Sektörümüzde enerji tasarrufuna ve ayakizinin azaltılmasına yönelik ihtiyaç giderek şiddetleniyor. BM Gıda ve Tarım Örgütü ise her yıl gıda ürünlerinin üçte birinden fazlasının çöpe gittiğini belirtiyor.  Depolanan tahılın gerektiği gibi muhafaza edilmesi, giderek artan global talebin karşılanmasında kritik öneme sahip. Tahıl depolama süreciyle ilgili değerlendirmelere göre, bu süreçte verilen fire ılıman iklimlerde %1 ila %5 iken, sıcak iklimlerde %10’u buluyor.

Nüfustaki artış gıdaya olan talebi yükseltirken değişen iklim şartları da dünya genelinde tarımsal verimliliği etkiliyor. Tahıl üretimi son birkaç yıla kadar kullanım oranı ile kıyaslandığında her zaman yüksekti. Ancak bu trend değişti ve neredeyse eşitlendi. Grafik 1’de görülebileceği üzere stok düzeyi trendinin düz bir çizgi oluşturmaya başlaması toptan tahıl fiyatlarının artmaya devam edebileceğini gösteriyor. Son olarak, alerjen ve depolama şartları ve uygulamaları arasındaki korelasyon da araştırılıyor.

Tahılda fire oranının iklimlendirme işlemi ile azaltılmasının ve havalandırma sistemlerinin iyileştirilmesinin mümkün olduğu düşünüldüğünde, sürdürülebilir depolama ve havalandırmanın avantajları konusundaki eğitim faaliyetlerinin dünya genelindeki gıda sorunları ve gelecek nesiller üzerindeki etkisi daha iyi anlaşılabilir.

Her bir tahıl sisteminin kendine özel zorlukları ve faktörlerinin dikkate alınması kaçınılmazdır. Bir proje için doğru havalandırma sistemini sağlamak adına, hava akışı gereksinimleri ve sistemin boyutu gibi birçok faktör göz önünde bulundurulmalıdır.

HAVALANDIRMA SİSTEMİNİN DOĞASI 

Herhangi bir tahılı bir süreliğine belirli bir ortamda depolama ihtiyacı her zaman söz konusudur. Bunun için güvenli depolama taslakları oluşturulur. Aşağıdaki taslakta tahıl (burada buğday) ve güvenli depolama süresini içindeki sıcaklık ve nem oranı ile karşılaştırabiliriz. Bu sayede, depolama sırasında taneleri çevreleyen ortamda belirli bir sıcaklık ve nem oranına ihtiyaç olduğunu biliriz.

Kısaca anlatmak gerekirse, havalandırma nem oranının silonun belirli yerlerde yoğunlaşmasına yol açan doğal taşımayı engeller ve bu davranışın nasıl yansıtıldığını görmek enteresan olabilir.

Daha sıcak bölgelerde nem genellikle orta alt bölmeye doğru taşınır ve orta kuyu tıkanır. Soğuk bölgelerde ise nem yığının üstünde toplanarak tortu ve çimlenmeye neden olur. 

Tahılların higroskopik yapısı

Tanelerde belirli bir sıcaklık ve nem oranını elde edebilmek için tahılın higroskopik bir ürün olduğu dikkate alınmalıdır. Yani taneler bulunduğu bölgede havada bulunan nemi çekebilir ya da içindeki nemi havaya bırakabilir. Odun, gübre ve hatta şeker higroskopik ürünlere örnek verilebilir. Bu sayede, günümüz teknolojisi ve bilgi birikimi ile tahılın yalnızca sıcaklığını değil nem oranını da kontrol edebiliriz. Bunun için EMC (denge nem içeriği) çizelgeleri çıkarılmaktadır. AGI laboratuvarlarında her türlü tahıl için bu rapor hazırlanabilmektedir.

