Dünyadaki gıda talebi sürekli artış gösteriyor. Gıda üretimi otomatik hale geliyor ve zaruri olan bu ürünün en verimli şekilde elde edilmesi için sınırlar zorlanıyor. Pnömatik taşıma sistemleri; gıdanın taşımasında sağlıklı, etkili ve hızlı bir yöntem olarak öne çıkıyor. Pnömatik taşıma için kullanılabilen bir dizi sistem mevcut. Uygun bir pnömatik taşıma sisteminin tasarlamak için öncelikle, ‘Ne tür bir malzeme taşımak istiyoruz?’, ‘Bunu hangi formda taşımak istiyoruz?’, ‘Ne kadar mesafe boyunca taşıyacağız?’ ve ‘Sistemin tek seferde ne kadar süreyle çalışmasını öngörüyoruz?’ gibi temel sorulara cevap vermemiz gerekiyor.

Borularla taşıma, malzemelerin bir noktadan başka bir noktaya nakledilmesi için yaygın olarak kullanılan bir yöntemdir. Oluşturulan kapalı ortam, ürünü dış etkilerden korur. Dünya genelindeki toplam boru uzunluğunun 4 milyon kilometre olduğu ve bu hattın yüzde 65’inin ABD’de döşeli olduğu tahmin edilmektedir. Borularla taşınabilen birçok ürün arasında akaryakıt, sulu harç, su ve bira gibi sıvı olanlar; un, toz haline getirilmiş kömür ve baharatlar gibi toz olanlar ve buğday, mısır ve diğer tahıllar gibi granül halinde bulunanlar da yer almaktadır. Malzemeler taşınırken; yerçekimi, mekanik şaftlar veya pnömatik boru sistemlerinde ise sıkıştırılmış hava gibi yöntemlerden yararlanılmaktadır.

Gıda endüstrisinde sıklıkla kullanılan pnömatik taşıma, ürünlerin nakledilmesi için mevcut olan birçok yöntemden biridir. Boru içinde dengelenmemiş bir ortam oluşturmak için basınç gücünden faydalanır. Ürün bu şekilde besleme istasyonlarından boşaltım yapılan yere kadar boru hattı boyunca itilir veya çekilir. İşlevsel ve güvenilir bir boru hattı tasarlayabilmek için birçok hesaplama ve tasarım üzerinde kafa yorulması gerekir. Uygun ve tatmin edici bir sonuca ancak böyle ulaşılabilir.

Taşıma sistemi birçok önemli parçadan oluşur. İlk olarak, malzemelerin sistemin içine girip borunun içinde hareket etmesini sağlayan beslemeler vardır. Bunun yanı sıra malzemenin taşınan havadan ayrıldığı tahliye elemanları bulunmaktadır. Hava daha sonra hava toplama kanalı ve filtreden geçerek dış tahliye bölümü aracılığıyla sistemden çıkar. Bu sistemde özel olan parça, basınç kaynağıdır ve sistemin en başına ya da sonuna yerleştirilebilir.

Ürünü değirmen süreçlerine dahil edebilmek için, uzun mesafeleri kat etmesinin sağlamak gerekir. Bir değirmen için ürünün taşınma mesafesi birkaç kilometreyi bulabilir. Söz konusu malzemeler her çeşit nakliye vasıtasıyla taşınabilir. Pnömatik boru sistemleri, cazibeli boru (püskürtme), elevatörler, taşıyıcılar (zincir, helezon) ve diğerleri.

TAŞIMA MEKANİZMALARI Tesis içerisinde çeşitli taşıma mekanizmalarından yararlanırız. Ayrıca, taşıma için çeşitli kuvvetler kullanılır. Bunlar; basınç, yerçekimi, tork vb. olabilir. Şimdi her birini ayrı ayrı ele alalım.

1. Vidalı konveyor Vidalı konveyör, toz halindeki malzemeleri taşıyan bir makinedir. Kapalı boru içinde sarmal prensibine göre çalışır. Şaftın yol boyunca üzerinde gittiği yüzey, tozu dökme noktasına doğru iter. Dönüş hızı ne kadar yüksek olursa, taşıma hızı da aynı ölçüde hızlı olur.

