TARIMSAL GIDA ĠġLETMELERĠNĠN MODERNĠZASYONU°DARİ İŞLER/temmuz/1.pdf · metotlara alternatif yaygın kullanım alanı olan teknolojilerden biri de Yakın Kızılötesi (NIRS)

TARIMSAL GIDA ĠġLETMELERĠNĠN

MODERNĠZASYONU

Mustafa BAYTEMĠR

Makine Yüksek Mühendisi

Ġl Gıda, Tarım ve Hayvancılık Müdürlüğü

Erenler / SAKARYA 31 TEMMUZ 2013

EĞĠTĠMLE ĠLGĠLĠ BĠLGĠLER

EĞĠTĠMLE ĠLGĠLĠ BĠLGĠLER

Eğitim Yeri: Tuscia Universi, Ziraat Fakültesi

Biyolojik, Ormancılık ve Tarımsal-Gıda

Sistemleri Yenilik Bölümü

Viterbo / İTALYA

DIBAF Dipartimento per la Innovazione nei Sistemi

Biologici Agroalimentari e Forestali

Via S. Camillo De Lellis - 01100 Viterbo

Eğitim Süresi: 3 Ay (31.12.2012-31.03.2013)

DanıĢman: Prof. Dr. Fabio Mencarelli

SUNU AKIġI

ĠÇERĠK

1) Modernizasyon

2) Yakın Kızılötesi Spektroskopisi (NIRS)

3) Elektronik Burun Teknolojisi (E_Nose)

4) Fındık Hasat ve Hasat Sonrası Teknolojilerinde Modernizasyon

5) Sonuçlar ve Öneriler

1) Modernizasyon

MODERNĠZASYON

Modernizasyon: Bir faaliyet, süreç veya tedarik zincirinin bireysel

bileşenlerinin yüksek bir operasyon standardına yükseltildiği bir

değişim yönetimi ve yatırım süreci olarak tanımlanabilir.

Tarımsal gıda iĢletmelerinde modernizasyon ise fiziksel binaları,

uygulanan teknolojiyi, tesis ve proses ekipmanlarını, tedarik

zincirini, personel eğitimini ve ilgili prosedürel hususları içerecek

şekilde ele alınmaktadır.

Tarımsal gıda işletmelerinde genel olarak tespit edilmiş olan

eksiklikler şu şekilde sıralanabilir;

Proses ve prosedür ile ilgili eksiklikler

Kalitesiz ve uygun olmayan ekipman kullanımı

Uygulanan teknoloji, tesis ve proses imkanlarının yetersizliği

Bina yerleşim planlarının ve koşullarının uygunsuzluğu

Personel eğitimi

Bilgi ve motivasyon eksikliği

MODERNĠZASYON

“Tarımsal Gıda İşletmelerinin Modernizasyonu” konulu bu eğitim

programında Tarımsal gıdaların kalite ve izlenebilirliğinin

saptanmasında kullanılan Yakın Kızılötesi Spektroskopisi (NIRS)

ile Elektronik Burun (E_Nose) Teknolojileri ve uygulama alanları

incelenmiş ve üniversite bünyesinde yapılan çalışmalar yerinde

görülmüştür. Ayrıca dünyada %70’lik üretimle lider ülke konumunda

olduğumuz ve tarımsal ürünler arasında en büyük katma değere

sahip Fındığın İtalya’da 1980’lerden sonra yoğun olarak

kullanılmakta olan modern makineler ile hasat edilmesi ve hasat

sonrası teknolojileri konusunda çalışılmış ve bu konuda Ülkemizde

fındık tarımında hasat ve hasat sonrası teknolojilerinde bir

modernizasyona gidilmesi amaçlanmıştır. Eğitim süresince ilgili bazı

fabrikalara teknik geziler yapılmıştır.

2) Yakın Kızılötesi Spektroskopisi (NIRS) (Near Infrared Spectroscopy)

YAKIN KIZILÖTESĠ SPEKTROSKOPĠSĠ

2.1. GiriĢ

Son yıllarda gıdaların üretim aşamasında veya analizlerinde hızlı,

güvenilir ve çevre dostu teknolojilere olan ilgi gittikçe artmakta,

buna bağlı olarak da geleneksel metotlara alternatif çeşitli

teknolojiler geliştirilmektedir. Çünkü çoğu cihaza bağımlı olan ve

kimyasallara ihtiyaç duyan geleneksel metotlar zaman alıcı metotlar

olup uzman analiste ihtiyaç duymaktadır. Günümüzde geleneksel

metotlara alternatif yaygın kullanım alanı olan teknolojilerden biri

de Yakın Kızılötesi (NIRS) Spektroskopisi’dir.

Gıda örneklerinin kalite özelliklerinin belirlenmesinde kullanılan

hızlı ve gıdayı tahrip etmeyen NIR spektroskopisi, 780-2500 nm

dalga boyu aralığındaki elektromanyetik radyasyonun absorpsiyonu

temeline dayanan ve gıdalarda analiz amaçlı kullanılan bir

teknolojidir.


2.2. Teorisi ve Özellikleri

Spektroskopi bir örnekteki atom, molekül ve iyonların bir enerji

düzeyinden diğerine geçişleri sırasında absorplanan veya yayılan

elektromanyetik ışımanın ölçülmesi ve yorumlanmasıdır.

Dolayısıyla spektroskopik analizler, cisimlerin ışığı absorbe etmesi,

geçirmesi veya yansıtması gibi özelliklerinin ölçülmesine dayanan

enstrümantal analizlerdir.


NIR Spektroskopisi elektromanyetik spektrumun 780 (12800 cm-1)

ile 2500 nm (4000 cm-1) dalga boyu aralığındaki bölgesini

kapsamakta ve yapı içerisindeki O-H, C-H, C-O ve N-H gibi

moleküler bağların titreşimleri ile ilgili olarak absorpsiyon bantları

oluşturmaktadır.


Bahsedilen dalga boyu aralığındaki elektromanyetik spektrumdaki

absorpsiyon ile gıda örneklerindeki kalite özelliklerinin korelasyon

halinde olması, bu korelasyonun çözümlenmesi prensibine dayanan

NIR spektroskopisinin özellikle gıda ve tarımsal ürünlerin fiziksel

ve kimyasal analizlerinde rutin olarak kullanılabilmesine imkan

tanımaktadır.

Bir NIR spektroskopisi ünitesi genel olarak;

1. Işık Kaynağı

2. Işık Ayırıcı Sistem

3. Reflektör

4. Numune yatağı/ Detektör girişi;

5. Difüze yansıma detektörü

6. İletim detektörü

7. Kontrol bilgileri işleyen analiz sistemi

8. Yazıcı’ dan oluşmaktadır.


Yakın kızılötesi Spektroskopisinin kalibrasyon modeli geliştirilmesi

yavaş ve zor olmakla beraber uygulamada çok hızlı sonuç vermekte,

birçok bileşen ve kalite özelliklerinin analizi eşzamanlı olarak birkaç

dakikada yapılabilmektedir. Analiz sonuçları referans analizlere

bağımlı olduğu için güvenilir kalibrasyon modellerinin

oluşturulması çok önemlidir. Son zamanlarda NIR uygulamalarında

Kemometri’yle birleştirilen birçok kalibrasyon modeli

geliştirilmiştir.

Kemometri: İstatistik ve matematik ile birlikte bilgisayar

kullanılarak kimyasal verilerin işlenmesini kapsayan bir kimya

disiplinidir. Bu disiplin kimyasal analizlerde kimyasal verilerden

gerçek bilginin ekstraksiyonunu veya saklı bilgilerin açığa

çıkarılmasına olanak tanıyan güçlü bir araçtır.


NIR uygulamalarında kullanılan kalibrasyon modellerinden bazıları

şunlardır;

- Çoklu Lineer Regresyon (MLR)

- Temel Bileşen Regresyonu (PCR)

- Kısmi En Az Kareler (PLS)

- Yapay Nöral Ağ (ANN)

- Yerel Ağırlıklı Regresyon (LWR)

- Destek Vektör Makineleri (SVM)


2.3. NIR Spektroskopi Cihazları

Birbirinden çok farklı türde NIR Spektroskopi cihazları

tasarlanmıştır.


Bunlardan en fazla kullanılanlar çift ışınlı, diod serili ve Fourier

dönüşümlü cihazlardır. Işık kaynağı olarak kuvars pencereli

tungsten-halojen lambalar kullanılır. Absorpsiyon ölçümünde

kullanılan hücreler kuvars veya eritilmiş sikadan yapılmıştır.

Kullanılan dedektörler ise kurşun sülfürden yapılmış foto

iletkenlerdir.

Tuscia Üniversitesi bünyesindeki Hasat Sonrası Teknolojileri

Laboratuvarında (LAPO) özellikle fındıkta nem, asitlik, şeker ve

yağ oranlarının belirlenmesinde, zeytinde asitlik derecesi ve yağ

oranının tespiti ve zeytinyağında orijin belirlemede, üzüm

çeşitlerine dayanılarak şarapların tanımlanması ve bunların yanısıra

çeşitli meyve ve sebzelerde sertlik, çözünür katı madde miktarı,

kalite analizi gibi birçok analizlerin yapılmasında Brimrose Luminar

5030 tipi Portatif Fourier Dönüşümlü Spektroskopi cihazı

kullanılmaktadır.


