Can TUNCER Tasarım Geliştirme Uzmanı Yemtar A.Ş. Ar-Ge Merkezi

Teknolojideki her yenilik ya da keşif, tüm sanayilerin gelişmesine, büyümesine ve dönüşmesine katkı sağlamıştır. Örneğin 18. yüzyılda su ve buhar makinelerinin kullanılması, 19. yüzyılda elektriğin üretimde kullanılması, 1970’lerde otomasyon teknolojilerinin hayatımıza girmesi, hem yeni teknolojilerin hem de farklı sanayi kollarının gelişip dönüşmesine katkı sağlamış başlıca endüstriyel devrimlerdir.

Günümüzde üreticilerin ihtiyaçları, üretim sürecinde yaşanan problemler, müşterilerin özel talepleri, dünyadaki yeni teknolojik gelişmeler, enerji tüketimi, işçilik, bakım, onarım gibi maliyetleri minimize etme çalışmaları ve bütün bunlarla birlikte teknoloji firmalarının Ar-Ge faaliyetleri, her sektörde olduğu gibi yem sektöründe de yeni teknolojilerin geliştirilmesine ön ayak olan başlıca kaynaklardır.

Aynı şekilde sektörel açıdan mamul ve yarımamullerdeki geliştirmeler (Pelpeak, extrüzyon, peletleme, vb), ölçme ve algılama teknolojilerindeki gelişmeler (Loadcell, sensör, vb), maliyetlere bağlı olarak teknoloji ikamesi de (mıknatıs yerine metal dedektörü, vb) diğer önemli kaynaklardır.

Ancak önümüzdeki süreçte, özellikler 2020’ler itibariyle, teknoloji, Endüstri 4.0 ve Nesnelerin İnterneti (IoT) olarak tanımlanan yeni bir endüstriyel devrim çerçevesinde gelişimini sürdürmeye devam edecek; birbiriyle konuşan makinelerin bulunduğu ışıksız ve insansız fabrikalar hayatımızda yer edinmeye başlayacaktır.

YEM TESİSİ ÜNİTELERİ VE YENİ TEKNOLOJİLER

1. Hammadde Alım, Eleme, Ayrıştırma, Taşıma Ünitesi

Yem tesisinin nihai ürünü olan yemin bileşiminde çeşitli oranlarda bulunabilen işlenmiş veya işlenmemiş organik maddelere hammadde denir.

Tesislerdeki ilk üniteler; bu hammaddelerin tesis içerisine alınması, elenmesi, yabancı metal unsurlardan arındırılması, taşınması süreçlerini kapsar ve hammaddenin silolara dağıtılması ve depolanmasıyla son bulur.

Bu ünitelerde kullanılan başlıca teknolojik ekipmanlar şu şekilde sıralanabilir;

Metaller Açısından • Füze mıknatıs

• Tambur mıknatıs

• Z mıknatıs

• Metal dedektörü

Taş, Çöp, Yabancı Madde • Tava elekler

• Tambur elekler

• Çöp sasörler

• Taş ayırıcılar

• Vibro elekler

Taşıma Ekipmanları

• Kovalı elevatörler

• Zincirli konveyörler

• Helezon götürücüler

• Bantlı taşıyıcılar

• Pnömatik taşıyıcılar

• Boru tipi zincirli konveyörler

• Esnek helezonlu konveyörler

Dağıtma Ekipmanları

• Distribütörler

• Zincirli konveyör ağı

• Boru tipi zincirli konveyörler

Hammaddenin kubur içerisine boşaltılması esnasında oluşan tozumanın önlenmesi amacıyla tasarlanan yenilikçi ızgara sistemleri ile kovalı elevatörlere alternatif olarak kullanılabilecek pnömatik taşıma sistemleri, bu süreçteki önemli yeni teknolojiler olarak karşımıza çıkmaktadır.

2. Dozajlama Ünitesi

Üretimi gerçekleşecek olan yem türüne özel olarak belirlenen bileşim (rasyon, formül) oranlarının uygulamasının yapıldığı bölümdür. Yem işleme süreçlerinin başladığı, ilk adımı oluşturan aşamadır.

Klasik sistemde hacimsel olarak dozajlama işlemi; hammadde siloları altında yer alan helezon götürücülerin otomasyon kumanda ofisinden aldıkları komut doğrultusunda sürücü kontrollü olarak belirli turlarda dönmeleriyle yapılmaktadır.

Bu işlemde dozaj kantarında toplanan hammadde ürünleri, loadceller aracılığıyla tartılmakta ve bir sonraki proses için gerekli ürün miktarı hazırlanmaktadır.

