Elma Sınıflandırmada Enerji Bilançosu Yusuf DĠLAY 1, Adem ÖZKAN 1, Cevat AYDIN 2 1 Karamanoğlu Mehmetbey Üniversitesi Meslek Yüksekokulu, Karaman 2 Selçuk Üniversitesi Ziraat Fakültesi Tarım Makineleri Bölümü, Konya ydilay@kmu.edu.tr Özet: Bu çalıģmada Karaman ili elma (Malus Communis L.) üretiminde enerji bilançosunun belirlenmesi amaçlanmıģtır. ÇalıĢmada Karaman ilinde bulunan meyve sınıflandırma iģletmesi ele alınmıģtır. Bu iģletmede bulunan sınıflandırma makinesi ile 1 kg elmanın sınıflandırılması için gerekli enerji değeri 9,68 Wh kg -1 olarak bulunmuģtur. Anahtar kelimeler: Elma Sınıflandırma, Sınıflandırma Maliyeti, Karaman. Energy Analysis of Apple Classification Abstract: In this study, Karaman apple (Malus communis L.) production was aimed at determining the energy balance. Study in the province of Karaman is considered the fruit business categories. The classification of these machines in operation with the necessary energy for 1 kg of apples for the classification of the 9,68 Wh kg -1 was found. Keywords: Apple Classification, Cost of Classification, Karaman. GĠRĠġ Türkiye 2008 yılı verilerine göre 2 504 494 ton elma üretimiyle dünya sıralamasında dördüncü sırada yer almaktadır (Anonim, 2010). Karaman ili, 2008 yılı verileri dikkate alındığında, 372 919 ton elma üretimiyle Türkiye de Isparta ilinden sonra ikinci sırada bulunmaktadır (Anonim 2010-a). Buna rağmen ülkemiz elma üretiminin ancak %0,9 unu ihraç edebilmektedir (Yıkar, 2003). Dünya elma ihracatında, üretimde dördüncü olmasına karģın, FAO nun 2008 yılı verilerine göre en fazla elma ihraç eden ülkeler sıralamasında ilk 20 ülke arasında yer alamamıģtır (Anonim, 2010). Bunun iki temel sebebi vardır. Birincisi yeni elma türlerinin geliģtirilmemesi, ikincisi dıģ satıģ için ideal sınıflandırma ve ambalajlama teknolojisinin geliģtirilmemiģ olmasıdır. Dünyada elma çeģitlerinin sayısı 6500 den fazla iken, Türkiye de ise bu sayı 460 ı bulmaktadır (Yıkar, 2003). Tarımın ülke ekonomisine katkısı, artan ülke nüfuslarına paralel olarak iç ve dıģ pazar ihtiyaçlarının karģılanması ile tartıģılmaz hale gelmiģtir. Dünyada 20. yüzyılın ikinci yarısında yaģanan hızlı sanayileģme ve nüfus artıģı önemli çevre sorunlarını da beraberinde getirmiģtir. Çözüm olarak getirilen yeni tarım alanlarının oluģturulması, kimyasal madde kullanımı gibi faktörler insan sağlığını tehdit eder duruma gelmiģtir. Dolayısıyla artık tarımda uygulanan teknikler sadece üretim miktarında sağladıkları artıģla değerlendirilmemekte, çevreye, insan ve hayvan sağlığına etkileri ile birlikte irdelenmektedir. Bu da üretilen üründe kaliteyi ve seçiciliği ön plana çıkarmaktadır. Karaman bölgesi, iklim ve toprak verimliliği bakımından tarım sektöründe önemli bir yere sahiptir. Bölge ekonomisini ayakta tutan meyvecilik ve sebzecilik sektörü geliģen teknoloji ile birlikte kendini günden güne yenilemekte, hem üretim hem de pazarlama açısından Avrupa pazarında kendine büyük bir pay çıkarmaktadır. Pazardaki payın arttırılmasının sadece