2. Zincirli konveyor Zincirli konveyor, malzemeyi zincire monte edilmiş pedallarla iter. Zincir hareket ettikçe pedallar malzemeyi iter ve karıştırır. Bu taşıma yöntemi, vidalı konveyor kadar verimli olmadığından daha az kullanılır.

3. Elevatör Elevatör, tamamen dikey bir taşıma sistemidir. Bir dizi şovelden oluşur. Kovalar unu toplar ve malzemenin döküleceği en tepeye kadar çıkartır. Elevatörler tasarlanırken, kovaların yükü yukarı taşırken ağırlığın altında biraz kavis yapacağını aklımızda bulundurmalıyız. Bu, dikey taşımada çok yaygın olarak görülen bir problemdir.

4. Pnömatik taşıma Bu taşıma türünde, bir basınç kaynağı tarafından oluşturulan gaz basıncı ile malzeme taşınır.

PNÖMATİK TAŞIMAYA GENEL BAKIŞ Uygun bir pnömatik taşıma sisteminin tasarlamak için öncelikle bazı temel sorulara cevap vermemiz gerekir. Örneğin, ne tür bir malzeme taşımak istiyoruz, bunu hangi formda taşımak istiyoruz, ne kadar mesafe boyunca taşıyacağız ve sistemin tek seferde ne kadar süreyle çalışmasını öngörüyoruz? Saatte 1000 tona kadar malzeme taşınabilir. Aşırı basınçlı sistemlerde taşınacak yükseklik 100 metreye ve mesafe ise 500 metreye ulaşabilir. Pnömatik taşıma, toz ve 8 mm boyuta kadar granül halindeki malzemeleri taşımaya uygundur. Hafifletilmiş malzemeler daha büyük boyuta sahip olabilir ve 50 mm boyuta kadar malzemeler taşınabilir.

Taşıma için kullanılabilen bir dizi sistem mevcuttur. En çok kullanılan sistemler kalıcı olarak kullanımda olan konvansiyonel ve tek mekanda çalışan açık sistemlerdir. Tüm sistemler, birden fazla terimle ifade edilerek sınıflandırılabilir.

1. Kapalı sistemler Pnömatik taşıma sistemleri olarak en yaygın şekilde kullanılanlar açık sistemler olsa da; alev alma ihtimali yüksek, toksik veya zararlı malzemeler için kapalı sistemler kullanılabilir. Bu tür sistemlerin en önemli özelliği iç ortamıdır. Kapalı boru hattı, ürünü dış etkilerden korur. Bu, ürünlerin çevresel şartlarla temas konusunda hassas olduğu durumlarda sağlanması gereken bir şarttır. Bunun yanında, toksik veya radyoaktif malzemeler gibi ürünlerin yakın çevreyi kirleteceği durumlar için de bu geçerlidir. Bu sistemin bir avantajı da taşıma için kullanılan gazın devirdaim etmesi ve yeniden doldurulmasının gerekmemesidir. Bu sayede, hava dışında farklı gazların da kullanılması kolaylaşmaktadır. Taşınan malzemenin hava ile etkileşime geçme özelliğine sahip olduğu veya havanın taşıma için gereken fiziksel özelliklere sahip olmadığı durumlarda farklı gazlar kullanışlı olmaktadır. Gazın bu şekilde değiştirilmesi, sistem maliyetlerini ciddi şekilde azaltabilir.

2. Açık Sistemler Gazla taşıma yapmak için, borunun başlangıcında yüksek basınç veya sonunda düşük basınç oluşturabilirsiniz. Bu pnömatik taşıma yöntemi, sektördeki en yaygın taşıma sistemidir. Eğer taşınan malzeme herhangi bir özel gaz boşaltması gerektirmiyorsa, uzun gaz borusu döşemek zorunda kalmayacağımızdan açık sistemler en iyi çözümdür. Diğer yandan, borudan geçen gaz dış ortamdan alınmaktadır. Bu yüzden de önceden temizlenmesi gerekmekte ve ayrıca boşaltma borusunun tesis dışına verilmesi gerekmektedir.

