Pülverizatör Deposu İlaç Karıştırma Sistemleri Ali BOLAT 1, Ali BAYAT 2, Tamer UÇAR 3 1 Doğu Akdeniz Tarımsal Araştırma Enstitüsü Müdürlüğü, Adana 2 Çukurova Üniversitesi, Ziraat Fakültesi, Tarım Makinaları Bölümü, Adana 3 Bozok Üniversitesi, Yozgat alibolat_1999@yahoo.com Özet: Tarım ilaçlarından beklenen etkinliğin sağlanması, püskürtülen ilacın önerilen dozda ve yeterli miktarda bitki yüzeyine düşürülmesine bağlıdır. Özellikle ıslanabilir toz ilaçlar ve diğer katı formülasyonlu pestisitlerin ilaçlama süresince depo içersinde iyi bir karışım ve yayılma sağlaması, püskürtme memelerinden hedefe iletilen ilaçlı sıvının tekdüzeliği bakımından oldukça önemlidir. Pülverizatör deposu içerisindeki ilaçlı sıvının uygulama boyunca hedefe aynı oranda iletilmesi depo içerisindeki karıştırıcının özelliklerine bağlıdır. Pülverizatör depolarında mekanik, pnömatik ve hidrolik karıştırma sistemleri kullanılmasına rağmen, son yıllarda hidrolik jet tipi karıştırıcılar tercih edilmektedir. Bu çalışmada pülverizatör depolarında kullanılan ilaç karıştırma sitemlerine ait çalışma prensiplerine ve karıştırmaya etkili parametrelere yer verilmiştir. Anahtar kelimeler: Pülverizatör deposu, karıştırıcılar, hidrolik jetler, pestisit Pesticide Mixing Systems in Agricultural Sprayer Tanks Absract: Providing expected efficiency of agricultural pesticide is depending on spraying them in suggested doses and enough amounts by dropping on surface of plant. Pesticide with wettable powder and solids formulations should be mixed and distributed well throughout in the tank, especially the solution prepared is very important for transmitting via nozzles to the surface of plant in term of uniformity. During application, Transmitting in same proportion and uniformly of the solution prepared inside of sprayer is depend on characteristics of mixer in the tank. Although in sprayers are used mechanic, pneumatic and hydraulic agitation system, recently it is preferred the type of hydraulic jets. In this paper we reviewed pesticide agitation system in sprayer tank, and their principles when running, and also parameters of effectiveness. Key words: Sprayer tank, agitators, hydraulic jets, pesticide Giriş Tarımsal ilaçlamada püskürtülen ilacın hedefe ulaştırılması, tarımsal savaş ekipmanlarının teknik özelliklerinin iyi bilinmesi ile sağlanmaktadır. Başarılı bir ilaç uygulaması için, uygulama periyodu süresince aynı oranda ilaç aktif karışımının hedef üzerine gönderilebilmesi gerekir (Uçar, 1999). Özellikle pülverizatörün kalibrasyonun hatasız olması ilaçlama başarısı açısından oldukça önemlidir. Bayat ve ark. (1997), pülverizatör kalibrasyonundaki hataların toplam uyguma hatası, ilaç normu hatası ve depo karıştırıcı hatasından kaynaklandığını belirtmiştir. Depo karıştırıcı hatası ilaçlama tankında etkin olmayan karıştırma ile ıslanabilir toz ilaçların ve diğer katı formülasyonlu pestisitlerin tanktaki sıvının yüzeyinde toplanmasına ya da tankın dibine tortu şeklinde çökmesine neden olmaktadır. Bu olumsuzluğun ortadan kaldırılabilmesi, pülverizatör deposunda kullanılan karıştırıcılar ile mümkündür. Karıştırıcının görevi, depodaki ilaçlı sıvı konsantrasyonunu ilaçlama süresince tekdüze olarak korumaktır. Pestisitin etkin bir biçimde karıştırılması iyi bir ilaçlama için önemli bir adımdır. Özellikle büyük depolu pülverizatörlerde uygun konsantrasyonda olmayan karışım, çok yüksek ya da çok düşük etkinliğe neden olmaktadır. İlaç uygulamaları sırasında etkin bir karıştırma sağlanamazsa ilaçlı sıvı bileşenleri deponun dibine çökmekte ya da daha az yoğunluktaki ilaçlı sıvı karışımı 265
