TMMOB Makina Mühendisleri Odası Konya Şubesi V. Makina Tasarım ve İmalat Teknolojileri Kongresi 17-18 Ekim 2009 MISIR KURUTMA MAKİNESİ TASARIM VE PROTOTİP İMALATI * Ahmet OĞUR 1, Serdar ÖZTEKİN 2, Çetin KARAKAYA 3, Dilaver BOZKURT 4, Turgay ÇELİK 5 1 Sakarya Ünv. Müh. Fak. Makine Müh. Böl. Sakarya/TÜRKİYE Tel: 0264 295 58 41 e-posta: ogur@sakarya.edu.tr 2 Çukurova Ünv. Ziraat Fak. Tarım Makineleri Böl. Adana/TÜRKİYE Tel: 0322 338 68 49 e-posta: oztekin@cu.edu.tr 3 Sakarya Ünv. Karasu MYO, Makine Bölümü, Karasu/Sakarya/TÜRKİYE Tel: 0264 718 89 60 e-posta: ckarakaya@sakarya.edu.tr 4 Çelik Kardeşler Petrol Zah. Tur. İnş. Taah. ve Tic. San. Ltd. Şti. Sakarya /TÜRKİYE Tel: 0264 379 32 54 e-posta: info@adakurutma.com.tr 5 Çelik Kardeşler Petrol Zah. Tur. İnş. Taah. ve Tic. San. Ltd. Şti. Sakarya /TÜRKİYE Tel: 0264 379 32 54 e-posta: info@adakurutma.com.tr Özet: Ar-Ge destek programlarının yaygınlaşması ve daha fazla sanayici tarafından bu desteklerin kullanılması, ülkemizin tasarım ve imalat altyapısını güçlendirmiştir. Bu proje de bu kapsamda ortaya çıkmıştır. Ar-Ge aşamasından sonra ürün ticarileşmiş ve ihracat gerçekleştirerek ülkemize katma değer sağlanmıştır. Yabancı rakiplerden ülkemize gelen makine sayısı azaltılmış ve rekabet edilebilir bir duruma gelinmiştir. Avrupa Birliği ne uyum çalışmaları nedeni ile tarım ürünlerinin hijyenik olarak depolanması zorunluluk haline gelmektedir. Klasik yöntem ile hasattan sonra doğal kurutma esnasında ürünlerin zararlı dış etkiler ile karşı karşıya kalması kaçınılmazdır. Bunun yerine cebri kurutma zorunlu hale gelmiştir. Tarım ürünleri yüksek nemli olarak hasat edilmektedir. Hasattan sonra depolama nemine kadar düşürülerek saklanmalıdır. Aksi takdirde üründe bozulmalar başlamakta ve depolama ömrü kısalmaktadır. Bu şekilde sürekli olarak milli servet boşa gitmektedir. Bozulma başladığında (özellikle; fındık, mısır, buğday, çeltik v.b.) tarım ürünlerinden yapılan gıda maddelerinde de bu zararlı etkileri görmek mümkün olmaktadır. Örneğin aflatoksinli bir mısırı yiyen ineğin sütünden insanlara bu zararlı etki taşınmaktadır. Ülkemiz şartlarında tamamen yerli, verimli, maliyeti düşük ve ithalat yerine ekonomimize katkı sağlayacak tarım ürünleri kurutma makinesi tasarım ve imalatı mümkün görülmüş ve bu konuda önemli ar-ge çalışmaları yapılmıştır. Bu çalışmada, Sakarya bölgesinin önemli tarım ürünlerinden olan mısırı kurutacak makinenin tasarımı ve prototip imalatı ile ilgili bilgiler verilmiştir. Mısır kurutma tekniğinin geliştirilmesinin yanı sıra makine tasarımındaki yenilikler ile verimli bir kurutma makinesi elde edilmiştir. * Bu proje TÜBİTAK-TEYDEB Sanayi Ar-Ge Destek Programı kapsamında desteklenmiş ve başarı ile tamamlanmıştır (Proje No:3060413). Anahtar sözcükler: Mısır kurutma makinesi, tarım ürünlerinin kurutulması 1. GİRİŞ Mısırın endüstriyel kurutulması için kurutma makinalarına çok büyük ihtiyaç vardır. Bu ihtiyacın ancak bir bölümü yurt dışından ithal edilen özellikle Amerikan ve İtalyan menşeli pahalı ve işletme masrafları yüksek kurutma makinaları ile karşılanmaya çalışılmaktadır. Bu durum teknolojik kurutmanın yaygın bir şekilde kullanımı engellemekte ve ayrıca kurutulan ürünün kurutma maliyetlerini yukarı çekmektedir.