Dahili ortam

Öncelikle, depoların dahili ortamında; tahıl, hava ve su buharı, sıcaklık ve nem ile böcekler ve akarların bulunduğunu bilmeliyiz. Bu faktörlerin her biri diğeriyle bağlantılıdır. 

Güvenilir depolama şartlarını elde etmek için ürünü belirli bir sıcaklığın altında ve belirli bir nem aralığında tutmamız gerekir. Böcek ömrü daha çok sıcaklıktan, küf ise nemden etkilendiği için birçok faktörün bir arada değerlendirilmesi önemlidir.

Tahıl higroskopik olduğu için taneleri çevreleyen havadaki sıcaklık ve bağıl nem oranı ile oynayarak uygun sıcaklık nem içeriğini sağlayabiliriz. Bunun için EMC çizelgesinden yararlanabiliriz.

Örnek olarak, buğdaydaki nem içeriğini %12’nin altında tutmak için tabloda belirtilen beyaz bölgelerdeki şartlara sahip havanın sağlanması gerekir. Kırmızı bölgedeki şartları taşıyan hava verildiğinde ise nem oranı artacaktır. Bu noktada belirtilen şartların garanti edilmesi için depolama şartlarını ve vermemiz gereken havanın kalitesini biliyoruz.

Harici ortam

İhtiyaç duyulan hava atmosferde zaten mevcut olabilir. Ilıman iklimlerde durum genellikle böyledir ve bu bölgelerde havalandırma sistemi genel bir kural olarak 6 ila 8 m3/h/ton için tasarlanmış olmalıdır.

Daha sıcak bölgeler için durum farklıdır. Temiz havanın kullanılma süresi kısıtlı olduğu için soğutma süresinden maksimum düzeyde yararlanmak adına havalandırma sisteminin kapasitesi iki katına çıkarılmalıdır. Ya da ekvatora yakın olan bölgelerde dış ortamın havası hiç kullanılamayabilir. Bu durumda yapay olarak soğutulmuş havanın kullanılması düşünülebilir.

Havalandırma sistemine genel bakış

Tahıl iklimlendirmede en yaygın teknoloji havalandırma sistemidir. Tahıl yığınının altında dolaşan havayı salan bir zemine bağlı bir geçiş sistemine hava üfleyen bir fan ve içerideki havayı da atmosfere salmak üzere çatıda hava tahliye delikleri ya da fanlar bulunur. Bunun yanında, mevcut şartları ve tahıl yığınına yönelik havalandırma işleminin sonuçlarını kaydeden bir takip sistemi yer alır.

Gerekli olan hava miktarına ve tahılın türüne göre yığının içine gönderilmesi uygun olan hava akışının statik basıncını ampirik bir formülasyonla belirlemek mümkündür. Bu statik basınç, zeminde uygulanan teknolojiden de etkilenir. Tüm zemini kaplayan bir sistem, yalnızca hava akışının her yere aynı şekilde uygulanması açısından değil, güç kaybını önlemek için de kanal sistemine göre kesinlikle daha verimlidir. Çünkü güç kayıpları bir hız fonksiyonudur ve tüm zemini kaplayan sistemlerde bu fonksiyon hendek sistemlerine göre daha düşüktür. Hendek sisteminin etkinliğini artırmak için daha geniş ya da derin dağıtım kanalları ile ölçümler yapılabilir.

Aynı şey geçiş unsurları için de geçerlidir. Bu, önemsiz bir unsur gibi görünebilir ancak gerektiği gibi tasarlanmazsa tüm sistemin etkinliğini azaltan bir darboğaza dönüşebilir. Havalandırma sistemi için uygun bir tasarım, tahıl kalitesinde elverişli sonuçlar elde etmek için hayati önem taşır.

Uygun depolama süresi 

Gereken havalandırma sık sık yapıldığında, depo içi ve dışındaki ortam sıcaklığı ve nem oranı iyi bilindiğinde, uygun depolama süresi tespit edilmelidir.