üretimdeki kalite ile değil, sınıflandırma ve sınıflandırılarak yapılan paketleme ile mümkün olacağı bilinmektedir. Bu sebeple üretimdeki artıģın yanı sıra ambalajlama sektörü de kendini yenilemekte, iģ gücünün yerini makinelerin aldığı, daha objektif koģulların oluģturulduğu bir sanayileģme gerçekleģmektedir. Ancak gelinen bu noktada çözüm bekleyen birçok problemin de bulunduğu görülmektedir. Örneğin; meyve ve sebzelerin sınıflandırma iģleminde halen daha halledilemeyen problemler mevcuttur. Bunlardan biri türlerine göre 376
farklı Ģekil ve ölçü parametreleri içeren elma türlerinin en küçük hata oranı ile sınıflandırmaktır. TS 100 e göre sofralık elmalar; Ekstra, 1. Sınıf ve 2. Sınıf olmak üzere üç kalite sınıfına ayrılır. Bu kalite sınıflandırması ve onun sonucu olan TS 100, Türk Standartları Enstitüsü nün Ziraat Hazırlık Grubu nca hazırlanmıģ ve TSE Teknik Kurulu nun 19 Nisan 1983 tarihli toplantısında kabul edilerek yayımına karar verilmiģtir. Bu tarihte ülkemiz elma yetiģtiriciliği, yetiģtirilen elma cinsleri ve tarımda teknoloji kullanım düzeyi dikkate alındığında günün koģullarına cevap verecek nitelikte olsa bile bu günün elma çeģitliliği ve cinslere bağlı sınıflandırma büyüklükleri karģılaģtırma yapıldığında sınıflandırma ölçeğinin yetersiz kalacağı belirgindir. Ekstra sınıfa giren elmaların 60-65 mm çapında, üstün kalitede ve özürsüz olmaları istenmekte, ayrıca bunlarda Ģekil, renk ve olgunluk bakımından bir örneklik aranmaktadır. Bu sınıfta 1. sınıftan geçmiģ elmalara % 5 oranında tolerans tanınmıģtır. 1. sınıfa giren elmaların da belli bir ölçüde özürsüz olmaları koģulu aranır. Bu sınıfa giren elmaların çapları 55-60 mm olmalıdır. Bu sınıfa giren 2. sınıftan geçmiģ elmalara % 10 oranında tolerans tanınmıģtır. 2. sınıfa giren elmaların çapları 50-55 mm civarında olmalıdır. Ezik ve yaralı meyveler hariç olmak kaydı ile sayı veya ağırlık yönünden % 10 oranında bu sınıfın koģullarına uymayan meyveye tolerans tanınmıģtır (Anonim,2007). Ülkemizde elma sınıflandırma uygulamaları, önce tamamen insan gücüne dayalı sınıflandırma ile yapılmıģ, daha sonraları basit mekanik ebatlı sınıflandırma uygulamaları geliģtirilerek sadece insan gücüne oranla zamandan ve isçilikten üç kat tasarruf edildiği görülmüģtür. Yalnızca insan gücünün kullanıldığı çalıģmalarda verim 8-10 ton/gün iken mekanik uyarılı uygulamalarda aynı insan gücü kullanılarak 30-35 ton/gün sınıflandırma uygulaması gerçekleģtirmek mümkün kılınmıģtır. Bu çalıģmada, elma sınıflandırma tesislerinde sınıflandırılan (boylanan) elmanın enerji bilançosunun çıkarılması amaçlanmıģtır. MATERYAL VE YÖNTEM Karaman ilinde bulunan 4 t h -1 kapasiteli elma sınıflandırma makinesi materyal olarak seçilmiģtir. ĠĢletme 1020 m 2 kapalı alana sahiptir. ĠĢletme ekim ayında faaliyete baģlayıp, mart ayı sonuna kadar 6 ay süreyle günde 6 saat çalıģmaktadır. ĠĢletmede 18 bayan ve 6 erkek iģçi çalıģmaktadır. Erkek iģçiler kasaların taģınmasında ve forkliftin kullanılmasında çalıģmaktadırlar. Bayan iģçiler ise paketleme