440 Tarım ürünlerinin kurutma prosesini etkiyen organik yapıları, nem içerikleri, sıcaklıktan etkilenmeleri ve istenilen kurulukları birbirlerinden çok farklıdır. Dolayısıyla her ürün için ayrı kurutma şartları gerekli olmaktadır. Çoğu zaman aynı ürün için çok farklı prosesler ve kurutma makineleri geliştirilmiştir. Prosesin kalitesi, ürün kurutma kalitesine ve yakıt sarfiyatına göre değerlendirilir. Proje kapsamında geliştirilen kurutma prosesi mevcutlara göre daha az enerji kullanarak kurutmayı gerçekleştirmiş ve ürün kurutma kalitesini yükseltmiştir. Proses konusunda ne kadar çok bilgiye sahip olunursa o kadar ileri teknoloji geliştirilebilir. Projeyi gerçekleştiren firma 45 yıldır kurutma sektöründe hizmet vermektedir. Burada edinilen deneyimler ve yaptığı proses iyileştirmeleri düşünülen yeni kurutma prosesinde kullanılmıştır. 2. MISIR KURUTMA MAKİNASI Yatay tipte kurutma rektörüne sahip mısır kurutma makinasının üst bölümü kurutma, alt bölümü ise soğutma prosesi olarak çalışmaktadır. Bu yeni proses kombinasyonuyla kurutmanın daha kontrollü, etkili ve verimli çalışması sağlanmıştır. Ayrıca proses akışları ısı değiştiricilerinde tercih edilen çapraz akışlara benzer bir yapıdadır. Mısır, kurutma makinasının kanallarından aşağıya akarken sırasıyla çapraz akışlı kurutma ve soğutma havaları ile temasa geçmektedir. Böylece kurutma kalitesi yükselmiş, ideal homojen sıcaklık ortamı sağlanmıştır. Reaktörün altındaki döner helezon üzerinde kurumuş mısır toplanarak sistemden alınmaktadır. Sürekli ölçülen mısır nemine göre helezonun dönme hızı ayarlanmaktadır. Kurutma makinasının kurutma ve soğutma bölümleri için reaktörün iç hacmi yatayda birbirinden izole edilmiş üst üste yerleşik iki odaya bölünmüştür. Üst reaktör odasına LPG ve doğalgaz yakıtlı yeni geliştirilmiş yakma sistemi ve hava ısıtma sistemi yerleştirilmiştir. Alt reaktör odasında ise sıcak mısırı soğutan taze hava toplanmaktadır. Bu ısınan soğutma havası yakma sistemine gönderilmektedir. Böylece soğutma enerjisi kurutma prosesine geri kazandırılmakta ve yakıt sarfiyatı azalmaktadır. Tüm reaktör içine yerleştirilen termoelemanları (sıcaklık ölçme) ve nem ölçme cihazları ile kurutma prosesi (yakma sistemi, mısır akış debisi, hava sıcaklığı ve debisi ) kontrol edilerek istenilen ideal proses şartları elde edilmiştir. 2.1. Projenin Başlatılma Gerekçeleri Projenin başlatılma gerekçeleri şunlardır; - Ülkemize ithal edilen yabancı kurutma makinesi fiyatları 60 ila 80 bin USD arasında değişmektedir. Her yıl onlarca ithal edilen bu makinelere rakip olunması ve ithalatın önemli ölçüde azaltılmasının istenmesi. Daha ucuz, ülke tarım şartlarına daha uygun ve performansı yüksek kurutma makineleri çiftçi için cazip olmalı ve çiftçi teknolojik kurutmaya geçmelidir. Çiftçinin ürünü değer kazanmalıdır. Ülke ekonomisine katma değer sağlanmalıdır. - Kurutma sektöründe yerli teknoloji üretimine geçilmesi zorunlu hale gelmiştir. Dışa bağımlı ve bazen de geri kalmış teknolojilerin kullanımı engellenmelidir. - Kurutma prosesi dinamik bir teknolojidir. Sürekli yenilenmesi ve geliştirilmesi gerekir. Diğer bir deyişle ülkemizde bu projeyle kurutma teknolojisinin alt yapısı kurulmalıdır. Ayrıca uluslararası teknolojiye de bizim katkımız sağlanmalıdır. Avrupa Birliği ne girme aşamasında kullanılan kurutma makina sayısı artmalı, tarım sektöründe standartlar yükselmiş olmalıdır. Ülkemizde üretilen tahılların kurutma makinelerinin yetersizliğinden standart değerlerde kurutulmamasından dolayı depolanan tahılların binlerce tonu heba olmaktadır. - Proje ekibi tarafından yapılan araştırmalar doğrultusunda Avrasya ve Doğu Avrupa da kullanılan makineler çok eski ve verimsizdir. Bu da Avrasya ve Dogu Avrupa yı ihracat için önemli bir pazar haline getirmektedir. 3. PROJE KAPSAMINDA YAPILAN ÇALIŞMALAR Proje kapsamında 1 adet prototip mısır kurutma makinesi imal edilmiştir. Prototip imalatı üç safhadan oluşmaktadır. İlk olarak tasarım, daha sonra prototip imalatı ve son olarak prototipin denenmesi çalışmaları gerçekleştirilmiştir. 3.1. Prototip Tasarım Çalışmaları Bu aşamada prototipe ait teknik resimler oluşturulmuş ve imalatı için hazır hale getirilmiştir. Teknik resimlerde parçaların imalat resimleri ve montaj resimleri çizilerek malzeme özellikleri detaylı olarak belirlenmiştir. Bu adım tamamlandığında prototip bileşenlerinin tüm teknik resimleri hazır duruma gelmiştir.
