Karma Yem Teknolojisinde Öğütme ve Önemi

Valsli değirmenlerin günümüze kadar karma yem endüstrisinde kullanılmamasının en önemli nedeni verimin düşük olması ve yoğunluğu az, lifli (ham sellüloz1u) yemlerin öğütülmesine uygun düşmeyişidir. Çünkü bu değirmenlerde öğütme esas olarak, sürtünme ve sürtünme + ezme şeklinde olmakta, böyle bir etki ile de söz konusu lif1i yem maddeleri ufalanıp partiküllere ayrılamamaktadır. Ancak vals'ler üzerine değişik şekillerde yerleştirilen set'lerle bugünkü değirmenlere kesme şeklindeki öğütme de eklenmek suretiyle en yüksek miktar ve nitelikte bir üretime ulaşılabildiği, özellikle Japonya ve Hollanda'da bu tip değirmenlerin daha yaygın bir şekilde kullanılmaya başlandığı bildirilmektedir.
Vals'li değirmenlerin çekiçli değirmenlere olan avantajları şu şekilde sıralanabilir:
-Va1s'li değirmenlerde gürültü ve sarsılma en düşük düzeye indirilmiştir
- Enerji kullanımları her ton yem için % 30-40 düzeyinde daha düşüktür
Çünkü bu değirmenlerde öğütme, yem va1s'ler arasından bir defada geçmekle tamamlanmış olur. Halbuki çekiçli değirmenlerde partiküller elek deliklerinden geçinceye kadar değirmen içerisinde devamlı dönmek zorundadır.
-Çekiçli değirmenlerde granülasyon daha geniş bir spektrum verir, unlaşma fazladır. Vals'li değirmelerde ise elde edilen partiküller birbirlerine daha yakın bir büyüklük dağılımı gösterirler.Tablo 1 de her iki değirmende öğütülen maddelerin partikül özelliklerini göstermektedir.
- Öğütülen maddenin partikül yüzeyleri incelendiğinde çekiçli değirmenlerde bunun yuvarlak ve düzgün vals'li değirmenlerde ise köşeli ve pürüzlü olduğu görülmüştür. Köşeli ve pürüzlü görünüm yemin lezzetini ve tüketimini arttırdığı gibi karma yemde homojenitenin daha uzun süre korunmasına da yardımcı olmaktadır.
- Çekiçli değirmenlerde söz konusu olan ısınma vals'li değirmenlerde önemli ölçüde daha azdır.

- Öğütme kayıpları vals'li değirmenlerde daha düşüktür.
- Vals’li değirmenlerde öğütme derecesi değirmen çalışırken öğütme aralığı değiştirilmek suretiyle ayarlanabilmekte bu iş için çekiçli değirmenlerde öğütmeyi durdurmak gerektirmektedir.
- Vals’ler üzerindeki aşınma setler tekrar açılmak suretiyle, çekiç değiştirmeye kıyasla daha kolay halledilir.






Tablo – 4 Öğütme şeklinin partikül etkisi özelliklerineetkisi

HAMMADDE

MISIR

DARI

Vals’li

Çekiçli

Vals’li

Çekiçli

Orta Partikül Çapı, mm

0.908

0.554

0.834

0.507

Partikül sayısı/g

26.000

63.000

29.000

88.000

Yüzey genişliği,

53

81

67

93

Kaynak Ergül ve Ayhan, 1996)
- Vals'li değirmenler çekiçlilere göre, oransal olarak daha ucuzdurlar.
Vals'li Değirmenlerin Avantajları:
- Farklı materyaller için çok sayıda vals takımı gerekirse, ilk sermaye yatırımı daha yüksek olabilmekte.
- Yulaf ve arpa gibi lifli materyaller, çekiçli değirmenlerde olduğu kadar etkin bir şekilde öğütülemezler.
- Vals setleri, materyalin değişmesiyle birlikte yenilenmeli (değiştirilmeli)' dir.
- Valsleri tekrar yerleştirme genellikle zaman gerektirir.
- Materyal karışımının öğütülmesi genellikle valsli değirmende başarılamaz.
5.3. Plakalı Değirmenlerde Öğütme