3. Yüksek basınçlı sistemler Yüksek basınçlı sistemler, alçak basınçlı olanlara göre daha yaygındır. Bu tür sistemlerin birçok çeşidinden yararlanılmaktadır. Dikey ya da yatay boru sistemlerinin yanı sıra yine dikey ya da valfler veya yön değiştiricilerle monte edilebilirler. Bu sistemin en büyük avantajlarından biri de birbirinden uzak iki yer arasında malzeme taşıyabilmesidir. Bu sistemde, hattın başlangıcında bulunan basınç kaynağı, gazı boru hattı boyunca gitmesi için zorlar.

4. Düşük basınçlı sistemler Bu taşıma türünde, düşük basınç ya da vakumdan yararlanılır. Boru sisteminin sonundaki siklonların arkasına yerleştirilen fandır. Düşük basınç sistemi uygulanmasının başlıca avantajı, birçok pnömatik hattın tek bir yere çıktığı durumlarda görülür. Bu sistem, daha çok değirmenlere gemi ya da kamyon gibi nakliye araçlarından gelen malzemeler alınırken ve üretimi tamamlanan ürün fabrikadan ayrılırken kullanılır. Bu malzeme alımı ve nihai ürünün nakliyesi, aşağıdaki makalede anlatılmıştır. Burada vakum tarafından hareket ettirilen tüp ile yabancı maddeleri azaltmak için toz filtresi kullanılır.

5. Vakum ve basınç sistemlerinin bir arada kullanılması Bu sistem, yukarıda anlatılan iki sistemin bir arada kullanılması esasına göre çalışır. Taşınan malzemenin bir kısmı vakumla, bir kısmı ise basınçla aktarılır. Sistem; bir basınç kaynağı, ürün beslemesi, ürün boşaltması ve iki seperatörden oluşur. Malzeme, vakum borusundan gelir ve taşıma hattından ayrılır. Ardından, malzeme aynı basınç kaynağından boruya doğru iletilir. Bu sistem, her iki sistemin avantajlarının bir kombinasyonu gerektiğinde kullanılır.

PNÖMATİK TAŞIMANIN AVANTAJLARI NELERDİR? Her sistemin artıları ve eksileri vardır. Pnömatik taşıma ekipmanı da bu şekildedir. Ancak avantajları uzun bir liste oluşturur ve bu yüzden de belirli süreçler için bu sistem çok yaygın olarak kullanılmaktadır.

Yönlendirme Kolaylığı: En büyük avantajlarından biri, sistemi istediğiniz doğrultuda yönlendirmenize imkan sağlamasıdır. Pnömatik sistemler; dikey ya da yatay olarak hareket edebilir, uzun mesafeleri kapsayabilir, mevcut ekipmana uyum sağlayabilir ve engeller ya da düz bir hat izlemeye imkan vermeyen herhangi bir şeye göre şekil alabilir. Bu da size önemli ölçüde esneklik sağlar ki bu da ikinci avantajıdır.

Uyarlanabilirlik: Pnömatik sistemlerin mevcut ekipmana adapte edilmesi kolaydır. Bu yüzden de işe en baştan başlamak zorunda kalmazsınız. Ayrıca fazla yer kaplamadıklarından yerleştirilmeleri daha kolaydır. Birden fazla toplama ve boşaltma noktası da belirleyerek şaşırtıcı derecede esnek ve etkili bir sistem kurabilirsiniz.

Kurulum Esnekliği: Pnömatik taşıma hatları nispeten hafif olması sayesinde, fazla bir yapısal desteğe ihtiyaç duymaz. Bu da fabrikanın paradan ve yerden tasarruf etmesi ve kurumla ilgili bir dizi zorluktan kurtulmasını sağlar.

Güvenlik: Kapalı olması, bu sistemlerin diğer bir artısıdır.