441 Bu aşamaya ait çıktılar şu şekilde özetlenebilir; - Makine imalat ve montaj resimleri - Makine elektrik devre şeması - PLC devre şeması - Isıtıcı bölüme ait teknik resimler - Otomasyon projesi Tasarım aşamasından sonra tamamen firmanın geliştirildiği prototip makine için Türk Patent Enstitüsü ne 2 adet başvuru yapılmıştır. Bunlardan birisi boşaltma için kullanılan yıldız makara sistemi, makine demontajını, bakımını kalaylaştırıcı saç montaj sistemi ve etkin kurutma için malzeme akış sistemi ile ilgilidir. Makinenin diğer geliştirilen önemli kısımlarını içeren ilk başvuruya ait bilgiler Tablo 1 deki veritabanı bilgilerinde de görülmektedir. Başvuru Bilgileri Tablo 1. Tescil edilen buluş ile ilgili TPE veritabanından alınan bilgiler Başvuru Numarası : 2006/07118 Evrak Numarası : 2006-G-216539 Tescil Numarası : 2006 07118 Başvuru Tarihi : 2006/12/14 Evrak Tarihi : 2006/12/14 Tescil Tarihi : 2007/09/21 Başvuru Şekli : Ulusal Başvuru Koruma Tipi : Faydalı Model Yayın Tarihi : 2007/03/21 Başvuru Sahipleri ÇELİK KARDEŞLER PETROL ZAHİRECİLİK TURİZM İNŞAAT TAAH. TİC.ve SAN. LTD. ŞTİ. Dernekkırı Sapağı Çökekler Köyü SAKARYA Buluşun Tasnif Sınıfları A23N 12/00 Buluş Sahipleri DİLAVER BOZKURT Dernekkırı Sapağı Çökekler Köyü SAKARYA Vekil Bilgileri SERFİNAZ SİBEL YÜCE 1769 Sokak No:18/1 KARŞIYAKA/İZMİR Buluş Başlığı Fındık, fıstık, ceviz, badem vb. kabuklu yemişler için seyyar ve sabit olmak üzere özel olarak tasarlanmış kurutma makinası Buluş Özeti Buluş fındık, fıstık, ceviz, badem vb. gibi kabuklu yemişlerin kurutma işlemi için sabit ve seyyar olarak tasarlanmış kurutma makinesi olup, söz konusu makinenin seyyar modeli, şase grubu (1), kurutma ünitesi (2), kazan ünitesi (3), Elavatör Ünitesi (4), Döküş Borusu (5), Elektrik Panosu (6), bir Elevatör Haznesi (7), iki adet Kriko (8), bir Karıştırıcı Helezon (9), bir Temiz Hava Fanı (10), bir Yakıt Haznesi (11), bir Yakıt Besleme Helezonu (12), bir Yakıt Karıştırıcı Sistemi (13), bir Yakıt Hava Fanı (14), bir Elevatör Motoru (15), bir Karıştırıcı Helezon Motoru (16), bir Fan Motoru (17), bir Yakıt Besleme ve Karıştırıcı Motoru (18), bir Alternatör (19), bir Alternatör Redüktörü (20) ve iki adet Tekerlek (21) ile üç adet Sıcaklık Sensörlerinden (22) oluşmaktadır. 3.2. Prototip İmalat ve Montaj Çalışmaları Prototip imalatı ve montaj çalışmaları aşamasında aşağıdaki faaliyetler gerçekleştirilmiştir; - Makine imalatı ve montajı, - Elektrik tesisatı uygulaması, - Elektronik devre uygulaması, - PLC devre uygulaması, - Isıtıcı bölümün imalatı. Prototip imalatı ve montajı sonucunda elde edilen kurutma makinesi ile ilgili genel görünüş Şekil 1 de gösterilmiştir.
