Olfaktometri

Olfaktometri Nedir?

Kokunun insanlar üzerinde yarattığı etki fiziksel sensörlerle ölçülemez. Ayrıca koku algısını, kokuyu yaratan maddelerin miktarına bağlı olarak tariflemek de mümkün değildir. Koku yaratabilecek birçok kimyasal madde mevcuttur. Bu nedenle, bir kokunun koku alma duyusu üzerinde yaratacağı etki, kokuya neden olan kimyasalların hangilerinin ve hangi oranlarda birarada bulunduğuna bağlı olarak çok fazla değişim gösterebilir. Bu kimyasalların neler olduğunu, analiz yaparak bulmak çok güçtür. Karışım içindeki bazı ana bileşenlerin tayin edilmesi yolu ile karışımdaki koku şiddeti ve koku konsantrasyonları arasında bir bağıntı bulmak da mümkün değildir. Ayrıca teknik olarak geliştirilen sensörler ile de kokunun hoş veya nahoş olarak değerlendirmesi veya hoş/ nahoş koku ayrımının yapılması olanaksızdır. Bu ayrımı ancak insan burnu yapabilmektedir. Bu nedenlerle, insan burnu koku ölçümü yapmak için bilinen en iyi sensör olarak kabul edilmektedir.

Olfaktometri, temel olarak kokulu gazın kontrollü olarak belli konsantrasyonlarda insan burnuna sunulması ve bu kokunun insanın koku alma duyusu üzerinde yarattığı etkinin ölçülmesi yöntemidir. Metodun nasıl uygulanacağı VDI Guideline 2449, 2. Kısımda (Std.6879) tanımlanmıştır.

Olfaktometrinin Prensipleri

Olfaktometri, 2 ana prensibe dayanmaktadır:

Bilinen belli bir kokuyu bilinen konsantrasyonlarda insan burnuna sunarak ve yarattığı etkiyi ölçerek burnun koku alma yeteneğini kalibre etmek,
İnsan burnunu bir dedektör olarak kullanarak bilinmeyen koku konsantrasyonlarını tayin etmek.
Olfaktometri yöntemini kullanarak koku konsantrasyonunu ölçen cihazlara “Olfaktometre” denilmektedir.

Olfaktometre Sonuçları Nerede Kullanılır?

Olfaktometre ile ölçülen koku konsantrasyonu,
Kokulu gazların atmosferde dağılımının modellenmesinde ve beklenen koku imisyon değerlerinin hesaplanmasında kullanılabilir
Olfaktometre ile ölçülen koku şiddeti, kokunun “farkedilemez” den “çok kuvvetli koku” arasında değişen skalada yerleştirilmesine yardım eder. Ölçülen koku şiddeti koku kaynağına bağlıdır.
Kokunun hedonik kalitesi (hoş/hoş olmama durumu) koku kaynağına bağlıdır. Koku konsantrasyonuna bağlı olarak düşük konsantrasyonda hoş olan bir koku, yüksek konsantrasyonlarda hiç hoş olmayabilir (rahatsız edici olabilir).

Tanımlar

Koku (OU-Odor Unit):
İnsan burnunda koku hissi uyandırdığı andaki 1 m3 nötr hava içinde dağılmış kokulu madde miktarı 1 OU’ dur. 1 OU/ m3 , koku konsantrasyonu skalasında bir başlangıç noktasıdır.
Nötr Hava:
T, P ve nem açısından termodinamik olarak tariflenmiş bir havadır. Nötr hava içinde belli bir koku hissi yaratan veya koku algılamayı etkileyen hiç bir madde bulunmamalıdır.
Koku Eşiği:
Bir kokunun, kokuya maruz kalan 100 kişiden 50 si tarafından algılandığı andaki konsantrasyonu “Koku Eşik” değeridir ve 1 OU/m3 olarak tarif edilir.
Olfaktometre:
Olfaktometre, bir kokulu gaz örneğinin belli oranlarda nötr hava ile seyreltilerek panelistlerin burunlarına sunulduğu ve onların verdiği tepkinin kaydedildiği bir cihazdır.