püskürtme memelerine doğru akmaktadır. Bu da uygun olmayan bir pestisit uygulaması oluşmaktadır (Özkan ve Ackerman, 1999). Bu olumsuzluğu ortadan kaldırmak için pülverizatörlerde hidrolik, mekanik ve pnömatik olmak üzere 3 farklı tip karıştırıcı kullanılmaktadır. Ancak son yıllarda imalatçılar, pülverizatörlerde yaygın olarak hidrolik tip jet tipi karıştırıcıları tercih etmektedir. Bunun yanı sıra bazı pülverizatör depolarında, iki karıştırıcı tipinin birlikte kullanımına da rastlamak mümkündür. Hidrolik Karıştırıcılar Pülverizatör ilaç depolarındaki ilaçlı sıvı kütlesi içerisine, sirkülasyon sistemindeki basınçlı sıvıdan istenilen miktardaki kısmını sevk ederek karıştırma sağlamaktadır. Hidrolik karıştırıcılarda sirkülasyon sistemindeki basınç, regülatörlerle ayarlanmaktadır. Fazla basıncın karşılığı olan ilaçlı sıvı ise, regülatörlerden ilaç deposuna ayrı bir boru sistemi ile ya da püskürtme jeti aracılığıyla tekrar depoya iletilmektedir (Uçar, 1998). Hidrolik jetlerde etkili bir karıştırma için minimum sirkülasyon normunun bilinmesi gerekir. Hidrolik karıştırıcılarda yeterli karışım için sağlanan gerekli minimum sirkülasyon normu ise, Eşitlik 1 de verilen formülle hesaplanabilmektedir (Doğuş ve ark, 1984). V. F Qm 0,282 0,56 P Burada; Qm : Minimum sirkülasyon normu (l/min), V : İlaç deposu hacmi (l), P : Karıştırıcı meme basıncı (kg/cm 2 ), F : Karışım için gerekli nisbi faktör %40 yağ %60 su karışımı için F = 1 %1-2 yağlı karışım için F = 0,5 %6 yağlı karışım için F = 0,7 %10 yağlı karışım için F = 0,8 İhtiyaç duyulan sirkülasyon normu ve basıncı için gerekli hidrolik beygir gücü değeri ise, (hidrolik karıştırıcının karıştırmayı sağlayabilmesi için gerekli güç) eşitlik 2 deki verilen formülle hesaplanabilmektedir (Doğuş ve ark, 1984). Q P Q.P H ph (2) 450 : İlaç normu (l) : Meme basıncı (mss) dır. Buna göre meme basıncı arttığında, karıştırma için gerekli minimum sirkülasyon normu azalmaktadır. Bu bakımdan en iyi hidrolik karıştırma alçak basınçlarda elde edilmektedir. Ancak püskürtme pompasının kapasitesi de yeterli büyüklükte olmalıdır. Son yıllarda hidrolik karıştırıcılar pülverizatör imalatçıları tarafından oldukça yaygın olarak kullanılmaktadır. İmalatçıların hidrolik karıştırıcılarda kullandığı jet tipleri ise; Jet pompaları Boru tipi hidrolik karıştırıcılardır. (1) 266
Jet pompaları ile karıştırma, depo tabanına yakın bir noktaya (yaklaşık 25-50 mm üstüne) takılan jetlerden çıkan yüksek basınçtaki ilaçlı su sağlamaktadır (Şekil 1). Şekil 1. Jet tipi hidrolik karıştırıcı Boru tipi hidrolik karıştırıcılarda ise, depo boyunca üzerinde basınçlı hava ile ilaçlı su çıkışının sağlandığı karıştırıcılardır (Şekil 2). Bu sistemde depo şeklinin oval ya da silindirik olması, karıştırıcının deponun alt kısımlarına yatay olarak yerleştirilmesi karıştırmanın etkinliği arttıran önemli parametrelerdir (Klenin ve ark., 1986). Şekil 2. Boru tip hidrolik karıştırıcı Hidrolik tip karıştırıcılarda karıştırmanın tüm depo içerisine daha fazla yayılabilmesi amacıyla birden fazla noktaya sıvıyı dağıtan iki ve üç yönlü hidrolik jet tipleri de bulunmaktadır (Şekil 3). Şekil 3. İki ve üç yönlü hidrolik jet tipleri Bu çok yönlü jet tipleri ile, deponun farklı noktalarına doğru sağlanan türbülans etkisi ile, karıştırma etkisinin depo içerisinde daha geniş bir alana yayılabilmesine olanak vermektedir (Hofman ve Solseng 2004). Mekanik Karıştırıcılar Mekanik karıştırıcılar, ilaç depolarındaki hareketini pülverizatörden alan mekanik düzenlerdir. Bu tip karıştırıcılarda karıştırma başarısı, çeşitli şekil ve kapasitede hareketlendirilmiş mekanik düzeneklerin tip ve kapasitesine bağlı olarak değişmektedir. 267
