Pancar Boşaltma-Temizleme ve Yükleme Makinalar ı n ı n Mekanik Temizleme Etkinli ğ inin Belirlenmesi'

Transkript

1 TARIM BILIMLERI DERGISI 2001, 7 (3), Pancar Boşaltma-Temizleme ve Yükleme Makinalar ı n ı n Mekanik Temizleme Etkinli ğ inin Belirlenmesi' Ayhan KANGAL2 Ahmet ÇOLAK' Geli ş Tarihi: Özet: Bu çal ışmada Türkiye Şeker Fabrikalar ı A.Ş. fabrika merkezlerinde ve tesellüm kantarlar ı nda kullan ı lan pancar boşaltma-temizleme ve yükleme makinalar ı n ı n temizleme etkinli ğinin belirlenmesi amaçlanm ışt ır. Ayr ıca temizleme s ıras ında makinan ın pancarda meydana getirdi ği mekanik zedelenmeler de ortaya konulmu ştur. Yap ı lan değerlendirmeler sonucunda; temizleme etkinli ği % 62,67, makinan ın pancarda yaratt ığı yüzey yaralanmas ı ise ortalama 4,99 cm 2 /pancar olarak belirlenmi ştir. Makinan ın pancar yüzeyinde çatlaklara neden oldu ğu ve kök k ı r ı lmalar ı n ı n da artt ığı tespit edilmiştir. Anahtar Kelimeler: şeker pancar ı, boşaltma-temizleme-yükleme makinas ı, mekanik zedelenme, yüzey yaralanmas ı, temizleme etkinli ğ i Determining the Mechanical Cleaning Efficiency of Sugar Beet Loading, Unloading and Cleaning Machines Abstract: In this research, it was aimed that determining the cleaning efficiency of sugar beet loading, unloading and cleaning machines in Sugar Factories and external sugar beet reception centers in Turkey. Furthermore, mechanical damage caused by the machines on sugar beet surface, was researched too. The end of research, the cleaning efficiency of the machines was determined as approximately 62,67 % and beet surface damage area was about 4,99 cm 2/ beet. In the other side increasing the root breakage and the cracks on beet surface were determined. Key Words: sugar beet, loading-unloading and cleaning machines, mechanical damage surface damage, cleaning efficiency Giriş Şekerpancar ı, şeker elde etmek üzere kökünden yararlan ılan iki y ı ll ı k bir bitkidir. Birinci y ı l kök geli şimini tamamlamakta, hasat edilmedi ği zaman ikinci y ıl kök gövdesi üzerinde cm yükseklikte sap geli ştirmekte ve kök bölgesinde depolad ığı besin maddelerini kullanarak tohum vermektedir. Bu nedenle şeker üretimi için yeti ştirilen pancar ı n birinci y ı l sonunda hasat edilmesi gerekmektedir. Hasat i şlemi; pancar ba şı n ın kesilmesi, pancar kökünün topraktan sökülmesi, temizlenmesi ve yüklenmesini kapsamaktad ır. Hasat edilmi ş pancarlar ı n kalitesi, ba ş kesiminin düzgünlü ğü, kök k ı r ı lma yüzdesi, pancar ı n yaralanma ve zedelenme yüzdesi ile toprak firesine ba ğ l ı d ı r. Hasat edilen pancar ı n üzerinde bir miktar toprak kalmaktad ı r. Dolay ı s ıyla pancar ekim alanlar ından fabrikalara önemli miktarlarda toprak ta şı nmas ı sözkonusu olmaktad ır. Bir anlamda erozyon olarak tan ı mlayabileceğimiz bu durum ta şıma ve i şleme maliyetin' de yükseltmektedir. Bilindi ği gibi toprak doğada güç şartlar alt ı nda ve uzun bir sürede olu şmaktad ı r. Yerin sadece 15 cm' ıik derinli ğe kadar olan kesiminin her gram ı nda Alg, Bakteri, Mantar bulunmaktad ır. Yine her dm 3 ünde ise Protozoa (tek hücreli) ve 'i nematodlardan olu şan Metazoa (çok hücreli) bulunmaktad ı r (Azar 1997). Bu ko şullarda 1 gram topra ğı n şeker üretim prosesine girmesiyle oldukça fazla miktarlarda mikroorganizman ın prosese al ınm ış oldu ğ u aç ı kt ır. Bu mikroorganizmalar şeker kayb ı na neden olmaktad ır. Bir mililitresinde 6-7 milyon bakteri içeren şerbetteki şeker kayb ı ise % 0,1 dir. Bir ba şka deyi ş le pancar i şleme kapasitesi 7000 ton/gün olan bir fabrikada şeker kayb ı yaklaşık 7 ton olmaktad ı r (Durukan 1992). Ar ıt ı m yönünden ise fabrikaya gelen pancar ın üzerinde bulunan toprak miktar ı n ı n yar ı yar ıya azalt ı lmas ı ; biyolojik ar ıt ım havuzu ve enerji maliyetlerinde % 50 oran ı nda azalma sa ğlamaktad ı r (Ülkü 1992). Ülkemiz ko ş ullar ı nda tarladan fabrikaya pancarla ta şı nan topra ğı n % 10'un üzerinde oldu ğ unu dü şünürsek konunun önemi bir kez daha anla şılmaktad ı r. Toprak firesi; uygun çeşit seçimi ile % 20, mekanik temizleme ile % 60 ve uygun bitki s ı kl ığındaki yeti ştirme ile % 3.6 oran ı nda azalt ılabilmektedir (Koch 1996). ' Yüksek Lisans Tezinden haz ırlanm ışt ı r..türkiye Şeker Fabrikalar ı A. Ş.-Ankara 3. Ankara Üniv. Ziraat Fak. Tar ı m Makinalar ı Bölümü -Ankara

2 30 TARIM BILIMLERI DERG İ S İ 2001, Cilt 7, Say ı 3 Di ğer yandan mekanik olarak hasat edilen pancarlardan; kuyruk, gövde k ı r ı lmas ı ve a ğı r yüzey yaralanmalar ı olanlarda bir haftal ı k silolama sonunda yaralanmam ış veya az yaralanm ış pancarlara oranla % daha fazla şeker kayb ı (toplam) görülmektedir (Steensen ve ark. 1996). Mekanik zedelenme ve k ı r ı lmalar şeker kayb ı n ı n en önemli bölümünü olu şturmaktad ı r. Kesik bir pancar yüzeyinin her cm 2 si için günde mg'l ı k bir şeker kayb ı olmaktad ı r (Van Gils ve Vletter 1974). Materyal ve Yöntem Denemeler, fabrika tesellüm kantarlar ı nda kullan ı lan elektrik motoru tahrikli pancar bo şaltma-temizleme ve yükleme makinas ı kullan ı larak Ankara Şeker Fabrikas ı Merkez kantar ı nda gerçekle ştirilmi ştir. Çizelge 1. Makinan ı n teknik özellikleri Boşaltma kapasitesi (t/h) 180 Gerekli güç miktar ı (kw) 60 Makinan ı n boyutlar ı (m) Yükseklik 5,8 Uzunluk 41 Geni şlik 12,6 Platform say ısı (adet) 2 Elektrik motoru taraf ı ndan hareketlendirilen pancar bo şaltma-temizleme ve yükleme makinas ı na ait baz ı özellikler Çizelge 1'de, makinan ı n şematik görünü ş ü de Şekil 1'de verilmi ştir. Ç ı k ış platformu (3) üzerine ç ı kan pancar yüklü araçlar (kamyon, traktör) kald ı rma platformu (5) taraf ı ndan 45 lik bir aç ıyla kald ı r ı lmakta ( şekil 3) ve pancarlar makine besleme a ğz ı na (bunker) (4) bo şalt ı lmaktad ı r. Bo şalt ılan bu pancarlar bunkerden havuza (6) aktar ı lmakta ve meyilli konveyörle (7) temizleme ünitesine (8) iletilmektedir. Görünü ş ü Şekil 2'de verilmi ş olan temizleme sisteminden geçirilen pancarlar topra ğ ı ndan ve art ı klar ı ndan belli bir oranda ayr ı larak silo band ı na (11) gelmektedir. Pancarlar silo band ı ndan silo alan ı na aktar ı l ırken temizleme ünitesinden ayr ılan toprak ve art ı klar ise toprak band ı (9) arac