Koku Kaynakları

Koku kaynakları çok değişik olabilir. Koku kaynağı olarak aşağıda kaynaklar örnek verilebilir:

Atıksu arıtım tesisleri
Lak-Vernik-Boya fabrikaları
Boyahaneler
Gıda üretim tesisleri
Hayvan yemi fabrikaları
Hayvan üretim çiftlikleri
Rafineri ve petrokimya tesisleri
Gübre fabrikaları

Örnek Alma

Temel olarak, koku ölçümleri için 2 değişik örnek alma tekniği vardır:

Sürekli Örnek Alma- İncelenecek kokulu gaz kaynağından alınan bir gaz akımı, sürekli olarak kaynaktan olfaktometreye kokulu gaz sağlar ve olfaktometrede ölçüm yapılır.
Kesikli Örnek Alma- İncelenecek kokulu gaz kaynağından alınan gaz, “örnek alma torba” sına doldurulur. Laboratuvara getirilir ve laboratuvarda olfaktometre ile ölçüm yapılır.

Örnek alma sırasında bazı önemli hataları önlemek için aşağıdaki noktalara dikkat etmek gereklidir:

Örnek alınması sırasında, bazı gazların yoğuşmasını önlemek için, kaynaktan gaz örneği alınması sırasında kuru ve nötr hava ile ön-seyreltme yapılmalıdır.
Olfaktometre’ye partikül madde girmemelidir.
Örnek alma sistemi kokusuz olmalıdır
Koku kaynağından olfaktometreye örnek aktarımı sırasında kokulu gaz örneği içindeki bileşenlerin kimyasal reaksiyona girmesi veya bazı bileşenlerin gaz örnekleme sisteminin duvarlarında adsorbe edilmesi önlenmelidir.

Örnek alma sistemini mümkün olduğunca önceden deneyerek ve örnek alma-analiz arasındaki değişik zaman dilimlerini test ederek bu tür problemler önlenmeye çalışılmalıdır.

Ölçüm Yöntemi

Olfaktometre ile ölçüm yaparken koku konsantrasyonu ölçülecek gazı içeren örnek torbası (tek veya çok bileşenli bir karışım) önce olfaktometreye bağlanır. Torbadan emilen kokulu gaz, olfaktometrede nötr hava ile koku eşiğine erişinceye dek seyreltilir. Koku konsantrasyonunun sayısal değeri, koku eşiğine erişmek için gerekli kokulu gaz ve nötr hava hacimleri arasındaki orana bağlıdır. Koku eşiğine erişildiğinde bulunan seyreltme oranına “Eşik değeri” denilir. Koku konsantrasyonu birimi “Koku birimi”, yani OU/m3 tür.

Olfaktometre’de “koku eşik” konsantrasyonunun üstünde bir konsantrasyona sahip gaz örneği, nötr (kokusuz) hava ile belli oranlarda seyreltilir. Seyreltilmiş kokulu gaz, önce çok düşük konsantrasyonlardan başlamak üzere sıra ile olfaktometre etrafında oturan panelistlere gönderilir. Panelist sayısı 4 dür. Panelistlerin önünde gönderilen kokulu gazı koklayacakları “koklama portları” (burun maskeleri) vardır. Panelistler, bu portlardan kokuyu algılar ve değerlendirirler.
Panelistlere, değişik seyreltme oranlarında gaz örnekleri gönderilir. Seyreltme oranı başlangıçta en yüksektir, daha sonra bu oran giderek düşürülür. Yani ilk gönderilen gaz karışımı çok seyreltiktir, koku çok azdır. Seyreltme oranı azaldıkça koku artar. Deneyler sırasında 5. kişi “Lider” olarak görev yapar ve seyreltme oranlarını ayarlar. Lider seyreltme oranlarını koku eşiği civarındaki koku konsantrasyonlarının yeteri sayıda ölçülmesini garanti edecek şekilde ayarlama yapar.

