Effects of four methods on homogeneity of filter cake and operational variables during filtration of mash in beer production
Bira üretiminde mayşenin filtrasyonu sırasında uygulanan dört farklı metodun filtre keki homojenitesi ve operasyonel değişkenler üzerine etkileri
- Tez No: 439710
- Danışmanlar: PROF. DR. MERAL KILIÇ AKYILMAZ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Gıda Mühendisliği, Food Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2016
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 78
Özet
Bira yaygın arpadan üretilen ve yaygın olarak tüketilen bir alkollü içkidir. Bira üretiminin ilk basamağı arpanın malt haline dönüştürülmesidir. Mayşeleme işlemi için malt haline gelen taneler öğütülür ve sıcak suya ilave edilerek ısıtılır. Mayşeleme işleminden sonra, mayşe filtrasyon tankına aktarılır. Filtrasyon prosesi ile mayşenin içerisindeki parçacıklar şıradan ayrılır. Filtrasyon sırasında, mayşenin içerisindeki parçacıklar çökerek filtre üzerinde filtre kekini oluştururlar. Filtrasyon prosesinin sonunda, şıra kaynatma tankına aktarılır ve şerbetçi otu ile kaynatılır. Şerbetçi otunun uzaklaştırılmasının ardından, şıra fermente edilir ve dinlendirilir. Filtrasyon sırasında oluşan filtre keki heterojen bir yapıya sahiptir ve küçük boyutlu parçacıklar filtre kekinin üzerinde bir üst tabaka oluştururlar. Bu tabakanın oluşumu filtrenin tıkanmasına ve Filtrasyon prosesinin durmasına neden olabilmektedir. Bu problem mayşenin başka bir tanka aktarılması ile önlenebilir ancak bu durum önemli zaman kaybına ve ekstra maliyete sebep olmaktadır. Bu çalışmada, mayşe filtrasyonu sırasında uygulanan dört farklı metodun filtre kekinin yapısı ve filtrasyon değişkenleri üzerine etkileri incelenmiştir. Bu amaçla metod olarak; artan konsantrasyonlarda sedimentasyon uygulaması, mayşenin karıştırılması ile filtrasyon tankında çapraz akış oluşturulması, filtrasyon boyunca filtre kekinin kesilmesi ve plastik dolgu maddesi ilavesi uygulanmıştır. Akı ve filtrasyon süresinin belirlenmesi için, filtrasyon süresince zamana karşı süzüntü miktarları ölçülmüştür. Farklı yöntemlerden elde edilen filtre keklerinin yapıları üç tabakaya bölünüp elek analizi ile partikül boyut dağılımlarının belirlenmesi ile analiz edilmiştir. Homojenite değerleri filtre kekinin üç tabakasına ait partikül boyutu dağılımı verileri kullanılarak hesaplanmıştır. Akı, filtrasyon süreleri ve süzüntü miktarları karşılaştırıldığında, kesme ve sedimentasyon uygulamaları diğer uygulamalara kıyasla daha iyi sonuçlar göstermiştir. Ancak filtre kekinin kesilmesi uygulaması filtre kekinin heterojen yapısını iyileştirmediği ve mayşenin karıştırılması işlemi filtrenin tıkanmasına neden olduğu için, bu metodlar için devam analizleri gerçekleştirilmemiştir. Sedimentasyon metodunda %32, %49 ve % 65 mayşe konsantrasyonlarında çalışılmıştır. Filtre kekinin her üç tabakasının bu üç konsantrasyonda da benzer partikül boyut dağılımına sahip olduğu gözlenmiştir. Filtre kekinin üst kısmında yer alan iki tabakada tüm konsantrasyonlarda benzer partikül dağılımı gösterirken, alt tabakada %49 ve %65 konsantrasyonlarında %32 mayşe konsantrasyonlarına oranla daha yüksek miktarda küçük boyutlu partikül ve %65 konsantrasyonunda diğer konsantrasyonlara oranla daha az kaba partikül bulunmuştur. Ancak %65 mayşe konsantrasyonunda şıranın akış hızının az oluşu ve filtre kekinin zor elde edilmiş olması nedeniyle %49 mayşe konsantrasyonu en iyi konsantrasyon olarak seçilmiştir. Sedimentasyon ve plastik aparat uygulamaları %49 mayşe konsantrasyonunda karşılaştırılmış ve plastik aparat metodu ile elde edilen filtre kekinin üç tabakasındaki partikül dağılımının sedimentasyon metodu ile elde edilen partikül dağılımına benzer olduğu bulunmuştur. Her iki metod ile elde edilen filtre keklerinin üç tabakasında da 3,55 mm 'den küçük boyutlu partiküllerin dağılımları benzer bulunmuştur ancak sedimentasyon metodu ile elde edilen filtre kekinde 3,55 mm den büyük boyutlu partiküllerin her iç tabakada da daha fazla oranda bulunduğu gözlenmiştir. Sonuç olarak çalışılan tüm metodlar arasında %49 mayşe konsantrasyonunda sedimentasyon uygulamasının homojen filtre keki elde edilmesi ve filtrasyon sırasında uygun debinin sağlanması açısındanen iyi yöntem olduğu belirlenmiştir.