Üniversite bünyesinde yapılan deneylerde kullanılan NIR

Spektroskopi Cihazı;


2.4. NIRS Cihazları ile Spektrum Alma ve Kalibrasyon

Spektrum Alma: Numunenin spektrumu bilgisayar programı

yardımıyla alınır. Spektrumda çeşitli bağ titreşimleri için gözlenen

NIR bantları teorik olarak hesaplanan yaklaşık frekans değerlerinde

gözlenir ve bu bantlar aynı grubu içeren çok farklı moleküllerde de

birbirine yakın değerlerdedir. Bundan yararlanarak bir molekülde

hangi kimyasal bağların bulunduğu NIR spektrumunun

incelenmesiyle anlaşılabilir. Hangi kimyasal bağların hangi dalga

sayısı değerlerinde gözleneceği çeşitli tablolarla düzenlenmiştir. Bu

tablolara korelasyon tabloları denir. Spektrumdaki piklerin dalga

sayısı değerleri belirlenir ve bu dalga sayısı değerleri korelasyon

tabloları ile karşılaştırılarak o molekülde hangi kimyasal bağların

bulunduğu belirlenir. En son olarak da eldeki spektrum bilinen

bileşiklerin aynı koşullarda çekilmiş bilinen madde spektrumlarıyla

karşılaştırılır ve maddenin hangi madde olduğuna karar verilir.


Örnek: a) Elma (Fuji) sertlik analizinde seçilen 100 numunenin

orijinal reflektans (yansıma) spektrası, b) Referans Spektrası

a) b)


Kalibrasyon: NIRS’nin kalibrasyonu belli bir miktar numune

kullanarak (50-150 adet) NIRS tarafından sağlanan spektral data ile

laboratuvar ortamında klasik kimyasal metotdan elde edilen data

(referans data) arasında matematiksel ilişki kurmayı içerir. Yani her

bir numune için spektral okuma datası ve yine aynı numuneler için

kimyasal analiz datası bilgisayara girilir. NIRS tarafından üretilen

spektral data numunenin fiziksel ve kimyasal özelliklerini gösterir.

Genel olarak NIR Spektroskopi cihazları ile spektrum alma ve

kalibrasyonda aşağıdaki işlem basamakları takip edilir;

1. Numunenin spektrumun alınması ve spektrum üzerinde yapılan

ön işlemler;

- Türev alma, SNV (standart normal variate) gibi bazı yöntemlere

başvurulabilir. Bu ön işlemler istenmeyen değişimlerin minimize

edilmesini sağlar ve spektrumdaki sinyalleri daha düzenli hale getirir


Elma (fuji) reflektans spektrası üzerinde yapılan ön işlemler; a) SNV, b) Çarpımsal

dağılım düzeltmesi görmüş (MSC), c) Merkezleme ortalaması (Mean centering),

d) min/maks. normalization


2. Kalibrasyon modeli içerisinde spektral veriler kullanılarak numunenin

kimyasal bileşiminin hesaplanması

3. Spektroskopik analizler sonucunda bulunan bileşen konsantrasyonunun,

bilinen klasik kimya yöntemleri ile bulunan referans değerle karşılaştırılarak

doğrulama yapılması.

2) 3)


2.5. NIR Spektroskopisinin Avantajları ve Dezavantajları

Avantajları:

1. Ölçüm ve sonuç bildirimi oldukça hızlı ve basittir. Birkaç dakikada

analiz sonuçlarına on-line olarak ulaşılabilir.

2. Numuneye ait nem, protein, yağ gibi bileşen analizlerinin yanı sıra

duyusal ve kalite analizleri aynı anda yapılabilmektedir.

3. Analiz için çok az bir numune yeterlidir. Ayrıca numunenin yapısına

zarar vermeyen bir teknik olduğu için daha sonradan numunenin tekrar

kullanımına imkân sunar.

4. Analiz sırasında kimyasal madde sarfiyatı olmayacağı için herhangi

bir tehlikesi yoktur. Ayrıca, kimyasal atık oluşturmayacağı için çevre

dostu kabul edilir.

5. Klasik analizlerde olduğu gibi her bir analiz için özel cihaz veya

ekipmanlara ya da diğer laboratuvar malzemelerine ihtiyaç yoktur. Do-

layısıyla kullanım maliyeti diğer analizlere kıyasla oldukça ucuzdur.


Dezavantajları:

1. İlk yatırım maliyeti nispeten yüksektir.

2. Kalibrasyon modellerinin geliştirilmesi zor ve zaman alıcı

olmasının yanı sıra referans analizlere bağımlıdır.

3. Metot genellikle majör bileşenlerin analizinde kullanılmakta,

minör bileşenlerde ve bazı kalite özelliklerinde hassasiyet

düşmektedir.

4. NIR cihazları arasındaki optik farklılıklardan dolayı kalibrasyon

modellerinin cihazlar arasında transferi bazen mümkün

olmayabilmektedir.


2.6. NIR Spektroskopisinin Tarımsal Gıda Endüstrisinde Kullanımı

1. Tahıl ve Tahıl Ürünleri:

NIR spektroskopisi ile tahılların öğütme özelliği, protein ve nem,

yaş gluten ve kuru gluten, Zeleny sedimantasyon, SDS sedimantas-

yon, miksograf pik direnci, gliadin ve glutenin, esansiyel aminoasit,

renk, kül, nişasta zedelenmesi, su absorpsiyonu, hamur mukavemeti,

fermente hamurun kalite özellikleri ve hamurun reolojik özel-

liklerinin belirlenmesi yanında, çeşitli tahıl ürünlerinin enerjilerinin

belirlenmesi, ekmeğin depolanması sırasındaki yapısal

değişikliklerin izlenmesi buğday çeşitlerinin belirlenmesi ve

ekmekte kalite analizi gibi birçok konuda araştırma yapılmış ve

pratiğe uygulanabilir veriler elde edilmiştir.


2. Süt ve Süt Ürünleri:

Süt ve süt ürünlerinde yağ ve protein, laktoz ve şeker analizleri, taze

peynir üretimi sırasında on-line kalite kontrol analizi, süt tozu,

yoğurt fermantasyonunun on-line olarak izlenmesi ve işlem

kalitesinin kontrolü gibi birçok alanda kullanılmaktadır.

3. Et ve Et Ürünleri:

Et endüstrisinde özellikle kimyasal içeriğin belirlenmesinde yaygın

olarak uygulanmakla birlikte, et ürünlerinin duyusal analizlerinde de

kullanılmaktadır. Özellikle et ve et ürünlerinde yağ, protein, nem,

renk, tekstür analizleri, hamburger köftelerinde tağşişin belirlenmesi

ve kanguru etinin sığır etinden ayrımının yapılması gibi konularda

başarılı kalibrasyon modelleri oluşturulmuştur. Bununla birlikte,

balıklarda kimyasal kompozisyonun belirlenmesinde de

kullanılmaktadır.


4. Meyve-Sebze ve Ürünleri:

Analiz edilen örneğin yapısında herhangi bir hasar meydana

getirmemesinden dolayı taze meyve ve sebzelerde yapılan

analizlerde özellikle tercih edilmektedir. Çeşitli meyvelerde şeker,

çözünür katı madde miktarı, sertlik ve kalite analizi gibi birçok

alanda uygulanmıştır. Bu teknik meyve sularında asitlik ve brix,

şeker, bazı organik asitlerin belirlenmesi, tağşişin tespit edilmesine

yönelik çalışmalarda uygulanmış ve pratiğe aktarılabilir kalibrasyon

modelleri elde edilmiştir. NIR spektroskopisi kullanılarak tağşişi

etkili bir şekilde test edilen gıdalar arasında meyve püresi ve bal gibi

gıdalar da bulunmakta ve üzüm çeşitlerine dayanılarak şarapların

tanımlanmasında %100 doğrulukta tanımlama işlemi yapılmaktadır.

ELEKTRONĠK BURUN TEKNOLOJĠSĠ

Yeni Zelanda’da ki kivi araştırma kurumları tarafından

üniversitelerle birlikte yürütülmüş olan çalışmalar sonucunda 1998

yılından itibaren NIRS üretilen kivilerin hasat öncesi ve hasattan

sonraki aşamalarda kalitelerinin izlenmesinde başarı ile

kullanılmaktadır.

Bir NIR cihazı, seyyar olarak kivi plantasyonlarına taşınabilmekte

ve plantasyonda önceden belirlenmiş olan istatistiksel yönteme bağlı

olarak yapılan örnekleme ile seçilen kivi numuneleri bir bütün

olarak (soyulmadan ve parçalanmadan); % C vitamini içeriği, %

glikoz içeriği, % fruktoz içeriği, % Brix olarak çözünebilir katı

içerikleri, % kuru ağırlıkları, meyve rengi, patolojik hasarlar ve

meyve eti sertliği gibi temel kalite parametrelerince hızlı ve

güvenilir bir şekilde analiz edilmektedirler.