Karşılaştırmalı koku ölçümlerinde, örneğin bir koku kaynağında alınan teknik önlemlerle kokunun azaltılması söz konusu olduğunda, önlem öncesi ve sonrasında oluşan kokunun karşılaştırılmasında ve koku konsantrasyonunu azaltma verimlerinin incelenmesinde yine bir panelist grubu kullanılır.

Kural olarak, sadece belli kimyasallar ile denendiğinde “standard burun”a sahip oldukları kanıtlanmış kişiler “panelist” olarak görev yapabilir. Tek cins kokuya karşı kişilerin duyarlık aralığı, birçok maddenin karıştırılması ile oluşan bir karışımın hasıl ettiği kokuya karşı olan duyarlıktan daha geniş bir aralıkta olduğu ispat edilmiş olmasına karşın, böyle standard bir karışım henüz hazırlanabilmiş değildir. Bu nedenle panelist burunlarının koku alma yeteneklerinin denenmesinde ve kalibre edilmesinde “n-butanol” kullanılır. N-butanol ile yapılan testlerde bir panelistin “koku eşik konsantrasyonu” yaklaşık 40 ppb civarında ve 20-80 ppb aralığında olması gerekir. Bu aralık dışına düşen kişiler panelist olamaz.

Olfaktometre ile Ölçüm Nasıl Yapılır?

Koku ölçümlerinde kullanılan TO7 Modeli Olfaktometre, bilgisayar ile kontrol edilebilen, 4 panel üyesi ve bir deney lideri ile çalışan yarı-otomatik bir cihazdır. Cihazda elde edilen ölçüm sonuçları otomatik olarak bilgisayara aktarılır tüm hesaplamalar bilgisayar programı ile yapılır.

Cihazda bulunan gaz pompası hiç bir koku içermeyen basınçlı hava ile çalışır. Nötr hava, bir hava kompresöründen veya bir basınçlı hava silindirin sağlanır. Nötr hava kompresörden sağlanacak ise basınçlı hava önce silikajel, aktif karbon ve mikrofiltre içeren bir filtre sisteminden geçirilir ve bu hava olfaktometreye verilir. Havanın akış hızı akış ölçerler ile kontrol edilir. Koku konsantrasyonu ölçülecek gaz örneği ise olfaktometreye bağlanır ve örnek alma torbasından gaz pompası ile emiş yapılarak kokulu gaz olfaktometreye gönderilir. Bu gazın miktarı da akış ölçerler ile kontrol edilir. Koku konsantrasyonu çok yüksek ise kokulu gaz, ön seyreltmeye tabi tutulur.

Gaz pompasında kokulu gaz, nötr hava ile iyice karıştırılır. Bu karışım bir merkezi dağıtım vanası yardımıyla “koklama port”larına sevk edilir. Merkezi dağıtım vanası koklama portlarındaki panelistlere ya kokulu gaz, ya da nötr hava gönderir. Panelistlere koklama anları, optik bir sinyalle bildirilir. Bu süreç (nefes alma ve koklama süreci) 4 panelist için paralel olarak yürütülür.

Nötr hava ve kokulu gaz karışımı biribiri ardından panel üyelerine verilir. Dolayısı ile panel üyeleri kokulu ve nötr hava arasında doğrudan bir karşılaştırma yapma olanağına sahip olmuş olur. Böylece sonuçların güvenilirliği de arttırılmış olur. Ölçüm periyodu istenildiği gibi ayarlanabilir. Ancak ölçümlerdeki başlangıç konsantrasyonlarının koku eşiğinin altında olmasına dikkat edilmeli ve kokulu gazın seyreltilme oranı buna göre ayarlanmalıdır. Panelistlere en az dört kez nötr hava verildikten sonra kokulu gaz karışımı ile testler başlatılmalıdır. Kokulu gaz karışımı, şaşırtmalı olarak panelistlere verilir, belli bir sıra takip edilmez. Her panelist 1. round’da bir kez denendikten sonra ikinci rounda geçilir. İkinci round’da kokulu gaz konsantrasyonu, bir üst seviyeye ayarlanır. Dolayısı ile iğne vanalar yardımıyla nötr hava içine daha fazla kokulu gaz karıştırılır. Karışma oranı, daha önce bilgisayar ekranında panel liderine gösterilir.

