KESİMHANE ATIKLARINDAN DEĞERLİ ÜRÜNLERE

ABD'deki North Carolina State University'de (NCSU) Animal and Poultry Waste Management Center (Hayvan ve Kanatlı Artıkları Yönetim Merkezi) adında yeni bir araştırma birimi kuruluyor.

Bir süre önce, hayvancılığı gelişmiş ülkelerde, daha önceden üzerinde fazla durulmayan bir sorunun gittikçe ciddiyet kazandığı anlaşılmaya başlandı. Genel olarak, dar coğrafi alanlar içinde sınırlı olan hayvansal gıda işleme sanayi ve bu sanayinin civarında kümelenen hayvan yetiştirme işletmeleri ve kesimhaneleri çoğaldıkça, bu birimlerden çıkan hayvansal atıkların (gübre, kullanılmış yataklık ve altlık, tüy kesimhane atıkları ve ölü hayvanlar) gittikçe artarak birikmektedir. Hayvancılığın ve hayvansal ürünlerin işlendiği işletmelerin daha seyrek olduğu çevrelerde, söz konusu artıkların çevreye fazla yük oluşturmadan ayrışması mümkün olabilmektedir. Ancak, yukarıdaki tanıma uyan, yoğun hayvancılık ve hayvan ürünleri işleme merkezlerinde oluşan artıkların tamamının o çevrede doğal olarak ayrışması mümkün olmamaktadır. Bunu sonucu olarak, yer altı ve yerüstü sularının kirlenmesi ve toprakta toksit metallerin birikimi gibi tehlikeler gündeme gelmektedir. Bu nedenlerle, et, süt ve yumurta üretimi gibi hayvancılık sanayi dallarının yoğunlaştığı bölgelerde bu sanayinin, yarattığı atıklarla beraber ele alınması gerekmektedir. Uzun yıllar yaşayabilmesi için, başka sektörler gibi, bu sanayinin de çevre ile dost geçinmesi gerekiyor. Bunu yapmak için de, atık maddelerin ekonomik değeri olan katma değerli ürünlere dönüştürülerek üretildikleri mahalden uzaklaştırılıp, kullanılabilecekleri bölgelere ulaştırmaları gerekiyor.

Burada sözü edilen sorunlar, hayvancılığa dayalı gıda sanayinin yoğun olduğu North Carolina eyaletinde çok açık bir şekilde görülmektedir. Aynı sıkıntılar, ABD'nin yoğun hayvancılık yapılan diğer eyaletlerinde, hayvancılığı gelişmiş Hollanda ve Danimarka, ayrıca hayvan kesimhaneleri belirli bölgelerde toplanmış olan Çin ve Tayvan gibi ülkelerde de hissedilmektedir.

NCSU'nun bünyesinde bulunan Tarım ve Yaşam Bilimleri Koleji'nde açılan yeni Hayvan ve Kanatlı Artıkları Yönetim Merkezi, hayvansal artıkların teknik ve ekonomik açıdan, işe yarar yan ürünlere dönüştürülebileceğini kanıtlamak için kullanılacak alet ve makinaların arasında öğütücüler, karıştırıcılar, ekstrudurler, bir sıvılaştırılmış yataklı kurutucu, bir soğutucu, bir kavurucu, bir pelet ğresi ve burgu pres yanında, diğer geleneksel atık taşıma ve işleme alet ve makinaları ve fermantasyon ekipmanları bulunmaktadır. Aynı merkezde, hayvan gübresini biyogaza çevirme araştırmalarının yapılacağı ayrı bir bölüm de düşünülmekle beraber, bu birim büyük bir olasılıkla North Carolina'da faaliyet gösteren domuz ve kanatlı yetiştiricileri ile yapılacak bir işbirliği çerçevesinde hayata geçirilecektir.

DONYAĞI

Yazan: Dr. Gary G. Pearl

Donyağı, hakkında kayıt bulunan en eski hayvansal yan ürünüdür. İnsan yaşamını destekleyen özelliklerini, insan tarihini işleyen en eski kitaplarda bulmak mümkündür. Hemen bütün uygarlıkların kuruluş ve gelişme dönemlerinde ısınma ve aydınlanma için yakıt, bunun yanında önemli bir gıda kaynağı olarak kullanılmıştır. Günümüzde ise, hem sanayide hem de beslenme amacı ile kullanılan yağ asitlerinin önemli bir kaynağıdır. Sanayide, ya doğrudan yağ olarak veya yağ asidi bileşenleri şeklinde, sabunların, plastiklerin, reçinelerin, kauçuğun, yüzeyaktif maddelerin, yağlayıcıların, tekstilin ve kozmetiklerin bünyesine girer.

