Bira üretiminde mayşenin filtrasyonu sırasında uygulanan dört farklı metodun filtre keki homojenitesi ve operasyonel değişkenler üzerine etkileri

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.