ı l ığı yla araçlara bo şalt ı lmaktad ı r. Temizleme ünitesi 6 s ı ral ı olup her s ı rada 18 tane olmak üzere toplam 108 adet temizleyici diskten meydana gelmi ştir. Denemelerde ayn ı marka ve tip pancar hasat. makinas ıyla hasat edilmi ş üç farkl ı tarlaya ait pancarlar kullan ı lm ışt ır. Çizelge 2'de deney tarlalar ı n ı n özellikleri verilmi ştir. o 111 2> eir", O.UM1%/20.»Iı%Wırıl~lirılâ9 ci -"" alet v'w 1N3.7,, Il. O iı~il / UMM isi IIMMI leffillinel İ NİMM İZeielMIİİMINI MEM MMMMM EMIN iıııi~lemee ııııem ılim ı lle EMME. mıdee,,~~1rew ıellimininlir-- ffilıı ıın ' \< I IBM i., O o o =1 -Ne = Ika^. Şekil 1. Pancar bo şaltma-temizleme ve yükleme makinas ı n ı n şematik görünü şü 1.Elektrik panosu, 2. Operatör kabini, 3. Ç ı kış platformu, 4.Bunker, 5. Kald ırma platformu, 6. Havuz, 7.Meyilli konveyör, 8. Temizleme sistemi, 9. Toprak band ı, 10. Dümenleme sistemi, 11. Silo band ı

3 KANGAL, A. ve A. ÇOLAK, "Pancar bo şaltma-temizleme ve yükleme makinalar ı n ı n mekanik temizleme etkinli ğinin belirlenmesi" 31 v ı 4 ry ı 1 1_11?S s : NN4 V,J;, t?tvgli 81~ ~/~111~11W Şekil 2. Temizleme ünitesi Çizelge 2. Deney tarlalar ı n ı n özellikleri A tarlas ı _ B tarlas ı C tarlas ı Toprak tipi Killi T ınl ı-killi T ı nl ı-killi Hasat s ıras ındaki toprak nemi ( %) 14,2 13,4 13,8 Ya ğış miktar ı (vegetasyon süresince) (mm) 174,8 174,8 174,8 Bitki s ı kl ığı (adet/ha) Pancar çe şidi Fiona Fiona Fiona Çizelge 2'den de anla şı ld ığı gibi deney tarlalar ı n ı n ald ı klar ı ya ğış miktar ı vegetasyon süresince (Nisan- Kas ım) ayn ı olmu ştur. Hasat s ıras ı ndaki toprak nemi birbirine çok yak ı nd ı r. Bitki s ı kl ığı ve toprak tipleri aras ında da önemli farkl ı l ı klar bulunmamaktad ı r. Deney yöntemi olarak IIRB (Institut International de Recherches Betteravieres) (Uluslararas ı Şekerpancar ı Ara şt ırma Enstitüsü)'nün uluslararas ı yöntemi kullan ı lm ışt ır. Bu yönteme göre; 1. Deney y ığı n ındaki pancarlar ı n çeşit, yeti ştirme yeri, toprak yap ı s ı, parsel durumu ve hasat tarihleri ayn ı olmal ı d ı r. 2. Deney için tarladaki pancar s ı kl ığı pancar/ha olmal ı d ı r. 3. Pancarlar ı n büyüklük da ğı l ım ı n ı n bilinmesi ve 4.5 cm'den küçük çaptaki pancarlar ın değerlendirilmeye al ınmamas ı gerekmektedir. 4. K ı r ılma kay ı plar ı n ın belirlenmesi için pancarlar ı n kök k ı r ı lmalar ı n ın olduğu yerdeki çaplar ı n ı n ölçülerek büyüklük s ın ıflar ına ayr ılmas ı gereklidir 5. Toprak miktar ı ölçülürken pancar üzerine yap ışm ış toprak a ğı rl ığı n ın tart ı lmas ı ve pancar ı n topra ğından temizlendikten sonra tekrar tart ılarak % toprak miktar ı olarak ifade edilmesi gerekmektedr. Çal ışmada makinan ı n temizleme etkinli ğini belirlemede aşağı daki ba ğı nt ı kullan ı lm ışt ı r. MTE = (G G 2 ) X100 (G, G 3 ) Burada; MTE : Makinan ın temizleme etkinli ği (%) G ı : Pancar ın temizlenmeden önceki a ğı rl ığı (kg) G2: G1 kg pancar ın makinada temizlendikten sonraki a ğı rl ığı (kg) G3 : G2 kg pancar ın elle temizlendikten (tamamen topraktan ar ı nd ı r ı ld ıktan) sonraki a ğı rl ığı (kg)' d ı r.