Donyağının sabun hammaddesi olarak kullanılmasının uzun bir geçmişi bulunmaktadır. Bu maddenin sabun üretiminde oynadığı rol, M.Ö. 2800 yıllarında Babil'de yazılmış kil tabletlerde anlatılmaktadır. Bunun yanında, uzun süreden beri donyağındaki yağ asitlerinden sayısız oleokimyasallar, yağ alkolleri ve metil ester türevleri elde edilmektedir. Donyağından elde edilen metil esterleri son zamanlarda biyodizel elde etme ümidi ile araştırmalara konu olmaktadır. Donyağından elde edilecek biyodizelin çevre korunmasu açısından petrolden elde edilen dizele kıyasla çok daha arzu edilir bir yakıt alternatifi olacağı aşikardır.

Bol ve ekonomik olması yanında, kendine özgü kimyasal yapısından dolayı, sığır donyağı tuvalet sabunlarının temel bileşenidir. Bunun yanında traş kremlerinde, ruj ve şampuanlarda da hâlâ yaygın olarak kullanılmaktadır. Çamaşır deterjanı üretiminde ise, artık donyağından çok sentetik maddeler kullanılmaktadır. Sabun adını ilk defa, erimiş donyağı ile Tiber Nehri'nin Sapo Dağı'ndan sürükleyip getirdiği küllerin oluşturduğu karışımın, temizleyici bir etkisi olduğunu keşfeden Romalılar kullanmıştır. Donyağının, sabun ve temizliği çağrıştırması günümüze kadar süre gelmiştir.

Donyağının sabun yapımında kullanımı yaygın olarak devam etmesi yanında, başka sektörlerdeki uygulanması gittikçe artmaktadır. Bugün donyağı, ABD'de sabun üretiminden çok hayvan yemlerinde kullanılmaktadır. Yağlar enerji yoğunluğu en yüksek gıda maddeleri olduğundan, üretimi yapılan bütün hayvan türlerinin beslenmesinde donyağı ve diğer hayvansal yağların kullanılması gittikçe yaygınlaşmıştır.

Dünyada en fazla donyağı üreten ve ihraç eden ülke Amerika Birleşik Devletleri'dir. ABD'nin ihraç pazarındaki payı %50 olup, ikinci sıradaki Arjantin'in payı sadece %10'dur. İnsan gıdası olarak donyağı tüketimi gittikçe azalmaktadır. Bu azalmanın temel nedeni, son yıllarda insanların beslenmeleri ile ilgili olarak yapmaya başladıkları tercihlerdir. Donyağı, ağırlıklı olarak içerdiği doymuş yağların, son yıllarda kalp rahatsızlıklarına neden olabileceği düşüncesi ile gittikçe az tüketilmektedir. Ancak, doymuş yağların insan sağlığı ile ilgili olarak ileri sürülen riskleri, hâlâ tartışılmakta olup, bilim çevrelerinde bu konuda henüz bir fikir birliğine ulaşılmamıştır.

Donyağı kullanımının, bütün eleştirilere rağmen devam ediyor olmasının birkaç önemli nedeni var. Herşeyden önce, sürekli olarak üretilmeye devam edilebilecek bir ürün olduğu için, petrol ürünleri gibi eninde sonunda tükenecek bir kaynak değil. Bugün ABD'de yetiştirilen sığırlardan, kesim sonunda hayvan başına ortalama 55-60 kg donyağı elde edilebilmektedir.

Et ürünlerinin dağıtım zincirinin daha ileriki halkalarında da (kasaplar, restoran ve kurum mutfakları) bir miktar daha yağlı artık çıkmakta ve bu ürünlerin bir kısmı toplanarak rendering işlemine tabi tutulmakta ve bir miktar donyağı da bu yolla elde edilmektedir.

Donyağı türevlerinin hayvan yemleri ve sabundan başka da sanayi uygulamaları olduğuna yukarıda değinmiştik. Bunların arasında en önemlileri; bazı tarım ilaçlarında taşıyıcı olarak kullanılan petrokimyasal maddelerin yerine geçmesi ne yine tarım ilaçlarında ıslatıcı, emülgatör ve dağıtıcı olarak kullanılmasıdır. Hayvansal yağlar biyolojik olarak ayrışabildiklerinden, uygun koşullarda çevre için tehlike yaratmazlar. Donyağı, ABD'nin, çevreyi ve insan sağlığını korumakla görevli resmi örgütü olan Food and Drug Administration (FDA) tarafından GRAS = Generally Recognized as Safe (genel olarak güvenli olarak tanınır) şeklinde sınıflanmaktadır.