ünitesinde çalıģmaktadırlar. Bu iģletmede elma sınıflandırması yapılırken elmanın fiziksel özellikleri dikkate alınmaktadır. nin olgunluğu ya da zedelenmiģ olması makine tarafından tespit edilememektedir. Renk skalası ile de sınıflandırma yapabilen makinenin görüntü iģleme kısmı kullanılmamaktadır. Ancak renk tonuna göre sınıflandırma da yapabilmektedir. Elmanın yıkama havuzuna dökülmeden suya kasalarla bırakılması zedelenmeyi en aza indirmektedir. Yıkama havuzunda yıkanan elmalar havuzun içerisinden götürücü ile yükseltilmektedir. ĠĢletmede kullanılan sistem yurt dıģından ithal edilmiģtir. ĠĢletmenin Ģematik resmi ġekil 1 de verilmiģtir. ĠĢletmede kullanılan elektriksel güç tüketicilerin güçleri etiket değerlerinden alınmıģtır. ĠĢletmede kullanılan elektriksel güç tüketicilerinin adedi ve güç değerleri Çizelge 1 de verilmiģtir. Çizelge 1. Sınıflandırma Sisteminde Kullanılan Elektriksel Güç Tüketicileri. Kullanım Elektriksel Gücü Toplam Adedi Yeri Tüketici (kw) Güç (kw) Elektrik Motoru 9 0,74 6,66 TaĢıma Bandı Elektrik Motoru 2 0,25 0, 50 Elektrik Motoru 2 0,74 1,48 Florasan Lamba 2 0,018 0,036 Boyutlandırma Elektrik Motoru 1 1 1 Florasan Lamba 1 0,036 0,036 Elektrik Motoru 1 1,5 1,5 Kurutma Vantilatör 7 0,74 5,18 Florasan Lamba 4 0,036 0,144 Mumlama Elektrik Motoru 1 0,89 0,89 Fırçalama Elektrik Motoru 1 0,74 0,74 Temizleme Elektrik Motoru 1 0,74 0,74 Ön Kurutma Aspiratör 8 0,200 1,6 Fırçalama Elektrik Motoru 1 1,1 1,1 Tırmanma Elektrik Motoru 1 0,37 0,37 Bandı Elektrik Motoru 1 0,55 0,55 Yıkama Su Pompası 1 1,5 1,5 Havuzu Su Pompası 1 2 2 Kasa Daldırma Elektrik Motoru 1 0,74 0,74 Kapalı Alan Aydınlatması Florasan Lamba 12 0,036 0,432 TOPLAM 27,198 377
ġekil 1. Sınıflandırma Makinesinin ġematik Resmi Sınıflandırma makinesinde yıkama havuzunda (1) bulunan 2 pompa ile sürekli olarak havuzda basınçlı su sağlanmaktadır. Ayrıca ürünün temizlenmesi hasattan kalan toz ve kimyasal kalıntıları da fırçalama (2) ünitesinde sağlanmaktadır. Sınıflandırılacak ürünün kurutulmasında da büyük oranda elektrik enerjisi tüketimi olmaktadır. Bu ünitede bulunan yüksek kapasiteli fanlar (3) ile ürünün kurutulmasında doğal havadan yararlanılmaktadır. Bunun dıģında ek olarak ısıtma yapılmamaktadır. Mumlama ünitesi (4) isteğe bağlı olarak kullanılmaktadır. Genellikle ihraç edilecek ürünlerin mumlanması istenmektedir. Elmanın boyutlarının belirlendiği görüntü iģleme biriminden (5) gelen sinyaller sensörler tarafından algılanmaktadır. Farklı bantlarda (6) çok sayıda sensör kullanılmaktadır. Böylece sınıflandırılmıģ ürün farklı banta düģerek sınıflandırma yapılmaktadır (ġekil 1). ĠĢletmede elma kasalarının sınıflandırma makinesine taģınması ve sınıflandırılmıģ ürünün kamyonlara yüklenmesinde kullanılan elektrik tahrikli forklifte ait bazı teknik özellikler Çizelge 2 de verilmiģtir. Çizelge 2. ĠĢletmede Kullanılan Forkliftin Teknik Özellikleri Yük Kapasitesi 1200 kg Batarya Gerilimi 48 V Batarya Kapasitesi 500 Ah Dingil mesafesi 1250 mm Tekerlek sayısı 2X2 (Ön-Arka) Direk yüksekliği 2135 mm DıĢ dönüģ yarıçapı 1400 mm Çatalın üst uzunluğu 1035 mm Servis ağırlığı (Batarya ile) 2920 kg ĠĢletmede kullanılan forkliftin bataryası forkliftin gün boyu çalıģmasına yetecek kapasitedir. Forklift günün sonunda Ģarj edilmektedir. ÇalıĢmada sınıflandırılmamıģ kasalar içerisinden rasgele 40 kasa elma alınmıģtır. 