Dozajlama aşamasında hidrolik silindir kontrollü ve raylı dozajlama sistemleri, yeni teknolojiler arasında gösterilebilir.

3. Partikül Boyutu Küçültme Ünitesi

Sektörde partikül boyutu küçültme işlemleri çok farklı tipte makinelerle gerçekleştirilebilmektedir. Yem tesisleri özelinde bu ekipmanların başında çekiçli değirmenler gelmekte olup, alternatif ve paralel olarak valsli değirmenler de kullanılabilmektedir.

Çeneli kırıcılar, pimli değirmenler, diskli değirmenler, dik değirmenler gibi ekipmanların farklı alanlarda partikül boyutu küçültme amaçlı kullanımı mümkündür.

Yem tesislerinde bu ünitedeki yenilikçi unsurlar çekiçli değirmen komponentlerinin geliştirilmesi temelinde ortaya çıkmaktadır.

Örneğin çekiç aşınması nedeniyle yapılan çekiç değişimi işlemi uzun sürebilmekte, bu işlemi hızlandırmak üzere tasarlanan kolay çekiç değiştirme aparatları ve sistemleri yenilikçi aksamlar olarak öne çıkmaktadır.

Çekiç formunun incelenmesi, farklı geometrilerin, farklı malzeme yapılarının, değirmen rotoru üzerindeki farklı çekiç dizilimi ve dağılımlarının performansa ve enerji tüketimine olan etkileri Yemtar Ar-Ge Merkezi’nin de proje konularından biridir.

Elek delik tiplerinin ve delik dağılımlarının performansa olan etkileri incelenerek yeni tasarımların ortaya çıkması yakın zamanda gerçekleşecektir. Biz de bu alandaki teknolojik trendleri oluşturma hedefindeyiz.

Klasik tip helezonlu değirmen besleyiciler yanında hava kilidi, bantlı konveyör, direkt akışlı sistemler alternatif yenilikçi ve pratik tercihler olarak görülse de, klasik sistemin üstünlükleri bizi bu konuda mevcut yapının korunması üzerinde tutmaktadır. Bu nedenle helezonlu ve mıknatıslı değirmen besleyiciler üzerinde bir takım geliştirmeler yapılmış ve yapılmaktadır.

Aynı zamanda bu ekipmanlarda hava miktarının optimize edilmesiyle kırma kalitesi ve nem kaybı konularında fayda sağlanmaktadır. Hava ihtiyacının optimizasyonu, helezon yaprak yapısı, dönüş yönleri, akış açıları gibi alanlarda yenilikçi iyileştirmeler yapılmıştır.

4. Karıştırma Ünitesi

Yem fabrikalarının en temel fonksiyonlarından biri olan karıştırma prosesi, diğer proseslerde olduğu gibi çok farklı tipte makinelerle gerçekleşebilmektedir. Ribon karıştırıcılar ve padıllı karıştırıcılar en yaygın olarak görülen iki farklı tipteki karıştırıcı olup, bu sistemin daha gelişmiş versiyonu çift şaftlı padıllı karıştırıcılardır.

Karıştırma prosesinin temel başarı ölçütleri homojen karışım sağlama oranı, karıştırma süresi, enerji tüketimi olup çift şaftlı padıllı karıştırıcılar, bu konuda tatminkar sonuçlar ortaya çıkarmıştır.

Bu alandaki yenilikçi yaklaşım, hacimsel geometrinin iyileştirilmesi, padıl açılarının optimizasyonu, tahrik aktarma sisteminin daha kompakt hale getirilmesiyle verimin artırılması odaklı çalışmaları içermektedir.

Statik karıştırıcılar gelecekte yem tesisinin ana karıştırıcı ekipmanı olarak kullanılabilir mi?

Sıvılarda başarılı uygulama alanları olan bu tip karıştırıcıların, toz ve granül halindeki maddelerdeki uygulamasıyla ilgili Yemtar Ar-Ge Merkezi, araştırma ve geliştirme faaliyetleri yürütmektedir. 

5. Premiks Ünitesi

Yem tesislerinde, yem bileşimine düşük oranlarda katılan özel bileşenlerin depolanarak dozajlandığı ünitedir. Bu ünitenin olmazsa olmaz özelliği yüksek hassasiyete sahip olması gereğidir.

Görece daha pahalı ve formül içerisindeki oranının yüksek güvenirlilikle belirlenmesi ihtiyacı, bu ünitede daha hassas bir konstrüksiyon ve tasarım ihtiyacını ön plana çıkarmaktadır. Bunun yanında otomasyon büyük önem taşımaktadır.