Mekanik karıştırma düzenleri şekillerine göre; düz, petallı, kanatlı, kıvrıntılı kanatlı, birden fazla kanatlı, çapraz kanatlı, uskur tip kanatlı olabilmektedir (Şekil 4). Şekil 4. Mekanik karıştırıcılar (petallı ve kanatlı) Hatta bazı hallerde birden fazla mekanik karıştırıcı aynı depo içerisinde kullanılabilmektedir. Mekanik karıştırıcılarda, etkinlik tespiti bakımından depo içerisinde oluşturulan sirkülasyonun bilinmesi önemlidir. Bu tip karıştırıcılarında sirkülasyon emsali (Ko), hesaplamaları için, Eşitlik 3 te verilen formülden yararlanılmaktadır (Doğuş ve ark, 1984). Qr K o Qb (3) Burada; Q r Q b : hareketli kılınan ilaç miktarı (l), : ilaç depo hacmine (l) Sirkülasyon emsali; sallantılı hareketli karıştırıcılarda 1/7,5 = 0,134 düz kanatlılarda 1/6,5 = 0,154 büyük kanatlı karıştırıcılarda 1/4 = 0,250 değerindedir. Mekanik karıştırma sistemleri hareketlerine göre sallantılı hareketli (15-20 sallantı/min) ya da döner hareketli (100-180 devir/min) olabilmektedir. mekanik petallı tip karıştırıcı tipinde ise, mekanik karıştırma işlemi, depo tabanı yakınlarındaki dönen bir mil üzerine yerleştirilmiş düz bıçaklar ile yapılmaktadır (Şekil 5). Şekil 5. Petallı tip mekanik karıştırıcı 268
Bu tip karıştırma işleminde petallara bağlı dönen milin devri, 100-200 devir/min olmakta, ncak petal hızı yüksek (>150 devir/min) olması durumunda ise, bazı ilaçlı su karışımlarında gözle görülür bir köpüklenme oluşabilmektedir. (Srivastava ve ark. 1985). Bu da karışımın etkinliğini düşüren bir unsurdur. Bu nedenle son yıllarda mekanik tip karıştırıcılar pülverizatör ilaç depolarından daha çok kimya endüstrisinde yaygın olarak kullanılmaktadır. Pnömatik Karıştırıcılar Pülverizatör ilaç depolarındaki ilaçlı sıvı kütlesi içerisine memelerinden basınçlı hava sevk ederek karıştırma sağlamaktadırlar (Şekil 6). Bu tip karıştırıcılarda hava basıncı değeri, ¼ ilaç depo hacmindeki ilaçlı sıvıyı harekete geçirebilecek düzeyde olmalıdır. Şekil 6. Pnömatik karıştırma sistemi Bu tip karıştırıcılar basınçlı havanın ilaçlı sıvıda yaratacğı sirkülasyonun etkisi deponun içinde bulunan ilaçlı sıvı kütlesine deponun her bölgesine eşit bir şekilde iletilememesi nedeniyle son yıllarda üreticiler tarafından tercih edilmeyen bir karıştırıcı tipidir. Karıştırmaya Etkili Faktörler Kimyasal ilaç uygulamalarında sağlanan etkinlik düşük olduğu takdirde üreticiler genellikle bu sonucun kullandıkları ilacın etki şeklinden kaynaklandığını düşünmektedirler. Oysa ilacın bitki üzerine tekdüze uygulanması konusu önemlidir (Bayat ve ark 1997). Bu sorun bir karıştırma problemi olduğu taktirde oluşmaktadır. Karıştırma problemi, ağırlıklı olarak toz formülasyonlu ilaçlamalarda, uygun olmayan tipte veya iyi tasarlanmamış karıştırıcı kullanıldığı zaman meydana gelmektedir. Genellikle küçük pülverizatörlerde depo içinde ilacın karıştırılması ilacın bir kısmının pompa ile oluşturulan geri dönüşüm ile sağlanmakta ancak geri dönüş hattı, depo büyüklüğü arttıkça yetersiz kalmaktadır. Bu nedenle ilaç uygulaması süresince tanktaki pestisitin tekdüze dağılım göstermesini etkiyen çeşitli tipteki karıştırıcılar kullanılmaktadır. Ancak depo karıştırıcıları dışında karıştırma etkinliğini belirleyen ve karışımın tekdüzeliğini etkileyen bazı faktörler de vardır. Bu faktörler; Tank şekli, Tank boyutu, Karıştırıcı tasarımı ve yeri, Püskürtücü çalışma koşulları, Sıvı taşıyıcı sistemin özellikleri ve Pestisitin formülasyonudur (Uçar, 2000; Zeren ve Bayat, 1999). Karıştırma sistemlerinde önemli bir bileşen olan pülverizatör depoları eliptik, silindirik kare ve oval gibi değişik şekillerde imal edilmesine karşın, en yaygın kullanılanları oval ya da silindirik biçimde olanlarıdır. Bunun temel nedeni, bu tip depoların köşelerinin yuvarlatılması ve bu suretle köşe kısımlarda ilaç birikmesinin önlenmesidir. Böylece hem yapılan karıştırma 269