40 kasa elmanın ağırlığı tartım sonucunda 500 kg. olarak bulunmuģtur. Kasalarda bulunan elmalar TS 100 e göre kumpas ile ölçülmüģ ve bir kasada toplanıp, tartılmıģtır. Belirlenen ölçünün dıģında kalan elmalar ise ayrı bir yerde toplanmıģ ve onlarda ayrıca tartılmıģtır. Her iki tartımdan elde edilen değerlerin birbirine oranlanması ile sınıflandırılmıģ elmanın ağırlığının tüm elmanın ağırlığına oranı (%) olarak bulunmuģtur. Kumpas ile yapılan ölçüm 16 kiģi tarafından 1 saat 23 dakikada tamamlanmıģtır. Ölçüm değerleri alınan elmalar sınıflandırma makinesinde sınıflandırmaya alınmıģtır. Sınıflandırma sonunda elmalar tekrar tartılmıģtır. Böylelikle sınıflandırma makinesinin güvenilirliği test edilmiģtir. ÇalıĢmada sınıflandırma makinesinin 1 saatlik çalıģması sonucunda elde edilen sınıflandırılmıģ elma tartılmıģ ve makinenin toplam güç değeri yardımıyla 1 kg elmanın sınıflandırılabilmesi için gerekli enerji miktarı bulunmuģtur. Sürenin belirlenmesinde Casio F- 91 W marka kronometreden yararlanılmıģtır. ağırlığı ve çapı gibi pomolojik özellikler (Karaçalı, 1990) dan yararlanılarak belirlenmiģtir. Sınıflandırma makinesinden elde edilen veriler ile kumpasla yapılan ölçüm değerleri arasındaki farkın anlamlı olup olmadığına karar vermek için değerlere khi-kare testi uygulanmıģtır (ġeniģ,1997). ARAġTIRMA SONUÇLARI VE TARTIġMA ÇalıĢmada kullanılan 500 kg elmanın kumpasla yapılan ölçümlerine ait değerler Çizelge 3 te verilmiģtir. 378
Çizelge 3. Kumpasla Ölçümü Yapılan Elmaya Ait Bazı Değerler. Çapı (mm) Adedi Ortalama Ağırlığı (g) Miktarı (kg) 55,1-60 1252 98,93 123,86 60,1-65 1487 132,72 197,36 65,1-70 1030 173,58 178,78 TOPLAM 3769 500,00 Çizelge 3 den de görüleceği gibi 500 kg elma içerisinde 60,1-65 mm çapında elmaların toplam ağırlık içerisindeki payı % 39,47 dır. Bunu sırası ile 65,1-70 mm çapındaki elmalar (% 35,75) ve 55,1-60 mm çapındaki elmalar (% 24,77) izlemiģtir. Yapılan süre ölçümünde 500 kg elmanın sınıflandırılıp 16 iģçi tarafından kasalanması için geçen süre 10 dakika olarak bulunmuģtur. 10 dakikalık zaman sonunda sınıflandırılan elmanın boyutlarına göre dağılımı Çizelge 4 de verilmiģtir. Çizelge 4. Sınıflandırma Makinesi Tarafından Sınıflandırılan Elmaya Ait Bazı Değerler. Çapı (mm) Adedi Ortalama Ağırlığı (g) Miktarı (kg) 55,1-60 987 99,82 98,52 60,1-65 1757 133,47 234,51 65,1-70 1025 162,89 166,97 TOPLAM 3769 500 Çizelge 3 ve Çizelge 4 karģılaģtırıldığında sınıflandırılmıģ elma sayısı ve miktarında fark görülmektedir. Çizelge 5 de farklı meyve çapları için sınıflandırma makinesinden beklenen ve gözlenen meyve frekansı değerleri verilmiģtir. Çizelge 5. Beklenen ve Gözlenen Frekans Değerleri. Çapı Beklenen Gözlenen