Neal Cass
Hydronix

Su ürünleri yemi üretim aşamalarındaki nem dalgalanmaları önemli bir sorundur. Tutarlı ve yüksek kaliteli su ürünleri yemi üretimi için etkili nem ölçüm tekniklerinin ve stratejik kontrollerin kullanılması gerekir.

SU ÜRÜNLERİ ÜRETİMİNDE NEM ÖLÇÜMÜ VE KONTROLÜNÜN FAYDALARI

Su ürünleri yemi üretim süreçlerini optimize etmenin anahtarı, istikrar ve tekrarlanabilirliği sağlamaktır. Bileşenlerin ve proses ekipmanının kalitesi dışında, malzemedeki en büyük bilinmeyen değişken sudur.

Her bir içerikteki nem içeriği zaman içinde değişkenlik gösterir. Bu değişimler üretici için çeşitli zorluklar yaratır. Değişen nem içeriğini sürekli olarak ölçmek ve düzeltmek çok avantajlıdır.

Su ürünleri yemi üreticileri; bitki ve balık unları, yağlar ve diğer proteinler dâhil olmak üzere birçok içeriğin karışımını yapar. Yem formülasyonları, beslenen hayvanın türüne ve yaşına ve mevsimsel mevcudiyet ve her bir bileşenin kalitesi gibi diğer faktörlere göre belirlenir.

Balık unu veya balık yağı kıtlığı sık sık fiyatlarda dalgalanmalara yol açar, bu sebeple kalite ve besin değerini korurken maliyeti düşürmek için formülasyonda ayarlamalar yapılır. Bileşenlerde ikame yapılır ve besin değerini korumak için pahalı katkı maddeleri gerekebilir.

Et ve kemik tozu gibi hammaddelerde ortalama nem oranı %5 iken soya fasulyesinde bu oran %12,7’dir.

Formülasyonlar her bir malzemenin belirli oranlarda olmasını sağlayacak şekilde tasarlandığından, nem sürekli olarak malzemeler arasında farklı oranlarda değiştiğinde, bu durum kuru malzemelerin oranlarında değişikliklere yol açmaktadır.

1000 kg kuru soya fasulyesi belirten bir reçete üreten bir sistem, %12,7 nemde (yaş bazda) bir girdi malzemesine sahip olabilir, bu sebeple bu, tam olarak 1.127 kg dozlamak için mümkün olduğunca doğru bir şekilde kontrol edilmelidir. Bu, 127 kg su ile birlikte belirtilen gerekli 1000 kg kuru soya küspesini karşılamaktadır.

Soya küspesinin nemi %10’a düşürülürse, aynı dozaj ağırlığı (1.127 kg) aslında ölçümde 1.024 kg kuru malzeme ve sadece 102,4 kg su ile sonuçlanacaktır.

Kuru maddelerin oranları sabit değişim için doğru şekilde ayarlanmazsa, bu durum protein ve yağda ve nihai yem peletinin besin değerinde değişikliklere yol açacaktır.

Bu durum, uyumsuz ürünlere sebep olarak büyüme sorunlarına veya hayvan sağlığı sorunlarına yol açabilir ve peletlenmiş ürünün pazar değerini etkileyebilir.

Artık daha düşük maliyetli, kullanımı daha basit, kurulumu daha kolay ve bakım gereksinimleri çok düşük olan gelişmiş teknolojiler sayesinde, yem işleme operasyonlarının ölçümü ve kontrolü artık tesis geliştirmede mantıklı bir adım haline gelmiştir.

Artık tüm prosesi optimize etmek için tesisin tamamında uçtan uca, hat içi nem ölçümü uygulamak maliyet etkin ve verimlidir. Malzeme alımı ve depolamadan karıştırma, kurutma ve son depolamaya kadar.

NEM ÖLÇÜM TÜRÜ

Her ölçüm türünün kendine özgü avantajları ve dezavantajları vardır. Çalışan bir prosesi kontrol ederken hat içi ölçüm yapmanın avantajları oldukça fazladır.