Plakalı değirmenler iki disk yada plakadan oluşmakta olup plakalı değirmenlerde bir plaka sabit, diğeri döner olabilir. Plakalar pürüzlü yüzeye sahiptir. Farklı plaka yüzey tipleri, farklı materyaller için yada farklı parçacık boyutu elde etmek için kullanılabildiği gibi materyal plakalar arasına verilir ve kesme, ezme, makaslama etkileri ile öğütülür. Hareketli iki plakası olan plakalı değirmen, yüksek kapasiteli değirmendir ve her bir plaka yüksek hızda dönmektedir.(Ergül.,1994).

Parçacık boyutunun küçültülmesi şunlardan etkilenir:
- Değirmene verilen materyalin akış miktarı ve üniformluğu
- Plaka hızı
- Plakalar arasındaki açıklık
- Plaka yüzeylerinin modeli
- Plaka yüzeyinin aşınma derecesi
- Öğütülen materyalin fiziksel özellikleri ve nem içeriği
Bir plakalı değirmende öğütmenin büyük bir bölümü kesme ve makaslama etkisi ile başarılır. Bu nedenle parçacık boyutu daha üniform olmakta ve çarpma etkili öğütmede olandan daha az toz yada un üretilmekte metaller ve diğer yabancı materyaller plakaları zedeleyebilmektedir. Bu nedenle öğütülen materyalin yeterince temizlenmesi ve demirli metallerin uzaklaştırılması gereklidir (Ergül 1994).
5.4. Vertikal Rotorlu (=Dikey Rotorlu) Değirmen

Vertikal rotorlu değirmen hububat, pelet gibi hammaddelerin öğütülmesi için geliştirilmiş olup, orta ve ince granülasyon elde etmede kullanılmakta olup öğütme sonrası nihai mamül granülasyonu homojendir.
Konvensiyonel değirmenin tersine, vertikal rotorlu değirmende öğütücü rotor dikey olarak motor miline direkt bağlıdır.
Vertikal rotorlu değirmenin teknik özellikleri:
- Eleme alanı 100 dm2
- Elek deliği 2.10 mm
- Ana motor 22.75 kw, 3000 min-1
- Rotor hızı 130 m/s
Bu yeni değirmenin en büyük avantajlarından biri (konvensiyonel değirmende olduğu gibi) hava aspirasyonu gerekmemektedir. Dolayısıyla öğütme kaybı önlenmiş ve aynı zamanda elek deliğinden geçme oranı yaklaşık %25 arttığı görülmektedir.

Tane dağılımı konvenksiyonel değirmene göre daha hassas olup buda pres kalitesinde bir avantaj teşkil etmektedir.
Değirmeni korumak amacı ile yeni bir yüklemeye dayalı besleme cihazı geliştirilmiştir.
Bu cihazın temel özellikleri:
- Ön ambardan direk tahliye
- Sürgülü besleme ayarı
- Mıknatıslı, hava sirkülasyon sistemli ağır tane ayırıcı
- Ağır taneleri boşaltmak için pnömatik tahliye
- Kırma haznesi dağıtıcı boruları
- Otomatik çalışma için yük kontrol ünitesi
Vertikal rotorlu değirmen, bir taraftan kolay bakım imkanı, diğer taraftan çabuk parça değişim imkanı sağlayacak şekilde dizayn edilmekte olup öğütme bölümü, üç tarafından kapalı olup pnömatik manivela sistem ile tutturulmuştur. Bu nedenle elek ve çekiç değiştirme 5 dakika gibi kısa bir zamanda yapılabilmektedir.(Çırağan 1994)
Vertikal rotorlu değirmenin avantajlarını tekrarlarsak;
- Aspirasyon havası gerekmemektedir, kayıp yok
- Nem kaybı, dolayısıyla ürün kaybı da yok
- Az enerji gereksinimi
- Homojen granülasyon dağılımı
- Az gürültülü çalışması
- Parçaların kolay ve çabuk değişimi
- Az yer kaplaması
Vertikal rotorlu değirmenin avantajlarına bakacak olursak yem değirmeni teknolojisinde büyük gelişmelerin meydana geldiğini söyleyebiliriz (Çırağan, 1994 ).

