Gıda Teknolojisi Facebook Gıda Teknolojisi Twitter Gıda Teknolojisi RSS
Süt ve süt ürünleri üretiminde otomasyon

Dr. Oktay Yerlikaya - Ege Üniversitesi, Ziraat Fakültesi, Süt Teknolojisi Bölümü, Bornova-İzmir / oktay.yerlikaya@ege.edu.tr




oktay_yerlikayaGİRİŞ
Günümüz tarımı 20. yüzyılın sonlarında gıda üretimi, işleme ve dağıtımında mekanize olmaya başlamıştır. Süt sektörü de bu konuda gelişme göstermiş ve gelişime ayak uydurmuştur. Aile tipi süt işletmeleri gitgide yerini endüstriyel boyutta fabrikalara bırakmış ve küçük çaptaki üretim oranı giderek azalmaya başlamıştır. Artan endüstriyel çaptaki üretimle birlikte gereken işgücü miktarı artmış ve daha az zamanda daha fazla üretim yapabilme arayışlarına gidilmiştir. Bu bağlamda süt sektörü de sütün sağımından ürünün pazarlanması ve tüketiciye ulaşmasına kadar tüm aşamalarda otomasyona eğilim göstermiştir. Her geçen gün gıda güvenliğinin göz önünde tutulması ve yasal düzenlemelerde yapılan değişikler bu konuya verilen önemin artmasına neden olmuştur. Mekanizasyon hem hammaddenin üretimi hem de son ürünün üretimi ve dağıtımında gıda güvenliğinin sağlanmasında etkili olmuştur. Buna ek olarak otomasyon için kullanılan makineler maliyeti arttırıyor gibi görünse de işgücüne yatırımı azaltmıştır.

OTOMASYONUN TANIMI VE TARİHİ
Otomasyon; bir iş yerinde, iş verimini artırmak amacıyla yapılan makineleşme olarak tanımlanmaktadır. Otomasyon sonucu emekten tasarruf edilerek, üretimde belli hizmetler makinelere bırakılır. Bu makinelerin kullanılması sonucu üretim, sürekli, otomatik olarak ve herhangi bir müdahaleyi gerektirmeksizin gerçekleştirilmektedir. Otomasyonun avantajları; maliyet düşüşü, kalite artışı, zamandan tasarruf ve iş kazalarının azalması olarak özetlenebilir. Buna karşılık otomasyon sonucu işletmelerin yatırım harcamaları artar ve işsizlik meselesi ortaya çıkmaktadır.
Otomasyon sistemlerinin ilk ortaya çıkışı sanayi devriminin ardından gerçekleşmiştir. Bu dönemdeki ilkel otomasyon sistemlerinde, işin kas gücünden alınıp makine gücüne aktarılması planlanmıştır. İşlerin makinelere aktarılması çeşitli sanayi sektörlerine ivme kazandırmış, bunun neticesinde daha çok talep doğurmuştur. Bunun sonucunda da seri üretim anlayışının da ortaya çıkmasıyla otomatik sistemlere duyulan ihtiyaç daha da artmıştır. Bilgisayarın icadı, elektrik- elektronik vb. alanlardaki hızlı gelişmeler, otomasyon gelişmesini de hızlandırmıştır. Bu dönemde otomasyon sistemleri ilkellikten kurtulup çok daha kapsamlı süreçler için tasarlanmaya başlanmışlardır. Otomasyon önceden daha çok üretime yardım için kullanıyorken artık bunun yanında üretimin kontrolünü de üstlenmiştir. Milenyumla birlikte otomasyon sistemleri altın çağına girmiş ve artık geleceğin olmazsa olmazı olmuştur. Artık bir üretim tesisi için kurulan otomasyon sistemi, tek başına tüm fabrikanın denetim, analiz ve dokümantasyon işlemlerini üstlenebilmektedir.