442 Şekil 1. Mısır kurutma makinesi prototipinin genel görünüşü Proje sonucunda elde edilen mısır kurutma makinesinin prototipine ait önemli bilgiler ve teknik özellikler Tablo 2 de gösterilmiştir. MODEL Tip Uzunluk Genişlik Yükseklik Tablo 2. Mısır kurutma makinesi prototipine ait teknik özellikler tablosu Kolon genişliği ÜST FAN Motor Fan çapı Brülör ALT FAN Motor Fan çapı Brülör DB-2513 13 BÖLÜM 2 FAN 2 BRÜLÖR 10080 mm. 2430 mm. 4270 mm. 365 mm. 20 HP/1450/d/dk 1080 mm. 1.200.000 Kcal 10 HP 1450/d/dk 900 mm. 850.000 Kcal Ürün Alma Kapasitesi 18.200 Kg.-25.48 m 3 ÜST HELEZON Motor ALT HELEZON Motor YILDIZ MAKARA Motor 7,5 HP/1450/d/dk 7,5 HP/1450/d/dk 1 HP/REDİKTÖRLÜ Toplam Güç 34 W
443 3.3. Prototip Deneme Çalışmaları Bu aşamada; ürünlerin gerçek anlamda deneme kurutma testleri yapılmıştır. Deneylerde özellikle şu kriterler ölçülmüştür; - Farklı hava koşullarında kuruma süreleri, - Yakıt cinsinin kurutmaya etkisi, - Ürünlerdeki fire oranlarının azaltılması, - Ürüne zarar vermeden ulaşılabilecek en fazla kuruluk miktarı, - Aflatoksin varlığı. Örnek bazı deney sonuçları Tablo 3, Tablo 4, Tablo 5, Tablo 6 ve Tablo 7 de sunulmuştur. Tablo 3. 80 o C kurutma sıcaklığında %30 nem oranına sahip mısır için elde edilen deneysel sonuçlar KURUTMA DENEY FORMU RAPOR TARİHİ: DENEY YERİ Çökekler Köyü - Adapazarı RAPOR NO: 01 DENEY KONUSU DENEYİ YAPAN 05.10.2007 Mısır Kurutma Deneyi Kurutma kriterlerinin belirlenmesi Dilaver BOZKURT Proje Yürütücüsü DENEYDE ELDE EDİLEN VERİLER ÜRÜN: MISIR GÖZLEM / AÇIKLAMA Makine Kapasitesi: 19.000 kg Bir yüklemede 19 ton mısır almaktadır. Ürün Yükleme Miktarı: 19.000 kg Makine tam kapasite ile test edilmektedir. Dış ortam sıcaklığı: 20 C Ürüne uy.kur. hava sıc. : 80 C Uygun bir termometre ile ölçülmüştür ve deney süresinde aynı sıcaklıkta sabit kalmıştır. Kurutma makinesinin verdiği sıcak hava 80 C ye sabitlenmiştir. Ürünün çevrim hızı : - Ürün makine içerisinde sabit tutulmuştur. Ürün giriş nem değeri %30 Yaklaşık olarak hasat neminde ürün alınarak teste tabi tutulmuştur. Ürün çıkış nem değeri: %14 %16 nem düşüşü sağlanmıştır. Hava debisi: Ürün neminin düşüş miktarı : Sıcak 50.000 m³ /h Soğuk 50.000 m³ /h 1. saat %8, 2. saat %5, 3.saat %3, 4.saat soğutma Pervane kanat duruş açıları ile soğuk ve sıcak hava fanlarının hava debileri ayrı ayrı sabitlenmiştir. Ürün giriş sıcaklığı: 24 C Uygun bir termometre ile ölçülmüştür. Ürün çıkış sıcaklığı: 22 C Uygun bir termometre ile ölçülmüştür. Ürün kuruduğu andaki sıcaklığı : 50 C Uygun bir termometre ile ölçülmüştür. Harcanan Enerji Miktarı: 243 kg LPG 243 kg LPG harcandığı görülmüştür. Deney Süresi: 4 saat Deney toplam 4 saat sürmüştür. Üründe gözle görülür renk değişimi ve değer kaybı görülmemiştir. Kurutma hava sıcaklığı düşük olduğundan süre uzamakta ancak yakıt tüketimi düşmektedir.
444 Tablo 4. 85 o C kurutma sıcaklığında %28 nem oranına sahip mısır için elde edilen deneysel sonuçlar KURUTMA DENEY FORMU RAPOR TARİHİ: 06.10.2007 DENEY YERİ Çökekler Köyü - Adapazarı RAPOR NO: 02 DENEY KONUSU DENEYİ YAPAN Mısır Kurutma Deneyi Kurutma kriterlerinin belirlenmesi Dilaver BOZKURT Proje Yürütücüsü DENEYDE ELDE EDİLEN VERİLER ÜRÜN: MISIR GÖZLEM / AÇIKLAMA Makine Kapasitesi: 19.000 kg Bir yüklemede 19 ton mısır almaktadır. Ürün Yükleme Miktarı: 19.000 kg Makine tam kapasite ile test edilmektedir. Dış ortam sıcaklığı: 20 C Ürüne uy.kur. hava sıc. : 85 C Uygun bir termometre ile ölçülmüştür ve deney süresinde aynı sıcaklıkta sabit kalmıştır. Kurutma makinesinin verdiği sıcak hava 85 C ye sabitlenmiştir. Ürünün çevrim hızı : - Ürün makine içerisinde sabit tutulmuştur. Ürün giriş nem değeri %28 Yaklaşık olarak hasat neminde ürün alınarak teste tabi tutulmuştur. Ürün çıkış nem değeri: %14 %14 nem düşüşü sağlanmıştır. Hava debisi: Ürün neminin düşüş miktarı : Sıcak 50.000 m³ /h Soğuk 50.000 m³ /h Pervane kanat duruş açıları ile soğuk ve sıcak hava fanlarının hava debileri ayrı ayrı sabitlenmiştir. 0-60 dak. : %8, 60-90 dak. : %3, 90-120 dak. : %2, 120-160 dak.: Soğutma Ürün giriş sıcaklığı: 24 C Uygun bir termometre ile ölçülmüştür. Ürün çıkış sıcaklığı: 22 C Uygun bir termometre ile ölçülmüştür. Ürün kuruduğu andaki sıcaklığı : 51 C Uygun bir termometre ile ölçülmüştür. Harcanan Enerji Miktarı: 240 kg LPG 240 kg LPG harcandığı görülmüştür. Deney Süresi: 160 dakika Deney toplam 4 saat sürmüştür. Üründe gözle görülür renk değişimi ve değer kaybı görülmemiştir. Bir önceki deneye göre %2 daha düşük nemde ürüne uygulanan sıcaklık artırılmıştır. Fakat 3 kg daha az LPG kullanılmasının yanı sıra aynı kurutma değerleri elde edilmiştir.