6. YEM FABRİKALARINDAKİ ÖĞÜTME TESİSLERİ

6.1.Ayrı-Ayrı ve Bir Arada Öğütme Sistemleri

Dünyada yaygın olarak yem fabrikalarında kullanılan 2 tip öğütme sistemi vardır. Birincisi A.B.D.’de yaygın olarak kullanılan “ayrı ayrı öğütme" sistemidir. İkincisi ise, diğer birçok ülkede kullanılan "bir arada öğütme" sistemidir.
Kullanılacak öğütme sisteminin seçimi yem sanayicilerinin ekonomik nedenlerle kullanmaya zorlandıkları ham materyaller tarafından belirlenmekte AB.D. gibi tahıl ürünlerinin ekonomik olduğu ve kolaylıkla bulunabildiği ülkelerde ayrı ayrı öğütme sistemi büyük avantajlar sağlamakta Diğer ülkelerde, özellikle tahıl fiyatlarının yüksek olduğu Avrupa ülkelerinde birçok değişik materyal, fiziksel özelliklerinin geniş bir aralıkta değişmesine rağmen kullanılmak zorundadır. Kullanılan materyaller, bulunabilme durumlarına bağlı olarak değişmektedir. Bu durum yem sanayicilerini, değişen materyal özelliklerine tolerans göstermeleri nedeniyle bir arada öğütme sistemini seçmeye yönlendirmektedir.
Ayrı-Ayrı Öğütme Sistemlerinin Avantajları
- Materyaller büyük karıştırma tanklarına doldurulmak üzere öğütüldüğünden, genellikle daha uzun öğütme periyodları gerçekleştirilir. Bu durum, uzun zaman periyodlarında tam kapasitede öğütücünün karıştırılmasını sağlar.
- Öğütme sistemi üretim çıkışına direkt olarak bağlanmaz ve materyal üretime etkili olmadan öğütme sisteminde yapılacak bakıma imkan veren karıştırma tanklarında depolanabilir.
- Çok hücreli öğütme sistemleri, üretim ihtiyaçlarını karşılamak amacıyla farklı materyali aynı anda işleyebilir.
- Öğütücüyü çalıştırmak için gerekli güç, bir arada öğütme sisteminde gerekenden önemli derecede daha azdır. Tüketilen toplam güç, sezilebilecek kadar etkilenmemesine karşın, pik güç ihtiyacı orantılı bir şekilde daha azdır.
-Kullanılan materyalin akışkanlığı nedeniyle ayrı öğütme sisteminde besleyici ve besleyici kontrolü nispeten basittir. Büyük yığın ağırlıklarına rağmen akış karakteristikleri genellikle iyidir. Bu nedenle, öğütme hücresinin hacimsel olarak yüklenmesi kolaylıkla başarılabilir.
- Materyaller ayrı ayrı öğütüldüğünde parçacık boyutu eleklerin değiştirilmesiyle kontrol edilebilir.

Ayrı-Ayrı Öğütme Sisteminin Dezavantajları
- Karıştırmadan önce öğütülen materyallerin depolanması için öğütmeden sonra ek depolama tankları gereklidir. Bu durum yatırım ve bakım masraflarını arttırmaktadır.
- Ayrı ayrı öğütme sistemleri birkaç ham materyalin öğütülmesi gerektiğinde avantajlıdır. Çok sayıda materyalin öğütülmesi gereken yem fabrikalarında fazladan ek depolama masrafı ekonomik olmayabilir.
Birarada Öğütme Sistemlerınin Avantajları
- Birarada öğütme sistemi materyal değişimlerine ve fiziksel özelliklerinde geniş değişikliklere karşı daha avantajlıdır.
- Depolama tesislerinin çoğaltılması önlenir. Bu durum daha az para yatırılmasını sağlar.
Birarada Öğütme Sistemlerinin Dezavantajları
- Birarada öğütme sisteminde güç ihtiyacı daha fazladır.
- Öğütme sistemi üretim hattının bir parçasıdır ve doğrudan üretim kapasitesini etkiler.
- Materyal karışımlarının akışkanlığı ve besleyici kontrolü, materyallerin ayrı-ayrı öğütülme durumunda olduğundan daha zor olabilir.
- Bir arada öğütme sistemlerinde kullanılan materyaller daha fazla temizlik gerektirirler,daha aşındırıcıdırlar ve karmaşık hava destek sistemleri yada taşıma sistemleri gerektirebilirler (Trickett 1983).
6.2.İki Aşamalı Öğütme Sistemleri ve Avantajları

