GERİ DÖN
Ders Öğretim Planı
| Dersin Kodu | Dersin Adı | Dersin Türü | Yıl | Yarıyıl | AKTS |
|---|---|---|---|---|---|
| GDM535 | BİTKİSEL YAĞ ÜRETİMİNDE EKSTRAKSİYON UYGULAMALARI | Seçmeli Ders Grubu | 1 | 2 | 6,00 |
Dersin Seviyesi
Yüksek Lisans
Dersin Sunulduğu Dil
Türkçe
Dersin Amacı
Bu dersin amacı; yağlı tohumlardan ham yağ eldesinde kullanılan katı-sıvı ekstraksiyonu (leaching) prensiplerini, kütle transfer mekanizmalarını ve proses parametrelerini ileri düzeyde incelemektir. Geleneksel solvent ekstraksiyon yöntemlerinin optimizasyonu, çözücü geri kazanım sistemleri ve son yıllarda gelişen çevre dostu (yeşil) ekstraksiyon teknolojilerinin (Süperkritik akışkan, enzimatik, ultrasonik vb.) teorik ve endüstriyel uygulamalarının karşılaştırmalı analizi hedeflenmektedir.
Dersi Veren Öğretim GörevlisiGörevlileri
Doç.Dr. Mustafa Remzi OTAĞ
Öğrenme Çıktıları
| 1 | Mekanizma Analizi: Yağlı tohum hücresinden yağın çözücüye geçişindeki difüzyon ve kütle transferi mekanizmalarını Fick yasaları çerçevesinde açıklar. |
| 2 | Proses Tasarımı: Hammadde özelliklerine (nem, partikül boyutu, pullama kalınlığı) göre optimum ekstraksiyon koşullarını ve ön işlem (pre-treatment) gerekliliklerini belirler. |
| 3 | Çözücü Seçimi: Geleneksel çözücülerin (hekzan vb.) ve alternatif yeşil çözücülerin (etanol, izopropanol, süperkritik CO2) termodinamik özelliklerini, çözme güçlerini ve çevresel etkilerini karşılaştırır. |
| 4 | Matematiksel Modelleme: Ekstraksiyon verimini, misella konsantrasyonunu ve çözücü kaybını etkileyen faktörleri matematiksel olarak modelleyerek kütle denklikleri kurar. |
| 5 | Teknoloji Entegrasyonu: Konvansiyonel sistemler ile yeni nesil ekstraksiyon tekniklerini (UAE, MAE, SFE) verimlilik, maliyet ve yağ kalitesi açısından değerlendirir. |
Öğrenim Türü
Birinci Öğretim
Dersin Ön Koşulu Olan Dersler
Yok
Ders İçin Önerilen Diğer Hususlar
Yok
Dersin İçeriği
Bu ders kapsamında; yağlı tohumların anatomik yapısı ve ekstraksiyona hazırlık aşamaları (temizleme, kırma, pullama ve ekspander kullanımı) ile katı-sıvı ekstraksiyonunun (leaching) teorik temelleri ve kütle transfer mekanizmaları incelenmektedir. Ders içeriğinde; solvent seçimi, solvent-yağ karışımlarının (misella) termodinamik özellikleri, sürekli ve kesikli ekstraktör tasarımları (perkolasyon ve daldırma tipi), misella distilasyonu ve küspe desolventizasyonu (DTDC) süreçleri detaylandırılmaktadır. Ayrıca, geleneksel hekzan ekstraksiyonuna alternatif olarak geliştirilen Süperkritik Akışkan Ekstraksiyonu (SFE), Ultrason (UAE) ve Mikrodalga Destekli Ekstraksiyon (MAE) gibi ileri ve çevre dostu "Yeşil Ekstraksiyon" teknolojileri, verimlilik ve ürün kalitesi açısından analiz edilmektedir.