OTOMASYONUN GIDA VE SÜT ENDÜSTRİSİNDE SAĞLADIĞI YARARLAR
Tüm endüstri dallarında olduğu gibi gıda ve süt işletmelerinde uygulanan otomasyonun pek çok yarar sağladığı görülmüştür. Süt endüstrisinde ise çiğ sütün eldesinden ürün işleme ve pazarlanmasına kadarki tüm aşamalarda kontaminasyonun önlenmesi ve hijyenik şartların sağlanmasında etkili olmuştur. Buna ek olarak, işçilik ve ürün maliyetlerinde azalmaya bağlı olarak satış fiyatlarında da düşüşe neden olmuştur. Mikro ve fabrika seviyesinde ise otomasyonun hedefleri şunlardır:

-    Uygun ve sabit kalitede üretim
-    Üretim maliyetlerinde azalma
-    Pazar taleplerinin karşılanmasında esneklik
-    Sık sık değişen yasal düzenlemelere adaptasyon
-    Yüksek kalitede ve sürekli ürün kalitesi sağlamak
-    Üretim miktarının arttırılması
-    Kayıpların en aza indirilmesi
-    Güvenli ve kaliteli üretim
-    İşgücü kullanımında azalma ve
-    Etkili üretim planlama, yürütme ve raporlama sağlamaktır.

Otomasyonun süt endüstrisindeki öncelikli amaçları, firmanın güvenli gıda üretimi yanında uygun maliyetle yüksek kalitede ve miktarda üretim gerçekleştirerek pazar ihtiyaçlarını karşılamaktır. Bu durum temel ve yeni tüm süt ürünlerinin üretiminde geçerli olmaktadır. Tüm gıda ürünlerinde olduğu gibi süt endüstrisinde de kullanılan hammaddenin kalitesi büyük önem taşımaktadır. İyi kalitedeki süt ürünleri ancak yüksek kalitedeki çiğ süt ile üretilebilmektedir. Bu nedenle, çiğ süt eldesinden süt ürünlerinin pazarlanmasında otomasyon tekniklerinin kullanımı önem arz etmektedir.

SÜT ENDÜSTRİSİNDE OTOMASYON AŞAMALARI
Çiğ süt üretimi ve işlemede otomasyon belli başlı gelişmeler göstererek gelişmiştir. Bunlardan ilk aşama olan mekanizasyonda, süt hayvanlarının beslenmesi ve süt sağım yöntemlerinin modernleşmesine neden olmuştur. Çiftçiler otomatik yemleme ve sağım sistemlerine kolaylıkla adapte olmuş, zaman ve işgücünden tasarruf sağlayarak işlerin daha kısa zamanda ve kolay gerçekleştirilmesi sağlanmıştır. Süt sağımından sonra ise en önemli konu çiğ sütün üretim yapılacak gıda işletmelerine naklidir. Yıllar öncesi at arabalarıyla taşıma taşımanın yerini, soğutma sistemli kamyon ve nakil araçları almış, böylelikle çiğ süt daha hijyenik taşınmaya başlamıştır. İkinci aşama olan otomasyonda ise, fabrikadaki koşulların en iyi seviyeye gelmesi sağlanır. Süt işletmelerinde üretilen tüm ürünler takip edilerek kontrol altına alınmaktadır. Üçüncü aşama olan ve üretimin bilgisayarlar ile denetimini sağlayan sibernasyonda ise pek çok alternatif yer almakta, insan ise bu işlemlerin bir parçası görevindedir. İşletmenin sahip olduğu tüm olanaklar kullanılmakta ve hammadde, üretim ve satışa kadarki tüm aşamalar kontrol altındadır ve olumsuz gelişmelerin olması durumunda müdahale edilebilmektedir.