4 32 TARIM BILIMLERI DERGISI 2001, Cilt 7, Say ı 3 Yüzey yaralanmalar ı ise Şekil 3'deki gibi kumpasla ölçülerek, toplam yaralanma miktarlar ı cm 2/100 pancar olarak belirlenmi ştir. Ölçümde yaralanma yüzeyinin uzunlu ğ u ve geni ş li ği ölçülerek çarp ı m ı al ı nm ış böylece alan cinsinden ifade edilmi ştir. Eğer ayn ı pancar üzerindebirden fazla yaralanma varsa bunlar ı n hepsi toplan ıp o pancardaki toplam yüzey yaralanmas ı olarak dikkate al ı nm ışt ı r ( IIRB'nin standart yöntemi }. Pancar boşaltma-temizleme ve yükleme makinas ı n ı n temizleme etkinli ğine ili şkin de ğerler ise Çizelge 4'de verilmi ştir Kök k ı r ı klar ı n ı n ölçümünde de pancar kökünün k ı r ılma yerindeki çap ı kumpasla ölçülerek temizleme makinas ı öncesi ve sonras ı aras ı ndaki farkl ı l ı klar tespit edilmi ştir. Ayr ıca bu çal ışmada IIRB yönteminden farkl ı olarak taraf ı m ızdan geli ştirilen bir yöntemle pancar üzerindeki çatlaklar da dikkate al ı nm ış ve çatla ğı n uzunlu ğ u,geni ş li ğ i ve derinli ği bir kumpasla ölçülerek yakla şı k bir hacim hesaplanm ışt ı r. Bulgular ve Tart ışma Tarlalara göre pancarlar ın çap da ğ ı l ımlan Çizelge 3'deki gibi elde edilmi ştir Çizelge 3'den anla şı ld ığı gibi pancar çaplar ı n ı n da ğı i ı mlar ı 7-15 cm aras ı nda yo ğ unla şmakta olup, en yüksek frekans her üç tarla için de 9-11 cm çap grubunda elde edilmi ştir. Çal ışmada 4,5 cm'den küçük ve 17 cm'den büyük çapl ı pancara rastlanmam ışt ı r. Çizelge 4 incelendi ğinde makinan ı n temizleme etkinli ğinin % aras ı nda gerçekle şti ği ve ortalama % 62,67 olduğ u anla şı lmaktad ır.tarlalar aras ı ndaki MTE fark ı n ı n pancar üzerindeki topra ğı n neminin hasat sonras ı n- daki farkl ı l ığı ndan kaynakland ığı söylenebilmektedir. Kök k ı r ı kl ı klar ı aç ı s ı ndan elde edilen de ğ erler ise Çizelge 5'te görülmektedir. Çizelge 5 incelendi ğinde temizlemeder ı sonra kök k ı r ı klar ı n ı n artt ığı gözlenmektedir. Makinan ı n bir miktar kök k ı r ı kl ığına yol açt ığı söylenebilmektedir. Yüzey yaralanma de ğerlerinin tarlalara göre de ğ i şimi ise şekil 4'deki gibi olmu ştur. Şekil 3. Yüzey yaralanmalar ı n ı n ölçüm yöntemi Çizelge 3. Pancar çaplar ı na ait ölçüm sonuçlar ı n ı n frekans da ğ" ı l ı mlar ı Pancar çaplar ı (cm) A Tarlas ı B Tarlas ı C Tarlas ı 54, ,5-7 2,33 3,66 2, ,67 23,00 16, ,33 36,33 34, ,00 28,67 32, ,33 8,33 11, , Toplam %) Çizelge 4. Makinan ın temizleme etkinli ğ ' de ğerleri G ı (kg) Gı(kg) G ı(kg) MTE (%) A tarlas ı B tarlas ı C tarlas ı Ortalama

5 KANGAL, A. ve A. ÇOLAK, "Pancar bo şaltma-temizleme ve yükleme makinalar ı n ı n mekanik temizleme etkinli ğinin belirlenmesi" 33 Çizelge 5. K ı r ı k kök çaplar ı n ı n dağı l ı mlar ı Kök çap ı (cm) A tarlas ı B tarlas ı C tarlas ı Tern.önce Tem.sonra Tem.önce I Tem.sonra Tem.