TAHIL HASADINDA KULLANILAN YOLUCU BAŞLIKLARIN DEĞERLENDİRİLMESİ. Evaluation of Grain Strippers Used in Cereal Harvesting

Transkript

1 Tarımsal Mekanizasyon 18. Ulusal Kongresi Tekirdağ 568 TAHIL HASADINDA KULLANILAN YOLUCU BAŞLIKLARIN DEĞERLENDİRİLMESİ Evaluation of Grain Strippers Used in Cereal Harvesting Ahmet İNCE 1 Emin GÜZEL 2 ÖZET Günümüz biçerdöverlerinde kapasite ve iş başarısı yönünden gelinen son nokta, araştırıcıları ve üreticileri yeni hasat yöntemlerini uygulamaya yöneltmiştir. Bu amaçla yapılan çalışmalar sonucunda son yıllarda ürünü sapından kesme yerine, yalnızca işe yarayan kısmını yolarak hasat eden yolucu başlıklar yaygın olarak kullanılmaya başlanmıştır. Yolucu başlıklar yüksek nem içeriğine sahip bitkilerin daha yüksek ilerleme hızı ile hasat edilmelerine olanak vermektedir. Bu tip başlıklarla hasatta biçerdöver içerisine giren materyal miktarı azaldığından, tane kayıpları azalmakta ve yüksek iş başarıları elde edilmektedir. Bu çalışmada, özellikle son yıllarda Avrupa ve Amerika da tahıl ve çeltik hasadında kullanılan yolucu başlıklar tane kayıpları, iş başarısı, yakıt tüketimi ve güç gereksinimi açısından değerlendirilmiştir. ABSTRACT The last point that has been reached by combines in terms of capacity and performance makes the researchers and manufacturers think to apply new harvest techniques. In recent years, at the end of the researches done for this aim, the combine headers which strip the required part of the crop instead of cutting the whole crop were began to use commonly. The stripping headers can harvest the crops which have high moisture content with high forward speeds. In the harvest done by this type of headers, the grain losses decreases because of the low MOG feedrate and the combine capacity increases. In this study, the stripping headers especially used in cereal and rice harvest in Europe and America were evaluated in terms of grain losses, performance, fuel consumption and power requirement. 1. GİRİŞ Son yıllarda biçerdöver teknolojisinde meydana gelen değişikliklerin amacı, biçerdöverlerin çok yönlü kullanımlarını arttırmak, kaliteli ve yüksek verim elde etmek ve kapasite artışı sağlamaktır. Bu nedenle, günümüz biçerdöverlerinin boyutları büyümüş, motor güçleri artmış ve farklı harmanlama ve ayırma sistemleri kullanılmaya başlanmıştır. Günümüzde ise biçerdöverler artık boyut, ağırlık ve karmaşıklık açısından limit değerlere ulaşmış görünmektedirler. Bütün bunlara rağmen, biçerdöverlerin iş başarıları belirli bir değerin üzerine çıkamamaktadır. Çünkü, bir biçerdöverin iş başarısı öncelikle sap besleme miktarına bağlıdır ve bu 1 Arş. Gör., Çukurova Üniversitesi Ziraat Fakültesi Tarım Makinaları Bölümü, ADANA 2 Doç. Dr., Çukurova Üniversitesi Ziraat Fakültesi Tarım Makinaları Bölümü, ADANA