445 Tablo 5. 90 o C kurutma sıcaklığında %25 nem oranına sahip mısır için elde edilen deneysel sonuçlar KURUTMA DENEY FORMU RAPOR TARİHİ: 07.10.2007 DENEY YERİ Çökekler Köyü - Adapazarı RAPOR NO: 03 DENEY KONUSU DENEYİ YAPAN Mısır Kurutma Deneyi Kurutma kriterlerinin belirlenmesi Dilaver BOZKURT Proje Yürütücüsü DENEYDE ELDE EDİLEN VERİLER ÜRÜN: MISIR GÖZLEM / AÇIKLAMA Makine Kapasitesi: 19.000 kg Bir yüklemede 19 ton mısır almaktadır. Ürün Yükleme Miktarı: 19.000 kg Makine tam kapasite ile test edilmektedir. Dış ortam sıcaklığı: 20 C Ürüne uy.kur. hava sıc. : 90 C Uygun bir termometre ile ölçülmüştür ve deney süresinde aynı sıcaklıkta sabit kalmıştır. Kurutma makinesinin verdiği sıcak hava 90 C ye sabitlenmiştir. Ürünün çevrim hızı : - Ürün makine içerisinde sabit tutulmuştur. Ürün giriş nem değeri %25 Yaklaşık olarak hasat neminden biraz daha düşük nrmli ürün alınarak teste tabi tutulmuştur. Ürün çıkış nem değeri: %14 %11 nem düşüşü sağlanmıştır. Hava debisi: 50.000 m³ /h Ürün neminin düşüş miktarı : Pervane kanat duruş açıları ile soğuk ve sıcak hava fanlarının hava debileri ayrı ayrı sabitlenmiştir. 0-60 dak. : %7, 60-90 dak. : %2, 90-105 dak. : %2, 105-165 dak.: Soğutma Ürün giriş sıcaklığı: 25 C Uygun bir termometre ile ölçülmüştür. Ürün çıkış sıcaklığı: 22 C Uygun bir termometre ile ölçülmüştür. Ürün kuruduğu andaki sıcaklığı : 53 C Uygun bir termometre ile ölçülmüştür. Harcanan Enerji Miktarı: 210 kg LPG 210 kg LPG harcandığı görülmüştür. Deney Süresi: 165 dakika Deney toplam 4 saat 5 dakika sürmüştür. Üründe gözle görülür renk değişimi ve değer kaybı görülmemiştir. Önceki deneylere göre ürün giriş nem değeri düşerken bunun yanı sıra sıcaklık artırılmıştır.
446 Tablo 6. 95 o C kurutma sıcaklığında %24 nem oranına sahip mısır için elde edilen deneysel sonuçlar KURUTMA DENEY FORMU RAPOR TARİHİ: 08.10.2007 DENEY YERİ Çökekler Köyü - Adapazarı RAPOR NO: 04 DENEY KONUSU DENEYİ YAPAN Mısır Kurutma Deneyi Kurutma kriterlerinin belirlenmesi Dilaver BOZKURT Proje Yürütücüsü DENEYDE ELDE EDİLEN VERİLER ÜRÜN: MISIR GÖZLEM / AÇIKLAMA Makine Kapasitesi: 19.000 kg Bir yüklemede 19 ton mısır almaktadır. Ürün Yükleme Miktarı: 19.000 kg Makine tam kapasite ile test edilmektedir. Dış ortam sıcaklığı: 20 C Ürüne uy.kur. hava sıc. : 95 C Uygun bir termometre ile ölçülmüştür ve deney süresinde aynı sıcaklıkta sabit kalmıştır. Kurutma makinesinin verdiği sıcak hava 95 C ye sabitlenmiştir. Ürünün çevrim hızı : - Ürün makine içerisinde sabit tutulmuştur. Ürün giriş nem değeri %24 Yaklaşık olarak hasat neminde ürün alınarak teste tabi tutulmuştur. Ürün çıkış nem değeri: %14 %10 nem düşüşü sağlanmıştır. Hava debisi: Ürün neminin düşüş miktarı : Sıcak 50.000 m³ /h Soğuk 50.000 m³ /h Pervane kanat duruş açıları ile soğuk ve sıcak hava fanlarının hava debileri ayrı ayrı sabitlenmiştir. 0-60 dak. : %7, 60-90 dak. : %2, 90-120 dak. : %1, 120-160 dak.: Soğutma Ürün giriş sıcaklığı: 23 C Uygun bir termometre ile ölçülmüştür. Ürün çıkış sıcaklığı: 22 C Uygun bir termometre ile ölçülmüştür. Ürün kuruduğu andaki sıcaklığı : 55 C Uygun bir termometre ile ölçülmüştür. Harcanan Enerji Miktarı: 215 kg LPG 215 kg LPG harcandığı görülmüştür. Deney Süresi: 160 dakika Deney toplam 4 saat sürmüştür. Üründe gözle görülür renk değişimi ve değer kaybı görülmemiştir. Önceki deneylere göre ürün giriş nem değeri düşerken bunun yanı sıra sıcaklık artırılmıştır.
