MEKANİK MEYVE HASADINDA KULLANILAN BAZI SARSICI SİSTEMLER Some of The Shaker Systems Used in Mechanical Fruit Harvesting.

Transkript

1 Tarımsal Mekanizasyon 18. Ulusal Kongresi Tekirdağ 582 MEKANİK MEYVE HASADINDA KULLANILAN BAZI SARSICI SİSTEMLER Some of The Shaker Systems Used in Mechanical Fruit Harvesting İbrahim GEZER 1 ÖZET Son yıllarda meyveleri elle toplamanın zorluğu, artan işçilik masrafları, hasadın yapılmasında ortaya çıkan gecikmeler ve geleneksel yöntemle yapılan hasat çalışmalarının ürün zedelenmesini önemli ölçüde arttırması gibi zorluklar meyve ağaçlarının mekanik yöntemlerle hasat edilmesine duyulan ihtiyacı her geçen gün arttırmaktadır. Bu çalışmada meyve hasadında kullanılan el sarsıcısı, kablolu sarsıcı, eksantrik sarsıcı, alternatif hareketli ve döner hareketli kütle sarsıcılar gibi bazı sarsıcılar tanıtılarak bu husustaki son gelişmeler hakkında bilgi verilmiştir. ABSTRACT In recent years, as a result of difficulty in manual harvesting, increasing work cost, delayed harvesting and increased fruit damage due to conventional harvesting methods etc., the need for mechanical harvesting methods has been increasing day by day. In this study, manual shaker, cabled shaker, accentric shaker, alternatively mobile and rotating mass shakers etc. are presented and recent information about these systems is given. 1.GİRİŞ Türkiye nin toplam ha olan tarım alanlarının % 5.2 si ( ha) meyve bahçelerinden oluşmaktadır. Türkiye de meyve üretiminin % 34.3 ünü üzümsü meyveler (üzüm, çilek, dut, incir, muz, nar, vs.), % 21.8 ini yumuşak çekirdekli meyveler (elma, armut, ayva, muştula, yeni dünya), % 14.6 sını turunçgiller (portakal, mandalina, limon, altıntop, turunç), % 23.4 ü nü taş çekirdekli meyveler (kiraz, vişne, erik, kayısı, şeftali), % 5.8 inı sert kabuklu meyveler (fındık, antepfıstığı, badem, ceviz, kestane) oluşturmaktadır. Türkiye deki meyve ağaçlarının toplam sayısı (bunun ı meyve vermeyen yaştadır) olup, toplam meyve üretimi ise tondur (1). Özellikle sert çekirdekli meyvelerin hasat mekanizasyonu önem taşımaktadır. Zira bunlarda verim ağaç başına 1500 kg a kadar ulaşabilmektedir. Sınır değerler olarak 1 ha daki ağaç sayısı 10 (10x10x10m) ile (0.5x0.5x1m) arasında değişir (2). Meyve hasat mekanizasyonu fazla gelişmişlik göstermemektedir. Bunun nedenleri farklı zamanlarda olgunlaşma, meyvelerin dayanımlarının az oluşu, çok yıllık bitki oluşları, çeşit fazlalığı, ekiliş ve dikiliş yöntemlerinin farklı oluşlarıdır. Elle meyve hasadı, meyveden meyveye değişmekle birlikte ortalama olarak İÇS/ha gerektirmektedir. Bu rakam üretim için toplam toplam çalışma zamanının % ini, toplam üretim maliyetinin % ını oluşturmaktadır. Meyve hasadı tahıla göre iş gücü bakımından defa ve üretim masrafı bakımından ise yaklaşık 40 defa fazla olmaktadır (3). 1 Yrd.Doç.Dr. İnönü Üniversitesi Malatya MYO Tarım Alet ve Makinaları Programı, Malatya