2 Tarımsal Mekanizasyon 18. Ulusal Kongresi Tekirdağ 569 oranın azalması beraberinde kapasite ve iş başarısının artışını getirir (1, 2, 3, 4, 5, 6, 7). Bunun yanında biçerdöverlerin bazı olumsuzlukları aşağıdaki gibi özetlenebilir: İş başarıları kötü koşullar nedeniyle ve bazı ürünler için çok düşüktür. Nem içeriği yüksek ürünlerin hasat ve harmanı zordur. Aksiyal biçerdöverlerle hasat sonrası elde edilen sapın balyalanması güçtür. Belirli kayıp düzeyleri için ilerleme hızları düşüktür. Günümüz biçerdöverlerinin yukarıda sayılan olumsuzlukları ve sonuna geldikleri gelişim dönemleri göz önüne alındığında alternatif bir hasat yönteminin uygulanması zorunluluğu ortaya çıkmıştır. Bu nedenle, yapılan çalışmalar sonucunda özellikle 80 li yılların sonunda başak yolucu sistemlere sahip biçerdöver başlıkları kullanılmaya başlamıştır. Bu çalışmada, özellikle son yıllarda Avrupa ve Amerika da tahıl ve çeltik hasadında kullanılan yolucu başlıklar tane kayıpları, iş başarısı, yakıt tüketimi ve güç gereksinimi açısından değerlendirilmiştir. 2. YOLMA İŞLEMİ ve YOLUCU BAŞLIKLAR Ürünün yalnızca işe yarayan kısmının elde edildiği hasat yöntemi hızlı ve etkin bir işlemdir. Yolma işleminin temel prensibi, ürünü yüksek hızda, aşağıdan yukarıya doğru sıyırma esasına dayanır (6). Böylelikle, ürünün yalnızca işe yarayan başak kısmı kopartılırken, sap tarlada bırakılır. Tahılları yolarak hasat etme fikri ilk defa 1843 yılında Avusturalya lı Jhon Wrathall Bull tarafından ortaya atılmıştır (8) li yıllara kadar birçok prototip geliştirilmiş ise de ticari bir başarı elde edilememiştir. Ancak, 1985 yılında AFRC Mühendislik Araştırma Enstitüsü tarafından geliştirilen ve denemeleri gerçekleştirilen başak yolucu istenilen düzeyde bir iş başarısına ulaşmıştır. Başak yolucu sistem, üzerinde 6 veya 8 sıra halinde dizilmiş esnek yolucu parmaklar bulunan yatay bir rotordan oluşmaktadır. Rotorun dönmesi ile parmaklar arasındaki boşluklara giren başaklar, aşağıdan yukarı doğru sıyrılarak saptan kopartılır ve arkaya doğru fırlatılır. Materyal, arkadaki götürücü helezon ve yedirme parmakları yardımı ile besleme elevatörüne iletilir (Şekil 1). Şekil 1. Yolucu başlık çalışma prensibinin şematik görünümü

3 Tarımsal Mekanizasyon 18. Ulusal Kongresi Tekirdağ 570 Çapı mm olan rotorun devri d/min dir (9, 10, 11). Yolucu parmaklar yüksek yoğunluklu, polipropilen, poliüretan veya polimer plastik malzemelerden üretilmektedir. Bu tür plastik malzemelerin kullanılmasının amacı sap girişini ve tane zedelenme olasılığını azaltmaktır. Birçok yolucu parmak tasarımı gerçekleştirilmesine rağmen, ok başı şeklindeki yolucu parmakların etkin olarak çalıştığı ve yaygın olarak kullanıldığı bildirilmektedir (6,9, 11, 12) (Şekil 2). Şekil 2. Yolucu parmak tasarımı Yolucu başlığın arkasında kopartılan başağın götürücü helezona yönlendirilmesi için çeşitli sistemler kullanılmaktadır. Bu sistem bir eğik düzlem olabildiği gibi bir yönlendirme tamburu veya bantlı bir götürücü de olabilmektedir (6, 11, 12). Başlığın üst kısmı ayarlanabilir bir kapakla yarım olarak kapatılmıştır. Başlığın alt kısmında, yolucu parmakların yere değmesini önleyecek kızaklar bulunmaktadır. 3. YOLUCU BAŞLIKLARIN DEĞERLENDİRİLMESİ 3.1. Tane Kayıpları Yolucu başlıklarla yapılan hasatta özellikle başlık kayıpları ilerleme hızının artışı ile hızlı bir şekilde azaldığı bildirilmektedir (Şekil 3). Yapılan çalışmalar yolucu başlıkla hasat sırasında 8 km/h ve daha yüksek hızlarda kayıpların azalmaya başladığını göstermektedir (6, 9, 10, 13, 14, 15, 16). Şekil 3. İlerleme hızının başlık kayıplarına etkisi (6)

4 Tarımsal Mekanizasyon 18. Ulusal Kongresi Tekirdağ 571 Şekilden de izlenebileceği gibi, bu tip başlıklarla klasik tip başlıklardan 1,5-2 kat daha fazla ilerleme hızı ile hasat yapmak mümkündür. Bu durumda alan iş verimi de artmaktadır. Yolucu başlıkla hasat sırasında biçerdövere giren sap miktarı % oranında azaldığından (10) elekler ve sarsaklar daha az yüklenecektir. Özellikle sarsak kayıplarının sarsak üzerine gelen materyalin kalınlığına bağlı olduğu göz önüne alınırsa sarsak kayıpları büyük oranda azalacaktır. Buğday ve arpa hasadında sarsak ve elek kayıplarının biçerdöver tane verimi ile değişimi Şekil 4 de verilmiştir. Klasik başlıkta sarsak ve elek kaybı, artan besleme yoğunluğu ile çok hızlı bir şekilde yükselirken, yolucu başlıkla hasatta 1,5-2 kat daha fazla besleme yoğunluğunda kayıp düzeyi yaklaşık olarak aynıdır. Şekil 4. Sarsak ve elek kayıplarının biçerdöver tane verimi ile değişimi (6)