Birden fazla sensörün kullanılması, gecikme veya aksama olmaksızın proseste gerçek zamanlı ayarlamalar yapılmasını sağlar. Hat içi sensörler ayrıca hem ileri beslemeli hem de geri beslemeli proses kontrolüne imkân tanır.

Şekil 1: Tipik bir su ürünleri yemi üretim tesisinde önerilen nem ölçüm yerleri

Bir sensörü tek bir konuma kurmanın önemli avantajları olsa da, uçtan uca kontrol elde etmek daha büyük avantajlar sağlar. Bunun için daha fazla sensör gerekir, bu da kullanılan sensörlerin düşük maliyetli, kurulumu ve bakımı kolay olmasının daha da önemli olduğu anlamına gelir.

Tekrarlanabilir ve güvenilir bir sensörün seçilmesi, bir üreticinin beklenen kazanımlardan gerçekten faydalanmasını sağlayacaktır. Kırılgan veya karmaşık kalibrasyon gerektiren ya da zaman içinde sapma gösterebilecek bir sensörün kullanılması, prosese olması gerekenin tam tersi bir bilinmeyen değişken daha ekler.

Amaç, nemi tutarlı bir şekilde ölçmek ve güvenilir ve tekrarlanabilir girdi verilerine dayalı olarak anlamlı ayarlamalar yapmaktır. Bu, tek ve çok önemli bir değişken olan nemin prosesleri ve ürün kalitesini gereksiz yere etkilemesini ortadan kaldırmalıdır.

Bir sensör seçerken toplam sahip olma maliyetini, sermaye maliyetini ve beklenen güvenilirlik ve mühendislerin sistemin bakımı için gereken süre dâhil olmak üzere devam eden bakım maliyetlerini göz önünde bulundurmak da önemlidir.

Belirli bir durum için yanlış bir sensörün seçilmesi, süreçte daha fazla anomaliye, mühendislik personelinin hüsrana uğramasına ve genellikle ekipmanın en sonunda terk edilmesine sebep olur.

Hydronix, tüm bu gereksinimleri karşılayan ve aynı zamanda en zorlu endüstri şartlarına dayanabilecek kadar sağlam olan ve dünya çapında destek, eğitim ve servis sunabilen bir dizi mikrodalga sensörü üretmektedir.

NEM ÖLÇÜMÜ NEREDE YAPILIR?

Artık proses boyunca sensörler kurularak verimli ve uygun maliyetli bir şekilde uçtan uca nem kontrolü sağlanabilmektedir. Şekil 1›de gösterilen konumlarda.

1. Hammadde Alımı: tedarikçiler tarafından teslim edilen malzemeler

Hammadde girişi ve depolama siloları arasındaki ölçüm, gelen malzemelerin kalite kontrolünü sağlar. Bu aynı zamanda mikotoksinler nedeniyle bozulma riskini azaltmak için malzeme depolamanın yönetilmesini veya malzemenin geri gönderilmesini sağlar.

Bu aynı zamanda, örneğin kuru ağırlığa göre satın alma yapılırken tedarikçi performansının otomatik olarak izlenmesini de sağlar.

2. Tartım: Doğru formülasyona ulaşmak için malzemelerin tartılması

Depolama siloları ve tartım bunkerleri arasındaki ölçüm, hammaddelerin doğru şekilde oranlanmasını sağlar ve her bir malzemedeki değişen nem seviyelerini dengeler.

3. Karıştırma: karıştırıcıya su ilavesi

Mikserdeki ölçüm, çekiçli değirmene gönderilen malzemenin doğru nem oranına sahip olmasını sağlamak için su ve neme bağlı diğer katkı maddelerinin doğru şekilde eklenmesine yardımcı olur.

4. Öğütme: öğütme öncesi ve sonrası

Nem içeriği öğütülen malzemenin nihai boyutunu ve şeklini etkilediğinden, öğütmeden önce ölçüm yapılması öğütme performansını en üst düzeye çıkarmak için optimum koşullandırmanın elde edilmesini sağlar.

