SİRKE ÜRETİMİ – MESUT ÖZÇELİK
GIDA TEKNOLOJİSİ 1105507006

Sirke Üretim Akış Şeması

HAMMADDE (ÜZÜM KONSANTRESİ-ÜZÜM ŞIRASI)
↓
ŞIRA ALMA HAVUZU
↓
ŞEKERİ ALKOLE FERMENTE ETME TANKI ( ŞARAP OLUŞUMU )
↓
ÜZÜM SİRKESİ FERMANTASYON TANKI ( ŞARABIN SİRKEYE ÇEVİRİLMESİ)
↓
FİLTRE ( SEPERATÖR )
↓
DOLUM TANKI
↓
ŞİŞELEME

Hammadde

SİRKE, üzüm ve bünyesinde şeker bulunan diğer yaş veya kurutulmuş meyvelerin veya şıraların çeşitli işlemler uygulanmak suretiyle önce etil alkol sonra asetik asit fermantasyonuna uğraması sonucu veya şarapların asetik asit fermantasyonu ile elde edilen ürünü şeklinde tanımlanır (Üzüm sirkesi, elma sirkesi gibi).

Sirke üretiminde iki aşama vardır. Birinci aşamada; mayalar, anaerobik yolla şekerleri etanola çevirirler. İkinci aşamada; üretilen bu alkol, sirke bakterileri tarafından aerobik koşullarda asetik aside okside edilir.

Ülkemizde üzüm sirkesi diğer sirkelerden daha kullanışlı olduğu için hammadde olarak üzüm kullanılır. Hammaddenin bileşimi çeşit, iklim, toprak koşulları ve yetiştirme teknikleri gibi etkenlere bağlı olarak değişiklik göstermektedir. Farklı hammaddelerden veya değişik üretim yöntemleri kullanılarak üretilmiş olan sirkeler kalite bakımından birbirinden farklılık gösterirler, bu nedenle sirkelerin kimyasal bileşimleri de farklı olmaktadır.

Üzüm Üretimi

Üzüm, iklim ve toprak istekleri yönünden çok seçici olmayışı, çoğalma yöntemlerinin kolay oluşu ve çok çeşitli şekillerde tüketilebilmesi gibi sebeplerden dünyadaki en yaygın kültür bitkilerinden birisidir. Dünya yaş üzüm üretimi yaklaşık 7,5 milyon hektar alanda gerçekleştirilmekte olup, üretim miktarı, iklim şartlarına bağlı olarak değişmekle birlikte, yıllık 65 milyon ton civarında seyretmektedir.

Dünyada üzüm yetiştiriciliği genel olarak, kuzey yarım kürede 20-52, güney yarım kürede ise 20-40 enlem dereceleri arasında yayılmış bulunmaktadır. Sıcaklık, bağcılığın kuzeye doğru yayılmasını önleyen en önemli faktördür. Dünya üzüm üretiminin yarıdan fazlası (yaklaşık üçte ikisi) Avrupa Kıtasında gerçekleştirilmektedir. Başlıca üretici ülkeler İtalya, Fransa, ABD, İspanya, Türkiye, Bağımsız Devletler Topluluğu ve Portekiz’dir.
Türkiye, 535 bin hektar bağ alanı ve ortalama 3,6 milyon ton üzüm üretimiyle Dünya’nın 5. büyük üzüm üreticisi konumunda bulunmaktadır. Dünyada üretilen üzümlerin her yıl yaklaşık 700-800 bin ton arasındaki bir miktarı kurutularak değerlendirilmektedir. Yaş üzüm üretimimiz her yıl ortalama yaklaşık 3,5 milyon ton civarındadır. Ülkemizde üretilen üzümlerin yaklaşık %30’u taze sofralık, %37’si kurutmalık, %30’u pekmez, pestil, sucuk, şıra ve %3 kadarı da şaraplık olarak değerlendirilmektedir.

Asetik asit fermantasyonu

Sirke bakterileri havanın oksijeni yardımıyla alkolü okside ederek asetik aside çevirir. Kimyasal bakımdan asetik asit fermantasyonu bir oksidasyon (dehidrogenasyon) olayıdır. Asetik asit üretimi bir çok fermentatif bakteri tarafından yapılmakla beraber ticari olarak üretimde özel bir grup bakteri “asetik asit bakterileri” kullanılmaktadır. Asetik asit bakterileri iki grup altında toplanır. Gluconobacter ve Acetobacterler.
Asetik asit bakterileri Gram(-) genelde çomak şeklinde fakat değişen morfolojiye sahip, aside toleranslı, aerop kirpikli bakterilerdir.
Optimum üreme sıcaklıkları, 25-30°C ve optimum üreme pH aralığı ise 5.4-6.3’tür.
Etanolün dışında gliserol ve laktatı da karbon kaynağı olarak kullanabilirler.

