org/10.1016/j.resconrec.2014.09.008.
16. Kaya, S., Demir, N. (2020). Zeytin (Olea europaea) yaprağı ekstraktının model organizma galleria mellonella hemosit aracılı bağışıklık tepkileri üzerine etkileri. Türk Tarım ve Doğa Bilimleri Dergisi 7(3): 646-653, https://doi.org/ 10.30910/turkjans.691138.
17. Kılıç, S. (2020). Kazdağları bölgesine ait zeytin, zeytin yaprağı ve zeytinyağlarının element tayini ve metot validasyonu. Eurasian Journal of Biological and Chemical Sciences 3(1): 48-54, https://doi.org/10.46239/ejbcs.739834.
18. Kıvrak, M., Yorulmaz, A., Erinç, H. (2016). Ak Delice Yabani Zeytini (Olea Europal L. Subsp. Oleaster) ve Zeytinyağının Karakterizasyonu. GIDA 41(5): 367-372, doi: 10.15237/gida.GD16038.
19. Köseoğlu, O. (2006). Zeytinden Yağ Elde Etme Sistemlerinin Zeytinyağının Kalitesi ile Acılığı Üzerine Etkileri (Yüksek Lisans Tezi). Ege Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, İzmir, Türkiye.
20. Lama-Muñoz, A., del Mar Contreras, M., Espínola, F., Moya, M., de Torres, A., Romero, I., Castro, E. (2019). Extraction of oleuropein and luteolin-7-O-glucoside from olive leaves: Optimization of technique and operating conditions. Food Chemistry, 293(30): 161-168, https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2019.04.075.
21. Milczarek, R.R., Dai, A.A., Otoni, C.G., McHugh, T.H. (2011). Effect of shrinkage on isothermal drying behavior of 2-phase olive mill waste. Journal of Food Engineering 103(4): 434–441, https://doi.org/10.1016/j.jfoodeng.2010.11.013.
22. Minkova, V., Razvigorova, M., Bjornbom, E., Zanzi, R., Budinova, T., Petrov, N. (2001). Effect of water vapour and biomass nature on the yield and quality of the pyrolysis products from biomass. Fuel Processing Technology 70(1): 53–61, https://doi.org/10.1016/S0378-3820(00)00153-3.
23. Moral, P.S., Méndez, M.V.R. (2006). Production of pomace olive oil. Grasas Aceites 57(1): 47–55, ISSN: 0017-3495. Paredes, C., Bernal, M.P., Roig, A., Cegarra, J. (2001). Effects of olive mill wastewater addition in composting of agroindustrial and urban wastes. Biodegradation 12: 225–234, DOI:10.1023/ A:101737442156.
24. Phahom, T., Phoungchandang, S., Kerr, W.L. (2017). Effects of steam-microwave blanching and different drying processes on drying characteristics and quality attributes of Thunbergia laurifolia Linn. leaves. Journal of the. Science of Food and Agriculture 97(10): 3211-3219, doi: 10.1002/jsfa.8167.
25. Ranalli, A., Martinelli, N. (1995). Integral centrifuges for olive oil extraction, at the third millenium threshold. Transformation yields. Grasas y Aceites 46: 255–263.
26. Sadi, T., Meziane, S. (2015). Mathematical modelling, moisture diffusion and specific energy consumption of thin layer microwave drying of olive pomace. International Food Research Journal 22(2):494-501.
27. Salık, M. A., Çakmakçı, S. (2021). Zeytin (Olea Europaea L.) yaprağının fonksiyonel özellikleri ve gıdalarda kullanım potansiyeli. Gıda 46(6): 1481-1493, doi.org/10.15237/gida.GD21133.
28. Seçkin, G.U., Taşeri, L. (2015). Yarı-kurutulmuş meyve ve sebzeler. Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi 21(9): 414-420, doi: 10.5505/pajes.2015.47560.
29. Sun-Waterhouse, D., Zhou, J., Miskelly, G.M., Wibisono, R., Wadhwa, S.S. (2011). Stability of encapsulated olive oil in the presence of caffeic acid. Food Chemistry 126 (3): 1049–1056, https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2010.11.124.
30. Temur, A., Temiz, M. A. (2018). Zeytin yaprağının (Olea europaea L.) diyabetik sıçanlarda bazı biyokimyasal ve hematolojik parametreler üzerine etkisi. Alinteri Journal Of Agriculture Science, 33(1): 13-19, https://doi.org/10.28955/ alinterizbd.341465
31. TGK. (2014). Türk Gıda Kodeksi ve Prina Yağı Numune Alma ve Analiz Metotları Tebliği.
32. Torrecilla, J.S., Aragón, J.M., Palancar, M.C. (2005). Modeling the drying of a high-moisture solid with an artificial neural network. Industrial & Engineering Chemistry Research 44: 8057–8066, DOI: 10.1021/ie0490435
33. Vural, N., Cavuldak, Ö. A., Akay, M. A. (2021). D-Optimal design and multi-objective optimization for green extraction conditions developed with ultrasonic probe for oleuropein. Journal of Applied Research on Medicinal and Aromatic Plants 20:100279, https://doi.org/10.1016/ j.jarmap.2020.100279.
34. Zungur, A., Koç, M., Yalçın, B., Kaymak-Ertekin, F., Ötleş, S. (2014). Storage stability of microencapsulated extra virgin olive oil powder, in: 9th Baltic Conference on Food Science and Technology “Food for Consumer Well-Being.” p. 257.