Prof.Dr. Semih Ötleş

Prof.Dr. Semih Ötleş

Gıda Kimyası

Gıda endüstrisinde suyun geri kullanımı ve hijyeni II

Arıtılmış sular; tarımsal sulama ve arazi sulaması, endüstriyel uygulamalar, çevresel uygulamalar rekreasyon faaliyetleri, şehir temizliği, yangın, inşaat gibi klasik uygulamalarda tatlı suların yerine kullanılabilir.

Semih Ötleş, İrem Özdemir

Ege Üniversitesi, Gıda Mühendisliği Bölümü

1.1 Suyun Yeniden Kullanım Uygulamaları

Arıtılmış sular; tarımsal sulama ve arazi sulaması, endüstriyel uygulamalar, çevresel uygulamalar (yüzey sularına verme ve yer altı sularına reşarj), rekreasyon faaliyetleri, şehir temizliği, yangın, inşaat gibi klasik uygulamalarda tatlı suların yerine kullanılabilir. Tarımsal alanların sulanması, su rezervuarlarının korunması ve gübre ihtiyacını azaltmak için nutrientler ile tarla ve bitkilerin doğal zenginleştirilmesi atık suların yeniden kullanımının yaygın bir uygulamasıdır. Birçok ülkede çevre geliştirme (sulak alan oluşturma gibi), yangın söndürme, toz kontrolü, tuvalet sifon suyu gibi alanlarda arıtılmış atık suyun yeniden kullanımları gelişmektedir. Atık suyun yeniden kullanımı özellikle sınırlı yağış alan bölgelerde ilave su kaynağı oluşturarak su tasarrufunu destekleyebilir (Polat, 2013).


Gıda proses suyunun yeniden kullanımı tesis temizliği, yangın söndürme gibi gıda dışı ve temizlik amaçlı kullanımlar ile sınırlandırılmıştır. Ayrıca, proses suyu geri kazanılabilir ve geri dönüştürülebilir ya doğrudan ya da arıtım sonrasında tekrar kullanılabilir. Örneğin; tereyağı üretiminde soğutma ve yıkama suyu ve özellikle süt endüstrisinde evaporasyondan elde edilen kondensat doğrudan geri dönüştürülebilir (Katsuyama, 1979).

Doğrudan tekrar kullanılabilir proses suyu olarak ise kırmızı et ve beyaz etlerinin haşlama suyu ya da sebze ve meyvelerin ilk yıkama suyu örnek verilebilir.
Suyun yeniden kullanımı için uygun bir arıtım sisteminin seçimi, gerekli mikrobiyolojik ve kimyasal kaliteye sahip su tedarikinde önemli zorluklardan biridir. Arıtma sistemi, sudan istenmeyen fiziksel, kimyasal ve mikrobiyolojik bileşenleri kaldırır ve bazı durumlarda, patojen ve bozulmaya yol açan organizmaların sonraki gelişimini önler. Buna ek olarak, arıtılmış suyun yeniden kullanımı veya geri dönüştürülmüş suyun kullanımı ile üretilen gıda ürününün kalitesi, musluk suyu kullanılarak elde edilen gıda ürününün kalitesine en azından eşit olmalıdır (Casani ve ark., 2005).


Geleneksel atık su arıtım yöntemleri fiziksel, kimyasal ve biyolojik proseslerin bir kombinasyonunu içerir. Genel olarak, atık sudan bazı besin tuzlarını, organik maddeleri ve katıları kaldıran bir işlemdir. Arıtım seviyelerine bağlı olarak, ön arıtım, birincil arıtım, ikincil arıtım ve ileri arıtım yöntemleri olmak üzere 4 gruba ayrılır.


1.1.1 Ön Arıtma Yöntemi
Ön arıtımın amacı, atık su içinde bulunan iri taneli katıların ve diğer büyük materyallerin kaldırılmasıdır. Ön arıtım askıda kalan, yüzen, sürüklenen katıların boyutlarını küçültmeye ya da kaldırılmasına yardımcı olur. Kaldırılanlar metal ve cam parçalarının yanı sıra kum, çakıl gibi ağır inorganik katılardır.