2 Tarımsal Mekanizasyon 18. Ulusal Kongresi Tekirdağ 583 Meyve hasadında mekanizasyon ilkelerinin uygulanabilmesi, öncelikle hasat edilecek olan meyvenin temel biyoteknik özelliklerinin bilinmesi ve makinaların dizaynlarında bu özelliklere uyulmasına bağlıdır. Örneğin; koparma için; geometrik ölçüler, kütle, yoğunluk, kopma kuvveti; taşıma sırasında sürtünme ve akış katsayısı gibi değerler önemlidir (3). Günümüzde hasat mekanizasyonu açısından gelişmiş bazı ülkelerde meyve ağaçlarının % i makina ile hasat edilmektedir (4, 5). Bu çalışmanın amacı, mekanik meyve hasadında kullanılan bazı sarsıcı sistemleri tanıtarak, bu husustaki son gelişmeler hakkında bilgi vermektir. 2.MEKANİK HASAT Hasat, meyvelerin bitkiden ayrılması, bir araya toplanması ve taşınması işlemlerini kapsamaktadır. Derim, elle,yarı mekanize ve tam mekanize şeklinde üç farklı yöntemle yürütülmektedir. Yarı mekanize sistemde yalnız meyveler ve çalışan insanların taşınması için araç kullanılmaktadır. Tam mekanize sistemde ise meyvelerin daldan ayrılması ve toplanması da mekanik araçlarla yapılmaktadır. Taze tüketim ve fabrikasyon için meyve hasadı, meyvelerin zedelenebilirlik derecesine göre, farklı hasat yöntemleri, farklı plantasyon ve ağaç şekil budamasını gerektirmektedir. Taze tüketim için elle hasat ve bazı yardımcı aletler kullanılıp, dar sıra ve bodur anaç üretimi yapılırken, fabrikasyon amacıyla hasat için yüksek boylu ağaçlarda makina kullanılmaktadır (2). Meyvelerin ve ağaçların biyolojik teknik özellikleri hasat yöntemini etkilemektedir. Biyolojik materyalin morfolojik yapısının yanısıra, kimyasal, fiziksel ve bilhassa mekanik- dinamik özellikleri çok büyük önem kazanmaktadır ( 3). Meyvelerin ağaçtan topluca silkelenmelerini amaçlayan bu yöntem, meyve hasadında teknik ilerlemenin sağlandığı alanlardan biridir. Mekanik hasatta ağacın ana gövdesi ya da dallarını sarsan, ağaca dalgalı olarak hava ya da su püskürten, tırmık biçimindeki yakalama kollarıyla ağacın içerisine giren vb. makinalar kullanılmaktadır (6). Mekanik hasat yöntemi, elle toplamanın zor olduğu küçük taneli meyveler ve gıda endüstrisinde kullanılacak her türlü meyve ile sert kabuklu meyvelerin hasadına uygunluk göstermektedir. Sofralık meyvelerin mekanik hasadında da ümit verici gelişmeler görülmektedir. Mekanik hasat yöntemiyle iş verimi, elle toplamaya göre 60 katı kadar artış göstermektedir (6). Mekanik hasat alanındaki çalışmalar özellikle, meyvenin dalından koparılması, uygun platformlarla tutulması ya da toplanması, sarsıcı etkinliğinin arttırılması, sarsma süresinin kısaltılması ve tanelerdeki zedelenmelerin önlenmesi alanlarında yoğunlaşmaktadır. Meyve hasadında mekanizasyonun önemli ilkeleri şöyle sıralanabilir (Şekil 1) (6).

3 Tarımsal Mekanizasyon 18. Ulusal Kongresi Tekirdağ 584 Şekil 1. Mekanik hasat ilkeleri 1) Sarsma 2) Tutma 3) Taşıma 1.Sarsma : Bu işlem için ağacın tümü ya da bir bölümü sarsılır. Sarsılma ile meyvede oluşturulan salınım kuvvetleri sapın karşılayamayacağı düzeye ulaşınca meyve kopmaktadır. Ağaca hasar vermeden optimum hasat düzeyine ulaşmak için, uygun sarsma frekans ve genliğinin seçilmesi gereklidir. Düşme sırasında meyvelerin ağaç içerisinden geçerken dallara çarparak hasar görmemesi için, uygun ağaç yapısının elde edilmesi, yetiştirilmesi ve budanması yarar sağlamaktadır. 2.Tutma : Meyvelerin yere düşerek hasar görmelerini önlemek için, hasat edilen meyvenin duyarlılığına uygun tutma platformları geliştirilmelidir. Meyvelerin bu platform üzerinde de birbirlerine çarpmalarını önlemek için platforma uygun bir meyil verilmelidir. Çarpmaya duyarlı olmayan meyveler ise zemine düşürülebilir. 3.Taşıma : Meyveler birbirlerinden bağımsız olarak iletim bantları vb. vasıtalarla depolara taşınırken, temizleyici vantilasyon etkisiyle sap, yaprak gibi istenmeyen maddelerden ayrıldıktan sonra, bir sınıflayıcıdan geçirilerek standartlara uygun bir biçimde sınıflandırılmalıdır. Kısa sürede tüketilmeyecek olan meyveler, termik, optik ve fiziksel özelliklerine uygun depolarda saklanmalıdır. 3.MEKANİK MEYVE HASADINDA KULLANILAN SARSICILAR Meyvelerin daldan düşürülmesi titreşimli dal ve gövde sarsıcılarıyla sağlanmaktadır. Çok ender olarak sopalı, darbeli silkeleyiciler, su ve hava akımı ile meyveler düşürülmektedir. Sert çekirdekli yumuşak etli (kiraz,vişne,kayısı,zeytin vs.) meyveler tenteler yardımıyla tutulmakta, ceviz gibi ürünler ise yerden toplanmaktadır. Günümüzde dal ve gövdeyi sarsmak suretiyle meyve hasadında kullanılan sarsıcı sistemler ve bunların özellikleri aşağıdaki gibi sıralanabilir.