MEKANİZASYON, OTOMASYON VE SİBERNASYON
Uygulamada otomasyondan en sık yararlanılan alanlar süt sağım ve ön işlemler, yoğurt proses ve CIP hattıdır. Özellikle yağ standardizasyonu aşamasında büyük ölçekli işletmeler otomasyondan yaygın olarak yararlanmaktadır. Benzer şekilde, kuru madde artırımı amacıyla süt tozundan yararlanılması durumunda otomatik süt tozu dozajlama sistemlerinden de yararlanılmaktadır. Süt sığırcılığında sağım, işletme içerisinde yapılan işlerin büyük bir kısmını oluşturmaktadır. Mekanizasyon olanağı olmayan ve işgücünden yoğun olarak yararlanılan işletmelerde sağım için harcanan zaman daha fazla olmaktadır. Bu nedenle sağım, süt sığırcılığı işletmelerinde önemle üzerinde durulması gereken günlük işlerden biridir. Sağım makinesi, süt sağımında kullanılan ve genellikle sağım başlıkları, pulsatör, sütü toplayan ve dağıtan düzenekler, vakum sistemi, süt tankı ve regülatör ile bir veya daha çok sağım düzeni ile gerekli diğer parçalardan oluşan bir makinedir. Sağım makineleri temelde meme başına aralıklı vakum uygulayan bir araçtır. Vakum sayesinde süt memeden çıkarılarak bir güğüm ya da tankta toplanmaktadır. Farklı koşullar dikkate alınarak değişik tipte sağım makineleri geliştirilmiştir. Bunlar güğümlü sağım makineleri, boru hatlı sağım sistemleri, sabit sağım sistemleri (ardışık, balık kılçığı, paralel ve döner) olarak üç genel grupta incelenebilir.

Günümüzde hassas sürü yönetimi uygulamaları kapsamında kullanılan başlıca ileri teknoloji unsurlarının merkezinde bilgisayar yer aldığı için, genel olarak bu uygulamalar “bilgisayar destekli sürü yönetim sistemleri” kavramı altında toplanmaktadır. Hassas sürü yönetim uygulamaları kapsamında yer alan başlıca ileri teknoloji unsurları elektronik hayvan tanıma sistemleri, sağım sistemine entegre otomatik süt ölçüm sistemleri (süt miktarı, sağım süresi, süt akış hızı, sütün elektrik iletkenliği, süt sıcaklığı), otomatik hayvan tartım sistemi, aktivite ölçerler, otomatik yoğun yem üniteleri (yoğun yem tüketiminin denetimi ve ölçümü), aba yem tüketimini ölçen yemlik sistemleri, su tüketimini ölçen suluk sistemleri, elektronik kantarlı kaba-yoğun yem karıştırıcı ve dağıtıcıları, görüntü analiz sistemleri, ultrasonografik görüntüleme cihazları (ineklerde erken dönem gebelik teşhisi), sürü yönetim yazılımları ve internet bağlantıları (yetiştirici birliği, süt verim ve kalite kontrol organizasyonu, genetik değerlendirme merkezi) şeklinde sıralanabilmektedir.

Süt sanayinde ürün kalitesini artıran en önemli faktör bilinçli tasarlanmış ve programlı uygulanan bir hijyen sistemidir. Günümüzde gıda ve süt sanayinde bilinçsizlik ve eğitimsizlikten kaynaklanan yanlış uygulamalar kaliteyi bozabilmekte ve tehlikeli durumlar yaratabilmektedir. Gıda ürünlerinin patojen ve saprofit mikroorganizmalar ile bulaşma riskini azaltmak için üretim sırasında ve sonrasında düzenli olarak temizlik ve dezenfeksiyon işlemi yapılması gereklidir. Bir temizleme prosesi özel gereksinimler doğrultusunda değişmekle birlikte aşağıda sıralanan temel basamaklardan oluşmaktadır.
Gelişen teknolojik gelişmelerle birlikte, gıda işletmelerinde bakteriyolojik açıdan yetersiz ve zaman alıcı olan elle temizlemenin yerine otomatik makinelerle yapılan temizleme yöntemleri tercih edilmektedir. Makine ve ekipmanları parçalamaya gerek duyulmadan çalkalama suyu ve deterjan çözeltisinin üretim hattında sirkülasyonu ile yapılan yönteme CIP (Cleaning in Place: Yerinde temizleme) denir. Özellikle uzun boru hatları ve geniş hacimli tankların temizlenmesinde başarıyla kullanılan bu yöntem personelin tehlikeli kimyasal maddelerle direkt olarak temasını azaltması açısından da son derece önemlidir. CIP temizleme sistemiyle işletme içerisinde yüksek bir sanitasyon standardı yakalanabilmektedir.