447 Tablo 7. 100 o C kurutma sıcaklığında %25 nem oranına sahip mısır için elde edilen deneysel sonuçlar KURUTMA DENEY FORMU RAPOR TARİHİ: 09.10.2007 DENEY YERİ Çökekler Köyü - Adapazarı RAPOR NO: 05 DENEY KONUSU DENEYİ YAPAN Mısır Kurutma Deneyi Kurutma kriterlerinin belirlenmesi Dilaver BOZKURT Proje Yürütücüsü DENEYDE ELDE EDİLEN VERİLER ÜRÜN: MISIR GÖZLEM / AÇIKLAMA Makine Kapasitesi: 19.000 kg Bir yüklemede 19 ton mısır almaktadır. Ürün Yükleme Miktarı: 19.000 kg Makine tam kapasite ile test edilmektedir. Dış ortam sıcaklığı: 20 C Ürüne uy.kur. hava sıc. : 100 C Uygun bir termometre ile ölçülmüştür ve deney süresinde aynı sıcaklıkta sabit kalmıştır. Kurutma makinesinin verdiği sıcak hava 100 C ye sabitlenmiştir. Ürünün çevrim hızı : - Ürün makine içerisinde sabit tutulmuştur. Ürün giriş nem değeri %25 Yaklaşık olarak hasat neminde ürün alınarak teste tabi tutulmuştur. Ürün çıkış nem değeri: %14 %11 nem düşüşü sağlanmıştır. Hava debisi: Ürün neminin düşüş miktarı : Sıcak 50.000 m³ /h Pervane kanat duruş açıları ile soğuk ve sıcak hava Soğuk 50.000 m³ /h fanlarının hava debileri ayrı ayrı sabitlenmiştir. 0-30 dak. : %4, 30-60 dak. : %4, 60-90 dak. : %2, 90-110 dak. : %1 110-150 dak. : Soğutma Ürün giriş sıcaklığı: 23 C Uygun bir termometre ile ölçülmüştür. Ürün çıkış sıcaklığı: 22 C Uygun bir termometre ile ölçülmüştür. Ürün kuruduğu andaki sıcaklığı : 56 C Uygun bir termometre ile ölçülmüştür. Harcanan Enerji Miktarı: 235 kg LPG 235 kg LPG harcandığı görülmüştür. Deney Süresi: 150 dakika Deney toplam 3,5 saat sürmüştür. Üründe gözle görülür renk değişimi ve değer kaybı görülmemiştir. Önceki deneylere göre ürün giriş nem değeri düşerken bunun yanı sıra sıcaklık artırılmıştır. Kurutma süresi azalmış, ancak yakıt tüketimi artmıştır. Mısır taneleri arasında rutubet farkı gözlemlenmiştir. Mısır makinenin içinde kurutma süresince sabit tutulmuştur. Ürüne hareket verilerek sürekli akış yapılarak kurutmaya karar verilmiştir.