4 Tarımsal Mekanizasyon 18. Ulusal Kongresi Tekirdağ El Sarsıcılar Meyvelerin makina ile sarsılmasında önceleri el sarsıcısı kullanılmıştır. Bu aletle ağaç kökten ya da dallardan sarsılmayıp küçük dallar sarsılmaktadır. Yapısı bakımından bu tip sarsıcı yol inşaatında kullanılan basınçlı hava çekiçlerine benzemektedir. Yüksek frekanslı titreşim hareketi, mekanik olarak tahrik edilen bir piston veya bir krank-biyel mekanizmasıyla sağlanmaktadır. Sarsıcıya bağlanan bir elektrik motoru veya bir benzin motoru kardan yada mafsallı bir mil üzerinden krank-biyel mekanizmasını tahrik etmektedir. Daha yukarıda bulunan dallara ulaşabilmek için ileri geri titreşim hareketi yapan kirişin uzunluğu 2-3 m olabilmektedir. Titreşimin zararsız olarak dala aktarılmasında kirişin dala temas eden ucuna, üzerine kauçuk kaplanmış bir çatal yerleştirilmektedir. Ancak bu tip silkeleyiciler küçük yapılı ağaçların mekanik hasadında kullanılmaktadır. İş verimi elle toplamaya göre 2-3 katı civarındadır (Şekil 2), (7,8). 3.2.Kablolu (Halatlı) Sarsıcılar Kablolu sarsıcının dizaynı basit ve satın alma fiyatı düşüktür. Bir ucu traktör kuyruk mili tarafından döndürülen bir eksantrik mekanizmaya bağlı olan kablonun diğer ucu sarsılacak olan dala bağlanmaktadır. Dal sükunet halinden saptırılınca elastikiyeti dolayısıyla geri gelmekte ve böylece titreşim sağlanmaktadır. Yani titreşim hareketi dalın geriye doğru esnemesiyle tamamlanmaktadır. Bu tip sarsıcılarda strok (genlik) mm, titreşim frekansı ise tabii frekansa bağlı olarak Hz dir. Ancak bu tip sarsıcıların bir sakıncası, kullanıcının ehliyetine bağlı olmakla beraber bir ön gerdirmeye ihtiyaç duyulmasından dolayı sık sık dal ya da ağaç kırılmaları görülmesidir. Ayrıca kablonun çekilmesinde oluşan reaksiyon kuvvetlerini karşılayabilmek için ağır bir taşıt aracına gerek vardır (Şekil 3), (3,7). 3.2.Eksantrik Sarsıcılar Bu tip sarsıcılarda bir kılavuz boru tarafından sarılmış bulunan sarsıcı kiriş bir krank-biyel ya da bir eksantrik mekanizması aracılığıyla ileri-geri titreşim hareketi yapmaktadır. Sarsıcı kiriş ya bir hidrolik motor ya da traktörün kuyruk mili tarafından tahrik edilmektedir. Kirişin ucuna saptanan bir kelepçe hidrolik yolla açılıp kapatılabilmektedir. Sarsıcının ayarlanabilir stroku m arasında değiştirilebilmektedir. Frekansı ise Hz. arasında ayarlanabilmektedir. Ayrıca, istenirse sarsıcı kiriş traktör üzerine yerleştirilebilen bir hidrolik silindirle kaldırılıp indirilebilmektedir. Bu tip sarsıcının en önemli sakıncası titreşimi traktöre aktarmasıdır. A.B.D de çok yaygındır (Şekil 4), (7) Kütle Sarsıcılar (Atalet Kuvvet Tipi Sarsıcılar) Kütle sarsıcılar, alternatif hareketli ve ayrılırlar. döner hareketli olmak üzere ikiye Alternatif hareketli (krank-biyel mekanizmalı) kütle sarsıcılarda, bir hidrolik motor tarafından hareket ettirilen krank-biyel mekanizması ve bir kirişten oluşan ünite, araç (örneğin traktör) üzerine sarkaçvari olarak asılmakta ve her yönde serbestçe kullanılabilmektedir. Kademesiz hidrolik tahrik mekanizması nedeniyle frekans kademesiz olarak değiştirilebilmektedir mm genlik ve Hz

