Dr. eng. Tanase TANASE Tecnocereal srl

Özet: Hububat temizleme ve iklimlendirme tesisleri içerisinde çeşitli teknolojik işlemler yapılmaktadır. Bu işlemlerin temel amacı hem tahılı yabancı maddelerden ve çekirdek yüzeyine yapışmış tozdan temizlemek, hem de istenilen ürünü elde etmede daha iyi bir öğütme işlemi sağlaması için buğdayın uygun hale getirilmesidir. “Uygunluktan” kastımız; süreç dengeliliği, sürekli kaliteye sahip nihai ürün ve ekstraksiyon ve enerji tüketimi ile değerlendirilen sistemin ekonomik performansı. Bu araştırmada bütün bu işlemlerden sadece ikisi hakkında kısa bilgi sunulmaktadır. Tahıl Paçallama ve Islatma. Her iki işlem de tesisin teknolojik ve ekonomik performansı ile nihai ürünlerin sürekli kaliteyi yakalamaları üzerinde doğrudan etkiye sahiptir. Vurgulanan konular, sözü geçen operasyonların pratik amaçları doğrultusunda bu işlemleri gerçekleştiren değirmen operatörü için mevcut kaynakların incelenmesi ile gerçekleştirilmiştir.

1. GİRİŞ 1.1. Tahıl Paçallama. “Tahıl Paçallama”, elde edilen sonuçta belirli kalite parametrelerinin oluşturulduğu ve kontrollü şekilde çeşitli tahılların karışımından oluşan süreçtir. Un için gerçekleştirilen homojenleştirme işleminin aksine; paçallama, iki ya da daha fazla tahılın doğru oranlarda karıştırılması ile tahıl öğütme bölümüne geçmeden önce gerçek kalite parametrelerinin belirlendiği işlem anlamına gelmektedir.

Öğütme bölümünün sonunda sürekli yüksek kaliteye sahip ürün elde etme ihtiyacı böyle bir işlemin yapılmasını gerektirmektedir. Fırıncılar değirmencilerden kendilerine fırıncılık üretim hatlarına dayanabilecek sınırlarda, kalite parametreleri üzerinde toleransa sahip ve nihai ürünlerinin kalitesini bozmayan sürekli yüksek kalitede ham madde temin etmelerini beklemektedir. ci gibi farklı kalite parametrelerine sahip ve karıştırılması gereken “n” tahıl çeşidini incelediğimizi varsaydığımızda; beklenen kalitede una öğütülmesi ile sonuçlanacak çeşitli tahılların nasıl karıştırılacağı sorusu ortaya çıkmaktadır.

Paçallama oranları ilk olarak laboratuvarlarda belirlenmektedir. İstenilen kalite ticari işler bölümü tarafından bildirilmektedir. Önemli olan nokta ise; karıştırılmış hücre sayısının karıştırılması gereken tahıl çeşitlerinin sayısına eşit olduğunun sisteme bildirilmesi gerektiğidir. Aşağıdaki eşitlik tahıl karışımları için bir temel teşkil etmektedir:

Bu eşitlikte:

• ca, analize etki eden kalite endeksinin belirli birimlerinde açıklanmış olan öğütme işlemine hazırlanacak belirli miktarın ölçülmüş ortalama kalite endeksidir • qi, “i” çeşidine sahip buğdayın kilogram cinsinden miktarıdır • ci, qi, miktarına sahip ölçülmüş ortalama kalite endeksidir ve bu kalite endeksinin belirli birimleri ile ifade edilmektedir

1.2. Su Şartlandırması: Öğütme sürecine pek çok avantaj sağladığı için, ıslatma işlemi modern öğütme tesislerinde temel işleme dönüşmüştür. Günümüzde ıslatma sistemi olmayan bir tesis tasarımı yapılamaz. Islatma sisteminin amaçları aşağıdaki gibidir: • Buğday akışı ve homojenizasyon için sürekli bir akış halinde su dağıtma • Islatılmış buğdayın tavlanması

2. ÇALIŞMA PROSEDÜRLERİ 2.1. Tahıl Paçallama. Farklı türlerin dozajları aşağıdaki yollardan biriyle gerçekleştirilebilir. • Hacimsel dozajlama • Gravimetrik dozajlama

