Karma yem fabrikalarında enerji tasarrufu

Enerji tasarrufu önlemleri, fiyat ve enerji yönetmeliği gibi belirli koşullara bağlı olarak her ülke için farklı olabilir. Ayrıca, belirli bir ülkede, bir yem fabrikası için önerilen enerji verimliliği çözümleri, başka bir yem fabrikası için en uygun çözüm olamayabilir. Bu yüzden her yem fabrikası, benzersiz bir durum gibi düşünülmelidir. Bir yem fabrikası, enerji verimliliğini artırmak için Mevcut En İyi Teknikler referans belgelerinde açıklanan teknikleri uygulayabilir. Bazı örnekler sadece buhar ayarı ile optimize edilebilirken, bazıları ise hız kontrol cihazları ile yüksek hassasiyetli kontrol sistemlerine ihtiyaç duymaktadır. Ancak küçük bir dokunuşla enerjiyi %5 oranında azaltmak kolaydır ve iyi planlanmış bir tesis yatırımıyla yaklaşık %20 enerji tasarrufu sağlanabilir.

Mahmut Tatlıdil
İş Geliştirme Direktör Yardımcısı
Yemmak Makina Sanayi ve Ticaret A.Ş.

Karma yem fabrikalarındaki en önemli gider kalemlerinden biri enerji maliyetleridir. Bu da günümüzde hayvan yetiştiricileri için çok önemli bir konu olan yem maliyetleri üzerinde (yem ham maddelerinden sonra) baskıya neden olan önemli unsurlardan biridir. Ayrıca küresel iklim değişikliği açısından da enerji tüketimi son derece önemli bir konu olarak sık sık gündeme gelmektedir. Artık birçok profesyonel şirket, karbon salınımı azaltma, çevresel ayak izini düşürme ve sürdürülebilir üretim gerçekleştirme gibi hedeflere odaklanmaktadır. Bütün bunlar yem fabrikaları da dahil her türlü üretimde enerji tasarrufunun önemini ortaya koymaktadır.

Yeni kurulacak tesisler çoğu zaman zaten maksimum enerji tasarrufu gözetilerek kurulurken, mevcut fabrikalar da alınabilecek çeşitli önlemler ve üretim sürecindeki geliştirmelerle önemli oranda enerji tasarrufu sağlayabilmektedirler.

Yem işleme teknolojileri sektörünün önemli temsilcilerinden Yemmak Makina Sanayi ve Ticaret A.Ş. İş Geliştirme Direktör Yardımcısı Mahmut Tatlıdil, iyi planlanan bir fabrikada sağlanabilecek enerji tasarrufunun yüzde 20’leri bulabileceğini belirtiyor.

Tatlıdil, 8 soruda karma yem tesislerinde enerji tasarrufunu ve yapılması gerekenleri dergimiz okurları için anlattı.

Sayın Tatlıdil, öncelikle yem fabrikalarında enerji tasarrufunun anlamı nedir ve neden önemlidir?
Enerji, imalat sanayilerinde en kritik girdi kaynaklarından biridir. Enerji maliyeti, çoğu durumda ham madde, işçilik, amortisman ve bakım gibi diğer kaynakların maliyetlerinden daha ağır basar. Enerji maliyetinin kilit noktası, değişken olması ve yem maliyetine etki etmesidir. Hayvan yemi üretiminin amacı, gıda üreten hayvanlara en iyi dönüşüm performansı ile dengeli bir beslenme sağlamak amacıyla çeşitli ham madde ve bileşenleri mümkün olduğunca homojen bir şekilde karıştırmaktır. Temel prensip olarak tüm sistemi değiştiremeyiz; ancak bileşenler müdahale etmeye açıktırlar. Aslında enerji sadece elektrik kaynaklarından gelmez. Buhar ve basınçlı hava da enerji kaynakları ve tüketim noktaları arasındadır.

Şekil, boyut, karıştırma ve peletleme tercihleri etkinliği değiştirir. Eğer pazarın pelet formunu kullanması gerekmiyorsa, o zaman sistem dinamikleri değiştirmeli ve tüketim azaltılmalıdır. Bu sadece bir örnek.