Tahılın sıcaklık ve nem değerlerine göre ne kadar süreyle güvenli şekilde depolanacağını gösteren tablolar mevcuttur. “Güvenli” ifadesiyle, belirli tahılın iyi şekilde muhafaza edilebildiği şartlar kastedilir. Bu sürenin aşılması durumunda, böceklenme ve küflenme ile bozulma ve çimlenme gibi sorunların ortaya çıkma riski giderek artar.

Örneğin, %16 neme sahip tahılın 20° sıcaklıkta güvenli depolama süresi 40 ila 120 gündür. Ancak sıcaklık 15° ve nem oranı %14 olursa, güvenli depolama süresi iki katını bile aşar.

Havalandırma işlemini ne zaman yapmak gerekir?

Depolama yönetiminin belki de en karmaşık görevlerinden biri havalandırmadır. Çünkü bu süreçte tam olarak doğru ya da yanlış bir yöntem yoktur. Doğru yöntem; coğrafi alan, ortam şartları ve bunların yıl içindeki değişimi, tahılın türü, havalandırma sisteminin türü ve kapasitesi, beklenen depolama süresi gibi çok çeşitli değişkenlere bağlı olarak belirlenmelidir. 

Bundan dolayı, tahıl havalandırma yönteminin belirlenmesi için ilgili alan üzerinden uzmanlaşmış profesyonellere danışılması önerilir. Ancak çelik silo piyasasında en çok kullanılan havalandırma yöntemlerini şu şekilde sıralayabiliriz:

1) Temel kural: Ortam sıcaklığı, tahıl sıcaklığından en az 10 °C düşükse havalandırın.

2) Dış ortam sıcaklığı ve bağıl nem oranı ortalama değerlere yakın olduğu saatlerde havalandırın.

 3) Tahılın korunması için hedeflenen bir nem içeriği belirleyin ve EMC tablolarından yararlanarak dış ortamdaki şartların havalandırma için ne zaman müsait olduğunu kontrol edin.

4) Ilıman iklimlerde ortam sıcaklığındaki mevsimsel değişikliklerini takip ederken tahılın ısı iletim katsayısının göz önünde bulundurarak depolama operasyonlarını böcek aktivitesini sınırlandıracak (hatta öldürecek ya da durduracak) şekilde planlamak mümkündür. Bu, soğutucularla birlikte genellikle kullanılan bir yöntemdir. 

Tahılın kötü yönetilmesi durumunda depoda tespit edilen bazı işaretler vardır:

1) Tahıl yığını içinde yalnızca bazı sensörlerde yüksek sıcaklık ölçümleri (“Hotspot”) genellikle böcek istilasının en açık işaretlerinden biridir.

2) Gelen ürün miktarı depoya konulduktan sonra teslim edildiğinde ağırlıkta önemli bir değişiklik (azalma) böcek aktivitesini gösterir.

3) Yüklemenin ardından ürünün duvar plakalarına yapışması genellikle tahıl yığınındaki nem taşınmasını, çatıda nem kondansasyonu ya da tahıl içinde aşırı nem bulunduğunu gösterir.

GELECEK VİZYONU & SON PİYASA TRENDLERİ

Çatıdan doğal havalandırma 

Silonun çatısında her zaman yukarıdan aşağıya doğru sıcaklık eğimi söz konusudur. Çünkü sıcak ve nemli hava doğal olarak yukarıda yoğunlaşır. Çatının tepesinde ve saçak çevresinde boşluk bırakarak sıcak havanın atmosfere salınması ve taze havanın saçaktan alınması mümkündür. Bu doğal havalandırma yöntemi, çatıda terlemeyi engeller. Bunun yanında, çatıda bir aspiratör ile enerji tüketimi azaltılabilir.

Havalandırma sistemi çalıştırıldığında, doğal hava akışı içeriye üflenen havanın tepedeki ve saçaklardaki boşluklardan kaçmasını engeller. Sıcaklık eğilimi yeniden söz konusu olduğunda bu düzenek yeniden çalışmaya başlar.