2.1.1. Hacimsel dozajlama, günlük depo çıkışlarındaki temizleme bölümünün teknolojik akışında bulunan hacimsel dozajlama makinelerinin kullanımını gerektirmektedir. Bu makinelerin en basit formu, değişken hızlı sürücü ünitesine sahip standart bir hava kilididir. Hacimsel kapasite/yön hakkında bilgi sahibi olmak durumundasınız. Bu cihazların özel bir formu da Hacimsel Dozajlama Makinesidir. Bu makineler temel olarak her birinde özel hacimsel kapasite/devir bulunan genellikle 5 ya 6 adet gibi birkaç bölüme ayrılmış dozajlama silindirleri bulunmaktadır. Tek malzemeli olarak (Şekil 1) da kullanılabilirler veya pil kullanılarak maksimum 4-5 malzemeyle (Şekil 2) kullanılabilirler. Bu Dozajlama Makinelerinin kapasitesi yüzlerce kg/s ile 15-20 ton/s arasında değişmektedir. Güvenlik için günlük depoların çıkışında minimum seviyede sensor bulundurulmalıdır.

2.1.2 Gravimetrik Dozaj otomatik çalıştırılan ve elektronik olarak yönetilebilen cihazlara dayanan modern bir metottur. Hacimsel dozajlama sistemi ile karşılaştırıldığında aşağıdaki avantajlara sahiptir: • Akışın ayarları tahılın nem, hektolitre ağırlığı ya da duruş açısının varyasyonlarından bağımsız olarak süreklilik sağladığından ötürü yüksek dozajlama doğruluğu • Dozajlama sıklığının eşzamanlı olarak başlatılıp durdurulması • İlgili yazılım ve bilgisayar aracılığı ile tam otomasyon imkanı • Geçirilen tahıl miktarının tamamen ya da kısmen kaydı • Özel tarif yazılımlarına dayanarak çalışma imkanı • Belirli tüketimlerin düşürülmesi

Yaygın olarak kullanılan Gravimetrik Dozajlama Makineleri aşağıdaki prensiplere göre çalışmaktadır: • “Çarpma plakası” tekniği ile geçici kapasite değerlendirmesi, ponderal dozajlayıcılar • “Kilo kaybı” tekniği ile geçici kapasite değerlendirmesi, diferansiyel dozajlayıcılar

“Çarpma plakası” tekniği ile çalışan cihazlar genellikle şunlardan oluşur (Şekil 3): • Sürekli giriş bölümü ayarlama mekanizması. Bu mekanizma elektrikle ya da havalı sürme yoluyla çalışabilir • Yüksek aşınma direncine sahip ve kuvvet dönüştürücü üzerine monte edilmiş Çarpma plakası ve akan tahıl tarafından uygulanan kuvveti ölçmek genellikle bir yük hücresi. İç çalışma algoritmalarına dayanan ve özel bir ara yüz kullanan analojik sinyal dijital sinyale dönüştürülüyor ve yerleşik ya da uzaktan kumandalı elektronik bir ünite ile işleniyor • Tüm dozajlama sürecinin yönetimi için elektronik bir ünite; tarif yönetiminde kullanılan merkezi bir bilgisayar sistemi ile farklı bilgilerin, alarmların ve diğer opsiyonel iletişim seçeneklerinin görüntülendiği program için farklı aksesuarların tamamı, vb.

Böyle merkezi bilgisayar sistemine bağlı ya da özel çoklu makinelere sahip bir sistem kurarak, programlanan tarif veri tabanına dayanarak yığınlar hazırlanabilir.

“Kilo kaybı” tekniğinde çalışan cihazlar ponderal dozajlayıcılardan daha karışıktır ve hem kütle akışını hem de ürün akış hacmini dozajlamada kullanılabilir. Çalışma prensibine göre; sistem, yük hücrelerine kurulmuş bir kazan içindeki ürünün ağırlığını görüntülemekte ve ürün akışı Şekil 3‘te gösterilen 2 numaralı parça gibi sürekli ayarlanabilir geçit kullanarak planlandığı gibi dozajlanabilir. Opsiyonel olarak sistem, hektolitre ağırlığı gibi ürünle ilgili diğer bilgileri de vererek tartma haznesinin dolma/boşalma hızını da görüntüleyebilmektedir.