Bakım Kolaylığı: Diğer seçeneklerin aksine, pnömatik sistemler sadece birkaç ana parçaya (hava kompresörü veya pompa, boru ve bir seperatör) sahiptir ve bu bileşenlerin her biri, sistemdeki diğer elemanlardan bağımsız olarak tamir edilebilir. Bu da tamiratın daha hızlı yapılması ve sistemin durduğu sürenin daha az olmasını sağlar.

PNÖMATİK TAŞIMANIN DEZAVANTAJLARI NELERDİR? Bu tür bir sistem her zaman en iyi seçenek değildir. Pnömatik taşımanın dezavantajları şunlardır:

Düşük Üretim Hacmi: Pnömatik sistemler genel olarak düşük malzeme hacimleri için kullanılır ve boruların çoğu 3-12” boyutlarındadır. Bu, daha büyük hacimler için kullanılamayacakları anlamına gelmez. Ancak daha fazla zorluk oluştururlar.

Ölçeklenebilirlik: Fan boyutlarıyla ilgili bir limit söz konusudur ve büyük sistemler ciddi bir beygir gücüne ihtiyaç duyar. Fanınız için 300 beygirden daha büyük bir güce ihtiyaç duyuyorsanız, bu sistem sizin için uygun olmayabilir. Her uygulama kendine özgüdür. Ürünü taşımak için daha ekonomik bir yöntem olup olmadığını kendi kendinize sormanız gereken yer burasıdır.

Hattı Tıkama/Ürün Hasarı: Pnömatik sistemler, nemli ve/veya kırılabilir ürünler için en iyi çözümü sunmaz. Nemli ürünler, zaman zaman hattı tıkayabilir ve bu da verimliliği ortadan kaldırır. Kırılabilir ürünler ayrıca, bu sistemlerin izin verdiği hızın ve yaratıcı yönlendirmenin kurbanı olabilmektedir. Yüksek hız ve keskin dönüşler hassas malzemeleri ve nihai ürünü etkileyebilmektedir.

Çevresel: Açık devre sistemler genellikle taşıma havasını bir toz toplayıcıdan geçirdikten sonra atmosfere bırakmaktadır. Bu da bir emisyon noktası olarak bir izin alınmasını gerektirebilir.

Gürültü: Fanlar, hissedilebilir yükseklikte gürültü ortaya çıkarabilir. Büyük fanlarla birlikte ses tutucu bir kapak kullanılması, yaygın bir uygulamadır.

PNÖMATİK TAŞIMA SİSTEMLERİ VE TÜRLERİ ARASINDAN NASIL TERCİH YAPILMALI? Bu sistemlerin neler yapabileceğini ve yapamayacağını artık biliyoruz. Peki hangi sistemin sizin süreciniz için en iyi olduğuna nasıl karar vereceksiniz? Burada, değerlendirilmesi gereken iki tür sistem bulunmaktadır.

Seyreltik Fazlı Pnömatik Taşıma İlk ve en yaygın sistem, iki basınç (ya da vakum) şeklinden birini kullanan seyreltik fazlı sistemdir. Bu sistemler, ürünü hava/gaz sistemi içinde akışkan hale getirmek için yüksek hızlardan yararlanır ve ürüne oranla daha çok hava kullanır. Bu sistemler; uzun mesafelerde taşıma yapmak, büyük yığınları aktarmak için kullanılmak üzere ya da çok sayıda toplama ve boşaltma noktasına sahip olacak şekilde birçok farklı uygulamaya elverişlidir. Yüksek hız sebebiyle bazı ürünlerin parçalanması anlamına gelse de birçok uygulamada bu durum bir sorun oluşturmaz. Fan boru devresine giren ürünlerin sürekli olarak ölçülmesi, seyreltik fazlı sistemler için çok önemlidi. Uygun şekilde yerleştirilmiş döner hava valfi ya da uygun tahliye imkanına sahip diğer ölçme cihazları, sistemin daima güvenli olmasını sağlayacaktır.