5 Tarımsal Mekanizasyon 18. Ulusal Kongresi Tekirdağ 586 frekans uygulanabilmekte, 40 cm çapa kadar gövde ya da dalların silkelenmesinde kullanılabilmektedir. Güç gereksinimi kw olup, sarsıcı kütlesi kg ve kelepçe yüzeyi 2x30 cm 2 dir (Şekil 5), (3). Döner hareketli kütle sarsıcılarda ise dönme hareketi yapan balanslanmamış iki farklı kütlenin oluşturduğu titreşimlerden yararlanılmaktadır. İki adet döner kütlenin aynı ya da farklı dönme yönleri ve hızlarda hareket ettirilmeleri çeşitli sarsma etkileri oluşturmakta ve böylelikle en avantajlı titreşim durumu seçilebilmektedir. Bu tip sarsıcılarda genlik (strok) mm, frekans Hz, güç ihtiyacı kw, döner parçaların ağırlığı kgf, sarsıcı ağırlığı kgf, gövde çapı ise cm dir. Bu sarsıcılarda hidrolik varyatör yardımıyla istenen frekans elde edilmektedir. Genlik ise ağacın özelliğine göre kendisini ayarlamaktadır (Şekil 6), (3). Günümüzde hasat tekniği yönünden gelişmiş ülkelerde, endüstriyel çiftlik koşullarında kullanılan sarsıcılar çoğunlukla atalet tipindedir. Bunlar bir ya da daha çok yönde 33.3 Hz frekansa kadar ve değişen stroklarda titreşimler üretebilen makinalardır. Dal ya da gövde sarsıcı olarak dizayn edilebilirler. Dalları silkelemek üzere dizayn edilen sarsıcılar genellikle 16.6 Hz frekans ve mm strok dolaylarında çalışmaktadırlar. Bunların avantajları; güç gereksinmelerinin daha az, hasat yüzdelerinin yüksek, dizaynlarının kolay ve maliyetlerinin düşük olması şeklinde özetlenebilir. Dezavantajları ise; iş verimlerinin düşük, dallara hasar verme olasılıklarının yüksek, kullanımlarının güç olması ve ayrıca budama ve şekillendirmeyi gerektirmeleridir. Gövde silkeleyicilerinin avantajları; iş verimlerinin yüksek, bakım ve kullanımlarının kolay olması, özel ağaç şekillendirmesini gerektirmemeleri ve ağaç hasarının düşük düzeyde olmasıdır. Dezavantajları ise; büyük ağaçlarda kullanıldığında hasat yüzdesinin düşük olması ve satınalma fiyatlarının yüksek olmasıdır (6). Bazı araştırmacılar, atalet kütleli sarsıcı ve iyi hazırlanmış tutma patformu ile yapılan hasattaki mekanik zedelenmenin, el ile yapılan hasattaki mekanik zedelenmeden sadece % 3 daha fazla olduğunu ve özellikle meyvenin % 80 inin optimum olgunluğa ulaştığı ağaçlarda makinalı hasadın elle hasada nazaran daha uygun olacağını belirtmektedirler (9).