Gözlenen- Beklenen (%) (mm) Adedi Adedi Farkı 55,1-60 1252 987-265 78,83 60,1-65 1487 1757 +270 84,63 65,1-70 1030 1025-5 99,51 Çizelge 5 den de beklenen ve gözlenen frekans değerleri arasında oluģan farkın istatistiksel olarak anlamlı olup olmadığına karar vermek için, verilere khi-kare testi uygulanmıģtır. Beklenen ve gözlenen frekans değerlerinin khi-kareye katkısı ve serbestlik derecesi bulunduktan sonra % 1 ve % 5 anlam düzeyine göre değerlendirildiğinde sınıflandırma makinesi ve kumpasla sınıflandırma arasında fark olduğu görülmüģtür. Sınıflandırma makinesi istatistiksel olarak en doğru sınıflandırmayı % 99,51 ile 65,1-70 mm çapları için yaparken, bunu sırası ile 60,1-65 mm çapları için % 84,63 ve 55,1-60 mm için % 78,83 oranında doğrulukla yaptığı belirlenmiģtir. ĠĢletmede elma sınıflandırmada kullanılan makinede bulunan elektriksel güç tüketicilerin (%) olarak dağılımı Çizelge 6 de verilmiģtir. Çizelge 6. Kullanım Yerine Göre Elektrik Tüketicilerinin (%) Dağılımı. Kullanım Yeri Toplam Gücü (kw) (%) TaĢıma Bandı 8,676 31,90 Boyutlandırma 1,036 3,81 Kurutma 6,824 25,09 Mumlama 0,89 3,27 Fırçalama 0,74 2,72 Temizleme - Ön Kurutma 2,34 8,60 Fırçalama 1,1 4,04 Tırmanma Bandı 0,92 3,38 Yıkama Havuzu 3,5 12,87 Kasa Daldırma 0,74 2,72 Kapalı Alan Aydınlatması 0,432 1,59 TOPLAM 27,198 100 Çizelge 6 dan da görüleceği gibi elma sınıflandırmada en fazla enerji tüketimi (% 31,90) taģıma bandında olmaktadır. Bunu sırası ile kurutma (% 25,09) ve yıkama (% 12,87) izlemiģtir. TaĢıma bandının uzun oluģu, bant malzemesinin kalınlığı ve ağırlığı bu kısımda elektrik tüketimini artırmıģtır. Çizelge 6 ve Çizelge 4 den yararlanarak 1 kg elmanın sınıflandırılması için gerekli enerji miktarı bulunmuģtur. Hesaplama yapılırken sınıflandırma makinesinin tüm elektrik tüketicileri ile forkliftin Ģarj edilmesi için gerekli enerji değeri de dikkate alınmıģtır. Hesaplama sonucunda 10 dakikada 500 kg elmayı sınıflandıran makinenin enerji tüketimi 4533 W olduğu görülmüģtür. Bu değerin 500 kg elmaya bölünmesi ile 1 kg elmanın sınıflandırılması için gereken enerji değeri 9,066 Wh kg -1 olarak bulunmuģtur. Bu değere forkliftin bataryasının Ģarjı da eklendiğinde (günlük Ģarjı için 11 kw enerji kullanılmaktadır.) 1 kg elmanın sınıflandırılma enerjisi değeri 9,68 Wh kg -1 olarak bulunmuģtur. LĠTERATÜR LĠSTESĠ Anonim, 2010. Dünya Tarım Örgütü Ġstatistikleri http://faostat.fao.org/site/339/default.aspx, EriĢim:Mayıs 2010. 379
Anonim, 2010-a.Türkiye Ġstatistik Kurumu, Bitkisel Üretim Ġstatistikleri http://www.tuik.gov.tr/veribilgi.do?tb_id=45&ust_id=13 EriĢim: Mayıs 2010. Anonim,2007. TS100. Resmi Gazete DıĢ Ticarette Standardizasyon Tebliği. Tebliğ No: 2007/28. Karaçalı, Ġ.,1990. Bahçe Ürünlerinin Muhafazası ve Pazarlanması. Ege Üniversitesi Basımevi Ziraat Fak. Yayınları No: 494. ġeniģ,f.,1997. Ġstatistik. Anadolu Üniversitesi Yayınları No:175. Açıköğretim Fak. Yay. No:77. ISBN:975-492- 107-5. Yıkar,E.,2003. Elma. Tarımsal Ekonomi AraĢtırma Enstitüsü. TEAE BakıĢ. ISSN: 1303-8346. 380