Takip sistemleri

Basit sistemler yalnızca tahıl yığınının sıcaklığını takip eder ve sıcaklığın arttığı “hotspot” noktalarını tam olarak tespit etmek için gereken sayıda sensör ve bunların en iyi şekilde dağıtılması konusunda sıkıntılar çıkarabilir. Hotspot’lar böceklerin ürünü aktif şekilde bozduğu noktalardır.

Tahıl silolarının takip sistemlerinde kaydedilen son gelişmeler kapsamında sıcaklık kablolarının yanında nem ve CO2 kabloları da kullanılmaktadır. Böylece, CO2 konsantrasyonu ve bağıl varyasyonları ölçülerek böcek aktivitesini daha isabetli bir şekilde tespit etmek mümkün.

Bir hava istasyonu kurarak ve bilgisayar teknolojilerinden yararlanarak tam otomatik bir sistem de kurulabilir. Bu sistem, dışarıdaki hava şartları ihtiyaçlara uygun olduğunda insan müdahalesi olmadan harekete geçebilir. Bu sayede işletme maliyetleri de düşürülebilir.

AGI uzaktan kontrol ve alarm için bulut bazlı olarak çalışan çeşitli güvenlik ve sıcaklık ölçümü sistemleri sunmaktadır.

Diğer sistemler ve uygulamalar

•Tahıl merdivenleri ve/veya yayıcıları kullanmak tanelerin kırılma oranını büyük ölçüde düşürür ve tahıl yığını içinde granülometrik dağılıma yardımcı olur. Bu da hava akışının tahıl yığını içinde daha homojen bir şekilde  olmasını sağlar.

•Aşırı sıcak bölgelerde çift kabuklu ya da boyanmış silo duvarları termal izolasyonu artırır ve soğutucu ile birlikte kullanıldığında çok etkili olur.

•Silodaki yığının alt bölgesindeki ürünlerin alınarak yığının üzerine konulması da önemli bir operasyondur. Bu uygulamada, merkezi tahliye çıkışı üzerindeki tahıllar boşaltılır. Ürünün yalnızca %10-15’i boşaltılmalı ve yığının üzerine yeniden konmalıdır. Bu sayede alt katmanlar daha iyi havalandırılır ve merkezi çıkıştaki boşaltma sorunları da azaltılmış olur.

•Bazı durumlarda tahıl sirkülasyonu tahıl sıcaklığını 1-2°C düşürerek bazı yerel bölgelerde çoğalan böceklerin tüm ürüne yayılmasını önler.

BASİT BİR ALIŞTIRMA VE İLGİNÇ BİR SONUÇ

5.500 ton buğday kapasiteli bir tahıl silosunun şartlarının şu şekilde olduğunu farz edelim:

7000 m3 Toplam hacim

5500 MTon Buğday depolama kapasitesi

200 €/Ton Güncel buğday fiyatı (varsayımsal)

İnşaat ve montaj maliyetleri de hesaba katıldığında toplam yatırım maliyeti 200.000 - 250.000 Euro olsun. Bu, yatırım anında tek seferlik maliyettir. Buğday fiyatı 200 Euro/ton olursa siloda her yıl 1,1 milyon Euro değerinde buğday depolanır.Şimdi de fireleri yılda %1 oranında engellemek için sistem ve teknolojilere ekstra yatırım yapıldığını düşünelim.

Firenin %1 azaltılması / yıl

1,1 M€ * %1 = 11.000 €

Yatırımın 25 yıllık olduğunu farz edersek; Toplam yatırımın şimdiki net değeri (NPV) ≈ 150.000 € olacaktır.

Sonuç olarak, yatırımın 25 yıllık olduğunu düşündüğümüzde bu sistemlerin sağlayacağı fayda neredeyse ilk yatırım sermayesine eşit olacaktır.