COP ise sökülebilen parçaların temizlenmesinde sıvı akışından yararlanılarak uygulanan bir temizlik yöntemidir. Bu yönteme “Yerlerinden Ayırarak Temizleme” yöntemi veya bunun İngilizce karşılığı olan “Cleaning Out of Place” ifadesinin baş harflerinden yararlanılarak kısaca COP denilmektedir. Özellikle paketleme ünitelerinin ayrılabilen parçalarının yüzeylerindeki yağlar, COP yöntemiyle etkili bir şekilde temizlenebilmektedir. Birçok COP ünitesi temizleme solüsyonu ile alet ve parçaların içini ve dışını temizleyen döner fırçalar içerir. Temizleme solüsyonu için bir tank vardır. Temizleme çözeltisinin arzu edilen sıcaklığı (45–55°C) termostatik olarak kontrol edilen bir ısıtıcı ile sağlanır. COP üniteleri, maliyet ve bakım masrafları açısından uygundur. Ekipman ve iş gücü gereksinimlerini azaltır ve hijyeni artırır.

Büyük ölçekli ve modern süt işletmelerinde ısıl işlem üniteleri, tam otomasyona uygun olarak bir kontrol odasından kolaylıkla kumanda edilebilecek şekilde dizayn edilmektedir. Enerji tasarrufu sağlanabilmesi için ısı değiştiricilerde, ısıtma ve rejenerasyon üniteleri bir arada bulunmaktadır. Rejenerasyon ünitesi bulunan bir ısı değiştirici kullanarak saatte 4 bin litre süt, bir süt işletmesi yaklaşık %47 civarında enerji tasarrufu sağlayabilmektedir. Son yıllarda peynir ve yoğurt üretiminde kesim olgunluğu ile fermentasyon son noktasının karar verilirken ultrasonik ses dalgalarından yararlanılması üzerine yoğun araştırmalar yapılmış ve başarılı sonuçlar alınmıştır. Benzer şekilde, fermentasyon sırasında asitlik gelişiminin daha hassas ölçümünde kullanılan sensörler (EC-metre) ve fermente süt ürünlerinde ısı transfer katsayısında meydana gelen değişimleri temel alarak pıhtılaşma zamanını tespit eden pıhtı ölçerler zaman içerisinde yaygın kullanım alanı bulmaya aday yenilikler arasındadır.

Meyveli yoğurt üretiminde meydana gelen kayıpları en aza indirmek amacıyla geliştirilen “pigging” yönteminde yoğurt iletim borularının iç kısımlarına mekanik kazıyıcılar yerleştirilmektedir. Bu kazıyıcılar, mıknatıs etkisi ile ileri-geri hareket ederek boru içerisinde kalan yoğurtları dolum noktasına veya dolum tankına doğru itmektedir. Bunların yanında yine meyveli yoğurt prosesinde sık karşılaşılan bir diğer sorun olan dolum kayıplarının giderilebilmesi için elektromanyetik akış kontrol valflerinden de yararlanılmaktadır.

