Bazı meyve ve sebze ürünlerinin işlenmesinin ekserji ve yaşam döngüsü analizleri kullanılarak değerlendirilmesi

Gıda işleme, yüksek oranda enerji tüketimine dayanan ve çevresel etkileri sıklıkla doğru şekilde tanımlanamayan veya ölçülemeyen bir süreçtir. Gıda sektörü, özellikle de gıda işleme, kaynaklara ve enerjiye olan önemli bağımlılığı ile bilinmektedir ve bu da kayda değer çevresel sonuçlara yol açmaktadır. Öte yandan, gıda insanoğlunun en hayati ihtiyaçlarından birisidir ve gıdaların üretimi sırasında sürdürülebilirlik yaklaşımı günümüzde oldukça önem kazanmıştır. Ekserji analizini yaşam döngüsü analizi (YDA) ile birleştiren yaklaşım, gıda üretim süreçlerindeki verimsizlikleri belirlemek ve ölçmek ve daha sürdürülebilir üretim uygulamalarına yol gösterici iyileştirmeler önermek, gıda işleme operasyonlarının çevresel etkileri ve enerji verimliliği hakkında daha ayrıntılı bir anlayış sağlayabilecek görece yeni, etkili ve uygulanabilirdir. Bu tez çalışmasında, meyve ve sebze işleme sektöründe belirli ürünlerin üretim süreçlerinin tarladan sofraya ve beşikten kapıya yaklaşımıyla kümülatif enerji, ekserji ve YDA kullanılarak, kapsamlı bir değerlendirme yapılmıştır. Bu hedeflere ulaşmak için, tarım, işleme, paketleme ve nakliye süreçleri gibi üretimin farklı aşamalarının geniş ölçekte analizi gerçekleştirilmiştir. Enerji, ekserji, karbondioksit (CO₂) emisyonları ve YDA değerleri; enerji, ekserji tüketimi ve çevresel etki için kritik noktaları belirlemek amacıyla, üretimin her aşaması için temel durum baz alınarak hesaplanmıştır. Çalışmada, küresel meyve ve sebze sektörünün temsilcileri olarak en yaygın tüketilen iki hammadde olan domates ve tatlı kırmızı biber (TKB) incelenmiştir. Çalışma, perakende domates, domates suyu, domates salçası ve perakende TKB, TKB salçası, közlenmiş TKB ve kurutulmuş TKB gibi tatlı kırmızı biber ürünleri dahil olmak üzere, işlenmiş domates ve tatlı kırmızı biber ürünlerini incelemiştir. Hesaplanan tüm parametreler arasında, tarla üretimi ve paketleme-nakliye aşamaları, üretim aşamaları arasında birincil katkıda bulunanlar olarak ortaya çıkmıştır. Girdi olarak dizel tüketimi, elektrik, doğal gaz, gübre kullanımı, çelik ve cam ambalaj; ekipman olarak buharlaştırma, sterilizasyon ve aseptik dolum, çalışmada incelenen tüm bileşenler arasında değerlendirilen tüm göstergelerin başlıca katkı sağlayıcıları olarak belirlenmiştir. Abiyotik (fosil) tükenme potansiyeli, küresel ısınma potansiyeli, tatlı su sucul ekotoksisitesi, ve insan toksisitesi potansiyellerinin yaşam döngüsü etki kategorileri arasında en yüksek çevresel etkilere sahip olduğu belirlenmiştir. Temel senaryoda (TS), kümülatif enerji tüketimi (CEnC), kümülatif ekserji tüketimi (CExC) ve kümülatif karbondioksit tüketimi (CCO₂C) ve YDA için en yüksek değerlerin elde edildiği gözlemlenmiştir. Buna karşılık, biyodizel senaryosu (BS) en düşük değerleri gösterirken, bunu hassas uygulamalı tarım senaryosu (HUT) takip etmektedir. BS uygulaması, perakende domates üretiminde kümülatif enerji değerinin 3320.12 MJ/ton'dan 1380.40 MJ/ton'a düşmesini sağlamıştır. Domates tarımında HUT uygulaması dikkate alındığında, CEnC değerinde %14,7'lik bir azalma gerçekleşmiştir. Çalışmada bir metrik ton taze domates üretiminden kaynaklanan küresel ısınma potansiyeli değeri 120 kg CO₂ eşdeğeridir. Öte yandan, perakende TKB'nin değerlendirilen tüm ölçümlerine katkıda bulunan birincil faktör, sırasıyla %87, %71 ve %32 CEnC, CExC ve CCO₂C değerlerine sahip gübrelerin kullanılmasıdır. Bir ton taze TKB, sırasıyla 2742.20 MJ/ton ve 1387.91 MJ/ton CEnC ve CExC değerleri ile 39.82 kg/ton CO₂ emisyonuna neden olmaktadır . Fabrika işlemlerinde ve taşımacılıkta biyodizel kullanımının artırılması önerilmektedir. Çeşitli tarım yöntemleri ve ambalaj malzemelerinin çevre üzerindeki olumsuz etkileri konusunda tüketici bilincinin artırılması, sürdürülebilir şekilde üretilen ürünler için pazarı teşvik edebilir. Bu bulguların sonuçları, enerji verimliliğini artırmak ve çevresel etkilerini azaltmak isteyen endüstri paydaşları için önemli sonuçlar sunmaktadır. Enerji ve yaşam döngüsü analizlerinin gıda üretim süreçlerindeki verimsizlikleri tespit etmek ve azaltmak için pratikte nasıl kullanılabileceğini gösteren bu çalışma, sürdürülebilir gıda üretimi alanını desteklemektedir. Gelecekteki araştırmalar, önerilen iyileştirmelerin uygulanmasına ve bunların üretim etkinliği ve ekolojik etkileri üzerindeki kalıcı sonuçlarına odaklanmalıdır. Süreç sürdürülebilirliğini daha da iyileştirmek için, gelecekteki çalışmalar bu teknikleri daha geniş bir ürün yelpazesine uygulamalı ve en yeni teknolojileri araştırmalıdır.