Karma yem fabrikalarında farklı üretim kapasitelerindeki tahmini enerji tüketim miktarı ne kadardır?
Tanenin mekanik özelliklerinin buğday öğütme enerji gereksinimleri üzerindeki etkisine bağlı olarak bu miktarı 4 ila 40 Kwh/ton arasında gözlemlemek mümkündür. Bunun için 10 buğday çeşidinde (tane nemi %15) araştırmalar gerçekleştirildi. Sonuçlar, spesifik öğütme enerjisinin 6 ila 10 Kwh/ton arasında değiştiğini gösterdi. Yem materyalindeki yağ konsantrasyonunun %2’den %5,5’e yükseltilmesi, peletleme sırasında enerji tüketimini %30 oranında azaltır. Genel olarak, peletleme için gereken spesifik enerji (yani pelet değirmeni motoru tarafından tüketilen enerji) 4 ila 40 kWh/t arasında değişebilir. Sıcaklığı 27’den 80 °C’ye çıkarmak için buhar koşullandırmanın yaklaşık 26 kWh/t tükettiği tahmin edilmektedir. Peletleme işlemlerinde buhar ilavesi, pelet dayanıklılığını artırır. Eklenen buhar, ısı ve nem sağlar ve ayrıca peletleme sırasında enerji tüketimini azaltmaya yardımcı olur.

Peletleme işlemi için buhar ve elektrik ile ortalama değerler; geviş getiren hayvan yeminde 20-24 kWh/ton, kanatlı yeminde 10-12 kWh/ton ve domuz yeminde 15-17 kWh/ton şeklindedir.

Yüksek kapasiteli tesisler, düşük kapasiteli tesislere göre daha fazla enerji tasarrufu sağlar. Aslan payı elbette peletleme ve öğütme hatlarıdır; ancak daha büyük öğütme odası daha az enerji tüketir. Formülasyonlar ve buhar ilavesi, preslerde kullanılan elektrik miktarı üzerinde büyük bir etkiye sahip olabilir; ancak bu durum bu makalede ayrıntılı olarak ele alınmamıştır. Karışımda yağın kullanılması presin elektrik enerjisini azaltmaya yardımcı olabilir, ancak peletleme yardımcılarının kullanılması gibi bir maliyeti de vardır. Bazı yardımcıları denedik ve yardımcıları işleme dahil etmek üzere onlar için ödeme yapmanın yeterince tasarruflu olmadığını bulduk; ancak bu elbette hiç işe yaramadıkları anlamına gelmiyor. Fiziksel kaliteyi azaltmak ve daha kaba öğütme yapmak, enerji tüketimini azaltabilir; ancak bu durumda da şikayetler ve itibar kaybı olabilir. Ki bu sabit bir dengedir.

Uygun bir enerji yönetim planı ile bir yem fabrikasında yaklaşık olarak ne kadar enerji tasarrufu yapılabilir?
Her ülkenin tipik üretim özellikleri bulunmaktadır. Enerji tasarrufu önlemleri, fiyat ve enerji yönetmeliği gibi belirli koşullara bağlı olarak her ülke için farklı olabilir. Ayrıca, belirli bir ülkede, bir yem fabrikası için önerilen enerji verimliliği çözümleri, başka bir yem fabrikası için en uygun çözüm olmayabilir. Bu yüzden her yem fabrikası, benzersiz bir durum gibi düşünülmelidir. Bir yem fabrikası, enerji verimliliğini artırmak için Mevcut En İyi Teknikler referans belgelerinde açıklanan teknikleri uygulayabilir. Bazı örnekler sadece buhar ayarı ile optimize edilebilirken, bazıları ise hız kontrol cihazları ile yüksek hassasiyetli kontrol sistemlerine ihtiyaç duymaktadır. Ancak küçük bir dokunuşla enerjiyi %5 oranında azaltmak kolaydır ve iyi planlanmış bir tesis yatırımıyla yaklaşık %20 enerji tasarrufu sağlanabilir.

Bir yem fabrikasında en yüksek enerji tüketimine sahip prosesler/makineler hangileridir?
Elektriğin yaklaşık %40’ı peletleme hattında tüketilir, ikinci yoğun tüketim noktası ise öğütme hattıdır. Bu iki aslan payı, sistemin tüketimini etkilemektedir. Ayrıca buharın %80-90’ı da peletleme hattı tarafından tüketilir. Ancak eleme ve ayrı dozajlama hatları ile öğütme enerjisinden %10 tasarruf sağlanabilir.

Yem fabrikalarında kullanılan teknolojilerin elektrik kullanımına etkisi nedir? Mevcut teknolojiler gerçekten enerji tasarrufu sağlıyor mu?
Öncelikle yeni elektrik motorları, pnömatik aksesuarlar ve tahrik alternatifleri elbette enerji tasarrufu sağlamaktadır. Tüm üreticiler karbon ayak izlerini azaltmayı planlıyor. Ancak sistem tasarımı burada kilit noktadır. Tasarım parametreleri tüm tesisin tüketimini etkileyebilir. Bu nedenle mevcut yem fabrikası tasarımı ve yeni yatırımlar, gerçek sistem uzmanları tarafından kontrol edilmeli ve tüketim gereksinimi güç limitleri doğru bir şekilde hesaplanmalıdır.