Buhler Kardeşler Ltd. Şti. 1860 yılında kurulmuş ve endüstrinin birçok kolunda dünyaca aktif durumda olmuştur. Yem öğütme ekipmanlarının kurulması 1930 yılında yapılmış ve o zamandan beri Buhler tarafından 1000'den fazla yem değirmeni planlanarak inşa edilmiştir.
Şimdi hayvan yeminin büyüklüğünü azaltma alanında aşamalı –öğütmenin anlam ve amacını açıklayacağız.
1- Farklı Tanecik Gereksinimleri
a) Hayvan bakımından
- domuzlar: basit mide = iyi öğütülmüş
- sığırlar: geniş sindirim sistemi = kaba öğütülmüş
- tavuklar: tane yem tercih edilir, geniş sindirim sistemi = kaba öğütülmüş
b) Pazar bakımından
- dünyaca yaygın ham materyal, nişasta jelatin1eşmesinin değişik dereceleri
- değişik incelikte öğütülmüş ince yem
- pelet olarak bitirme yemi: Pelet kalitesi daha ince danecikler için kullanılır.
2- Değişik Tanecik Sınırlarını Değirmenle Nasıl Kazanabiliriz?
a) Değişik elek deliği çapları, hava miktarları vb kullanarak
b) Çember hızını değiştirerek
c) Aşamalı öğütme vasıtasıyla
3- Aşamalı Öğütme
Mekanik olarak büyüklük azaltılmasına, değirmencilik ürünlerini daha soma çeşitli kısımlara ayırıp derecelendirerek bundan sonra daha kaba parçacıkları öğüterek, aşamalı öğütmeye başvuruluş.
a) Ön kalburdan geçirme: Bu işlem işleme masraflarını azaltacaktır. Çünkü kalburdan geçen ince kısımlar makineye gereksiz yere yük olmayacaktır. Tasarruf % 25 ve daha fazla olabilir.
b) 1. Öğütme Aşaması: Bu aşama, materyalin kabaca öğütülmesi için planlanmıştır.
c) Grading: Değirmencilik ürünü, kalburdan geçenlerin çeşitli kısımlara ayrılmasıyla derecelendirilir.
d) Tanecik sınırının tayini: Gereksenen son taneciklere bag1ı olarak derecelendirilen ürün, örneğin dört farklı kısım ya miksere gönderilir veya ayrı bir öğütme için aşağı sarkan kutular vasıtasıyla ikinci öğütme aşamasına gönderilir.