Günümüzde bu cihazlar kivinin yanı sıra elma, armut, şeftali ve

kavun gibi birçok meyvenin analizinde kullanılmaktadır.


Meyvelerde hasat öncesi ve sonrası kalite kontrolü için NIR Spektroskopisi

3) Elektronik Burun

Teknolojisi (E_Nose)

Herhangi bir kokuyu hiç ölçtünüz mü?

Bir kokunun diğerinden tam olarak iki kat kuvvetli koktuğunu söyleyebilir misiniz?

Bir cins koku ile diğeri arasındaki farkı ölçebilir misiniz?

“Eğer yeni bir bilim keşfetmek için çok istekli iseniz bir kokuyu ölçünüz.”

Alexander Graham Bell (1914)


3.1. GiriĢ

Endüstrinin birçok kolunda, nitel ve nicel araştırmalarda geniş

çaplı uygulama alanlarına sahip olan ve kullanıcıya büyük

avantajlar sağlayan elektronik burunlar; koku, buhar ve gaz

analizlerinde kullanılmaktadır.

Elektronik Burun’la ilgili ilk araştırmalar 1970 yılında

İngiltere’de Warwick Üniversitesinde başlamıştır.

Bu üniversitede başlayan araştırma ve bir burun taklidi makine

icadı çalışmaları tüm dünyada devam etmiş ve Elektronik Burun

terimi literatüre ilk olarak 1990’da girmiştir.

İlk prototip sistemler 1993’de, ilk ticari sistemler ise 1994’de

piyasaya sürülmüştür.


3.2. Elektronik Burun Sisteminin Prensibi ve Özellikleri

Elektronik burun yapısında kimyasal sensör dizisi bulunduran ve

insan burnunun algılayamadığı seviyelerdeki kokular üzerinde

hassas ölçüm yapabilen cihazdır.

Bir kokuyu algılayıp tanımlayabilmenin yanı sıra ölçüm yapılan

madde içinde her bir kokudan ne oranda bulunduğunu, aynı

zamanda kokuların hangi sınıflara dahil olduğunu belirler.

Elektronik Burunlar canlılardaki koku algılama yöntemine benzer

bir yöntem kullanılarak tasarlanmıştır.

Memeliler bir kokuyu kokladığında nefesle çekilen havayla

birlikte burna giren koku molekülleri koku algılayıcıları

(reseptörler) tarafından tutulmakta ve bağlanmaktadır.


Bu sinyal koklama soğanına iletilmekte ve tanıma işlemi beynin

koku merkezinde bir eğitim ile öğrenmeye bağlı olarak

gerçekleşmektedir. Koku daha önce rastlanmış ve bilinen bir koku

ise beyinde tanıma gerçekleşmekte, şayet ilk defa karşılaşılan bir

uyarım ise bir ilk olarak beyne tanımlanarak kaydedilmektedir.

Elektronik Burun sisteminde koku algılayıcılarının yerini kimyasal sensörler, koklama soğanının yerini yapay sinir ağları almaktadır.

Koku molekülleri muhtelif yöntemlerle kimyasal sensör dizisine gönderilir. Bu alıcılar her biri değişik kokuları algılayacak biçimde tasarlanmıştır.


Sensörlerin çevreden topladıkları sinyaller, elektronik sistemler

yoluyla ikili kodlara dönüştürülmekte ve oradan da bilgisayara

aktarılmaktadır.


Gönderilen bu elektriksel sinyaller belirli örüntü tanıma

yöntemleriyle işlenerek koku tanısı gerçekleştirilmektedir. Burada

da bir eğitim gerekmektedir ve şayet koku ilk defa verilmişse

oluşan sinyal tepkileri bu koku adına kaydedilmekte, ikinci bir

koklatmada sistem bu kokuyu tanımaktadır.


Elektronik Burun ile insan burnunun birbirlerine göre avantaj ve

dezavantajları;

İnsan burnu karbonmonoksit ve karbondioksit gibi gazları hiç

algılamamakta, algıladığı gazlarda ise bir süre sonra koku var

olmasına rağmen yorgunluk oluşmakta ve ortamda halen var olan

gazlar algılanamamaktadır.

İnsan burnu, kişiye bağımlılık (subjectivite) göstermektedir.

Elektronik Burunlar ise objektiftir ve tekrarlanabilen sonuçlar

verir.

Elektronik Burun’un hassasiyeti insan burnuna göre oldukça

yüksek olmakla birlikte, yıllarca aynı işi görebilmekte ve insan

burnunun algılayamadığı gazları kullandıkları sensör dizisine

bağlı olarak rahatlıkla algılayabilmektedir.


İnsan burnu ile Elektronik burun sisteminin karşılaştırılması;

Tanımlayıcı Ġnsan Burnu Elektronik Burun

Algılayıcı Alıcı nöron Sensör / Transduser

Aktiflik Koku alma genleri Kaplama

Algılayıcı Sayısı 10.000.000 reseptör 6-64 sensör (dizin halinde)

Sinyal İşleme Modülü Gromerulus Mikrodenetleyici

Tanımlama Modülü Beyin Bilgisayar

Duyarlılık Trilyonda bir birim (ppt) Milyonda bir birim (ppm)

Seçicilik 10.000-20.000 koku < 50 koku


3.3. Elektronik Burun Cihazında Kullanılan Sensörler

Sensörler; çeşitli fiziksel ve kimyasal büyüklükleri algılayıp

bunlardan ölçülebilir çıktılar üreten elemanlardır. Bir kimyasal

sensör sistemi dört birimden oluşmaktadır.

1) Algılama Birimi

2) Dönüştürücü (Transduser) Birimi

3) Elektronik Birim

4) Örüntü Tanıma Birimi


1) Algılama Birimi: Ortamda bulunan ve algılanmak istenen

kimyasal maddeyle etkileşerek gerekli sinyalin oluşmasına neden

olan kimyasal ara yüzeydir.

2) DönüĢtürücü (transdüser) Birimi: Kimyasal sensör tasarımında

algılama biriminin niteliklerine göre dönüştürücü teknolojisini

üretmek gerekmektedir. Bu teknolojiler iletkenlik, potansiyel,

kapasite, ısı, kütle ve optik gibi özelliklerin kimyasal etkileşim

sonucu değişimine uygun olarak seçilmektedir.

3) Elektronik Birim: Dönüştürücülerin elektrik sinyali üretmesi

için gerekli devrelerdir.

4) Örüntü Tanıma Birimi: Bir mikrokontrol ünitesi ve bilgisayarı

ile algılanan kokuların sinyal seviyeleri ve değerler topluluğunu

yapay sinir ağları (ANN), temel birleşen analizi (PCA) gibi muhtelif

örüntü tanıma teknikleriyle işleyen birimdir.


Elektronik Burun cihazında kullanılan sensör tipleri:

1. İletkenlik Sensörleri (Conductivity Sensors)

a) Metal Oksit Yarı-iletken Sensörler (Metal Oxide Semiconductors)

(MOS)

- Kimyasal kararlılık, yüksek hassasiyet, kolay imalat ve düşük

maliyet gibi avantajları vardır.

- Yüksek ısıda yüzeyde moleküllerin reaksiyonlarının

saptanmasında kullanılır.

- MOS sensörleri, suyla etkileşimden kaçınarak 300-500 oC

arasında çalışır.

b) İletken Polimer Sensörler (Conducting Polymer Sensors) (CP)

- İyi bir hassasiyet, kısa zamanda yanıt, sıcak ve soğuk ortamda

çalışabilme ve kararlılık gibi avantajlara sahipken, neme karşı

duyarlı olması en büyük dezavantajıdır.


2. Piezoelektrik Sensörler (Piezo Electrical Sensors)

a) Kuartz Kristal Mikrobalans Sensörler (Quartz Cryrstal

Microbalance) (QCM)

- Yığın Akustik Dalga Sensörleri (BAW) olarak da adlandırılırlar.

- Titreşim frekansı 5-20 MHz arasındadır.

- Bu cihazla elde edilen ölçümler; sensör yüzeyinde emilmiş

moleküllerin kütle ölçümleridir.

- Oda sıcaklığında çalışırlar ve zamanla yüksek kararlılığa sahip

olurlar.

b) Yüzey Akustik Dalga Sensörleri (Surface Acoustic Wave

Devicies) (SAW)

- Yüksek hassasiyet, hızlı yanıt zamanı, seçicilik, iyi türeyebilirlik

gibi avantajlara sahipken, ısı ve rutubete karşı hassasiyeti

dezavantajıdır.


3. Elektrokimyasal Sensörler (Electrochemical Sensors)

a) Metal Oksit Yarı-iletken Alan Etkili Transistörler

(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistors) (MOSFET)

- MOS sensörlerine benzer ama çıkış sinyali, katalitik yüzeyde

uçucu bileşik reaksiyonu olduğunda potansiyel değişimden

oluşur.

- MOS sensörleriyle karşılaştırıldığında düşük işletim

sıcaklıklarına (100-200 oC) sahiptir.

4. Optik Sensörler (Optical Sensors)

- Renk değişimleri kullanarak kokuyu saptarlar.

- Rutubete karşı hassas değildirler ve görsel koku saptanması

sağlarlar.