5 Tarımsal Mekanizasyon 18. Ulusal Kongresi Tekirdağ İş Başarısı Tane ayırma etkinliği diğer bir deyişle, biçerdöver iş başarısı tamamen besleme yoğunluğuna bağlıdır. Yolucu başlıkla hasatta yalnızca başak yolunduğundan, biçerdövere giren sap miktarının azalmasına bağlı olarak, biçerdöverin harmanlama ve ayırma etkinliği artacaktır. Kayıp düzeyinin 100 kg/ha olması durumunda, yolucu başlıkla hasatta biçerdöver tane verimi klasik başlığa kıyasla % 55 oranında daha fazladır (Şekil 5). Sap verimi ise 6 t/h ten 1 t/h e kadar düşmektedir (17). Şekil 5. Buğday hasadında yolucu ve klasik başlığın biçerdöver tane verimi yönünden karşılaştırılması (9). Yolucu başlıkla buğday hasadında alan iş veriminin 5,4 ha/h olması durumunda, 60 t/h materyal iş verimi elde edilebileceği bildirilmektedir (15, 17). Bu tip başlıklar tahıl hasadından sonra, özellikle çeltik hasadında da etkin bir şekilde kullanılmaktadır. Oldukça yüksek nemde gerçekleştirilen çeltik hasadında biçerdöver kapasitesinin yaklaşık 2 kat arttığı belirtilmiştir (12) Yakıt ve Güç Tüketimi Yolucu başlıklarla yapılan hasatta yakıt tüketimi % 7-15 oranında azalmaktadır (12, 17). Çeltikte iki farklı biçerdöver üzerinde yolucu ve klasik başlıkla yapılan bir çalışmada ise, yolucu başlıkla 110,29 ile 195,54 t/h/mw kapasite ile hasat gerçekleştirilirken, klasik başlıkta bu değerler 88 ile 107,96 t/h/mw olarak belirlenmiştir (18). Bununla birlikte, yolucu başlık her biçerdövere herhangi bir değişikliğe gerek kalmadan monte edilebilir. Sadece, dövücü-karşı dövücü aralığının azaltılması gerekmektedir.