Özet (Çeviri)
Beer is a widely consumed alcoholic beverage which is mostly produced from barley. The first step of beer production is, turning barley into the malt. Malted grains are ground and they are added into the hot water and heated for mashing process. After mashing process, mash is transferred to the lauter tun for lautering. Lautering is a filtration process in which mash particles were separated from the wort. Mash particles settle and form a filter cake on top of the filter during filtration. At the end of the lautering, wort is transferred into kettle and boiled with hops. After removal of hops, wort is fermented and aged to obtain beer. Filter cake which is formed during lautering process has a heteregeneous structure and fine particles form coating on top of the filter cake. Formation of this layer can cause blocking of the filter and slow down or stops the lautering process. This problem can be solved by transferring the mash into another tank but this causes significant loss of time and extra cost. In this study, the effects of four different methods on the structure of filter cake and filtration variables during filtration of mash in production of beer were investigated. For this purpose, sedimentation at increased concentrations, creating cross flow by stirring of feed, cutting of the filter cake during filtration and addition of fillers were studied as methods. Mass of permeate was measured against time during filtration to determine flux and filtration time. Structure of filter cake obtained from different methods was analyzed by dividing the cake into three layers and determining particle size distribution by sieving method. Homogeneity values were calculated by using particle size data for three layers of filter cake. When filtration variables were compared in terms of flux, filtration time and amount of permeate, cutting and sedimentation methods showed better results compared with the other methods. But cutting method didn't improve the heterogeneous structure of filter cake and stirring method caused blocking of the filter, thus no further analysis of filter cake was performed for these two methods. The effects of usage of filler particles and sedimentation at increased concentration on the structure of filter cake were investigated. In sedimentation method, 32, 49 and 65% mash concentrations were studied. All three layers of filter cake obtained from each mash concentration were found to have similar particle size distribution. While top two layers of filter cake had similar particle size distribution at all concentrations, bottom layer contained more fine particles at 49 and 65% mash concentrations than 32% mash concentration and lesser coarse particles at 65% mash concentration than other concentrations. Calculated homogeneity values also supported these results. However, flow rate of mash was slow and filter cake was hardly obtained in filtration of 65% mash concentration, mash concentration of 49% was selected as the best concentration. Sedimentation method and usage of filler particles were further compared at 49% mash concentration. All three layers of filter cake obtained from the method of usage of filler particles were found to have similar particle size distribution as in sedimentation method. While particle size distributions of three layers of filter cake obtained from two methods were similar in terms of particles with a diameter smaller than 3.55 mm, coarse particles with a diameter greater than 3.55 mm were more in all three layers of filter cake obtained from sedimentation method. As a result, among all studied methods, sedimentation method at 49% mash concentration was found to yield a homogeneous filter cake with appropriate flux during filtration of mash in beer production
Benzer Tezler
- Polikristal Si ince filmlerin hazırlanması ve özelliklerinin incelenmesi
Preparation of polycrystalline silicon thin films and investigation of their properties
HATİCE OKUSAL ERTAŞ
Doktora
Türkçe
2023
Fizik ve Fizik MühendisliğiErciyes ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEHMET ARI
- Lityum disilikat esaslı laminate veneer restorasyonların marjinal ve internal uyumlarının mikrotomografi cihazı ile değerlendirilmesi
Evaluation of marginal and internal fit of lithium disilicate-based laminate veneer restorations using a microtomographic
GİZEM BARTAN ASLANTAŞ
Doktora
Türkçe
2024
Diş HekimliğiGazi ÜniversitesiProtetik Diş Tedavisi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÖZGÜL KARACAER
- Une analyse structurale du film Angel-A de Luc Besson
Luc Besson'un Angel-A filminin yapısalcı çözümlemesi
ZEYNEP BÜŞRA BÖLÜKBAŞI
Yüksek Lisans
Fransızca
2013
DilbilimGalatasaray ÜniversitesiFransız Dili ve Edebiyatı Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. ATİLLA DEMİRCİOĞLU
- Değişik karışım homojeniteli karma yemlerin broyler besi performansına etkileri
Effects of diets with different mixing homogenity on broiler performance
ASİYE ERCAN
- Dört farklı adeziv materyalin antibakteriyel etkilerinin farklı zaman periyotlarında karşılaştırılarak değerlendirilmesi
Evaluation of the antibacterial effects of four different adhesive materials in different time periods
SAMİCAN ÜNAL
Diş Hekimliği Uzmanlık
Türkçe
2021
Diş HekimliğiDicle ÜniversitesiRestoratif Diş Tedavisi Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ ŞEYHMUS BAKIR