5. Gaz Kromatografi (GC) ve Kütle Spektrofotometre (MS) Temelli

Sensörler


3.4. Ticari Elektronik Burun Cihazları

Metal oksit, İletken polimer,

SAW sensörleri

Fransa

İletken polimer sensör İngiltere


İletken polimer sensörler

İngiltere

Metal oksit sensörler Almanya


Tuscia Üniversitesi bünyesindeki Hasat Sonrası Teknolojileri

Laboratuvarında (LAPO) zeytinyağında orijin belirleme, şaraplık

üzümlerde hasat sonrası dehidrasyon işlemlerinde ve şarap gibi fermente

ürünlerin aroma maddelerinin tespitinde içerisinde 8 adet Kuartz Kristal

Mikrobalans Sensör (QCM) dizisi bulunduran Libranose 06 tipi İtalyan

malı Portatif Elektronik Burun cihazı kullanılmaktadır.


3.5. Tarımsal Gıda Endüstrisinde Elektronik Burun Kullanımı

1) Süt ve Süt Ürünleri:

Süt ve süt ürünlerinde elektronik

burun kalite ve raf ömrünü

saptamak için yaygın olarak

kullanılmaktadır.

Mikrobiyal yükün belirlenmesinde

de kullanılmaktadır.

Süt endüstrisinde benzer ürün

sağlamada, katkı miktarının

belirlenmesi ve bozulmanın tespit

edilmesinde kullanılmaktadır.

GC/MS ve MOS sensörleri ile

çeşitli çalışmalar yapılmaktadır.


2) Tahıl ve Tahıl Ürünleri:

Tahıllarda bakteri oluşumu ve küf

kontaminasyonunu belirlemek için

kullanılan yöntemler oldukça zahmetli

ve zaman alıcı olduğundan, depolanmış

hububatlarda elektronik burun ile

analizler hızlı ve doğru sonuç verir.

Tahıl çeşitlerinin coğrafik orijinlerine

göre sınıflandırılması, kalitesi ve

depolama zamanı hassas bir şekilde

tespit edilebilir.

Polar bileşenlere karşı duyarlı oldukları

için İletken polimer (CP) sensörler

kullanılmaktadır.


3) Meyve ve Sebzeler:

Meyve olgunluğu; meyvelerde

olgunlaşma süresinde aromatik

uçucuların birikimiyle birlikte olduğu

için, elektronik burun sistemleri meyve

endüstrisinde büyük potansiyele sahiptir.

Koku üretim kapasitesi ise uzun süreli

depolamadan sonra azalır. Dolayısıyla

meyvelerde aroma bileşenlerinin tayini,

olgulaşıp olgunlaşmadığının belirlenmesi,

raf ömrü süreleri ve depolanma zamanları

elektronik burun ile tespit edilebilir.

Ayrıca meyve türevi pektik jellerin tat

analizleri de yapılabilmektedir.


Çileği, osmotik dehidrasyonu sırasında

değerlendirmek için GC ve MS yapılır.

Fakat analiz süreci uzun sürdüğü için

elektronik burun kullanımı son yıllarda

tercih edilmektedir. Böylece meyve

olgunluğu ve depolama sırasındaki

kalitesi kolay bir şekilde ölçülmüş olur.

Sofralık yeşil zeytinlerin sınıflandırılması

ve kalite değerlendirilmesinde kullanılır.

Coğrafi orijinlerine göre zeytin yağlarının

birbirinden ayırt edilmesinde NIR

spektroskopisine alternatif olarak

kullanılabilir.


4) Et ve Et Ürünleri:

İletkenli – polimer bazlı elektronik

burun sistemleri taze sığır etini

mikrobiyolojik yıkıma göre

bozulmuş ve bozulmamış olarak

ayırabilmektedir.

Ayrıca tavuk ve balık etinin kalite

analizinde de etin tipi ve birbirinden

ayırt edilmesinde kullanılmaktadır.


5) Çayın Aromasını Değerlendirmek Ġçin Elektronik Burun Kullanımı

Optimum bir sınıra kadar

fermantasyon işlemi süresince

kimyasal dönüşümler ve

reaksiyonların sınırlandırılması

yüksek kaliteli çay üretimi için

hayatidir.

Bu nedenle, yaprak içerisindeki

kompleks kimyasal değişim

serilerini sadece istenilen

limitlerde tutmaya yetecek kadar

yaprakların fermantasyonuna

izin vermek en uygun değeri

sağlamak için kritiktir.


Geleneksel olarak, fermantasyonun uzunluğu koklama ve görme

gücü gibi insani duygular yoluyla öznel olarak belirlenir.

Fermantasyon esnasında yapraklarda oluşan otsu kokunun,

çiçeksi kokuya dönüşümünü uzman insanlar algılayabilirler.

Bununla birlikte koku, birinci burun ve ikinci burun olarak

adlandırılan dönüşümler içinden geçerek yayılır. Renk esasına

bağlı olarak fermantasyon bitiş zamanını belirleyen kolorimetrik

bir yöntemde ayrıca kullanılmıştır.

Özel olarak dizayn edilmiş bir elektronik burunla, geçen zaman

üzerinden fermantasyon işlemindeki uçucu emisyonunu izleyen

bir model başarı ile kullanılmıştır.

Farklı klonlar, farklı iklim ve fermantasyon yöntemleri ile uzun

süredir devam eden denemelerde elektronik burunun defalarca

kullanımı ile, fermantasyon süresince tespit edilen koku

değişimlerinin güvenilir olduğu bulunmuştur.

4) Fındık Hasat ve Hasat Sonrası

Teknolojilerinde Modernizasyon

FINDIK HASAT VE HASAT SONRASI TEKNOLOJĠLERĠNDE MODERNĠZASYON

4.1. GiriĢ

Fındık ülkemizde tarımsal ürünler arasında en çok üretilen ve en

fazla katma değere sahip üründür. Şekilde görüldüğü gibi Türkiye

yıllık ortalama 650.000 ton üretim ve % 70’lik oranla dünya fındık

üretiminde lider ülkedir.


Ayrıca fındık ülkemizin toplam tarımsal ürün ihracatında %20’lik

oranla en büyük paya sahiptir ve Türkiye’nin toplam ihracatının

%2’sini oluşturmaktadır. Ülkemizde yaklaşık olarak 500.000 çiftçi

ortalama 1-2 ha.’lık bahçelerde fındık üretimi yapmaktadır.

İtalya ise yıllık ortalama 120.000 ton üretim ve %13’lük oranla

dünya fındık üretiminde Türkiye’den sonra ikinci ülkedir. İtalya’da

fındık yetiştiriciliği hobi olarak kısıtlı bir bölgede ve küçük ölçekli

arazilerde yapılmakta iken 1970’lerden itibaren 2-3 ha.’lık orta

büyüklükteki tepelik ve eğimli arazilerde yetiştirilen önemli bir

tarımsal ürün haline gelmiştir. Bu gelişme dağlık ve tepelik alanların

değerlendirilmesiyle kısıtlı bir alandan sınırlı enerji ve işgücü

girdileriyle yüksek gelir elde edilmesinin bir sonucudur. Son 30 yıl

içerinde içerisinde ortalama fındık üretimini 4 kat attırmıştır.


4.2. Ülkemizde Fındık Hasat Teknolojisi

Fındık hasadı daldan, yerden ve makineli olmak üzere 3 şekilde

yapılmaktadır.

1) Daldan fındık hasadı:

Ülkemizde daha çok uygulanan hasat şekli; daldan el ile toplama

şeklindedir. Dalda olgunlaşan fındık çotanakları teker teker

toplanarak sepetlere doldurulmakta ve daha sonra bu sepetlerdeki

fındıklar çuvallara aktarılarak harmana taşınmaktadır. Özellikle

meyilli arazilerde fındık hasadı bu yolla yapılmaktadır.

Bir kişi ortalama 70-75 kg zuruflu fındık toplayabilmekte ki bu da

ortalama 23-25 kg kurutulmuş fındığa denk gelmektedir. Bu

yöntemde hasat olgunluğuna gelmeden fındık toplanmaya başlandığı

için kalite kayıpları söz konusu olmaktadır.


2) Yerden fındık hasadı:

Hasat olgunluğuna gelen fındıkların, dalların elle veya son yıllarda

kullanılan silkme makineleri ile sallanarak yere düşmesi

sağlanmakta; düşmeyen fındıklar ise uzun bir çubuk yardımıyla

düşürülmektedir. Daha sonra yerdeki fındıklar toplanarak sepetlere

doldurulmakta ve diğer yöntemdeki gibi harmana taşınmaktadır.

Bu yöntemde hasat bir defada değil çeşit bazında olgunlaşan

fındıklar kendiliğinden veya hafif silkelemek sureti ile yere düştükçe

toplanmaktadır. Bu şekilde bahçe 3-5 gün aralıklarla en az üç defa

gezilmelidir. Bu hasat yönteminde bir kişi ortalama 110-120 kg

arasında zuruflu fındık toplamaktadır ki bu da 45-50 kg kuru fındığa

denk gelmektedir. Bu yöntemde fındık yerde fazla bekletilmemelidir.