Farklı tartım yöntemleriyle çalışabilen premiks ünitesi ve dozajlama ünitesi, genel olarak küçük hatveli ve sürücü-tur sayacı kontrollü helezon konveyörlerle tahrik edilmektedir.

Premiks ünitesinin handikaplarından biri ve en önemlisi, premiks maddelerinin silolara dolumunun ilk etapta manuel olarak gerçekleşmesidir.

Bu noktada farklı premiks maddelerinin aynı siloda depolanması, ortamda tozuma meydana gelmesi, bu noktadaki olası personel hataları, silo içine çuval gibi yabancı nesnelerin düşme riski, istenen ürünün istenen siloya boşaltılamaması ve boşaltma işlemlerinin uzun sürmesi gibi olumsuzluklar, bu noktada bir mükemmeliyet ihtiyacı doğurmuştur.

Bu ihtiyaca binaen bir Ar-Ge projesi olarak üzerinde çalıştığımız otomatik premiks dolum sistemi, sektörde yenilikçi bir ürün olup yukarıda bahsi geçen problemlerin yaşanmaması için tercih edilen güvenilir bir çözümdür. Bununla ilgili patent başvurusu yapılmıştır.

6. Melas İlave Etme Ünitesi

Büyükbaş hayvan yemi üretiminde, peletleme prosesinden önce, toz halindeki ürünün Melas ve Şilempe gibi akışkan katkı maddeleriyle karıştırılmasını sağlayan makine Melasiyer veya Melas Mikseri olarak adlandırılmaktadır.

Double melasiyer adı, makinenin çift rotorlu olmasından doğmuştur. Önemli bir yenlik olan double melasiyerin sağladığı avantajlar şöyle sıralanabilir;

• Birbirine ters yönde dönen çift rotor sayesinde homo jen karıştırma sağlanır

• Ürün tamamen harmanlanır, melasla temas etmemiş bölge kalmaz

• Ürünün ileri hareketi ve karıştırma işlemi hızlı ve etkin olarak gerçekleşir

• % 9 ~ 10 oranında melas katımı mümkündür, bu oran klasik sistemlerin iki katıdır

• Yüksek üretim kapasiteli yem tesislerinde klasik sistemlere nazaran tercih edilir

• İşletme maliyeti ekonomiktir

• Temizlik, bakım, onarım faaliyetleri daha kolay gerçekleştirilir

Double melasiyer, TPE’de 2012/05687 numarasıyla faydalı model koruması altındadır. Ürünle temas eden bölgeler aşınmaya ve yapışmaya dirençli özel plastik levhalarla kaplanmıştır.

CE kriterlerini karşılayan melasiyer, büyükbaş hayvan yemi üreten tesislerde geleneksel uygulama olarak karıştırıcı altına klape bağlantılı olarak (bypass edebilmek için) yerleştirilmektedir. Farklı proseslerde paketleme öncesinde de uygulanmaktadır.

Genelde bu uygulama yüksek melas oranı verilen yörelerde uygulanmaktadır. Melasiyer çıkışı, elevatöre bağlanarak melas katkılı ürün, mamul ve pelet silolarına taşınır ve burada depolanır.

Melas yapışkan bir madde olduğu için elevatörde bir miktar melas kalabilmektedir. Taşıma yapan elevatör kovalarının plastik olması bu açıdan faydalıdır.

Melaslı ürün ve bypass hattından geçen, tamamen melassız olması istenen ürün, tercihen ayrı elevatörlerle mamul silo grubuna taşınabilmektedir. Bu yöntem farklı üretim olanaklarına sahip olan tesislerde tercih edilmektedir.

7. Kondüsyoner

Yem karışımının peletlenebilirliğinin sağlanması için kondüsyonerde pişirilmesi gerekmektedir. Kondüsyoner içinde buharla pişirilen karışımın içerisindeki nişastanın jelatinize olması, pelet presinde sıkışma esnasında yemdeki gerekli bağlayıcılık özelliğini oluşturur.

Kondüsonerler, klasik sistemlerde tek rotorlu, tek katlı veya tek rotorlu, çift katlı olmaktaydı. Günümüzün bu alandaki en modern teknolojisi double kondüsyoner olarak adlandırılan çift şaftlı kondüsyonerlerdir.

8. Pelpeak

Pelet presi kapasitesinin artırılmasını sağlayan ön sıkıştırıcı makinedir. Büyükbaş ve küçükbaş hayvan yemi üretiminde peletleme öncesi ürün hazırlayıcı olarak kullanılır. Peletleme prosesi haricinde sadece sıkıştırılmış yem üretimi amacıyla da kullanılabilir.