1.1.2 Birincil Arıtma Yöntemi
Birincil arıtım, sedimantasyon ve flotasyon gibi fiziksel işlemlerle organik ve inorganik katıları kaldırmak için tasarlanmıştır. Birincil arıtım sırasında yaklaşık olarak biyokimyasal oksijen ihtiyacı (BOD) % 25-50, toplam askıda katı madde % 50-70 ve yağ % 65 civarında kaldırılır. Katıda bulunan bazı organik azot, organik fosfor ve ağır metaller de birincil sedimantasyon sırasında kaldırılır fakat kolloidal ve çözünmüş bileşenler etkilenmezler.


1.1.3 İkincil Arıtma Yöntemi
İkincil arıtımın amacı, birincil arıtmadan çıkan atık maddesindeki kalıntı organik ve askıdaki katı maddeleri ayırmak için daha ileri arıtım yapmaktır. Birincil arıtımın fonksiyonu mümkün olduğunca askıda katı maddelerin çoğunu kaldırmaktır. Birincil arıtma ile atık suda çöken organik ve inorganik katıları kaldıran durultucular veya çökelme tankları kullanılır. Bu nedenle, birincil arıtımdan gelen atık özellikle kolloidal ve çözünmüş organik ve inorganik katı maddeleri içerir.


İkincil arıtım prosesi, kontrollü bir ortamda birçok farklı türde mikroorganizmalar kullanılarak atık suyun biyolojik arıtımını gerçekleştirir. Ayrıca, çeşitli aerobik biyolojik prosesler öncelikli olarak ikincil arıtım yöntemi olarak kullanılır (Sonune ve Ghate, 2004).


Tablo 1’de gıda proses suyu için bazı arıtma metotları ve bu metotların avantajları verilmektedir. Endüstriyel nitelikli atık suların arıtılması; fiziksel arıtma, kimyasal arıtma, biyolojik arıtma ve ileri arıtma yöntemleri olmak üzere dört ana gruba ayrılır.

1.2 Gıda Endüstrisinde Suyun Yeniden Kullanımıyla İlişkili Zorluklar
Suyun yeniden kullanım uygulamalarının yürütülmesini engelleyecek ya da durdurabilecek bazı problemler ortaya çıkabilir. Gıda sektöründeki bu tip problemler çözüm önerileri ile birlikte verilmelidir.


1.2.1 Mevzuata ilişkin bakış açılar
Kamu sağlığı yetkilileri tarafından kurulan mevzuatlar, gıda sektöründe suyun yeniden kullanımının uygulanmasına en önemli engel olmuştur. Ayrıca, su sıkıntısı yaşayan ülkelerde atık suyun güvenli bir şekilde yeniden kullanımı için yerel ve ulusal kurallar ve yönetmeliklerin temel koşulları ayarlanmış ve belirtilmiştir. Genel olarak, gıda sektöründe kullanılan ve yeniden kullanılabilen su için belgelerin birçoğunda kalite gereksinimlerine değinilmektedir, ancak gıda proses suyunun arıtımı ve yeniden kullanımı için gerekli kriterleri içermez.
Kodeks Alimentarius Komisyonu, gıda tesislerinde kullanılan proses suyunun hijyenik olarak yeniden kullanımının örnekleri, tanımları ve önerileri üzerine belirli kurallar içeren bir taslak yayınlamıştır (Codex Alimentarius, 1999). Kodeks kuralları ve prensipleri, yeniden kullanım için içme suyu kalitesinin kullanımını vurgulamaktadır, fakat aynı zamanda ürünün güvenliği ve uygunluğu için tehlike teşkil etmediği zaman, alternatif niteliklerin kullanımını kabul etmektedir (Casani ve ark, 2005).


1.2.2 Teknolojik bakış açıları
Gıda proses suyunun ıslahı ve yeniden kullanım kriterleri için arıtım teknolojileri, bilimsel bir temeli sağlayarak elde edilir. Ancak, gıda endüstrisinde suyun yeniden kullanım uygulamalarının sistematik olarak uygulanması, kuralların eksikliği ve arıtım proseslerinin kalite kontrol eksiklikleri nedeniyle geride kalmaktadır. Proses suyunun karakteri uygun su arıtım prosesinin seçimi için yararlı bir kılavuzdur. Arıtma kriterlerine ilişkin sorunları çözmek için araştırma ve geliştirme gereklidir. Örneğin; verimlilik ve performansın değerlendirilmesi ve seçimidir (Johns, 1995).