6 Tarımsal Mekanizasyon 18. Ulusal Kongresi Tekirdağ 573 Yolucu başlıkla hasat sırasında, özellikle nem içeriği düşük ürünlerde erken harmanlama olasılığı fazladır. Nem içeriği % 14 civarında olan buğday hasadı sırasında, tanenin yaklaşık % 75 inin yolma sırasında harmanlandığı kaydedilmiştir (19). Erken harmanlanan bu tanenin biçerdöver içerisine gönderilmeden bir ön ayırma gerçekleştirilmesi ile ilgili çalışmalar devam etmektedir. Yolucu başlıkla tahıl hasadı yüksek nemde gerçekleştirilebilir. Hasattan sonra tarlada kalan sapların uzaklaştırılması, çok büyük bir sorun oluşturmamaktadır. Tahıl sapları başaklar kopartıldıktan sonra çok hızlı bir şekilde kurumaktadır. Bu durum, sapların kolayca yakılabilmesine veya pulluk ya da ağır diskli aletlerle kolayca işlenebilmesine olanak vermektedir. Tahıl saplarının değerlendirilmesi gerektiğinde, sap toplama-saman yapma makinalarının ön kısmına takılan bir kesme aparatı ile sap hasadı kolay bir şekilde yapılabilir. 4. SONUÇ ve ÖNERİLER Yolma, çabuk ve etkin bir işlem olduğundan çok kısa zamanda birçok üretici tarafından kabul görmüştür. Yolucu başlıklara sahip biçerdöverlerle yüksek ilerleme hızı ile az kayıp düzeylerinde hasat yapılabilmektedir. Bu konuda yapılan araştırmalar sonucunda, yolucu başlıkların iş başarılarının istenilen oranlarda olduğu belirlenmiştir. Bu kriterler dikkate alındığında, özellikle tahıl hasadında hasat yönteminin değişimi ile çok önemli bir gelişme kaydedilmiştir. Ülkemizdeki biçerdöver parkının durumu ve ekonomik koşullar dikkate alınırsa, yolucu başlıkların ülkemizde kullanılmaya başlanması ile elde edilebilecek yararlar aşağıdaki gibi özetlenebilir: Ülkemizde hasat birim alan başına ya da % ürün hesabı ile müteahhitlik sistemine göre yapıldığından, hasat çok yüksek ilerleme hızları ile yapılmakta ve besleme yoğunluğu artmaktadır. Bunun sonucunda toplam hasat kayıpları yüksek değerlere ulaşmaktadır. Yolucu başlık kullanımı ile bu durum ortadan kaldırılabilir. Özellikle ikinci ürün tarımı yapılan bölgelerde yüksek nemde hasat gerçekleştirilebileceğinden zamandan tasarruf sağlanacaktır. Yolucu başlıkla tahıl hasadında sap kaybı az olacağından, birim alandan daha fazla saman elde edilebilecektir. Güç gereksinimi ve yakıt tüketimi azalacağından hasat giderleri azalacaktır. 5. KAYNAKLAR 1. Vas, F. M. ve Harrison, H.P., The Effect of Selected Mechanical Threshing Parameters on Kernel Damage and Threshability of Wheat, Canadian Society of Agricultural Enginnering Annual Meeting, Reed, W.B., Zoerb, G.C., Bigsby, F. W., A Laboratory Study of Grain- Straw Seperation, Transactions of the ASAE, 17(6,) , Wrubleski, P. D. ve Smith, L. G., Separation Characteristics of Conventional and Non-Conventional Grain Combines, Transactions of The ASAE, 23(3), , 1980.

7 Tarımsal Mekanizasyon 18. Ulusal Kongresi Tekirdağ Huynh, V. M., Powell, T., Siddall, J. N., Threshing and Separating Process-A Mathematical Model, Transactions of The ASAE, 25(1), 65-73, Hill, L. G. Ve Frehlich, G. E., Effect of Reducing MOG/G on Combine Performance, Paper, ASAE, No , Klinner, W. E:, Neale, M. A., Arnold, R. E., A new stripping Header for Combine Harvesters, Agricultural Enginner, Spring, 9-14, Wang, G., Zoerb, G.C., Bigsby, F.W., A New Concept in Combine Separation Analysis, Transactions of the ASAE, 30(4), , Quick, G. ve Buchele, W., The Grain Harvesters, ASAE, Michigan, 49085, Price, J. S., Future Developments in Stripper Harvesting, Land and Water Use, Dodd & Grace, Balkema, Rotterdam, Lazzari, M., Peigher, G., Santi, S., Performance Evaluation of a Stripping Header on Rice, Revista di Ingegneria Agraria, 21(3), , Anonim-a, Katolog, Massey Ferguson 6000 Series Harvest Hustler, USA. 12. Anonim-b, Katolog, Shelbourne Reynolds Headers, England. 13. Klinner, W. E., Neale, M.A., Arnold, R. E., Geikie, A. A., Hobson, R. N., Development and First Evaluations of an Experimental Grain Stripping Header for Combine Harvesters, Div.Note, DN1316, Silsoe, Hale, O. D., Hobson, R. N., Price, J. S., Nguyen, N., Grain Stripping, Jubilee Conference of the Instution of Agricultural Enginners, 33-34, UK, Pellizi, G., Cavalchini, A.G., Gubiani, R., Lazzari, M., An İmportant Invention: The Stripper Header, Macchine e Motori, Agricoli-IMA-Il Trattorista, 47(2), 15-21, Milano, Italy, Martin, J. Y., Cereal Harvesting by Stripping, Bulletin, Technique du Machinisme et de l Equipement Agricoles, 47, 21-28, Martin, J. Y., Cereal Stripping,. Testing of the Shelbourne Reynolds Stripper, Bulletin Technique Machinisme Equipments Agricoles, 55, 41-49, France, Pergher, G. ve Gubiani, R., Cereal Harvest by Stripping, Macchine e Motori, Agricoli-IMA-Il Trattorista, 50(1), 23-28, Milano, Italy, Price, J. S., Evaluation of an Approach to Early Separation of Grain Threshed by a Stripping Rotor, Journal of Agricultural Engineering Research, 56, 65-79, 1993.