Tüm ölçüm periyodu bilgisayar programı tarafından kontrol edilir ve otomatik olarak uygulanır. Program birbiri ardından uygulanan değişik ölçüm periyodlarını da kapsar. Elde edilen sonuçlar doğrudan bilgisayara kaydedilir. Bilgisayardaki program yardımı ile deney sonuçları değerlendirilir ve program çıktı olarak bir deney raporu hazırlar. Bu rapor yazıcıda bastırılır ve ölçüm süreci sona erer.

Alan Ölçümleri İle Ortam Havasındaki Koku Seviyesinin Tayini

Ortam havasındaki koku seviyesinin “olfaktometre” ile tayini, doğru sonuçlar vermez. Çünkü ortam havasında koku yaratan bileşiklerin konsantrasyonu çok daha düşüktür ve meteorolojik koşullara bağlı olarak çok değişim gösterir. Bu nedenle, ortam havasındaki koku seviyesinin tayini “alan ölçümleri” ile yapılır. Alan ölçümleri için koku haritasının çıkarılacağı alan bir kenarı 125-250 m olan karelere bölünür. Bu iş “grid sistemi” nin oluşturulması olarak tanımlanır. Koku ölçümleri belli bir program dahilinde bu karelerin köşe noktalarında yapılır.

Alan ölçümlerinde, ölçülen parametre “% koku zamanı” tayinidir. Bu parametre, ortam havasındaki kokunun hangi sıklıkta belirlenen bir “eşik değerini” aştığını ve bunun da bir “alıcı” (receptör) tarafından algılanabildiğini belirler. % koku zamanının tayini için “alıcı”, alandaki ölçüm noktasına gider ve ortamdaki havayı belli bir süre (10 sn) içine çeker. Koku algıladıysa 1, algılamadıysa 0 yazar. Bu işlem 10 dakika süresince 60 kez tekrarlanır. Dolayısıyla, bu yöntem mevcut bir durumun tespit edilmesi için kullanılır. Ayrıca, kokunun “hoş” veya “nahoş” olduğunun sorgulama yolu ile tayin edilmesi de alan ölçümlerinin önemli bir kısmıdır.

Ortam havasındaki mevcut koku karakteristiklerinin ölçümü için “tek noktada” yapılan ölçümler, belirlenen bir ölçüm alanında oluşturulan grid sisteminde, her grid noktası için bir sene boyunca takrarlanır. Eğer mevcut bir kaynak yok ve ileride planlanan bir kaynaktan çıkacak kokunun nasıl yayılacağı öngörülmek isteniyorsa, o zaman ortam havasındaki koku karakteristiklerini belirlemek için Dispersion (koku yayılım) modelleri veya daha önce mevcut benzer kaynaklardan yayılan koku ölçümleri kullanılabilir.

“Tek noktada” yapılan ölçüm, koku imisyonunun tanımlanan belli bir noktada belli bir ölçüm süreci boyunca yapılan ölçüm olarak tanımlanır. Belli bir noktada, belli bir saatteki koku durumunu en az %80 güvenilirlikle temsil edebilecek bir değerlendirme yapabilmek için o noktada en az 10 dakikalık bir ölçüm yapmak gereklidir. Tek nokta ölçümleri, ya grid ölçümlerinde o noktadaki ortam havasındaki koku karakteristiklerinin tayini, ya da bir koku plume’undaki o noktadaki koku algılama sıklığının tayini çin yapılır.