Öğütme, malzemedeki nemi etkileyen enerji yoğun bir proses olduğundan, öğütmeden sonra ölçüm yapılması da meydana gelen nem kaybının izlenmesini sağlar.

Hem öncesinde hem de sonrasında ölçüm yapılması, prosesin gerçek zamanlı verimliliğinin tam olarak izlenmesini sağlar.

5. Şartlandırma: hammaddelerin neminin düzeltilmesi

Yanlış şartlandırma peletleme prosesinde sorunlara yol açacak ve nemdeki değişimler ekipmanların aşınmasını ve yıpranmasını ve makinelerin enerji tüketimini etkileyecektir.

Yüksek nem, yumuşak veya kötü şekillendirilmiş peletlere yol açarak pelet makinesini tıkama veya yapışkan peletler oluşturma riskini artırabilir ve genellikle diskin hasar görmesi gibi ciddi sonuçlar doğurabilir.

Düşük nem, bağlayıcılık özelliklerinin azalmasına ve peletlerde kırılmaya sebep olur.

6. Kurutma: dayanıklılık için peletlerin kurutulması

Kurutucu girişinde ölçüm yapılması, optimum performans ve minimum enerji tüketimi sağlamak için kurutucu parametrelerinin ileri beslemeli olarak hesaplanmasını sağlar.

Maksimum pelet dayanıklılığı ve depolama ömrü için peletler %12’nin altında iç neme sahip olmalıdır.

7. Kaplama: yağla kaplama

Kurutucunun çıkışında, yağ kaplamadan önce yapılan ölçüm, prosesi uygun şekilde ayarlamak için hedef nem değerindeki hatayı kullanarak PID geri besleme kontrolüne izin verir.

8. Soğutma: depolama sıcaklığına kadar soğutma

Soğutma sırasında bir miktar nem kaybedilir, bu yüzden peletler ~%10 oranında nihai hale gelir, ancak bu genellikle izlenmemektedir. Soğutucunun çıkışında ölçüm yapılması, soğutma parametrelerinin kontrol edilmesini ve ayrıca paketleme veya depolama öncesinde son kalite kontrolünün yapılmasını sağlar.

NEM KONTROLÜ DEVREDE

Şekil 2›de bir yağ kaplayıcıdan önceki bekletme hunisinde nem kontrolü kurulumunun bir örneği gösterilmektedir.  Bu hazne malzemeyi yaklaşık 60°C›de tutar ve beslemeyi kurutucudan yapar.  Bu, kaplayıcının çalışırken sabit bir malzeme beslemesine sahip olmasını sağlamak için bir malzeme tamponunun oluşmasına izin verir.

Şekil 2: Kurutucu ve kaplayıcı arasında nem kontrolü

Bu kurulumda, dozajlanan malzemenin nemini ölçmek için bir Hydronix sensörü kullanılır. Sensörün dahili ortalama alma (ve filtreleme) fonksiyonları sayesinde kontrol sisteminde karmaşık değişiklikler yapılmasına gerek kalmadan bu işlem kolayca gerçekleştirilebilir.

Ortalama fonksiyonu çeşitli şekillerde tetiklenebilir, bu durumda dolum sırasında yüksek seviye anahtarı kapatıldığında başlar ve düşük seviye anahtarı açıldığında durur.

Ayrıca, kurutucudan sonra, su yemi veya diğer uygulamalarda Hydronix sensörünün kullanıldığı başarılı bir uygulama da kurutucu çıkış nem seviyesinin izlenmesidir. Bu daha sonra kurutucu sıcaklığını kontrol etmek için kullanılabilir. Bunun nihai ürün neminin tutarlılığını ve tekrarlanabilirliğini ve dolayısıyla nihai ürün kalitesini iyileştirdiği kanıtlanmıştır.

ÇOK SAYIDA FORMÜL VE SENSÖR KALİBRASYONUNA İLİŞKİN SORUNLAR

Su ürünleri yemi üreticilerinin talep ettiği gibi çoklu formülasyonlarla ilgili en önemli sorun, her formülasyon veya formülasyon ailesi için sensörlerin doğru kalibrasyonunu sağlamaktır.