RENDERİNG SİSTEMLERİNDE PİŞİRME İŞLEMİ

Yazan: Frederick Bisplinghoff

Sulu Rendering

En ilkel rendering işlemi, kesimden arta kalan hayvan atıklarının açık kazanda pişirilmesi ile yapılır. Ancak, zaman içinde açık kazanlardan otoklavlara geçildi. Bilindiği gibi otoklav, içine taze buhar enjekte edilen ve dışarıdaki hava ile irtibatı kesilmiş bir metal hazneden oluşur. Bu ortamda pişirme normalden yüksek basınçta yapıldığından, hem pişirme süresi kısalır hem de elde edilmek istenen ürünün özellikleri daha iyi kontrol edilebilir. Ayrıca, açık kazanda yapılan renderinge kıyasla bu sistem ile pişirilen hammaddedeki yağın daha büyük bir yüzdesi presle ayrılabilir.

Hem otoklav hem de açık kazan sistemi rendering işlemine "sulu rendering (wet rendering)" denir. Rendering işleminin temel amacı, hammaddenin içerdiği suyu uzaklaştırmak olduğu düşünülür ise hammaddeye önce su ilave edip daha sonra tekrar uçurmaya çalışmak oldukça dolambaçlı ve düşük verimli bir yaklaşımdır.

Sulu renderingde hammaddeden ayrılan yağ, kazan veya otoklavın üst bölümüne çıkar ve üstten alınır. Bu yolla elde edilen yağ daha renkli olmakla beraber, yağın uzun süre su ile temasta olması serbest yağ asidi oranını arttırır. Yağ alındıktan sonra geride kalan su fazında protein zerreleri bulunur. Bu suyun atılması hem ekonomik olarak kayıp sayılır hem de çevreyi kirletici bir uygulamadır. Modern rendering sistemlerinde, sözü edilen mahsurların üstesinden gelmek üzere, kuru rendering yöntemleri kullanılmaktadır. Renderingcilerin benzetmesi ile kuru renderingde hammadde "kendi suyu ile" pişer.

Tek Şarjlı Kuru Rendering

Bu sistemde öğütülmüş veya öğütülmemiş hammadde, buhar ceketli ve bir karıştırıcısı bulunan yatay bir silindire doldurulur. Hammadde öğütülmeden doldurulmuş ise, bütün çıkışlar kapatılır ve basınç arttırılır. Bu koşullar altında, bir süre sonra karışımdaki kemikler dahi yumuşayarak dağılır. Hammadde pişiriciye doldurulmadan önce öğütülmüş ise, basıncın arttırıldığı bu aşamaya gerek kalmaz.

Kuru renderingde, yağ içeren hücrelerin çeperlerinde oluşan değişiklik dolayısı ile, su buharlaşırken bu çeperler parçalanır. Bu yöntemle pişirme yapıldığında, dört hususun kalite kontrolu yapılmalıdır. Bunlar;

1. Hammaddenin öğütülmesi (yapılıyor ise) ve pişiricinin doldurulması.
2. Ceketteki buhar basıncının kontrolu.
3. Karıştırıcının dakikada devrinin kontrolu.
4. Pişirmede "son noktanın" saptanması veya pişirme/kurutma sıcaklığının ayarı.

Pişirmenin son noktası, presleme sırasında en fazla yağ elde edildiği, ancak protein kalitesinin bozacak derecede aşırı pişirme yapılmadığı bir denge noktasıdır.

Son noktanın saptanması veya pişirme/kurutma derecesinin kontrolu, kuru rendering işleminin en zor ve en kritik aşamasıdır. Doğru son pişirme noktası, pişirici içindeki malzemenin tamamen kurumadan, içinde belirli bir miktar rutubetin kaldığı noktadır. Deneyimlere dayanarak bu noktanın, tek şarjlı pişiricilerde ve hammaddeye bağlı olarak, 115 °C - 125 °C arasında bir yerde olduğu söylenebilir. Bu noktada rutubet miktarı da %5-%7 arasında olmalıdır. Tek şarjlı rendering işleminin buradan sonraki aşamaları, aşağıda anlatılacak kontinü sistemde olduğu gibidir.