2.2. Su ile Koşullandırma: Otomatik Tahıl Tavlama Sistemleri tahıl pazarına 1980’li yıllarda tanıtıldı. Bu tarz bir sistem aşağıdakilerden oluşmaktadır: • Gelen akış parametrelerinin sürekli ölçülmesini sağlayan ölçüm hattı (kapasite, hektolitre ağırlığı, sıcaklık, başlangıç nemi) • Tavlama işleminin ölçümü için elektronik ünite • Su dozajlama paneli • Ürün saptama kutusuna sahip Su ve Tahıl karıştırıcısı

Ölçüm Hattının Karıştırıcıya olan pozisyonuna göre sistem aşağıdaki gibi çalışabilir: • Gelen tahılın parametrelerinin karıştırıcının önünde (karıştırıcıdan önce) ölçülmesi ile ileri besleme (Şekil 4) • Tavlanmış tahılın karıştırıcıdan sonraki parametrelerinin ölçümü ile geri besleme

Değirmen operatörü emtianın istenilen son nem oranını elektronik üniteden programlar. Şekil 4’teki gibi sistemlerde, Ölçüm Hattı sütunu, tahıl akışına eklenmesi gereken su akışını sürekli olarak hesaplayan ve ayarlayan elektronik üniteye sürekli bir bilgi iletimi halindedir. Tavlamadan sonra tahıl akış özelliklerini ölçen sistemlerde, nem ölçümü su ekledikten sonra ölçülür; bundan sonra da elektronik ünite değirmen operatörü tarafından yapılan programa göre su akışını sürekli olarak ayarlar.

Tahıl nem ölçümü sürekli akış içerisinde birkaç metotla gerçekleştirilir: • Ölçüm hücresindeki kapasiteyi ölçerek, kuru buğday • Mikrodalga ölçümü • Nükleer manyetik rezonans (NMR) kullanarak Üreticiye bağlı olarak sistemler farklı konfigürasyon ve opsiyonlara sahiptir.

Tahılların ıslatılmasında ve hazırlanmasında kullanılan modern makineler çok aşamalı tavlama sistemlerine sahiptir. Tahılın ilk ve son nem oranına, nihai ürünün türüne, çalışma kapasitesine ve ham maddenin diğer özelliklerine bağlı olarak; temizleme ve ıslatma işlemleri 2 ya da 3 tavlama aşaması ile gerçekleştirilebilir. Önemli bir nokta olarak ilk aradan önceki tavlama işlemi unun renginde büyük rol oynar. Her iki durumda da tavlanmış tahıl için gerekli su akışını hesaplamada aşağıdaki formül kullanılmaktadır: Bu formüle göre: • W, Gi ile kg/s saat cinsinden tahıl kütle akışındaki belirli bir zamanda eklenen kütle akışı için gerekli geçici su miktarıdır • Gi, ileri besleme tekniğinde ölçülen kg/s cinsinden geçici tahıl kütle akışıdır • mf, değirmen operatörü tarafından elektronik ünitede % olarak belirlenen ve elde edilen tavlanmış ve nemlendirilmiş tahılın son nem oranıdır • mi, Gi gelen ürün kütle akışının % olarak belirtilen ilk nem oranıdır

Dinlendirme zamanı 6-8 saatten 24 hatta 36 saate kadar değişiklik gösterebilir. Dinlendirme depolarının hacim boyutları dinlenme süresine dayanmaktadır, böylece bir hücreden diğerine olan akışı değiştirmek yeni bir depo eklemesi yapılacaktır. Her bir tavlama aşaması için tek bir hücre kullanan temizleme ve ıslatma bölümlerinin konfigürasyonları mevcuttur. Bu durumda, değirmenci her bir tavlama aşamasından sonra dinlenme sürelerini karşılayabilmek için temizleme ve ıslatma işlemlerini değerlendirecektir. Dinlendirme depolarının çıkış noktalarına daha fazla dikkat edilmelidir.

FIFO (İlk Giren İlk Çıkar) koşullarının sağlanması için gerekli sistemlerle donatılmalıdır. Pazarda, FIFO ilkelerine dayanarak boşaltılan ve aynı amaca hizmet eden farklı yapı ve konfigürasyonlar bulunmaktadır (çoklu açılıma sahip, kesik konili, vb.).

Bu ilkeye uymayan sistemler tahıl yığınlarındaki düzenli olmayan nem dağılımından dolayı sonraki işlemlerde çeşitli sorunlar yaratmaktadır. Mümkün olduğunca düzgün nem oranında tahıl yığını elde etmede, tahıl boyutu, hektolitre ağırlığı ve bunun gibi özelliklerinden birini dikkate almak suretiyle, farklı tahıl ıslatma sistemleri de mevcuttur.