Malzeme veya ortam sıcaklığı değişimleri, aşınma ve yıpranma veya optik sensörün tozla kirlenmesi veya titreşimden etkilenmesi gibi diğer kurulum sorunları sebebiyle çıkışı değişen bir sensör kullanılıyorsa bu kalibrasyonları yönetmek imkânsız hâle gelir.

Proses genelinde kullanılan sensörlerin sayısı arttıkça, her birinin doğru çalışması ve kullanılan tüm sensörlerin tekrarlanabilir ve güvenilir bir çıktıya ve aynı ölçüm özelliklerine sahip olması daha da önemli bir hâle gelmektedir.

Hydronix sensörlerinin önemli bir avantajı, her sensörün fabrikada kalibre edilmiş aynı varsayılan değeri vermesidir. Bu, standart bir PLC geri besleme kontrol döngüsüne doğrudan doğrusal bir giriş olarak kullanılabilir ve herhangi bir malzeme kalibrasyonu gerektirmez. Kalibrasyon gerektiren mutlak nem değeri gereksinimi gereksizdir.

Gelişmiş bağımsız sistem entegratörleri artık kalibrasyonları gerçek zamanlı olarak sürekli izlemek ve ince ayar yapmak için Hydronix sensörlerine bağlı gelişmiş yapay zeka tabanlı algoritmalar kullanabilmektedir. Hepsi aynı ölçüm özelliklerine sahip kararlı sensörlerin kullanılması, kullanıcıların kalibrasyonları güvenilir bir şekilde kaydetmesine ve yeniden kullanmasına imkân verir.

Bunun dolaylı bir avantajı da herhangi bir sensörün yeniden kalibrasyona gerek kalmadan çıkarılıp değiştirilebilmesidir.

Hydronix sensörün varsayılan doğrusal ölçümü, 0,1’lik artışlarla 0 ila 100 birim arasında bir değer verebilir. Bu çıktı Ölçeklenmemiş Değer olarak bilinir ve sensörler arasında değişkenlik göstermez.

Bir kullanıcı her formülasyon için basitçe bir hedef Ölçeklenmemiş Değer belirleyebilir. Üretim formülasyonlar arasında geçiş yaparsa, uygun Ölçeklenmemiş Değer hedefine geçiş yapmak kolaydır.

Aynı çıkış özelliklerine sahip sensörlerin kullanılması, hassas kontrol döngüsü kontrolünü mümkün kılar ve giderek daha fazla kullanıcının mümkün olan en iyi performans için yapay zeka tarafından oluşturulan kontrol döngülerini benimsemesini sağlar.

SONUÇ

Hydronix ölçümü sayesinde ölçümlerin hassas, doğru ve tekrarlanabilir olduğuna dair güven oluşmakta, bu da AI modelini geliştirmek ve verimliliği sürekli iyileştirmek için kullanılmalarına imkân sağlamaktadır.

Bu, yem üreticilerinin birçok formülasyonla çalışırken proseslerinde tutarlılık elde etmelerine, münferit proses aşamalarındaki varyasyonları azaltmalarına ve aynı zamanda kaliteyi artırırken daha yüksek bir nihai ürün nemi hedeflemelerine imkân verir.

Hydronix’in otomasyon ortaklarından biri tarafından yapılan kalite testleri, Standart Sapmada %40 azalma olduğunu ve +/-%0,4 nem oranına ulaşıldığını göstermiştir. Bu da müşterinin nihai nem hedefini %10,6’ya çıkararak ürünün her zaman %11’in altında olmasını sağlamasına yardımcı olmuştur.

Genel olarak, Hydronix nem sensörleri doğru, hassas ve tekrarlanabilir ölçüm sunarak ürünlerde iyileştirme ve tutarlılık, bozulan ve israf edilen malzemelerde azalma, daha iyi tesis verimliliği ve daha az proses duruş süresi sağlamaktadır.