448 4. SONUÇLAR Geliştirilen mısır kurutma makinasında rakiplerine göre iki önemli üstün özellik bulunmaktadır. Bunlardan birincisi kurutucu havası hazırlama sisteminde yapılan teknolojik gelişmedir. Burada yanma verimi yükselmiş ve homojen sıcaklıkta kurutucu hava üretilmiştir. İkinci yenilik ise prosesten enerji geri kazanım sistemidir. Bunun için rakip yabancı şirketlerde ayrı ayrı olan kurutma ve soğutma süreçleri yeni kurutma makinasında aynı proseste birleştirilmiştir. Soğutma sürecinden yanma havasının ön ısıtılması için yaralanılmıştır. Bu iki yenilik ve gelişmeyle prosesin yakıt sarfiyatının yaklaşık 1/3 oranında düşmesi sağlanmıştır. Kurutma prosesinin işletme maliyetleri aşağıya çekilmiştir. Diğer taraftan da ürün kalitesi yükselmiştir. Çiftçiler için teknolojik kurutma cazip hale gelmiştir. Proje aşamasında aşağıdaki deneyimler elde edilmiştir; - Mısırın ve çeltiğin yoğunlukları ve akışkanlıkları farklı olduğundan aynı makine kurutulamamaktadır, - Prototipi yapılan makinelerde pervane duruş açıları değiştirilebilir. Bu değiştirilebilir pervane açısı hava debisi ve basıncını ayarlamayı sağlamıştır. - Mısır ve çeltik makineleri yaklaşık olarak 140.000 Euro ya ithal edilmekte biz ise aynı işi yapabilecek makineyi 50.000 Euro ya piyasaya sunulabilmektedir. - İthal makinelerin çalışma sistemi bizim tasarladığımız makinelerin tamamen tersidir. Biz ısıttığımız havayı atıyoruz. O makineler ise ısıttığı havayı emiyor. O makineler fanın emiş gücünü kullanıyor, biz ise fanın basınç gücünü kullanıyoruz. Arada harcanan enerji olarak yaklaşık %35 fark vardır. Bu nedenle kurutmada geliştirdiğimiz makineler %35 daha az enerji harcamaktadır. - Çeltik ve mısır kurutma makineleri birbirine yakın ama fonksiyon olarak birbirinden çok farklı makinelerdir. - Çeltik ve mısır prototiplerinin alt bölümü aynı fakat üst bölümleri tamamen farklıdır. - Dozajlama kelebeği sayesinde homojen bir kurutma sağlanıyor. Aksi takdirde yaş ve kuru ürün birbiri içerisinden geçerken homojen ilerleyememektedir. - Makineden çıkan sıcak hava atılmamakta, sisteme geri kazandırılarak enerji tasarrufu sağlanmaktadır. - Hasat zamanını hava koşularından dolayı tam olarak belirlemek mümkün olmamaktadır. Fakat hasat nemine gelmeden ürünü hasat etmemiz gerekebilir. Bu durumda ürüne hasat nemine gelene kadar farklı davranmamız gerekir. Bu yüzden debisi ve basıncı ile ilerleme hızı hassas bir şekilde kontrol edilebilen bir makineye ihtiyaç vardır. - Tüm makinelerin tasarımında en önemli belirleyici kriterlerimiz ürünleri iyi tanımamızdır. 4. REFERANSLAR [1] Çelik Kardeşler Tic. San. Ltd. Şti - TÜBİTAK-TEYDEB 3060413 numaralı Sanayi Ar-Ge Projesi [2] www.tpe.gov.tr (Türk Patent Enstitüsü web sitesi) [3] www.adakurutma.com.tr ÖZGEÇMİŞLER Prof. Dr. Ahmet OĞUR: 1958 yılında Sakarya' da doğdu. İlk, orta ve lise öğrenimini Sakarya'da tamamladıktan sonra 1979 yılında Sakarya D.M.M Akademisi, Makine Mühendisliği Bölümü nü bitirdi. Makine Mühendisleri Odası nın 44685 sicil numaralı üyesidir. 1982 yılında İ.T.Ü. Fen Bilimleri Enstitüsü nde yüksek lisansını, 1987 yılında ise doktorasını bitirdi. 1982 yılında İ.T.Ü. Makine Fakültesi' ne Araştırma Görevlisi olarak atandı. 1987 yılında Yardımcı Doçent Doktor, 1989 yılında Doçent, 1996 yılında Profesör unvanını aldı. SAÜ Müh. Fak. Mak. Müh. Böl. Konstr. ve İmalat A.B.D. Başkanlığı (1992-1998), SAÜ Müh. Fak. Mak. Müh. Böl. Başkanlığı (1994-1996), SAÜ. Akyazı M.Y.O Müdürlüğü (1996-1998), SAÜ Müh. Fak. Mak. Müh. Böl. Mak. Mal. ve İmalat A.B.D Başkanlığı (1998- devam ediyor), SAÜ KATAMER (Kaynak Tekn. Araştırma, Uygulama ve Muayene Merkezi) Müdürlüğü (1998-2007), SAÜ Teknik Eğitim Fak. Dekanlığı (2000-2004), Sakarya Ünv.