Sirke bakterilerinin çalışmasını etkileyen faktörler

Alkol: Asetik asit bakterileri %10 ile %14 alkol içeren ortamlarda rahat çalışırlar. Eğer alkol oranı %14’ün üzerinde olursa alkolün asetik aside dönüşmesi tam gerçekleşmez. Diğer taraftan alkol konsantrasyonu çok düşük olursa, üretilen asetik asit sirke bakterileri tarafından karbon kaynağı olarak kullanılarak karbon dioksit ve suya dönüştürülür (aşırı oksidasyon).
Oksijen: Etil alkolün asetik aside dönüşmesi aslında bir oksidasyon olayıdır. Sirkeleşmenin meydana gelmesi için ortamda bol ve taze oksijen bulunmalıdır. Her 1 g alkolün oksidasyonu için yaklaşık 12 lt hava gerekir.
Sıcaklık: Sirke bakterilerinin çalışması 15°C’nin altında yavaşlar. 5 -10°C aralığında ise çalışamazlar. Sirke bakterilerinin optimum çalışma sıcaklığı 28- 34°C’dir. Mezofilik mikroorganizmalardır. Diğer taraftan asetik asit bakterilerinin fermantasyonu ekzotermik bir olay olduğundan sıcaklık yükselmesi olur.
Asit: Asetik asit bakterileri türden türe değişmekle birlikte %3- 18 arasında asetik asit konsantrasyonuna kadar dayanıklılık gösterir.

Sirke Üretimi

Sirke üretiminde, alkol elde edilebilen tüm maddeler, nişasta içeren maddeler, hammadde olarak kullanılabilir. Sirke ülkemizde daha çok üzümden yapılır. Bununla birlikte Amerika da elma sirkesi Kanada da malt sirkesi kullanımı yaygındır. Dünyada sirke yapımında kullanılan ham maddeler şunlardır: Şarap, taze ve kuru üzüm, yaş ve kuru meyveler, malt, şeker şurupları, bal, çeşitli hububat, yabancı ot tohumlarının tatlı usareleri ve meyveleri vb.

Sirke yapımında yavaş (basit yavaş, orleans yöntemi ve pastör yöntemi haftalar – aylar alabilir), hızlı (jeneratör yöntemi ve daldırmalı, 20 saat- 3 gün sürer) olmak üzere iki farklı yöntem kullanılır. Şaraptan sirke yapılacaksa şarabın en az %11–12 alkol içermesi gerekir. Sirke yapımından hemen önce alkol oranı seyreltilerek %7–5,5’e düşürülür. Üretilen sirkede asetik asit oranı en az %5 olmalıdır.

Sirke Üretim Yöntemleri

Yavaş Yöntem (Kesikli/Geleneksel Yöntem):

Önce hammaddede alkol fermantasyonu gerçekleştirilir.
Alkol oranı %13 düzeylerine çıktığında, asetik asit bakterileri sıvı yüzeyde gelişerek bir zar oluşturur (sirke anası).
Yüzeyde oluşan sirke anası etil alkolün asetik aside dönüşmesini gerçekleştirir. Bu yöntemle oldukça yavaş sirke üretilir. Ama üretilen sirkenin kalitesi oldukça yüksektir. Tahta fıçı veya kaplar kullanılır. Sirkeleşme uzun sürer ve üretim oranı da oldukça azdır. Bununla birlikte iyi kalitede yüksek aromalı sirke elde edilmektedir. 200-300lt hacimlerinde fıçılar kullanılır. Fıçının yarısına kadar şarap konur. Bu şaraba 1/3- ¼ oranında pastörize edilmemiş keskin sirke konur.28- 30°C’de sirkeleşmeye bırakılır. Sirkeleşme 6-8 hafta sonra tamamlanır.

Orleans Yöntemi:

Orleans metodunda 220-230 litrelik fıçılar kullanılır. Yatayına birbiri üzerine yerleştirilirler. Ön çeperin üst tarafında iki delik bulunur. Çapı 6-7 cm olan, göz denilen bu deliklerden biri şarabı doldurmaya ve sirkeyi boşaltmaya yarar. İkincisi hava deliğidir, tapa denir.

Fıçılarda, sirkeleştirme için içinde bolca sirke bakterisi bulunan 8 derecelik 150 litre sirke hazırlanır, buna her 8 günde bir 10 lt şarap katılır, sıvı seviyesi gözün 5 cm altına çıkana kadar devam edilir. 15 gün sonra sirkeleşme tamamlanır, fıçıdan 10 lt sirke çekilir ve 10 lt şarap konur.