Aksi halde küf oluşumu ve kalite kayıplarına sebebiyet

verilmektedir.


3) Makineli hasat:

Ülkemizde fındık tarımında en önemli problemlerden bir tanesi

mekanizasyondan yeterince faydalanılamamasıdır. Fındık tarımında

üretim maliyetleri içerisinde en fazla payı toplama masraflarının

aldığı görülmektedir.

Hasat olgunluğuna gelen fındıkların silkelenmesiyle birlikte yere

düşen zuruflu fındıkları vakumlu emiş gücüyle haznesine alan

değişik modellerde makineler geliştirilmiştir. Bunların bazı

modellerine ayıklama (patoz) tertibatı da ilave edilerek hasat edilen

zuruflu fındıklar ayıklanarak iki işlem birden yapılmış olmaktadır.


Ülkemizde fındık üreticileri çeşitli nedenlerden dolayı hasadı erken

yapmaktadırlar.

Erken hasat yapılışının en önemli nedenleri olarak;

- Özellikle son yıllarda insan işgücü bulma zorluğu nedeniyle

henüz yoğun hasat ve işgücü talebinin olduğu döneme girilmeden

daha kolay insan işgücü sağlanabilmesi,

- Hasat harman ve kurutma işlemlerinin yağışlı dönemlere kadar

uzatılmaması,

- Çok meyilli alanlarda erken dönemde meyvelerin yere

dökülmeden daldan toplanmasının en uygun yöntem olarak

benimsenmesi,

- Karışık çeşitlerle kurulmuş olan fındık bahçelerinde hasat

tarihinin hakim fındık çeşidine göre seçilmesi olarak söylenebilir.


Erken hasat yapılması durumunda karşılaşılan olumsuzluklar;

- Tam hasat olgunluğuna ulaşmadan toplanan fındıklar,

kurutulduktan sonra dıştaki sert meyve kabuğunun rengi donuk

olacaktır.

- Erken hasat sonucunda fındık kurutulduktan sonra buruşuk iç

oranı artacak, dolayısıyla randıman düşecektir.

- İç fındık ticareti bakımından önemli bir kalite özelliği olan

beyazlatma oranı erken hasat edilen fındıklarda düşecektir.

- Erken hasat fındıkta ham yağ oranını ve protein oranını olumsuz

yönde etkilemektedir.

- Erken hasat edilen fındıklarda nem oranının yüksek olması nedeni

ile kurutma işlemi hem uzun sürmekte, hem de sağlıklı bir şekilde

yapılamamaktadır, fındığın depolanabilirliği kısalmaktadır.

- Erken hasat edilen fındıklarda göbek boşluğu büyümekte ve bu

boşlukta çürümeler olmaktadır.


- Erken hasat edilen fındıklarda aflatoksin gelişimi daha fazla

olmaktadır.

- Hasat zamanının ilerlemesi ile birlikte yere dökülen ve yerde

uzun süre kalan kabuğu zedelenmiş fındıklarda çürüme ve

küflenme görülmektedir.

Dünya fındık üretiminin %70’ini elinde bulunduran ülkemizde

fındık hasadında tek yöntem elle toplamadır. Bu sebepten dolayı

her yıl fındık hasat zamanında ülkemizde büyük bir insan işgücü

bulma sıkıntısı yaşanmakta ve buna bağlı olarak da işgücü

ücretleri yükselmektedir. Dolayısıyla fındık üretiminde üretim

maliyetleri büyük oranda artmaktadır. Buna çözüm olarak da

fındık üreticileri henüz yoğun hasat ve işgücü talebinin olduğu

döneme girilmeden daha kolay insan işgücü sağlanabilmesi

açısından fındık hasadına erken başlamaktalar ve buda yukarıda

saydığımız birçok olumsuzluğa yol açmaktadır.


Ülkemizde fındık yetiştiriciliğinin yoğun olarak yapıldığı Karadeniz

bölgesi makineli hasat için gerek arazi yapısı gerekse bahçenin tesis

yapısı bakımından pek uygun olmamasına rağmen Türkiye fındık

üretimin %20’sini oluşturan Marmara bölgesindeki Düzce, Sakarya

ve Kocaeli illerinde gerek fındık çeşitlerinin uygunluğu gerek

yetiştiricilik yapılan işletme büyüklüğü ve gerekse arazi yapısı göz

önüne alındığında İtalya’da 1980’lerden sonra yoğun olarak

kullanılmakta olan modern fındık hasat makineleri ile hasat sonrası

kurutma, kalibrasyon ve depolama sistemlerinin rahatlıkla

kullanılabilir olduğu görülmektedir.

İtalya’da fındık ve diğer kabuklu meyvelerin hasat ve hasat sonrası

kurutma, kalibrasyon ve depolama işlemlerinde kullanılan

sistemlerin ülkemiz içerisinde de kullanılmaya başlanması ve bu

teknolojilerin ülkemiz koşullarına uyarlanarak fındık tarımında bir

modernizasyona gidilmesi gerekmektedir.


Ülkemizde fındık üretim alanları, uygulanan hasat tekniği ve

hasat sonrası işlemler (harman);


Harman işlemleri;


4.3. Ġtalya’da Fındık Hasat Teknolojisi

İtalya’da son 20 yılda fındık hasadında elle toplamanın yerini

nerdeyse tamamen makine ile toplama almıştır. Fındık hasat

makineleri ilk olarak kullanılmaya başlandığı 1970 yılından bu yana

büyük bir gelişim göstermiştir. Özellikle Lazio bölgesinde makineli

hasada geçilmeye başlanmasıyla kısa süre içerisinde çok sayıda

makine üretici firma ortaya çıkmış ve birbirleriyle rekabet eder

düzeye gelmiştir. Bunun sonucu olarak da son 20 yıl boyunca

İtalya’da fındık üretimiyle beraber bu makinelerin performansında

da büyük bir ilerleme kaydedilmiştir. İlk başlarda 100 kg/h olan

çalışma performansları bugün 1000 kg/h kadar çıkmıştır.

Genel olarak kolay kullanılan, düşük maliyetli ve küçük işletmelerde

dahi kullanılması ekonomik olan makineler olarak

tanımlanmaktadırlar.


İtalya’da fındık hasadının makine ile yapıldığı bölgelerde genel

olarak meyvelerin doğal olarak ağaçlardan dökülmesi beklenmekte,

hasat işlemi meyvelerin %90’ı döküldükten sonra

gerçekleştirilmektedir. Hasat genel olarak eylül ayının başında

başlamakta olup makine ile birincisi eylül ayının ortalarında, ikincisi

ise eylül ayı sonunda olmak üzere iki tekrar halinde yapılmaktadır.

Ülke genelinde makineli hasadın yaygınlaşması ve fındık

yetiştiricilerini buna teşvik etmek için İtalya Tarım Bakanlığı

tarafından İtalya fındık üretiminin %92’sinin yapıldığı Lazio

bölgesinde makine ile hasat yapıldığı ve bunun eylül ayında 2 tekrar

halinde uygulanması koşuluyla fındık yetiştiricilerine hektar başına

100 Avro destekleme ödemesi yapılmaktadır.

İtalya’da kullanılan fındık hasat makinelerini 5 grupta

sınıflandırabiliriz.


4.3.1 Ġtalya’da Kullanılan Fındık Hasat Makineleri

1) Elle Çekilir Tip Vakumlu Hasat Makineleri

Daha çok arazi yapısının uygun olmadığı eğimli araziler ve küçük

ölçekli aile işletmelerinde düşük maliyeti ve kolay taşınabilir olması

dolayısıyla en çok tercih edilen makinelerdir. Genel olarak bir

besleme ünitesi (hazne), motor, vantilatör, motor gücüne göre

değişen yaklaşık 5-15 m uzunluktaki esnek emiş boruları ve besleme

ünitesinin taşındığı el arabasından ibaret olan basit bir yapıya

sahiptir.

Motor kendi mili üzerine monte edilmiş ve bir karter içerisinde

bulunan vantilatörü yüksek bir hızda döndürerek emiş gücü

oluşturur, oluşan bu emiş gücü motorun gücüne göre değişen esnek

uzun borular vasıtasıyla yığın veya sıra haline getirilmiş olan

fındıkları emerek haznesi içerisine toplamaktadır.


Daha ağır olan materyal, iç hazne duvarına karşı sürtünmeye bağlı

olarak hazne tabanında yığılmakta iken hafif olan materyaller ise

dışarıya atılmaktadır.


2) Traktöre Monte Mekanik Hasat Makineleri

Arazi yapısının düzgün veya

çok eğimli olmadığı orta

ölçekli işletmeler için

tasarlanmış olan bu makineler

yerden mekanik olarak

toplama prensibi sayesinde

kabuklu meyvelerin hasadına

imkan sağlar. Makine üç nokta

askı sistemi sayesinde kuyruk

milinin durumuna göre

traktörün hem ön hem de

arkasına bağlanabilir. 540 d/d

güçte çalışırlar.


Hasat işlemi önce yatay fırçalar vasıtasıyla ürün yerden toplanarak

bir dizi helezon ve eleklere taşınır, burada yapılan ilk temizleme

işleminin ardından ürün bir fan vasıtasıyla makinenin bir tarafına

yerleştirilen çuval veya römorklara itilir.