Pratikte, en.ince kısım daima doğrudan doğruya miksere gider, daha kaba üç kısmın istenilen tanecik büyüklüğüne ulaşılması için uğraşılmaktadır.
e) 2. Öğütme Aşaması: İstenilen inceliğe doğru son öğütme
Aşamalı öğütme aşağıdakiler için uygulanabilir:
- Ön-öğütme Fabrikaları; Bazı giren hammadde için ön kalburdan geçirmenin bozulduğu yerde (karışımdan önce öğütme). Küçük kapasiteli fabrikalarda dolaşımlı öğütme sistemleri kullanılabilir. Yüksek su kapsamlı sert tohumlar ince öğütüldüğü zaman % 25'e kadar enerji tasarrufu mümkündür.
- Sonradan-öğütme Fabrikaları (Karışımından sonra öğütme)
Avantajları:
- Öğütme ambarlarına gereksinme yoktur. Böylece yatının masrafları azalır.
- Öğütülmesi zor olan ürünler, öğütülmesi kolay olan ürünlerle karıştırılarak elverişli biçimde etkilenmektedir.
- Tamamlanmış ürünün ayrılma tehlikesi azdır. Çünkü ürünün tüm miktarı aynı elekten geçirilmiştir.
Dezavantajları:
- Çeşitli yem maddelerinin ayrı ayrı öğütülmeleri olanaklı değildir.
- Karıştırma ve öğütme bölüm1eri birbirlerine bağlıdır ve daima birlikte çalışmak zorundadırlar.
Kuzey Avrupa’da Çalışan Bir Fabrika Örneği
Bu fabrika bir aşamalı öğütme sistemi ile sonradan öğütme için planlanmıştır.
-İstenen fabrika kapasitesi: 40 t/saat
- Ürünler: 1/3 domuz yemi, 1/3 tavuk yemi, 1/3 sığır yemi
Yağlı tohum küspeleri ve tahıllar .
Tahıllar rasyonun yaklaşık % 75'ini oluşturmaktadırlar.
Ekonomik Veriler:
Tam karşılaştırmalı değerleri elde etmek için çalışmaya başladıktan sonra fabrikada direkt ve aşamalı-öğütmenin tam ölçümleri yapılmakta olup yıllık üretim 70.000 tona ulaşmaktadır.
Aşınma:
- Hesaplanan dayanma süresi
- İnşaat-20 yıl
- Makineler-8 yıl
- Kar-% 14
Gerekli yer ihtiyaçları için ek masraflarla birlikte makine teçhizatı ve bina için gerekli ek harcamalar: % 10 (Baumeler, 1983).

7. SONUÇ

Karma yem sanayiinde her ton yem üretimi için sarfedilen enerjinin % 55-75'i öğütmeye isabet etmektedir. Maliyete bu kadar yüksek oranda etkili olan öğütme amaca uygun bir şekilde gerçekleştirilmediği taktirde yemden yararlanma da önemli ölçülerde azalacağından kayıplar daha büyük boyutlara ulaşmaktadır.
Günümüz karma yem üretiminde en yaygın olarak kullanılan değirmen türü "Çekiçli Değirmenler"dir. Ancak son yıllarda aynı verim düzeyinde, değişik özellikteki hammaddeleri en uygun bir şekilde öğütebilen daha sessiz, maliyeti ve enerji kullanımı da düşük "Vals’li değirmenler"in geliştirildiği ve değişik dünya ülkelerinde kullanılmaya başlandığını görüyoruz.
Kullanılan değirmenin türü ne olursa olsun, uygulanan öğütmeyle ilk sırada etkilenen değirmen özellikleri bakım ve enerji giderleridir. Partikül çaplan küçüldükçe yani elek delik çapları küçüldükçe, değirmenlerde yıllık bakım ve enerji masraf1arının önemli ölçülerde arttığı gözlenmektedir. Ancak bu artış valz’li değirmenlerde, Çekiçlilere göre, belirgin ölçülerde düşük olmaktadır.
E.Ü.Ziraat Fakültesinde yürütülen bir çalışmada incelenen çekiçli değirmendeki enerji kullanımının hammadde ve elek delik çapına göre değişimi tablda verilmiştir
Çizelgede verilen değerler incelenen her hammadde de partikül boyutu küçüldükçe her kg öğütme için enerji sarfiyatının belirgin ölçülerde arttığını ortaya koymaktadır. Bu durumda çekiç ve elek aşınmalarına bağlı olarak uzayan öğütme ve oluşan unlaşma ile ne kadar gereksiz enerji gideri olacağı açık bir şekilde ortaya çıkmaktadır.
Çekiçli değirmenlerde enerji kullanımı hammaddelerin beraber öğütülmelerinde, ayrı ayrı öğütülmelerine kıyasla, daha olumlu bir şekilde etkilenir. Nitekim Tablo 4'de verilen yemlerin birlikte öğütülmeleri durumunda böyle bir etkilenmeyi daha belirgin olarak görmek mümkündür (Tablo 5).
Öğütme diğer taraftan değirmenin verimini de etkiler. Bu etkilenme elek delik çaplarına bağlı olan partikül büyüklüğü üzerinden gerçekleşir. Nitekim yapılan incelemeler amaçlanan partikül boyutlarının küçülme si oranında verimin doğrusal bir azalma gösterdiğini ortaya koymuştur. Buna göre irileşen öğütme materyalinde de verim aynı anlamda bir ilişki ile artmaktadır.