Pastör Yöntemi:

Esası yavaş usuldeki fıçıları üst üste koymak ve borularla bağlamak suretiyle kontinu hale getirmektir. Bir devirde şarabın sirkeye dönüştürülmesi sağlanır.

Jeneratör Yöntemi:

Ülkemizde üretilen sirkelerin bir bölümü bu yöntemle üretilmektedir. Sirke bakterilerine geniş yüzey sağlamak amacıyla fermantör içine yonga, taneleri alınmış mısır koçanı parçaları, vs kullanılır. Sirkeleştirilecek şarap bu geniş yüzey üzerinden yayılıp yavaş yavaş akarken bu geniş yüzeye yerleştirilmiş sirke bakterileri tarafından sirkeleştirilir. Gereksinim duyulan bol havada kabın kenarlarında açılan deliklerden karşılanır.

Daldırma (Submers) Yöntemi:

Bu yöntemde dolgu maddeleri olmaksızın asetik asit bakterileri substratın içinde çoğalırlar.
Bu yöntemde sirke üretimi jeneratör yöntemine göre 30 kez daha hızlı olmaktadır.
Fermantasyon 24- 29°C arasında, %8- 12 arasında alkol içeren ortamda sürekli karıştırılarak Acetobacter kültürü ile gerçekleştirilir.
Fermantasyon sıvının yüzeyinde değil iç kısmında meydana gelir.
Fermantasyon sırasında ortama kontrollü şekilde oksijen verilir.
Bu yöntemde soğutucu boru tertibatı olan fermantörler kullanılır.
Fermantör aside dayanıklı, paslanmaz çelikten, tahtadan veya sentetik materyalden yapılmıştır. Üzerinde sıcaklık, pH, alkol ve hava miktarını kontrol eden sistemler vardır.
Bu yöntemle kısa zamanda çok yüksek oranlarda sirke yapılabilir. 24 saatte %4-6 asitli 5-10 ton sirke bu yöntemle yapılabilir.
Dolgu materyali kullanılmadığından dolgu materyalinden kaynaklanan sorunlar yaşanmaz.
Sirke yukarıda anlatılan metotlara göre üretildikten sonra dinlendirmeye bırakılır. Sirkede kalan %0,5-1 alkol asitlerle birleşerek esterleri meydana getirir. Dinlendirme aşamasında dayanıklılığı artırmak için 50-75mg/lt düzeyinde kükürtleme yapılır. Durultma işlemi için eskiden bez torbalar kullanılmaktaydı ancak günümüzde ultrafiltrasyon uygulanmaktadır. Filtrelerin gözenek çapı 0,2mikrondur. Bu işlemden sonra pastörizasyon veya sterilizasyona gerek kalmaz.Son üründe asitlik %4, kül miktarı 0,8g/l ve alkol miktarı %0,1 dolaylarındadır.

Dinlendirme fıçıları

Emniyet önlemleri

Burada alacağımız emniyet önlemleri, sirke üreten fabrikalar diğer tesislere göre daha küçük olduğundan ve meyveden önce alkol daha sonra fermantasyon sonucu sirke üretildiği için belirgin bir tehlike mevcut değildir. Burada gıda maddesi ürettiğimiz için temizlik koşullarına çok dikkat etmemiz gerekir. Asetik asit bakterileri %10 ile %14 alkol içeren ortamlarda rahat çalışırlar. Eğer alkol oranı %14’ün üzerinde olursa alkolün asetik aside dönüşmesi tam gerçekleşmez. Diğer taraftan alkol konsantrasyonu çok düşük olursa, üretilen asetik asit sirke bakterileri tarafından karbon kaynağı olarak kullanılarak karbon dioksit ve suya dönüştürülür (aşırı oksidasyon). Bu nedenle oksidasyon işlemine dikkat etmek gerekir.

KULLANILAN MAKİNALAR

1. Havuzlu taşıyıcı helezon :

Müstahsilden gelen üzümler Helezonlu havuza dökülür. Sirke çeşitli üzümlerden yapıldığı gibi çeşitli meyvelerden de yapılır. Meyveler için seçme ve ayıklama bantları da gereklidir.
Üzümler bu aşamadan geçtikten sonra sap ayırma ve ezme makinesine gönderilir.