Tek ölçümler panel üyeleri tarafından yapılır. Her bir panel üyesi, ölçümün yapılacağı noktaya gider ve o noktadaki havayı içine çekerek koku algılayıp algılamadığını test eder. % koku alma zamanının hesaplanması için iki yöntem kullanılır:

Panel üyesi ölçümün yapıldığı noktada her 10 saniyede bir nefes alarak koku algılayıp algılamadığını not eder. Bu ölçümler 10 dakika süreyle tekrarlanır. 10 dak içinde 60 kez hava koklanmış olur. Koku frekansı (% koku alma zamanı), kokunun algılandığı nefes alma sayısının toplam nefes alma sayısına (60) oranıdır.
Panel üyesi ölçümün yapıldığı noktada aldığı her nefeste koku olup olmadığını test eder. Koku aldığı anda elindeki kronometreyi çalıştırır, koku almadığı anda kronometreyi durdurur. Bu süreç 10 dakika devam eder. Kronometrede koku alındığı anlar birbirine eklenerek ölçülür. Ölçümün bittiği anda kokunun alındığı toplam sürenin, toplam ölçüm süresine oranı % koku alma zamanını verir.

Ortam havasında koku karakteristiği tanımlamasına göre panel üyesi ortamda muhakkak algılanabilir bir kokuyu test etmelidir. Panel üyesinin algılanabilir kokuları test etme kapasitesinin iyi olması gereklidir. Test süreci başlamadan önce panel üyesine o noktada olabilecek koku tipleri tanıtılmalıdır. Böylece panelist için koku bakımından bir referans oluşturulmuş olur. Koku tipleri, yapılacak ölçümün (testin) amacına bağlıdır. Bunların daha önce belirlenmesi gereklidir. Test programına başlamadan önce, panel üyesinin olabilecek koku tipleri ile tanışması sağlanmalı, bu kokular kendisine koklatılmalıdır.

Ancak, panel üyesi zaten bu kokuları tanıyorsa o zaman kokuyu tanıtmaya gerek yoktur. Ölçüm noktasında “panelist” tarafından bilinmeyen bir koku algılandıysa bu koku da “diğer kokular” olarak rapor edilmelidir. Bu tür kokular panelist tarafından bir kaç kelime ile tarif edilebilir ve rapora kaydedilir. Bilinmeyen kokuların ucu açık tanımlamalarla tarif edilmesi, ancak genel koku haritaları hazırlandığı zaman mümkündür. Bunun dışında ucu açık tanımlamalardan kaçınmak gereklidir.

% koku alma zamanına ek olarak, panelistten kokunun şiddetini de belirlemesi istenebilir. Panelist, her alınan nefeste algılanan koku şiddetini VDI 3882, Kısım 1’de belirlenen koku skalasına göre değerlendirir. Bu değerlendirme, koku şiddetlerinin dağılımının ve her şiddetteki kokunun % algılanma frekansının hesaplanmasında kullanılır.

VDI 3882, Kısım 1 de belirlenen koku şiddeti skalası aşağıda verilmiştir:
0 : Koku yok
1 : Çok az
2 : Az
3 : Belirgin
4 : Yoğun
5 : Çok yoğun
6 : Aşırı yoğun

Bir panelistin tek ölçümleri yaparken algıladığı sonuçlar, bir ölçüm cihazı ile yapılan ölçüm sonuçlarının kaydedildiği gibi kaydedilmelidir. Genelde sonuçlar ya kağıt üzerine yazılır, ya da elektronik ortamda kaydedilir. Burada da panelistten elde edilen sonuçlar, ya “Evet/Hayır” şeklinde, ya da kokunun şiddeti/ve kalitesi şeklinde rapor edilir.
Entegre Edebilen Bir Kronometre ile Toplanan Sonuçlar

Ölçümler süresince bir panelist eğer bir noktada ölçüm yaparken her koku alışında kronometreyi başlatıyor ve kokunun bitişinde kronometreyi durduruyorsa, toplam ölçüm süresi içindeki koku alınan zaman toplamı kronometreden okunabilir. Eğer koku ölçümü bu şekilde yapıldıysa % koku alma zamanı:
AT=TT/T formülü ile hesaplanır. Burada;
AT : % koku alma zamnı
TT : Kokunun algılandığı zaman süresi
T : Toplam ölçüm süresini göstermektedir.