Tablo 1 'de verilen ve 2. 7 mm.'lik elek delik çaplarında linear olarak görülen bu ilişki, Tablo 6'deki rakamsal değerlerde daha belirgin bir şekilde ortaya çıkmaktadır.
Görüldüğü gibi öğütme derecesi eldeki değirmenin verimini ve enerji kullanımını ilk sırada etkileyerek öğütme maliyetinin değişmesine neden olmaktadır. Bu arada daha küçük partiküllere ulaşmak amacıyla uygulanan öğütmede değirmen içerisinde artan sürtünme ile ısınmanın da artacağını ve öğütülen yemdeki bazı besin maddelerinin bundan olumsuz etkilenebileceğini göz önünde tutmak gerekir. Bu bakımdan da daha avantajlı olan değirmen türü Va1s'li olanlardır.
Bu arada uygulamada yanlış anlaşılan bir konuya da değinmekte yarar vardır. Öğütme derecesinin değirmen çekiçleri dönüş hızından önemli ölçüde etkilendiği dikkate alınarak bazı fabrikalarda değirmene gereğinden güçlü motorlar bağlanarak öğütmenin daha kısa zamanda tamam1anabileceğine inanılır.
Bu hatalı bir düşüncedir. Çünkü değirmenin motor güç ile elek yüzeyi arasında söz konusu olabilecek bir uyumsuzluk gereksiz birikimlere veya enerji kullanımına yol açabilir. Elek üzerinde oluşan birikimler de boşalmayı yavaşlattığı gibi diğer yandan sürtünmeyi arttıracağından buna bağlı olarak ısınmayı yükseltir. Bundan da eldeki yemin besin maddeleri önemli ölçüde olumsuz etkilenebilir. Bu nedenle belli devirdeki değirmenlerde farklı özellikteki yem hammaddeleri için verilen Elek Yüzeyi/Motor Gücü ilişkisine muhakkak uymak gerekir. Tablo 5'de bu bakımdan önerilen bazı değerler görülmektedir (Ergül ve ark. 1996).




Tablo– 5 Çekiçli Değirmenlerde Elek Delik Çapına Bağlı Enerji Kullanımı
Yem
Elek Delik Çapı

(mm)

Özgül Enerji Kullanımı

(Kwh/kg)

Mısır
2

4

6

9

12

10.55x10-3

5.09 x10-3

3.42 x10-3

3.16 x10-3

2.58 x10-3

Sorgum
2

4

6

9

12

12.02 x10-3

3.38 x10-3

3.13 x10-3

2.63 x10-3

2.05 x10-3

Ektsr. Soya Küspesi
2

4

6

9

12

7.67 x10-3

4.15 x10-3

3.06 x10-3

2.11 x10-3

1.55 x10-3

KaynakÇırağan, 1994)
Tablo-6 Karışık Öğütmede Elek Delik Çapına Bağlı Enerji Kullanımı
Yemler

Elek Delik Çapı (mm)

Özgül Enerji Kullanımı

(Kwh/kg)

Mısır
Mısır
Sorgum
Sorgum
Ekstr. Soya Küspesi

2

4

6

9

12

8.75x10-3

4.08 x10-3

3.64 x10-3

2.74 x10-3

2.21 x10-3

KaynakÇırağan, 1994)

[AyTeK54]

paylaşım için tşkler