2. Sap ayırma ve ezme makinesi :

Helozondan gelen üzümler sap ayırma ve ezme makinesinde saplarından ve yabancı maddelerden ayıklanır. Üzüm taneleri ezme merdanesinde ezilir makinanın altında bulunan motopompa ile istenilen yere pompalanır. Beyaz üzümler prese, siyah üzümler fermantasyon tanklarına , seçilmiş ve ayıklanmış rendelenmiş meyveler prese gönderilir.

3. Fermantasyon tankları :

Sap ayıklama ve ezme makinasında ezilmiş üzümler tanlarda mayalandırılarak fermantasyona tabi tutulur. Şıra içinde bulunan şeker parçalanarak alkole dönüşür. Sirke için gerekli olan alkol üretilmiş olur, şıradaki şekerin tamamen alkole dönüşmesi gerekir . Sirke yapılmak için ayıklanan temizlenen ve rendelenen preste sıkılan
meyve şıraları bu tanklarda fermantasyona tabi tutulur.

4.a . Üzüm sıkma presi :

Sap ayıklama ve ezme makinesinden gelen üzümlerin,
fermentasyon
tanklarından gelen cibrelerin sıkılması işlemini yapar. Presten alınan
sıkılmış sular fermantasyon tanklarına gönderilir.

4.b.Meyve sıkma presi :

Meyvelerin sıkılıp şırasının alınması işleminde kullanılır. Kuru meyve, kuru üzümlerin haşlanıp ıslatılıp sıkılmasında kullanılır. Üzüm preslerine göre daha gelişmiş ve kapasitelidir.

4.c. Kontünü presler :

Bu presler de sıkma işlemleri yapar. Çalışma sistemi elektrik motoru, güç aktarma redüktörü, dönel helozonun elek içinde yaptığı sıkma işidir. Presleme süreklidir. Çekirdekli üzümlerin sıkılmasında uygundur.

5. Stok tankarı :

Fermantasyon tanklarından ve presten gelen şıra sularının stoklanması ve muhafası için kullanılır.

6.a. Asasötör 2500 :

Fermantasyon tanklarındaki alkollü şıra bu makinede sirkeye dönüştürülür. Günlük üretim kapasitesi 2500 lt dir. Oluşmuş sirke dinlendirmek için sirke stok tanklarına gönderilir.

6.b. Asasötör 5000 :

Günlük üretim kapasitesi 5000 lt dir.

6.c. Asasötör 7500 :

Günlük üretim kapasitesi 7500 lt dir.

6.d. Asasötör 10000 :

Günlük üretim kapasitesi 10000 lt dir.

7. Soğutma ünitesi :

Sirkenin dinlendirilmeden önce veya sonrasında 0 derecenin altına düşürülmesi işlemidir.

8. Seperetör filtre :

Sirkenin içinde bulunan kaba partiküllerin süzme işlemini
yapan makinedir.

9.a. Kizelgur ( topraklı ) filtre :

Sirkenin süzme işleminde kullanılır. 5m2 dir.

9.b. Otamatik temizlemeli kizelgur ( topraklı) filtre :

Sirkenin süzme işleminde kullanılır. 8 m2 dir.

10. 40*40 Plakalı kağıt filtre :

Sirkenin süzme işleminde kullanılır. 20 adet kağıt plaka takılabilmekte ve süzme için gerekli olan pompası bulunmaktadır.304 kalite paslanmaz malzemeden oluşmuştur. Pompa 0.75 kw dir.

11. Membran filtre :

Sirkenin son süzme işleminde kullanılır.
Membran filtre belirlenmiş büyüklükte gözenek çapına sahip ve bu gözenek çapından büyük partikül ve mikroorganizmaları geçirmeyen mutlak (absolut) filtrelerdir.
Membran filtre, elektron mikroskobu altında incelenecek olursa; bir sünger görüntüsünü andıran gözeneklerden meydana geldiği görülecektir.

12. Pastörizasyon :

Sirkenin uzun süre dayanıklılığı için pastörizasyon yapılır.

13. Manuel şişe durulama makinesi :

Dolumu yapılacak şişelerin çalkalama ve durulaması içindir.

14. Dolum makinesi :

Manuel dolum makinesidir. 16 nozulludur.

15. Kapak geçirme ve etiket makinesi :

Dolumu tamamlanmış şişelerin kapatılması ve etiketlerinin yapıştırılması içindir.
Etiket yapıştırma makinesi

16. Amalaj ve paketleme makinesi : 

satış öncesi paketleme işlemidir.

KAYNAKLAR
www.tmsturkoz.com.tr
www.tarimsal.com
www.halilbozkurt.com.tr
www.bugday.org
www.taris.com.tr
www.bayar.edu.tr
www.fersan.com.tr
Teşekkürler…

…