işine katkı sağlanmakta hem de depo temizleme işi kolay bir şekilde yapılabilmektedir. İmalatçılar tarafından yaygın olarak kullanılan hidrolik karıştırıcıların etkinliği, karıştırıcının pülverizatöre bağlanma şekli ile de oldukça ilgilidir. Bir hidrolik jetin pülverizatör deposuna tabandan 2,5-5 cm yukarıda, 7-70 cm aralıklarla ve yataya göre 30 lik eğimlerle yerleştirilmesi ile en iyi karıştırma sonuçlarını sağlanabilmektedir (Uçar,1998). Sonuç Tarımsal ilaçlamalarda son yıllarda toz formülasyonların kullanımı artmış ve ilaç süspansiyonlarının karıştırılması önem kazanmıştır. Bu nedenle ıslanabilir toz ilaçlar ve suda çözünür granüllerin sabit olarak karışım içerinde kalmalarına ihtiyaç duyulmaktadır. Özellikle yerli imalatçılar tarafından üretilen pülverizatörlere takılan hidrolik jetlerin teknik özellikleri bilinmeden kullanılmaktadır. Bu neden ile, bu jetler ile yapılan karıştırma işlemi de yetersiz seviyede kalmaktadır. Bu sorunun çözümü için, depo karıştırıcılarına ait Ar-Ge çalışmalarının arttırılması ve uygun karışım konsantrasyonlarının sağlanabileceği ekipmanların kullanılması gereklidir. Depo içerisinde daha etkili karışım sağlayacak yeni yöntemlerin ve ekipmanların kullanılması ilaç uygulamalarında, ilaçlama başarısını da arttıracaktır. Hatta üreticilerin mevcut kullandıkları pülverizatörlerin karıştırıcı hatalarının tespit edilmesi ve bunların giderilmesi, özellikle insan ve çevre sağlığı bakımından oluşacak riskin azaltılması ve ülke ekonomisine katkısı bakımından oldukça önemlidir. Literatür Listesi Bayat, A., Yarpuz., N., Soysal., 1997. Tarla Pülverizatörleri İle Yapılan İlaç Uyg. Doğruluk Düzeyinin Saptanması. Tarımsal Mek. 17. Ulusal Kong. s.537-546. TOKAT. Doğuş, R., Tunalıgil, B, Çilingir İ. 1984. Tarımsal Savaş Mekanizasyonu Ankara Üniversitesi Ziraat Fakültesi Yayınları. Yayın No. 918. Ders Kitabı.258. Hofman, V., Solseng, E., 2004. Spray Equipment and Calibration. Agr. and Biosystems Eng. North Dakota State University. Extension Service www.ag.ndsu.edu Klenın, N.I., Popov, F.I., Sakun, V.A., 1986. Agricultural Machines. A.A. Balkema/Rotterdam. Uçar.T., 1998. Simulation and experimental study of jet agitation effects on agrochemical mixing in sprayer tanks. Doktora Tezi. The Ohio State University. Uçar, T., H. E. Özkan, R. D. Fox, R. D. Brazee, R. C. Derksen, 1999. Criteria And Procedures For Evaluation of Solids Mixing İn Agricultural Sprayer Tanks. Trans. of the ASAE, 42(6), 1581-1587. Uçar, T., H. E. Özkan, R. D. Fox, R. D. Brazee, R. C. Derksen., 2000. Experimental Study of Jet Agitation Effects on Agrochemical Mixing in Sprayer Tanks. Journal of Agri. Eng. Research, 75(2), 195-207. Özkan, H.E., Ackerman, K.D., 1999. Instrumentatıon for Measuring Mixture Variabılıty. American Society of Agricultural Engineers Vol 15(1) 19-24. Srıvastava, A.K., Goerıng, E.C., Rohrback, P.R., 1985 Engineering Principles of Agri. Machines. No. 8309. Zeren,Y., Bayat, A., 1999. Tarımsal Savaş Makinaları. Çukurova Üniv. Ziraat Fak. Yayınları. No. 108. 270