SONUÇ
Su kaynaklarına olan ihtiyacın giderek artması ve su kaynaklarının hızla tükenmesi sonucunda doğru su yönetimi ile birlikte arıtılmış atık suların yeniden kullanımı gündeme gelmektedir.
Arıtlmış atık sular en yaygın tarımsal uygulamalar için kullanılır. Arıtılmış atıksuların tarımsal amaçlı kullanımı ile hem atık su bertarafı sağlanır hem de arıtılmış atık suyun bünyesindeki nutrientler toprağın gübre ihtiyacını karşılar. Bu da ekonomik bir fayda sağlamaktadır.
Arıtılmış atıksuların başlıca kullanım alanı endüstriyel kullanımdır. Arıtılmış atıksular endüstrilerde başlıca soğutma suyu olarak kullanılmasına rağmen proses suyu ve kazan besleme suyu gibi çeşitli amaçlar için de kullanılmaktadır. Gıda sektörü en fazla su ihtiyacı olan ve bu nedenlede suyun yeniden kullanılması çok önemli olan bir alandır. Suyun geri dönüşüm ve yeniden kullanımı, gıda işleme sırasında ihtiyaç duyulan su miktarını önemli derecede düşürür. Bu nedenle, bu kadar fazla su tüketimi olan bir sektörde suyun mümkün olabildiğince idareli kullanılması gerekir. Bunun için gıda işleme sırasında farklı aşamalarda farklı amaçlar için kullanılan suyun belirli işlemler sonucunda hazırlanması gerekir. Arıtılan suyun gıda işleme sırasında kullanımında, suyun kalitesinin belirli standartlara uygun olması ve içme suyu kalitesine yakın olmalıdır, böylece gıdanın kalitesini olumsuz yönde etkilemez.
Arıtılmış atıksuların çeşitli amaçlar için yeniden kullanımı hem giderek tükenmekte olan tatlı su kaynakları için tasarruf sağlayacak hem de atık suların yüzey sularına deşarjını ortadan kaldırarak yüzey ve yer altı sularının kirlenmesini önleyecektir.
KAYNAKLAR
1. Anonymous, 2011.MEGEP, Millî Eğitim Bakanlığı, Atık Sular ,850CK0103, Ankara.

2. Casani, S., Rouhany, M., Knøchela, S. 2005. A discussion paper on challenges and limitations to water reuse and hygiene in the food industry .Water Research 39 (2005) 1134–1146.

3. Casani, S., Knøchel, S. (2002). Application of HACCP to water reuse in the food industry. Food Control, 13, 315–327.

4. Güler, Ç. 1997. Su Kalitesi. Çevre Sağlığı Temel Kaynak Dizisi No: 43,Ankara.

5. Cemeroğlu B. 1992. Meyve-Sebze İşleme End. Temel An. Met.. Biltav Yay., 381s, Ankara. 

6. Codex Alimentarius, 1999. Codex Alimentarius Commission: Codex Committee on Food Hygiene. Discussion Paper on Proposed Draft Guidelines for the Hygienic Reuse of Processing Water in Food Plants.

7. Johns, M.R. 1995. Developments in wastewater treatment in the meat processing industry: a review. Bioresource Technol. 54, 203–216.

8. Katsuyama, A.M. 1979. A Guide for Waste Management in the Food Processing Industry. The Food Processors Institute, Washington, DC.

9. Özer, E., Kesenkaş, H., Kınık, Ö. 2014. Süt endüstrisinde su kalitesi ve önemi. Gıda ve Yem Bilimi - Teknolojisi Dergisi / Journal of Food and Feed Science - Technology 14:36-41.
10. Polat, A. 2013. Su Kaynaklarının Sürdürülebilirliği İçin Arıtılan Atıksuların Yeniden Kullanımı. Cumhuriyet Üniversitesi Müh. Fak. Çevre Müh. Bölümü, Türk Bilimsel Derlemeler Dergisi 6 (1): 58-62.
11. Poretti, M., 1990. Quality control of water as a raw material in the food industry. Food Control 1 (2), 79–83.
12. Sonune, A., Ghate, R. 2004. Developments in wastewater treatment methods. Desalination 167 (2004) 55-63.

Yazarın diğer yazıları