önce Tem.sonra s3 78,85 75,33 68,17 58,66 90,00 73, ,66 19,68 27,66 36,01 10,00 25,33 3,49 4,99 4,17 5,33 0,00 1,33 To. lam O A tarlas ı B tarlas ı C tarlas ı Ortalama Temizlemeden önce Temizlemeden sonra E Fark Ş ekil 4. Yüzey yaralanmalann ı n art ış miktarlar ı (cm 2) Şekil 4'den de görüldü ğ ü gibi temizleme öncesi ve sonras ı aras ı nda yüzey yaralanma de ğ erleri yönünden farkl ı l ı klar bulunmaktad ır. Yap ı lan Khi - kare da ğı l ı m ı sonucunda fark %5 seviyesinde önemli bulunmu ştur. Bir ba şka deyi şle makine yaralanma miktar ı n ı art ı rmaktad ı r. Pancar yüzeyindeki çatlaklardaki art ışlar için de Khi-kare da ğı l ı m yöntemi uygulanm ış ve % 5 önem seviyesine göre makinan ı n yüzey çatlaklar ı n ı da art ı rd ığı ortaya konulmu ştur ( Şekil 5). Sonuç Pancar bo şaltma-temizleme ve yükleme makinalann ı n mekanik temizleme etkinli ği ve pancarda meydana getirdi ği mekanik zedelenmelerin belirlenmesinin amaçland ığı bu ara şt ı rmadan a şa ğı daki sonuçlar elde edilmi ştir; Ankara Şeker Fabrikas ı merkez kantar ı nda kullan ı lmakta olan elektrik tahrikli seyyar pancar bo şaltmatemizleme ve yükleme makinas ı n ı n mekanik temizleme etkinli ği ortalama % 62,67 olarak tespit edilmi ştir Makinan ı n pancarda meydana getirdi ği kök k ı r ı kl ı klar ı nda ise; O Çap ı 3 cm'den küçük veya e şit pancar kök k ı nkl ı klar ı nda % 9,9' luk bir azalma, O Çap ı 3-6 cm olan pancar kök k ı r ı kl ı klar ı nda % 8,57'lik bir art ış, O Çap ı 6 cm den büyük olan kök k ı r ı kl ı klar ı nda ise % 1,33'lük bir art ış saptanm ışt ı r. Yüzey yaralanmalar ı nda % 46,3'lük bir art ış meydana gelmi ştir. Kesik bir yüzeyin her cm 2 si için 1, mg lik bir şeker kayb ı oldu ğ u dü şünülürse bu art ışı n ne kadar önemli oldu ğ u ortaya ç ı kmaktad ı r Pancar yüzeyinde olu şan çatlaklarda da % 59,3'lük bir art ış meydana gelmi ştir. Pancarda olu şan bu çatlaklar hava ve suyun pancar ı etkilemesi sonucu solunum ve şeker kay ı plar ı ortaya ç ı kacakt ır. Bu çal ışmada çatlaklar sebebiyle oluşacak şeker kayb ı konusunda bir inceleme yap ı lmam ışt ı r. Sonuç olarak pancar bo şaltma, temizleme ve yükleme makinas ı pancarda kök k ı r ı kl ı klar ı na, zedelenmelere ve çatlaklara neden olmaktad ı r.

6 34 TARIM B İ L İ MLER İ DERG İ S İ 2001, Cilt 7, Say ı c'e 100 E 80 co 60 o. 40 aı N >- 20 O A tarlas ı B tarlas ı C tarlas ı Ortalama Temizlemeden önce Temizlemeden sonra iti Fark Şekil 5. Pancar yüzeyindeki çatlak hacimlerinin art ış miktarlar ı (cm 3) Kaynaklar Azar, T The Unesco Courier, Tema Dergisi (çeviri), say ı 4, Haziran Durukan, E Şeker Fabrikalar ında Mikrobiyolojik Sorunlar ve Mikrobiyolojik Analizler, Ders Notlar ı, T.Ş.F.A. Ş. Yay ı n ı, Ankara. Koch, H. J Möglichkeiten und grenzen der verringerung des erdanhangs von zuckerruben durch bodenbearbeitung, bestandesdichte, N-Düngung, Scrte und abreinigung international Institute For Beet Research, 59 th Congress, p , February Steensen, J. K, E. August ınussen and E. Smed, Sugar Loss in injured sugar beets after rnechan ıcal harvest. International Institute For Beet Research, 59 th Cogress, p , February Ülkü, G Şeker Fabrikalar ı n ın Neden Olabilece ği Çevre Sorunlar ı ve Bunlar ı Önlemek Için Al ı nabilecek Önlemler. Ders Notlar ı, T. Ş.F.A. Ş. Yay ı nlar ı, Ankara. Van G ıls, W. and R. Devletter, Sugar losses in beet washing. The International Sugar Journal, p , January, England. Steensen, J. K Root injuries in sugar beets as effected step wise by lifting, dumping and cleaning. International Institute For Beet Research, 59 th Congress, p , February 1996.