TEKNOLOJİDE DEVRİM

1950'li yıllarda, ABD'de en büyük rendering firmalarından olan Baker Comodities'in Los Angeles'deki fabrikasında çalışan George Epsy adındaki bir ustabaşı, o zaman firmanın sahibi olan Frank Jerome'a giderek, bir mühendisin yardımı ile kontinü bir sistem geliştirebileceğine inandığını söyler. O zaman, Jack Keith adlı bir mühendis bu işe tayin edilir ve yapılan denemeler sonunda, öğütülmüş hammaddenin geniş metal borular içinden nakledilebileceği görülür. Bunun üzerine kontinü ön pişiricilerin ilk protipi doğmuş olur. Bu sistem, iki ön pişiriciden (seri bağlanmış iki tej şarjlı pişirici) ve "bitirici" olarak da üç adet buhar ceketli tüpten oluşuyordu. Bu tasarım zaman içinde gelişerek tek hazneden oluşan ve bugün kontinü pişirici olarak bilinen ekipman ortaya çıktı. Ancak, tasarımın son halini alması birkaç yıl sürdü. Sürekli üretim yapan ilk kontinü pişirici, 1960'lı yılların başında Deenver Rendering Company'de kullanılmaya başladı.

Kontinü Pişiriciler

Bu tür pişiricilerin kullanıldığı rendering sistemleri, normal olarak tek bir pişirici içerirler. Hammadde öğütüldükten sonra yarı-kontinü olarak sisteme verilir. Pişirilmesi bitmiş malzeme de yarı-kontinü olarak boşaltılır. Kontinü pişiricilerin yapısı tek şarjlı pişiricilere benzer. Kontinü olanlar, buhar ceketli olabilir veya olamayabilir. Ayrıca, döner şaftlarının içi boştur ve içine basınçlı buhar enjekte edilen ısı-iletim yüzeylerine sahiptir. Bu yüzeyler, suyun buharlaştırılması için gereken ısının pişmekte olan kitleye ulaştırılmasını sağlar. Elde edilen yağın bir kısmı bazen rutubetin uzaklaştırılmasını kolaylaştırmak için tekrar pişiriciye geri gönderilir. Pişiriciye geri gönderilen yağın miktarı hammaddenin yağ verimine bağlıdır.

Kontinü pişiricide çıkan malzeme, titreşen veya sabit delikli bir eleğin üzerinden geçirilerek serbest yağın süzülmesi sağlanır. Bu ayırma işlemi sonunda, geriye hâlâ %35 yağ içeren bir karışım kalır. Bu yağlı karışım helezon tip bir presle sııştırılarak yağ içeriği %10'a düşen, proteini yüksek bir ürün elde edilir. Bu madde bazen bu hali ile satılır ve protein içeriğine göre fiyatlandırır. Bazen de elenir ve bir çekiçli değirmende öğütülür. Ortaya çıkan son ürün %4'den az fosfor içerir ise et unu, bu oran daha fazla ise et ve kemik unu olarak tanımlanır. Serbest olarak süzülen olsun, presle çıkarılan olsun, elde edilen yağ, yağdan başka maddeler de içerir. Bu maddeler, elekten geçirilerek, sentrifüjlenerek, yıkanarak, filtreden geçirilerek veya bu yöntemlerden iki veya daha fazlasının karışımı ile yağdan ayrılır.

Bu sistemler genel olarak atmosfer basıncında, bazen de birkaç santimetrelik bir vakum altında çalışırlar ve genellikle bir kilo suyun uçurulması için 2.5-3 kg buhar gerekir. Pratikte bu oranın, söz konusu aralığın neresinde gerçekleşeceği, işlenen hammaddenin tipine, pişiriciye geri gönderilen yağın miktarına ve ısı iletişim yüzeylerinin konum ve tasarıma bağlıdır.

Tek şarjlı pişiricilerde olduğu gibi, pişirmenin son noktasının kontrolu ve elde edilen son ürünün içerdiği rutubet oranını, amino asit sindirilebilrliği ve faydanılabilirliği açısından çok önemlidir. Yapılan araştırmalarda, son pişirme noktasındaki sıcaklık derecesinin 150 °C'den 130 °C'ye çekilmesi ile gerekli amino asitlerin ortalama sindirilebilirliği %12.9 yükselmiştir. Bu iki sıcaklık derecesinde durdurulan pişirme sonucunda elde edilen rutubet oranı ise, sırası ile %2 ve %6 idi.