SÜT ENDÜSTRİSİNDE LOJİSTİK
Lojistik, ürün, hizmet ve insan gibi kaynakların, ihtiyaç duyulan yerde ve istenen zamanda temin edilmesi için bir araç olarak tanımlanabilir. Herhangi bir pazarlama veya üretim organizasyonunun lojistik destek olmadan başarılması çok zordur. Lojistik,  nakliye,  envanter,  depolama, malzeme idaresi ve ambalajlama bilgilerinin birleştirilmesini kapsamaktadır. Lojistik işletme sorumluluğu, hammaddenin coğrafik konumlanması, prosesin işletilmesi ve ihtiyaçların mümkün olan en düşük maliyetle karşılanarak işin bitirilmesidir. Gerçek anlamda bütünleşmiş, işletme genelini kapsayan sistem günümüz süt endüstrisinde de zorunlu hale gelmiştir. Süt sektörünün hedefi olan ürünlerin yüksek hassasiyetteki doğal yapısı, tüketici taleplerinin doğru irdelenmesi, zamanında ve hızlı bilgiye sahip olunmasını gerektirmektedir. Süt sektörü aşağıdaki maddeler ile karakterize edilebilir:
a)    Yalnızca çiğ süt üretimi değil son ürünün ve sınırlı depolama süresinin yüksek hassasiyette olması,
b)    Süt ve ürünlerinin hitap ettiği hedef grup çoğu zaman yüksek hassasiyet göstermektedir (çocuklar, yaşlılar ve hasta insanlar)
c)    Soğu zincirin etkili ve düzgün kullanımı hem çiğ sütün naklinde hem de üretilen ürünlerin taşınmasında kritik önem taşımaktadır.

Bu nedenle süt üretiminin tüm aşamalarından faydalanılmalı, minimum zarar ya da olumsuzlukla ürün üretimi gerçekleştirilmelidir.

SONUÇ
Entegre lojistik, hammadde kullanımı ve depolama sistemleri ile birlikte otomasyonun kullanımı ürün kalitesi ve güvenliği açısından kritik önem taşımaktadır. Otomatik sistemler öncelikle insanların gıda ürünlerine direk olarak temasını minimuma indirmektedir. Böylelikle gıdaların kontaminasyon riski en aza indirilmekte ve güvenilirliği artmaktadır. Tam otomatize sistemler kullanılarak iş gücünden tasarruf edilmekte ve daha kısa sürede daha verimli ve daha yüksek kalitede ürünler elde edilmektedir. Bu nedenle tüm gıda sektörlerinde olduğu gibi süt sektöründe de çiğ süt elde edilmesinden ürün işleme ve satışa kadarki tüm aşamalarda otomasyon tekniklerinden yararlanılmalı ve güncel sistemler takip edilmelidir.

KAYNAKLAR
Alıç, D., Yener, S.M. 2006. Süt sığırcılığı işletmelerinde robotlu sağım sistemi. Tarım Bilimleri Dergisi, 12(4): 369-380.
Anonim, 2011. İşletmelerde temizlik ve dezenfeksiyon: 862ISG006. Gıda Teknolojisi. Milli Eğitim Bakanlığı, Ankara
Anonim, 2013. http://otomasyon.nedir.com/#ixzz2Jqt7b6p5 (Erişim Tarihi: 31.01.2013)
Anonim, 2013. http://www.baybul.com/ansiklopedik-bilgiler/330165-otomasyon-nedir. html .
Anonymous, 2008. http://www.automationworld.com/articles/Features/1559.html
Anonymous, 2008. http://www.foodprocessing-technology.com/papers/
Anonymous, 2008. http://www.sspindia.com/profile.html
Anonymous, 2012. http://oxforddictionaries.com/definition/english/logistics.
Karagözlü, C., Karagözlü, N. 2004. Süt endüstrisinde deterjan ve dezenfektan kalıntılarının önemi.  HR. Ü.Z.F.Dergisi, 8(3/4): 73-81.
Özer, B. 2006. Süt işletmelerinde mekanizasyon ve otomasyon. Standard, Ekonomik ve Teknik Dergi, Y45(N538):  96-100.
Sand, G., 2004. Perfect Packaging: Thinking Outside the Box. A-B Journal 11, 12–13.
Uzmay, C., Kaya, İ., Tömek, B. 2010.  Süt Sığırcılığında Hassas Sürü Yönetim Uygulamaları. Hayvansal Üretim, 51(2): 50-58,
Wiener, N., 1948. Cybernetics or Control and Communication in the Animal and the Machine. MIT Press, Cambridge, MA.

 


Yorumlar

Hiçbir yorum bulunamadı


Yeni yorum yaz