Maksimum hasat performansı için bir önceki yıl ve hasat edilecek

ürünler yere düşmeden önce sap parçalama (ot kesme) makinesi ile

farklı zamanlarda çalışılarak zemin hazırlığı yapılması

önerilmektedir. Bu makine ile fındık hasadının yanı sıra kestane,

ceviz, badem ve kahve hasadı da sadece elek mekanizmalarında

yapılan küçük bir değişiklikle rahatlıkla yapılabilmektedir.

Makinenin Teknik Özellikleri (MEK 1800_FACMA S.R.L)

MEK 1800

İş Genişliği

(mm)

Kapladığı Genişlik

(mm)

Uzunluk

(mm)

Yükseklik

(mm)

Ağırlık

(Kg)

İstenilen Motor

Gücü (HP/KW)

Kuyruk Mili

Devri (d/d)

1.700 2.000 1.450 1.050 540 50 hp / 37 kW 540


3) Traktörle Çekilir Tip Vakumlu Hasat Makineleri

a) Emiş borulu, b) Hidrolik sıra toplama tertibatlı (CIMINA)


Traktör kuyruk milinden hareket alan bu makinelerde uzunluğu 20

metreyi bulan 1 veya 2 adet hafif ve aynı zamanda esnek emiş

borusu operatörler tarafından sıra veya yığın haline getirilmiş

meyveler üzerine tutularak ürünlerin yerden toplanması sağlanır.

Makine içerisine emilen ürünler ağır yabancı maddelerin ayrılma

işleminin gerçekleştirildiği çöktürme odasına doğru itilirler. Daha

sonra ürün bir valf içerisinden vantilatör yardımıyla bir konveyör

üzerine dökülür ve burada vantilatör tarafından oluşturulan hava

akımı sayesinde yapraklar ve hafif pisliklerden arındırılır. Sonra bir

çift döner elek toplanan ürünlerden farklı boyutlardaki yabancı

maddeleri bir daha seçer. Sonunda pisliklerden ve yabancı

maddelerden arındırılan ürünler makinenin bir tarafına yerleştirilen

çuvallara ya da makinenin arkasına takılı römorklara yüklenir. Çift

döner elekler farklı boyutlardaki meyve çeşitlerini ayıklayabilecek

şekilde değişik tiplerde imal edilirler.


Traktörle çekilir tip vakumlu hasat makinelerinin çalışma şekilleri;


Farklı tiplerdeki kabuklu meyvelerin hasadı için sadece bu bileşenin

değiştirilmesi yeterlidir.

Bu makinelerde hidrolik bir kol üzerine lastik sıyırıcı pabuçları olan

ve birbirine ters yönde dönen 2 fırçadan oluşan yan sıra toplayıcı

tertibat takılabilir. Bu tertibat traktörün çift etkili hidrolik çıkışlarına

takılarak süpürücüler vasıtası ile sıra haline getirilmiş ürünlerin

doğrudan emilerek yerden toplanmasını sağlar.

Bu makineler kişisel iş gerekliliklerine bağlı olarak farklı ebat ve

çalışma kapasitelerinde üretilirler.

Makinelerin Teknik Özellikleri (CIMINA_FACMA S.R.L)

CIMINA Uzunluk

(mm)

Yükseklik

(mm)

Genişlik

(mm)

Ağırlık

(Kg)

İstenilen Motor

Gücü (HP/KW)

Kuyruk Mili

Devri (d/d)

Çalışma

Kapasitesi

(Ha/h)

C 120 T 3.000 1.670 1.300 420 30 / 22 540 0,1

C 200 T 3.650 1.700 1.580 670 50 / 37 540 0,15 - 0,2

C 300 T 4.000 1.800 1.640 900 65 / 48 540 0,25 - 0,3

C 380 T 3.840 2.020 1.830 1.100 75 / 60 540 0,4


Traktörle çekilir tip vakumlu hasat makineleri ortaya çıktıkları

1970’li yıllarda ilk olarak İtalyan FACMA firması tarafından üretilen

ve bugün birçok kabuklu meyve ve zeytin gibi ürünlerin hasadında

en çok tercih edilen makinelerdir. Kullanımı ve bakımları oldukça

basit olup, düzensiz arazi şartlarında bile rahatlıkla kullanılabilirler.

Makinelerin çeşitli ürünler için ortalama hasat kapasiteleri


4) Kendi Yürür Mekanik Hasat Makineleri


Arazi yapısının yeterince düzgün olduğu büyük ölçekli işletmeler

için tasarlanmış olan bu makineler de kabuklu meyvelerin yerden

mekanik olarak toplanması prensibine göre çalışırlar. Makine 2 önde

ve 1 arkada olmak üzere 3 tekerlekli ve hidrolik şanzımanlı olup 3

tekerde çekiş gücüne sahiptir.

Makinenin ön kısmında bulunan hasat edici düzenek, kauçuk sıyırıcı

pabuçlu birbirine zıt yönde dönen 2 adet fırçadan oluşmakta olup bu

fırçalar yerde dağınık halde bulunan meyvelerin toplanmasını sağlar.

Daha sonra kauçuk bıçaklardan oluşan merkezi hasat düzeneği

ürünlerin yerden toplanarak konveyör bandına dökülmesini sağlar.

Bu konveyör bandı bir ön temizlik yapar ve daha sonra ürün

havalandırma sistemine gelir ve en sonunda bir çift döner elek

içerisinden geçirilerek en son temizleme yapılır. Son olarak ürün

aynı makine tarafından çekilen bir taşıma römorkuna yüklenir.


Kendi yürür mekanik hasat makinesi ve çalışma şekilleri;


Makinenin Teknik Özellikleri

SEMEK

1000

Uzunluk

(mm)

Yükseklik

(mm)

Genişlik

(mm)

Ağırlık

(Kg) Motor Tipi

Motor Gücü

(HP/KW)

Hasat

Genişliği

(mm)

4.900 1.700 2.000 2.200 Diesel 4T 81,3 / 59,8 2.600/3.000

Çekiş Tipi Hasat Edici Tertibat

3 Tekerlekli Hidrolik Şanzımanlı 2 adet ön fırça ve 1 adet mekanik toplayıcı

Makinenin çeşitli ürünler için ortalama hasat kapasiteleri

Yukarıdaki tabloda gösterilen hasat kapasitesi değerleri zemin

hazırlığı ve zemindeki ürünlerin miktarına yani verime bağlı olarak

değişmektedir.


Bahçe zemininin doğal olarak yetişen ot örtüsü ile kaplı olması

halinde hasat esnasında fırçaların çalışması kolaylaşır dolayısıyla

oluşan toz miktarı azalır ve daha az miktarda toz ve toprak ürünle

makine içerisine gönderilir. Böylece makinenin çalışma performansı

artar. Bu makinelerde gerek makineyi kullanan operatörün sağlığı ve

gerekse çevrenin korunması açısından hasat işlemi esnasında oluşan

toz emisyonunu azaltan özel bir sistem vardır.


5) Kendi Yürür Vakumlu Hasat Makineleri

1- Ön kumanda tekerleği

2- Arka çekiş tekerlekleri

3- Ön hasat düzeneği

4- Kauçuk sıyırıcı fırçalar

5- Yan üfleyici

6- Merkezi aspirasyon borusu

7-Yüksekliği ayarlanabilir kızak 8- Çöktürme odası

9- Vantilatör

10- Toz azaltıcı siklon (C200S-C300S)

11- Çifte döner elekler

12- Çuval taşıma platformu

13- Römork çekme kancası

Diğer vakumlu

makinelerde olduğu

gibi meyvelerin

yerden yüksek emiş

gücüyle çekilerek

toplanması prensibine

göre çalışırlar.


Arazinin zemininde yere düşmüş ve dağınık olarak bulunan

meyveler, radyal olarak salınabilen kollarla desteklenen kauçuk

sıyırıcı elemanlardan oluşan ve birbirine zıt yönde dönen 2 adet fırça

tarafından toplanır. Bu toplama kafası bir piston vasıtasıyla sol tarafa

doğru hareket ettirilebilir, bu sayede ağaç altlarını da hasat etmek

mümkündür. Fırçalar tarafından toplanan ürün yüksekliği

ayarlanabilen bir kızak üzerine merkezi olarak yerleştirilmiş olan

aspirasyon borusuna doğru sevk edilir. Aspirasyon borusuyla makine

içerisine çekilen ürünler önce ağır atık maddelerin ayrıştırıldığı

çöktürme odasına gider. Buradan bir valf vasıtasıyla bir konveyör

üzerine dökülen ürünler vantilatör tarafından üretilen hava sayesinde

hava sirkülasyonuna maruz bırakılır ve bu sayede yapraklar ve hafif

yabancı maddelerden arındırılır. Daha sonra bir çift sarmal olarak

dönen elek ürüne göre farklı şekil ve boyutlardaki yabancı maddeleri

ayırarak en son temizleme işlemini gerçekleştirir.