Yüksek hız, seyreltik fazlı bir sistemin kırılabilir ya da parçalanarak topaklanan ve hattı kapatma ihtimali olan hassas ürünler için elverişli olmadığı anlamına gelir.

Yoğun Fazlı Pnömatik Taşıma Yoğun fazlı bir sistem, kırılabilir ya da parçalanabilir hassas ürünlerin taşınması için daha iyi bir seçenektir. Bu sistemler, ürünlerin kırılması ya da parçalanmasını en aza indirmek için düşük hızlarda çalışacak şekilde tasarlanmıştır. Yoğun faz; bir atımlık ürünün bir atımlık hava ile itilmesi ve bunun daha sonra aynı şekilde devam etmesi esasına dayanır. Bu da besleme sistemlerin hassas şekilde hesaplanması, ayarlanmasını ve tasarlanmasını gerektirir. Parçacık boyutu, yoğunluk ve hattın uzunluğu; ürünün havaya oranını etkileyen faktörler arasındadır. Yoğun fazlı sistemlerin tasarlanması, inşa edilmesi ve kurulması konularında uzmanlaşmış ekipman üreticileri mevcuttur.

SİSTEM TASARIMI VE KAPSAMININ BELİRLENMESİNDEKİ ZORLUKLAR NELER? En yaygın olarak görülen zorluklar ve bunları aşabilmeniz için bazı tavsiyeler şunlardır:

Basınç Farkının Yanlış Hesaplanması: Bu sistemlerin en büyük zorluklarından biri, hat boyunca oluşan basınç farkının doğru şekilde hesaplanabilmesidir. Burada, borunun boyutu, tasarımı, ürünün yoğunluğu ve tasarımının da aralarında olduğu birçok değişken söz konusudur. Basınç farkının ölçülmesi için yazımlar mevcuttur ve bunları almak akıllıca bir yatırım olacaktır. Zira basınç farkıyla ilgili sorunlar, tüm sistem üzerinde bir domino etkisi oluşturabilir.

Düşük Toplama Hızı: Taşıma sistemi boyunca bir basınç değişim miktarının söz konusu olduğunu unutmayın. Hattın bir ucunda havanın hızı 4000 ft/dk iken diğer ucunda 9000 ft/dk olabilir. Sistem boyunca basınç farkını doğru şekilde hesaplayamazsanız, toplama hızı genellikle ürünü akışkan haline getirmek için yeterli olmayacak ve toplama elemanı tıkanacaktır.

Akış Hızının Dikkate Alınmaması: Besleme sistemleri konusunda yaygın görülen bir hata ise bu sistemlerin ortalama bir akış hızına göre tasarlanmalarıdır. Ancak ürün hızları değişebilir ve sisteminizin en yüksek hızda çalışmasını isteyebilirsiniz. Ortalama hızda çalışması için tasarlanmış bir sistem, son hızda performans göstermesine ihtiyaç duyduğunuz anda sizin için dezavantaj olabilir ve fan boru devresinin tıkanmasıyla karşı karşıya kalabilirsiniz. Bu yüzden sistemin tam kapasite çalışabilecek şekilde tasarlandığından emin olun.

Kötü Boru Tesisatı Tasarımı: Boru tesisatının kötü şekilde tasarlanması birçok soruna yol açabilir. Parçacık boyutu, süreciniz için önemliyse ya da kırılma sizin için bir sorun oluşturacaksa; sisteminize geniş dönemeçli dirsekleri dahil edin. Bu dirsekler, ürüne daha az zarar verir ve sorun alanları oluşturma ihtimalleri daha azdır. Birbirine çok yakın olan dirsekler tıklanma sorununa yol açabilirler. Eğer boru çok dar ise yüksek bir basınç farkı doğuracaktır.