6 Tarımsal Mekanizasyon 18. Ulusal Kongresi Tekirdağ 587 Şekil 2. El sarsıcısı Şekil 3. Kablolu sarsıcı Şekil 4. Eksantrik sarsıcı hareketli kütle sarsıcı Şekil 5. Alternatif

7 Tarımsal Mekanizasyon 18. Ulusal Kongresi Tekirdağ 588 Şekil 6. Döner hareketli kütle sarsıcı 3.5.Havalı (Pnömatik) Sarsıcılar Bu tip sarsıcılarda sarsıcı motor, bir kompresör motoru grubunun (moto-kompresör), oluşturduğu basınçlı hava ile çalışan ve hareketi kelepçeye ileten bir silindirden ibarettir. Böylece sabit salınımlı, tek yönlü bir hareket elde edilir. Çok yüksek olmayan bir çalışma kapasitesine sahiptir. Bununla beraber engebeli alanlarda kullanılabilir (8). 3.6.Tam Teçhizatlı Kombine Hasat Makinaları Bu makinalar meyveleri döktükleri gibi, düşen meyvelerin toplanmasını ve depolanmasını da sağlarlar. Hasat mekanizasyonu açısından gelişmiş ülkelerde değişik tipleri mevcuttur. Bunlardan biri, düz ya da az meyilli arazilerde, ağaç ve bahçe boyutları önceden belirlenen ve belli sınırlarda tutulan alanlarda kullanılan üstten kapamalı tip hasat makinalarıdır. Bu hasat sisteminde, sarsılarak dökülen meyveler ya makinanın alt kısmındaki elevatörle çeşitleme düzenine iletilmekte ya da dökülen meyveler hava akımı ile emilerek makina üzerindeki biriktirme deposuna gönderilmektedir. Bu sistemde de sarsma işini döner hareketli bir kütle sarsıcı yapmaktadır (Şekil 7), (10). Şekil 7. Üsten kapamalı tip kombine hasat makinası Bir diğer tam teçhizatlı hasat makinası ise, İtalya da Bologna Üniversitesi tarafından dizayn edilen ve iki şirket tarafından imal edilen, pazarlanan ve teknik hizmetleri sunulan bir tam otomatik hasat makinasıdır (Şekil 8), (11,12). Kendi yürür iki üniteye sahip olan bu hasat makinası düşük maliyet ve yüksek hareket kabiliyetine sahiptir. Hidrolik tahrikli iki traktör kullanmayı gerektirir, bunlardan biri sarsıcıyı ve toplayıcı düzeneğin yarısını, diğeri de toplayıcı düzeneğin diğer yarısını ve bir boşaltma şeritli ayırma tablasını taşımaktadır. Her bir ünite 8.8 kw lık bir motorla ve iki kompleks yağ hattıyla beslenir. Her bir ünitenin ebatları 6.1x 2.2 m dir. Bu hasat makinası 50 m 2 lik bir tutma alanına sahip çift kanatlı bir tutma platformu ve güç kaynağı ile tek yönlü çalışan bir gövde sarsıcıya sahiptir. Bu sarsıcı makinanın hareketinden bağımsız olarak, ağaca doğru elle yönlendirilebilir ve üniteler değiştirilmeksizin aralarındaki mesafe 2.5 m den daha az olan iki ağacı silkeleyebilir özelliktedir. Sarsıcı yağını pompadan alan bir hidrolik motorla çalışır. Maksimum hızı 680 l/min. ve maksimum güç 11 kw dir. Titreşim uygulama süresi 6 sn ve ortalama frekans 10 Hz dir. Sarsıcının hidrolik silindiri içindeki hareketli pistonun yeri ya da stroku değiştirilerek titreşim düzenlenebilir. İş başarısı 30 ağaç/h