Kendi yürür vakumlu hasat makineleri ile çeşitli ürünlerin hasat edilmesi


Bu makineler kişisel iş gerekliliklerine bağlı olarak farklı ebat ve çalışma

kapasitelerinde üretilirler. Makinelerin Teknik Özellikleri;

CIMINA Uzunluk

(mm)

Yükseklik

(mm)

Genişlik

(mm)

Ağırlık

(Kg) Motor Tipi

Motor Gücü

(HP/KW) Hasat Genişliği (mm)

C 160 S 4.800 1.530 1.530 1.450 Diesel 3T Lomb. 36,72 / 27 2.000

C 180 S 4.860 1.660 1.700 1.880 Diesel 4T VM 48 / 36 2.300-(2.500)

C 200 S 5.370 1.700 1.800 2.370 Diesel 4T VM 81,3 / 59,8 2.300-(2.500)

C 300 S 5.900 1.720 1.770 2.580 Diesel 4T VM 81,3 / 59,8 2.500-(3.000)-(3.500)

C 380 S 5.950 1.890 1.770 2.630 Diesel 4T VM 81,3 / 59,8 2.500-(3.000)-(3.500)

Çekiş Tipi Hasat Edici Tertibat

Hidrolik şanzımanlı 2 arka çekiş tekerleği 1 ön

kumanda tekerleği 2 adet ön fırça ve 1 adet vakumlu toplayıcı borusu


Etkili manevra kabiliyetleri ve verimlilikleri sayesinde bu makineler

iş kapasitesini arttırırken, hasat zamanları ve işçilik maliyetlerini de

büyük oranda azaltır. Böylece özellikle fındık, kestane, badem, ceviz

gibi kabuklu meyveler ile kahve ve zeytin gibi ürünlerin hassas bir

şekilde toplanmasında gelişmiş bir çözüm sunmaktadırlar.

Makinelerin çeşitli ürünler için ortalama hasat kapasiteleri;


4.3.2 Ġtalya’da Hasat Öncesinde Kullanılan Hasada Yardımcı Makineler

İtalya’da fındık hasat makinelerinde maksimum hasat performansı

için hasada başlamadan önce gerek zemin hazırlığı gerekse yerdeki

meyvelerin toplanarak bir sıra haline getirilmesi gibi birtakım hasat

öncesi işlemler yapılmaktadır. Bu işlemleri gerçekleştirmek için de

çeşitli makineler geliştirilmiştir.

1) Yerdeki Ürünlerin Sıra Haline Getirilmesini Sağlayan Makineler

a) Vantilatörler

Bu makineler hasat işleminin daha çabuk ve daha kolay

gerçekleştirilebilmesi için arazi zemini üzerinde özellikle ağaç

altlarında dağınık halde bulunan ürünlerin hava akımı ile sıra

aralarına doğu üflenerek bir dizi veya yığın halinde toplanmasını

sağlarlar. Elle operatörler tarafından kontrol edilen veya ilave bir

tertibatla kendiliğinden çalışan tiplerde mevcuttur.


VANTILATOR Uzunluk

(mm)

Yükseklik

(mm)

Genişlik

(mm)

Ağırlık

(Kg)

İstenilen Motor

Gücü (HP/KW)

Kuyruk Mili

Devri (d/d)

VA2 600 1.030 860 100 50-120 / 37-80 540

VA2 PLUS 870 820 1.400 170 75-120 / 55-80 540

Makinelerin Teknik Özellikleri


b) Hidrolik Döner Fırçalar

Kauçuk sıyırıcı elemanlardan

oluşan bu fırçalar vantilatörlerin

hava akımı ile üfleyerek yaptığı

işi mekanik olarak yaparlar.

Traktörlerin çift etkili hidrolik

çıkışlarına bağlanan bu makineler

dönme hareketi ve dönme hızı

kontrolünü yapan bir hidrolik

motor ile çalışma yüksekliğinin

ayarlanabilmesini sağlayan bir

kaldırma pistonundan ibarettirler.

Hydraulic

Rotating

Brushers

Uzunluk

(mm)

Yükseklik

(mm)

Genişlik

(mm)

Ağırlık

(Kg)

İstenilen

Motor Gücü

(HP/KW)

Kuyruk Mili

Devri

(d/d)

2.500 1.100 2.200 150 40-120 / 30-80 540

Makinenin Teknik Özellikleri


2) Sap Parçalama Makineleri (Mulchers)

Bu makineler bahçe içerisindeki yabancı otların, arazi üzerinde

kendiliğinden çıkan sürgünlerin, budamadan kalan dal artıklarının ve

20 cm çapa kadar olan taşınabilir taş parçacıklarının parçalanarak

arazi yüzeyine serilmesinde kullanılan en ideal makinelerdir. Bu

yüzden hasat edilecek ürünler yere düşmeye başlamadan önce farklı

zaman aralıklarında bu makineler ile çalışılarak zemin hazırlığı

yapılması gerekmektedir. Bu makineler zemin hazırlığının yanısıra

başka birçok fayda sağlar. Bu faydaları şöyle sıralayabiliriz;

- Hasat makinelerinin sıra üzerindeki geçişlerinde kolaylık sağlar.

- Ot öldürücü ilaçlara gerek kalmadan yabancı otlarla mücadele

edilmesine olanak sağlar. Arazi yüzeyindeki ot örtüsü toprağa

organik maddeler kazandırarak gübre işlevi görür.

- Zemin üzerindeki ot örtüsü iyi bir su infiltrasyonu sağlar buda

yüzey erozyonunu engeller.


Zemin hazırlığında kullanılan sap parçalama makineleri;


4.3.3 Ġtalya’da Hasat Sonrası ĠĢlemlerde Kullanılan Makineler

Ülkemizde fındık hasadı tamamıyla elle yapıldığı için, zuruflu

olarak toplanan fındıklar ne kullanılabilmekte ve ne de

depolanabilmektedir. Zira zuruf kısa bir süre sonra bozulmaya

başlamakta, çevre nemi fazla olursa bu bozulma daha da

hızlanmaktadır. Bu nedenle mümkün olduğu kadar kısa sürede

fındığın zuruftan ayrılması gereklidir. Fındığı zurufundan ayırma

işlemine “Harmanlama” denilmektedir.

Ülkemizde fındık hasadı sonrası

yapılan işlemler


Ülkemizde fındık tarımında harmanlama işlemi genellikle ağustos

ayının ikinci yarısından başlayıp, eylül ayının sonlarına kadar devam

etmektedir. Hasat sonrası harman yerine taşınan zuruflu fındıklar 15-

20 cm kalınlıkta serilirler. Zurufun nemi yüksek olduğu için, ayırma

işleminden önce kurutulması gerekmektedir. Aksi taktirde ayırma

çok güçleşmektedir. Bundan dolayı geleneksel olarak zuruflu fındık,

ilk fırsatta kurutulmakta (soldurma) ve zurufundan ayrılmaktadır.

Güneşli havalarda tahta kürek veya tırmıkla karıştırılmak sureti ile

soldurma işlemi 3-5 gün sürmektedir. Soldurma işleminden sonra

patoza verilmek sureti ile fındık zurufundan ayrılmaktadır.

Ayıklanan bu fındıklar toprak harmanlarda bez serilerek veya beton

harmanlarda doğrudan beton zemin üzerine 2-4 cm kalınlığında

serilerek, güneşli havalarda her gün 2-3 defa tırmıkla karıştırılmak

suretiyle 3-4 gün boyunca kurutulmaktadır. Fındıkta ön kurutma da

dahil havanın durumuna göre toplam kurutma süresi 15-20 gündür.


Ġtalya’da ise fındık harmanında yer alan soldurma, zurufundan

ayırma, kurutma ve depolama işlemlerinin son yıllarda tamamına

yakınının mekanize olduğu görülmektedir. İtalya’da fındık tarımında

hasat ve patozlama işlemlerinin bir arada yürütülmesini sağlayan

hasat makineleri kullanılarak fındık hasadı gerçekleştirilmekte

olduğundan hasat sonrası makineden zurufundan ve yabancı

maddelerden ayıklanmış nispeten temiz fındık elde edilir. Elde

edilen fındık ülkemizdeki gibi toprak veya beton zemin üzerine

serilerek değil de sıcak hava sirkülasyonlu kurutucular kullanılarak

gerçekleştirilmektedir.

İtalya’da hasat sonrası kurutma, ayıklama, kalibrasyon ve depolama

işlemlerinde kullanılan sistemlerin hepsi bir araya getirilerek bir

bütün olarak büyük ölçekli işletmelerde veya fabrikalarda

kullanılabildiği gibi küçük ölçekli aile işletmeleri içinde her bir

makine ayrı olarak kullanılabilir.


Hasat sonrası işlemlerde kullanılan sistemlerin bir bütün olarak şeması;

1-6-8 Taşıma Bantları

2- Ayıklayıcı fan (Seperatör)

3-4-5 Yıkama tankı ve aparatları

7- Kurutucu


1) Kurutma Makineleri

Kurutma makineleri özellikle fındık, kestane, badem ve ceviz gibi

kabuklu meyvelerin kurutulmasında ucuz ve basit bir çözüm sunar.

İşletme büyüklüklerine ve kişisel iş gereklilikleri göre 2.3 m3’den

başlayarak 30 m3 kadar değişen ebatlarda üretilmektedirler.