449 Fen Bilimleri Enstitüsü Müdürlüğü (2004-2007) gibi idari görevlerde bulundu. Birçok firmada danışmanlık yapmaktadır. Evli ve 3 çocuk babasıdır. Prof. Dr. Serdar ÖZTEKİN: 1960 yılında Adana da doğdu. İlk, orta ve lise öğrenimini Adana da tamamladı. Lisans ve Yüksek Lisans eğitimini Çukurova Üniversitesi Ziraat Fakültesi nde tamamladıktan sonra 1982 yılında Ziraat Yüksek Mühendisi olarak mezun oldu. Mezuniyeti takiben Tarım Bakanlığına bağlı Söke-Aydın Tarımsal Mekanizasyon Eğitim Merkezi nde bir yıl süre ile hizmet öncesi eğitim gördü ve daha sonra aynı bakanlığa ait Ankara Tarımsal Mekanizasyon Deney ve Test Enstitüsü nde görevlendirildi. 1985 yılında Çukurova Üniversitesi Ziraat Fakültesi Tarımsal Mekanizasyon Bölümü ne geçti. Daha sonra 1987 yılında doktora çalışmasını yapmak üzere Almanya da Hohenheim Üniversitesi ne gitti. 1990 yılında doktorasını tamamladıktan sonra tekrar Çukurova Üniversitesi ne döndü, 1991 yılında Yardımcı Doçent, 1994 yılında da Doçent unvanını aldı, 1999 yılında Profesörlüğe atandı. Profesör temsilcisi olarak 2007-2009 yılları arasında Ç.Ü. Ziraat Fakültesi Fakülte ve Yönetim Kurulu Üyesi ve 2007 yılında Araştırma Uygulama Çiftliği Müdürlüğü görevlerini yürütmüştür. 20 si hakemli olmak üzere 110 yayını mevcuttur. Tarım ürünlerinin kurutulması konusunda çalışmaktadır. TMMOB Ziraat Mühendisleri Odası üyesidir. Evli ve iki çocuk babasıdır. Öğr. Gör. Çetin KARAKAYA: 1978 yılında Gebze' de doğdu. İlk, orta ve meslek lisesi öğrenimini Gebze' de tamamladı. Gebze' de bulunan birçok işletmede çalıştı. Lisans öğrenimini 3,5 yılda iyi derece ile tamamlayarak, 2002 yılında Sakarya Üniversitesi Makine Mühendisliği Bölümü nden mezun oldu. Aynı yıl SAÜ Makine Mühendisliği Bölümü nde Araştırma Görevlisi olarak göreve başladı. 2005 yılında Sakarya Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü nde Kaynak bilim dalında yüksek lisans öğrenimini tamamladı. 2009 yılı başında Karasu MYO Makine Programında Öğretim Görevlisi olarak göreve başladı. Halen aynı üniversitede Sanayi Bakanlığı tarafından desteklenen Yüksek Basınca Dayanıklı Kompozit Hidrojen Tankı İmalatı adlı Santez Ar-Ge Projesi kapsamında doktora çalışmalarına devam etmektedir. Sakarya ve İstanbul da bulunan birçok firmada Ar-Ge danışmanlığı yapmaktadır. Evli ve iki çocuk babasıdır. Makine Mühendisleri Odası nın 56103 sicil numaralı üyesidir. Dilaver BOZKURT: 1957 yılında Adapazarı nda doğmuştur. İlk, orta ve Meslek Lisesi öğrenimini 1975 yılında Adapazarı nda tamamlamıştır. 1977-2000 yılları arasında Arçelik te elektrik teknisyeni olarak görev yapmıştır. Daha sonra 2000 yılında şirket ortağı olarak kurutma makinesi imalatına başlamıştır. Buradaki ar-ge ve yenilik çalışmalarında önemli rol oynamıştır. Proje yürütücüsü olarak 2 adet KOSGEB Ar-Ge, 3 adet TÜBİTAK-TEYDEB projesi tamamlamıştır. Bunun dışında birçok makine geliştirmiş ve bu kurutma makinelerini Türk çiftçisinin hizmetine sunmuştur. Şirkette yurtdışı makine kurulumu ve teknik destek ile imalat sorumlusu olarak görev almaktadır. Tarım ürünlerinin tüm davranışlarını incelemiştir. Kurutma makinelerinin tasarım ve imalatında bu önemli kriteri göz önünde bulundurmaktadır. Evli ve 2 çocuk babasıdır. Turgay ÇELİK: 1961 yılında Adapazarı nda doğmuştur. İlk, orta ve ticaret lisesi öğrenimlerini Adapazarı nda 1980 yılında tamamlamıştır. Uzun yıllar tarım sektöründe tüccarlık yapmıştır. Baba mesleği olan zahireciliği geliştirerek 90 lı yılların sonuna doğru kurutma makineleri imal etmeye başlamıştır. Tarım ürünlerinin kurutulması ile ilgili makineleri tamamen yerli imkânlar ile yaparak ülkemizin hizmetine sunmuştur. Tarım ürünlerini kurutup ticaretini yapan bir hizmet işletmesi iken bugün yaklaşık 10 ülkeye makine ihracatı yapan bir konuma yükselmiştir. Bu ivmeli yükselişin temelinde ar-ge ve yeniliğe verdiği önem yatmaktadır. 2 adet KOSGEB Ar-Ge projesi 3 adet TÜBİTAK-TEYDEB projesi tamamlamış ve geliştirdiği yeni makineleri de özellikle yurtdışı pazarlarına sunmuştur. Makinelerdeki geliştirme çalışmaları ile ilgili birçok patent almıştır. Kurutma makineleri ile ilgili Sanayi Bakanlığı ndan Satış Sonrası Hizmet Yeterlilik Belgesi, Garanti Belgesi, TSE den TSEK Belgesi, Hizmet Yeri Yeterlilik Belgesi almıştır. ISO 9001 kalite yönetim sistemi belgesine sahip işletmesinde Ar-Ge ve yenilik çalışmalarına ve seri makine imalatına devam etmektedir. Evli ve 2 çocuk babasıdır.
450