Haftalık Ayrıntılı Ders İçeriği
| Hafta | Teorik | Uygulama | Laboratuvar |
|---|---|---|---|
| 1 | Giriş ve Hammadde Karakterizasyonu: Yağlı tohumların anatomik yapısı, yağın hücresel konumu ve yağ depolama organelleri (oleozomlar). | ||
| 2 | Ekstraksiyona Hazırlık İşlemleri: Temizleme, kırma, pullama (flaking) ve ekspander (genleştirme) işlemlerinin kütle transfer yüzeyine etkisi. | ||
| 3 | Katı-Sıvı Ekstraksiyon Teorisi: Çözünürlük dengesi, difüzyon katsayıları, Fick Yasası ve ekstraksiyon kinetiğini etkileyen faktörler. | ||
| 4 | Solvent (Çözücü) Seçimi ve Termodinamik: Hekzan, izopropanol ve etanol gibi çözücülerin termodinamik özellikleri ve faz davranışları. | ||
| 5 | Konvansiyonel Ekstraksiyon Sistemleri I: Perkolasyon tipi (süzülmeli) sürekli ekstraktörlerin (Rotocel, Loop, Sliding Cell) tasarımı ve çalışma prensipleri. | ||
| 6 | Konvansiyonel Ekstraksiyon Sistemleri II: İmmersiyon (daldırma) tipi sistemler ve toplam daldırma prensibi; ince partiküllü tohumlar için uygulamalar. | ||
| 7 | Misella Distilasyonu ve Solvent Geri Kazanımı: Çok kademeli evaporatörler, sıyırma kolonları ve sistemin enerji entegrasyonu (Pinch analizi). | ||
| 8 | Ara Sınav | ||
| 9 | Küspe İşleme ve Desolventizasyon: Desolventizer-Toaster (DTDC) ünitelerinde ısı transferi, protein çözünürlüğü (PDI) ve üreaz aktivitesi kontrolü. | ||
| 10 | Süperkritik Akışkan Ekstraksiyonu (SFE): Süperkritik CO2 kullanımı, basınç-sıcaklık diyagramları, kosolvent etkisi ve seçicilik parametreleri. | ||
| 11 | Ultrason ve Mikrodalga Destekli Ekstraksiyon: Kavitasyon etkisi (UAE) ve dielektrik ısıtma (MAE) mekanizmalarının ekstraksiyon verimine katkısı. | ||
| 12 | Biyolojik Bazlı Ekstraksiyon Yöntemleri: Enzim destekli (hücre duvarı parçalayıcı) ve sulu (aqueous) ekstraksiyon teknikleri. | ||
| 13 | Proses Optimizasyonu ve Kalite: Ekstraksiyon parametrelerinin yağın oksidatif stabilitesi ve minör bileşenler (tokoferol, fitosterol) üzerindeki etkisi. | ||
| 14 | Endüstriyel Güvenlik ve Çevre: Solvent emisyonları (VOC), patlama limitleri (LEL/UEL), ATEX direktifleri ve atık yönetimi. |
Ders Kitabı Malzemesi Önerilen Kaynaklar
1. Kayahan, M. (2006). Yağlı Tohumlardan Ham Yağ Üretim Teknolojisi. TMMOB Gıda Mühendisleri Odası Yayınları. 2. Shahidi, F. (Ed.). (2005). Bailey's Industrial Oil and Fat Products (6th Edition), Vol 5: Edible Oil and Fat Products: Processing Technologies. Wiley-Interscience. (Endüstriyel Standart) 3. Farr, W. E., & Proctor, A. (Eds.). (2012). Green Vegetable Oil Processing. AOCS Press. (Yeni teknolojiler için) 4. O'Brien, R. D. (2009). Fats and Oils: Formulating and Processing for Applications. CRC Press. 5. Chemat, F., & Strube, J. (Eds.). (2015). Green Extraction of Natural Products: Theory and Practice. Wiley-VCH.
Planlanan Öğrenme Aktiviteleri ve Metodları
Ders, öğretim üyesi tarafından teorik konuların, endüstriyel akış şemalarının ve kütle transferi mekanizmalarının anlatımı ile yürütülür. Öğrenciler, ekstraksiyon verimi, çözücü oranları ve misella konsantrasyonu üzerine sayısal problemler çözer. Ayrıca, geleneksel ve yeni nesil (yeşil) ekstraksiyon tekniklerini karşılaştıran güncel literatür araştırmaları yaparak dönem projesi hazırlar ve sunarlar.
Değerlendirme
| Yarıyıl (Yıl) İçi Etkinlikleri | Adet | Değer |
|---|---|---|
| Ara Sınav | 1 | 100 |
| Toplam | 100 | |
| Yarıyıl (Yıl) Sonu Etkinlikleri | Adet | Değer |
| Final Sınavı | 1 | 100 |
| Toplam | 100 | |
| Yarıyıl (Yıl) İçi Etkinlikleri | 40 | |
| Yarıyıl (Yıl) Sonu Etkinlikleri | 60 | |
Staj Durumu
Yok
İş Yükü Hesaplaması
| Etkinlikler | Sayısı | Süresi (saat) | Toplam İş Yükü (saat) |
|---|---|---|---|
| Ara Sınav | 1 | 3 | 3 |
| Final Sınavı | 1 | 3 | 3 |
| Derse Katılım | 14 | 3 | 42 |
| Proje Hazırlama | 1 | 32 | 32 |
| Proje Sunma | 1 | 2 | 2 |
| Ara Sınav İçin Bireysel Çalışma | 7 | 7 | 49 |
| Final Sınavı içiin Bireysel Çalışma | 7 | 7 | 49 |
| Toplam İş Yükü (saat) | 180 | ||
Program ve Öğrenme Çıktıları İlişkisi
| ÖÇ 1 |
| ÖÇ 2 |
| ÖÇ 3 |
| ÖÇ 4 |
| ÖÇ 5 |
* Katkı Düzeyi : 1 Çok düşük 2 Düşük 3 Orta 4 Yüksek 5 Çok yüksek