Pelpeak’in klasik sistemlere olan üstünlükleri şöyle sıralanabilir;

• Çok sayıda kondüsyoner kullanımı yerine bir adet pelpeak kullanılır, böylece kapladığı alandan tasarruf sağlanmış olur

• Yeme katılacak sıvı ilavesi % 3 oranında artar

• Yem karışımına yüksek basınç uygulanmasıyla nişastanın daha fazla açığa çıkması ve daha iyi jelatinizasyon sağlanır

• Yem daha fazla sıkıştırılır

• Peletlenebilirlik artar

• Pelet üretim kapasitesi artar

• Pelet presi ve Pelpeak’in ayrı katlarda olması daha net proses kontrolü ve bakım kolaylığı sağlar

• Prosese ait total enerji tüketimi/üretim kapasitesi grafiğinde avantaj sağlanır. Peletleme ünitesinde %20-40 civarında kapasite artışı sağlanır ve böylece enerji tüketim farkı tolere edilir.

• Büyük kütleli cisimler konik çanaklardan geçip pelet presine ulaşamadığı için disk kırılmasının önüne geçilir.

9. Peletleme Ünitesi

Yem tesisinin en önemli ve en temel fonksiyonlarından biri pelet presi olup, pelet yem üretimi, bu makinede gerçekleşmektedir. Kondüsyonerde peletlemeye hazır hale getirilen yem karışımı, pelet presine gelerek bir disk ve en az iki adet rulenin arayüz bölgesinde sıkıştırılmasıyla pelet formuna getirilir. Pelet presleri, endüstriyel yem makineleri arasında en fazla profesyonellik gerektiren makineler olup, bu alandaki rekabet teknolojik boyutta gerçekleşmektedir.

Güçlü bir teknik geçmişe sahip ve Ar-Ge kültürü içerisinde yüksek teknolojik bakış açısını yakalamış olan firmalar bu makine özelinde iyileştirme ve geliştirme faaliyetlerini sürdürmektedirler. Bu alandaki teknolojik yenilikler arasında Avrupalı birkaç firmanın ürettiği direkt akuple servo motor kontrollü bir pelet presi ile tek ruleli pelet presi örnek olarak verilebilir.

Yemtar olarak fikri mülkiyet haklarını elimizde tuttuğumuz, pelet presine ait birçok teknolojik aksam, pelet preslerinde önemli birer yenilik olarak ortaya konabilir. Örneğin hidrolik rule ayar tertibatı, otomatik yağlama tertibatı gibi aksamlar ile bir Ar-Ge projesi olan, rakiplerden çeşitli açılardan daha üstün olduğunu ileri sürebileceğimiz dişli aktarma sistemine sahip pelet presimiz buna örnek olarak gösterilebilir.

Gerçek zamanlı ölçümlerle alınan verilerin işlenmesi ve anlık rule boşluğu optimizasyonu konusunda da yeni çalışmalarımız devam etmektedir.

10. Soğutma Ünitesi

İşlem uygulanmış sıcak yemleri hava hareketi yardımıyla kurutma ve sıcaklığını düşürme işlemine soğutma, soğutma işlemini gerçekleştiren ekipmanlara da soğutucu denir. Çift katlı soğutucu, iki kademede soğutma işlemi yaptığı için günümüzdeki en modern teknolojilerden biridir. Ayrıca yem geçişlerinde ürün bekletme fonksiyonundan da faydalanılır. Kurutucu soğutucu, daha çok flake gibi ürünlerde nem oranının düşürülmesi ve soğutma amaçlı kullanılmaktadır.

11. Torbalama Ünitesi

Torbalama kantarları birçok farklı prensipte tasarlanabilmektedirler. Örneğin; eksiltme usulü çalışan kantarlar, brüt kantarlar, serbest akışlı kantarlar bunlar arasında sayılabilir.

Torbalama ünitesinin sahip olması gereken en önemli fonksiyon ve özellikler, hız, hassasiyet, düşük arıza sıklığı, kolay kullanım olarak listelenebilir.

Bu bağlamda bu üniteleri daha başarılı yapan unsurun, mekanik tasarımdan ziyade elektronik tasarım, yani kullanılan otomasyon sistemi olduğu görülebilmektedir.

Örneğin; Yemtar torbalama kantarları 12 çuval/dakika hızda torbalama yapabilmekte, bunu yaparken +-0,01 kg hassasiyet düzeylerini kullanıcıya sunabilmektedir. Günümüzde bu ünitenin bir tamamlayıcısı olduğunu belirtebileceğimiz bir ekipman, otomatik istifleme makineleridir.

Bu makineler (robotlar) kantardan çıkan yem dolu çuvalları robot kol vasıtasıyla hızlı bir şekilde algılayarak yakalamakta ve palet üzerine istiflemektedir.