8 Tarımsal Mekanizasyon 18. Ulusal Kongresi Tekirdağ 589 olmasına rağmen, iyi tesis edilmiş genç bahçelerde bu değer ağaç/h a çıkabilmektedir. İtalya da son yıllarda değişik araştırmacılar tarafından incelemeye alınan, özellikle taş çekirdekli meyve hasadında kullanılan sarsıcılarla ilgili teknik özellikler, en yaygın kullanılan üç farklı model için Çizelge 1 de verilmiştir. Çizelge 1.İtalyada yaygın olarak kullanılan farklı üç model gövde sarsıcıya ait bazı özellikler (11) Özellkler Model ICA BO Model CNR BO/1 Model CNR BO/2 Ortalama ağırlık (kgf) Güç gereksinim (kw) Hidrolik basınç (bar) Pompa debisi (I/min) Sarsıcı gücü (kw) Mak. bağlama çapı(m) Frekans (Hz) Güç ünitesi ağırlığı (kgf) Şekil 8. Hidrolik kontrollü kombine hasat makinası 1.Silkeleyici güç bloğu, 2. Hidrolik güç hattı (boruları), 3. Güç kaynağı, 4.Birbirine geçmeli kollar ve baş, 5. Tekerleklerin tahriki için yağ pompası, 6. Platformun hareketini sağlayan özel motor, 7. Hidrolik kontrol tablası 8. Açılıp kapanabilen birleştirici sistem, 9. Yatay taşıyıcı, 10. Dikey Taşıyıcı, 11. Çatallı kaldırıcı, 12. Depo,13. Titreşim için yağ pompası ve yağ tankı,14. Yağ tankı, 15. Tutma platformu

9 Tarımsal Mekanizasyon 18. Ulusal Kongresi Tekirdağ SONUÇ Meyve hasadı alanındaki teknik ilerlemenin sağlandığı alanlardan biri olan mekanik hasat uygulamalarının Türkiye de de yaygınlaştırılması ve böylece hasatla ilgili zorlukların en azından azaltılabilmesi için Türkiye de ki meyve alanlarının ve meyve ağaçlarının özellikleri ile meyvelerin biyo-teknik özellikleri tespit edilmeli ve tespit edilen bu özellikler esas alınarak ülke şartlarına uygun hasat sistemlerinin tasarım, imalat ve deneme çalışmalarına hız verilmelidir. 5.KAYNAKLAR 1.Anonymous., Tarımsal Yapı. Başbakanlık DİE, Yayın No. 2097, Ankara, DİE Matbaası, 1-10, Moser, E., Özgüven, F., Özel Bitkilerin Hasat Yöntemleri. Çukurova Üniv., Ziraat Fak., Tarım Makinaları Bölümü, Adana, Tunçer, İ.K., Özgüven, F., Bağ Bahçe Sebze ve Endüstri Kültürlerinde Mekanizasyon Uygulamaları (E. Moser den çeviri), TZDK Mesleki Yayınları. Yayın No:52, Ankara, Szenci, G., Posibilities of Improving Quality of Machine Harvested Apricot. Acta Horticulturae 192, Sansavini,S.,Costa,G., Grandi, M., Lunati, U., Performance and Suitability for Mechanical Harvesting of Processing Apricots: A Comparasion A Six Cultuvars, Two Training Systems and Prune Interstock. Acta Horticulturae, , Çetinkaya, S., Vişne Hasadında Mekanizasyon Olanakları Üzerinde Bir Araştırma (Doktora Tezi, Basılmamış), Ankara Üniv., Fen Bilimleri Enst., Tarım Makinaları Anabilim Dalı, Ankara, Keçecioğlu,G., Atalet Kuvvet Tipli Sarsıcı ile Zeytin Hasat İmkanları Üzerinde Bir Araştırma.Ege Üni.Zir.Fak.Yayaıları No:288,İzmir, Çavuşoğlu,A., Zeytinin Mekanik Hasadı(Milletlerarası Zeytinyağı Konseyi Dökümanlarından Çeviri)Tarım Orman ve Köyişleri Bakanlığı Zeytincilik Araştırma Enstitüsü Müdürlüğü Yayın No:40,İzmir, Kader, A.A., Influence of Harvesting Methods on Quality of Decidous Tree Fruits. American Society Hortucultural Science, 18 (4), Ülger, P., Tarımsal Makinaların İlkeleri ve Projeleme Esasları. Atatürk Üniversitesi Yayınları, No: 605,Erzurum, 455, Sansavini,S.,Costa,G., Mechanical Harvesting and Pruning of Apricot Trees. Acta-Hoticulturae, No: 209, California, USA, , Costa, G., Biasi, R., Succi, F., Mechanical Harvesting of Apricots. IX. International Symposium on Apricot Culture, Caserta, , 1989.

10 Tarımsal Mekanizasyon 18. Ulusal Kongresi Tekirdağ 591