Kurutucular bir taşıma bandı veya elevatör yardımıyla yüklenirler.

Kurutma işlemi elektrikli veya katı-sıvı-gaz yakıtlı ısıtıcılar

tarafından 40-45 oC kadar ısıtılan sıcak hava bir fan yardımı ile

kurutma deposuna püskürtülerek yapılır. Kurutma deposu dikey bir

silindir şeklinde tasarlanmış olup merkezinde helisel bir vida

bulunmaktadır. Bu vida makinenin kapasitesine göre belirli bir

devirde dönerek içerisindeki ürünleri sıcak havadan soğuk havaya

(aşağıdan yukarıya) doğru sürekli bir sirkülasyona tabi tutar.

Kurutma işlemi makinenin kapasitesine göre değişmekle beraber

ortalama 18-20 saat sürmektedir.


Kurutma Makineleri (FACMA S.R.L);


Farklı tiplerdeki Kurutma makinelerine ait teknik özellikler;


Ülkemizde fındık üretiminin yaklaşık olarak %80’nin yapıldığı

Karadeniz bölgesinde hasat ve harman işlemlerinin yapıldığı

dönemdeki hava şartları nemli ve yağmurlu olduğundan yere

serilerek doğrudan güneş altında kurumaya bırakılan fındıklarda

aflatoksin gelişimi daha fazla olmaktadır. Buda fındık kalitesini

önemli ölçüde düşürmektedir.

Kurutma makineleri kurutma süresini önemli oranda kısaltmakta

olup aynı zamanda ürünün duyusal nitelikleri değişmeden

kurutulmasını ve bu sayede aflatoksin oluşumunun önlenmesini

sağlamaktadır. Bu sebeple özellikle bu makineler kullanılarak

ülkemizde 15-20 gün süren kurutma süresi büyük oranda azaltılacağı

gibi aynı zamanda aflatoksin oluşumun da büyük oranda önüne

geçilebilir. Özellikle Karadeniz bölgesinde kurutma makineleri

kullanılarak aflatoksin oluşumu büyük oranda azaltılabilir.


2) Seperatörler (Ayıklayıcı Fanlar)

Seperatörler hasat sonrası fındık içerisindeki toz, toprak, zuruf

parçacıkları ile içi boş olanların vantilatör tarafından üretilen hava

akımı sayesinde temizlenmesinde kullanılırlar.

Seperatörler; a) Düz (Yatay elekli), b) Döner elekli, c) Çift döner elekli


Farklı tiplerdeki Seperatörlere ait teknik özellikler;

Seperatörler hasat sonrası entegre kurutma sistemlerinde ürün

kurutuculara gitmeden önce ilk kuru temizlemenin yapıldığı

makinelerdir. Fındığın yanısıra elek sistemlerinde yapılan

değişiklikle kestane, ceviz ve badem gibi diğer kabuklu meyveler

içinde kullanılabilirler.


3) Yıkama Tankları (Su Kullanarak Ayıklama Yapan Makineler)

Seperatörler ile fındıkla aynı boyutlardaki taş ve diğer sert cisimlerin

ayıklanması mümkün olmadığı için basit bir sistem olarak suyla

temizleme sistemleri geliştirilmiştir.

Yıkama Tankları; a) Sabit tip, b) TaĢınabilir tip


İçi su dolu bir tankın içerisine doldurulan fındığın yanısıra badem,

ceviz gibi odunsu kabuğa sahip diğer kabuklu meyveler su

yüzeyinde batmadan kalırken taş ve diğer sert cisimler tankın

tabanında toplanır. Pompa tarafından oluşturulan suyun dalga

hareketi ile su yüzeyindeki ürünler eleklere doğru itilir böylece su

eleklerden su toplama kabına dökülürken ürünlerde temizlenmiş

olarak eleklerden çıkar.

Farklı tiplerdeki Yıkama tanklarına ait teknik özellikler ;


4) Kalibrasyon Makineleri

Bu makineler içerisine

konan ürünleri belirlenen

çaplara göre seçerek

ayırmaya yarayan silindirik

kalibrasyon ızgaralarından

oluşurlar. Bu ızgaralar

elektrik motorundan aldıkları

hareketle dönme hareketi

gerçekleştirirken bu sırada

farklı çaplara göre seçilerek

ayrılan ürünler farklı çıkış

kanallarına yönlendirilerek

kalibre edilirler.


İstenilen çaplarda kalibrasyon ızgaraları kullanılarak gerek fındık

gerekse diğer kabuklu meyveler kolay ve hızlı bir şekilde kalibre

edilebilir.

Farklı tiplerdeki Kalibrasyon makinelerine ait teknik özellikler;


5) Kurutma, Ayıklama ve Depolama ĠĢlemlerinde Kullanılan Yardımcı Sistemler

Yardımcı Sistemler; a) TaĢıma bandı, b) TaĢıyıcı vida, c) Kovalı elevatör, c) Ayıklama bandı


Ürünlerin seperatörler, yıkama tankları, kurutma ve kalibrasyon

makineleri ile depolama tesislerine doldurulup boşaltılmasında

taşıma bandı, taşıyıcı helezon vida veya kovalı elevatörler kullanılır.

Bunlar yükleme ya da boşaltma yapılacak makine ve depolama

tesisinin boyutlarına göre çok değişik ebatlarda üretilirler. Ayrıca

gerek entegre sitemlerde gerekse küçük işletmelerde ürünlerin son

olarak hareketli bir bant üzerinde gözle kontrol edilerek elle

ayıklama ve seçim işlemlerine olanak veren ayıklama bantları da

hasat sonrası temizleme işlemlerinde kullanılan yardımcı

sistemlerdendir.

5) Sonuçlar ve Öneriler


Bu eğitim sonucunda ülkemiz açısından sağlanan çıktılar;

1. Yakın Kızılötesi Spektroskopisi (NIRS) ve Elektronik Burun

teknolojileri ülkemizdeki çalışmaların sınırlı olmasından dolayı

yeterince anlaşılamamış ve verimli kullanılamamıştır. Geleneksel

metotlarla saatler süren analizlerin birçoğunun aynı anda ve

sadece birkaç dakikada yapılabilmesine imkan sunan bu iki

teknolojinin ülkemizde yaygınlaşması gıdaların analizleri ve

izlenebilirliği konusunda gıda endüstrisine önemli derecede katkı

sağlayacaktır.

2. Ülkemiz Dünya’daki en büyük fındık üreticisi olmasına rağmen

fındık hasadı ve harmanındaki teknolojik altyapısının sınırlı

olduğu bilinmektedir. Günümüzde Türkiye’de fındık hasadı

tamamen elle gerçekleştirilirken harman yeri işlemlerinde ise tek

mekanize edilen ve harman süresini kısaltan işlem patozlamadır.


2. Gerek hasat gerekse harman teknolojisinin geliştirilmesi ve

yaygınlaştırılması kontrolsüz şekilde yürütülen işlemlerin daha

kontrollü olarak ve daha kısa süre içerisinde yapılmasını sağlaması

bakımından önemlidir. Hasat ve harman döneminde iklimin yağışlı

olması nedeniyle fındık kurutma koşullarının iyileştirilmesine ihtiyaç

duyulmaktadır. Kurutma süresini önemli ölçüde azaltması, kayıpları

önlemesi, ürün kalitesini artırması, kurutma sırasında ürünleri

yağmurdan, tozdan, böcek ve diğer zararlılardan koruması sebepleriyle

Türkiye’deki fındık yetiştirme şartlarıyla uyumlu kurutma

sistemlerinin kullanılması gerekmektedir. Bütün bu sebeplerden dolayı

ülkemiz ekonomisinde önemli yer tutan fındığın hasat ve hasat sonrası

işlemlerinde İtalya’da 1980’lerden sonra yoğun olarak kullanılmakta

olan modern sistemlerin ülkemiz içinde kullanılmasının

yaygınlaştırılması ve bazı sistemlerin ülkemiz koşullarına göre

uyarlanması ile fındık tarımında gerek hasat ve harman zamanının

kısalması gerekse işçilik masrafları ve üretim maliyetleri konusunda

büyük tasarruf sağlayacaktır.

Teknik Geziler

TEKNĠK GEZĠLER

FERRERO Group bünyesinde bulunan STELLIFERI & ITAVEX SPA fabrikası

TEKNĠK GEZĠLER

Fındık hasat ve harman makineleri imalatı yapan FACMA S.R.L

TEKNĠK GEZĠLER

Fındık hasat ve harman makineleri imalatı yapan FACMA S.R.L

TEŞEKKÜRLER

www.gsb.gov.tr

Ġl Gıda, Tarım ve Hayvancılık Müdürlüğü Kırsal Kalkınma ve Örgütlenme ġube Müdürlüğü

Erenler / SAKARYA www.sakaryatarim.gov.tr

Mustafa BAYTEMĠR [email protected]

Documents

TARIMSAL GIDA ĠġLETMELERĠNĠN MODERNĠZASYONU°DARİ İŞLER/temmuz/1.pdf · metotlara alternatif yaygın kullanım alanı olan teknolojilerden biri de Yakın Kızılötesi (NIRS)