Hava Tahliyesinin Olmaması: Eğer hava tahliyesine sahip olmayan seyreltik fazlı bir sistem söz konusu ise sistemd hava boşluğu oluşmasıyla ürünün haznede düşmemesi ihtimali yüksek olur. Dönerli valf döndükçe ve ürünün fan boru devresine aktarıldığı her seferde hava boşluğuna yönelik basınç giderek artacaktır. Bu havanın bir yere boşaltılması gerekir. Bu sorunun ortaya çıkmasını engellemek için besleme sisteminin sonuna uygun bir hava tahliyesi imkanı sağlanmalıdır.

Hava Akımının Yanlış Yönlendirilmesi: Çok sayıda toplama ve varış noktası olan bir sistemde, hava akışının hava geçirmez yön değiştirici elemanlarla yönlendirilmesini sağlayın. Hava akışı, sadece bir noktadan toplama yapıp diğer noktaya götürmek için tasarlanmıştır. Hava geçirmez yönlendiriciler, her bir taşıma yolunun birden fazla toplama noktasından geçerek birden fazla varış yerine ulaşmasını engellemek için gereklidir.

Uygun Olmayan Filtreleme: Bazı fabrikalar, silolarındaki hava filtrelerine güvenmek gibi bir hata yaparlar. Hava filtreleri, hazne içindeki havanın yer değiştirmesi için tasarlanmıştır; taşıma havası için değil. Bu, yeni sistemdeki hava akışıyla ilgili bir sorun teşkil edebilir. Silodaki küçük hava filtresinin yanında, taşıma havasının akışını yönetebilecek büyüklükte bir filtre ünitesinin de diğer uca yerleştirilmesi önemlidir.

Çevreci Boşaltma Planlaması: Kapalı devre bir sistem tasarlamıyorsanız, hattın sonunda çevreye boşaltım yapan bir noktanın bulunabileceğini unutmayın. Eğer durum buysa, tesisin çevre koordinatörünün yerel uyum gereklilikleriyle ilgili bir değerlendirme yaptığından emin olun. Bu durumda elinizdeki iznin değiştirilmesi veya yeni bir izin için başvurmanız gerekebilir.

Temas Yüzeyinde Korozyon: Vakumlu ve kapalı devre sistemlerde, korozif (örneğin kuru tuz) veya asidik (örneğin biyokütle) olan ürünler, karbon alaşımlı çeliğe zarar verebilir. Bu yüzden temas yüzeylerinin paslanmaz olmasını sağlayın.

Yardımcı Bileşenlerin Göz Ardı Edilmesi: Son olarak, burada sadece bir fana fiyat verdiğinizi düşünmeyin. Sistem içerisinde çok sayıda yardımcı bileşen ve ekipman bulunmaktadır (malzeme deposu, tartı sistemi, besleme sistemi, hava tahliyesi, toz toplayıcı, yönlendirici valfler; bunların en büyüklerindendir). Sisteminizin eksiksiz ve fiyatlamanın doğru olması için bu bileşenlerin her birinin talep edildiğinden ve hesaplandığından emin olun.

Pnömatik taşıma sistemlerinin kapsamının belirlenmesi, tasarımı ve kurulumu karmaşık olabilir. Burada gösterdiğimiz gibi çok çeşitli sistemler var ve hem başlangıçta hem de kurulum aşamasında hatalar yapılabilir. Tercrübesizliğin, sistemi doğru şekilde kurmanızı engellemesine izin vermeyin.

Boru tesisatının doğru şekilde tasarlanması, insanoğlunun daha hızlı, güvenli ve doğrudan taşınmasına ihtiyaç duyulan yeni kaynaklara ulaşmakta olduğu bugünlerde daha önemli bir konu haline gelmektedir. İnsanlık tarihinde bilimin en hızlı şekilde ilerlediğine şahit oluyoruz. Bilim ilerledikçe, piyasanın talebi de aynı ölçüde artıyor. Dünyadaki gıda talebi sürekli artış gösteriyor. Gıda üretimi otomatik hale geliyor ve bu zaruri olan bu ürünün en verimli şekilde elde edilmesi için sınırlar zorlanıyor. Pnömatik taşıma sistemleri; gıdanın taşımasında sağlıklı, etkili ve hızlı bir yöntem olarak öne çıkıyor.