Peki bir yem fabrikasında enerji tasarrufu planı nasıl yapılmalıdır?
Hayvan yemi işleme fabrikalarında, üretim süreçlerinde ve yardımcı programlarda enerji tasarrufu sağlayan iyileştirme çözümleri çoktur. Bu çözümlerin faydası, her bir yem fabrikası için duruma göre değerlendirilmelidir. Her fabrika kendine has bir durum olarak düşünülmelidir, yani tüm yem fabrikaları için tek bir durumu genellemek mümkün değildir. Geri dönüş süresi; yatırım maliyetlerine, makinenin çalışma süresine, makinenin boyutuna, enerji maliyetine, yere ve benzeri değişkenlere bağlı olarak önemli ölçüde değişebilir. İlk olarak, parti kontrolü veya operasyonel kW/s parametreleri ile mevcut tüketim noktalarını tanımlamanız ve bunları her bir formülasyona göre ayırmanız gerekir. İkinci adım, sızıntıları ve izolasyonları kontrol etmektir. Unutmayın; 50 ton/s kapasiteli yem fabrikası hava kompresörü 75 kw/s tüketir ve bu tüm tesisin %5’ine denk gelir. Bunu %3 oranında azaltmak ve sızıntılarla %10’a çıkarmak kolaydır.

Yem fabrikalarında enerji tasarrufu için (üretim planlaması ve teknolojik altyapı açısından) neler yapılması gerekir?
Buhar sistemlerinde; buhar sistemini ayarlamak, fazla havayı azaltarak baca gazlarının kütle akışını azaltmak, besleme suyunu önceden ısıtmak, kazan kısa döngü termal kayıplarını en aza indirmek, buhar dağıtım sistemlerini optimize etmek, buhar kapanları için bir kontrol ve onarım programı uygulamak gibi işlemlere güvenilebilir.

• Hava akışının yönetimi,
• Elektronik hız kontrolleri,
• Yüksek verimli motorlar,
• Uygun motor boyutlandırması,
• Sistem tasarımının optimize edilmesi,
• Değişken hızlı sürücü (VSD) ve depolama hacmi,
• Basınçlı hava sistemi kaçaklarının azaltması ve ekonomizör veya kondenser ile ısı geri kazanımının sağlanması, enerji tasarrufu listesinin en önemli ipuçları olabilir.

Her zaman sistem tasarımı ve ekipman seçiminin kilit bir role sahip olduğunu iddia ediyoruz. Örneğin %60 ile %100 tam yük arasında çalışan motorlarda maksimum verim elde edilir. Asenkron motor verimliliği tipik olarak %75 tam yükte zirve yapar ve %50 yük noktasına kadar nispeten düzdür. %40 tam yük altında, bir elektrik motoru optimize edilmiş koşullarda çalışmaz ve verim çok hızlı düşer. Bununla birlikte, daha büyük boyut aralıklarındaki motorlar, nominal yükün %30’una kadar olan yüklerde oldukça yüksek verimliliklerle çalışabilir.

İletim, enerji tasarrufunun en kritik noktalarından biridir; zincir tahrikler, kayış tahrikleri ve dişli tahrikler üç ana güç iletim yöntemidir. Kayış tahrikleri, sorunsuz bir güç aktarımı istendiğinde veya basit, uygun maliyetli, zincir veya dişli tahrikten daha sessiz bir şey aradığınızda veya miller arasındaki mesafe çok büyük olduğunda kullanışlıdır. Seçim, Hizalama ve Gerginlik olmak üzere üç ana sütunumuza odaklanıldığında, V-kayışı verimliliğini etkileyebilecek birçok faktör de olabilir. Zincir tahrikler gibi, dişli tahrikler de kaymayı azaltmak veya ortadan kaldırmak için mükemmeldir. Dayanıklıdırlar, verimlidirler, zincir ve kayış tahriklerinden daha uzun ömürlüdürler ve çok kompakttırlar. Ancak, gücün daha uzun mesafelerde veya yüksek hızda iletilmesi gereken uygulamalar için çözüm değildirler. Ayrıca esneklik, titreşim ve gürültü endişe vericiyse ideal değildirler.

Halihazırda altyapısını kurmuş ve üretime devam eden fabrikalar, büyük yatırımlar yapmadan enerji tasarrufu yapabilir mi? Bunu yapmanın yolları nelerdir?
Bu, tesisin teknik ömrüne bağlıdır; ancak büyük bütçeler harcamadan sistem geri kazanılabilir. Yemmak olarak teknik enerji analiz ziyareti yaparak tüm tüketicileri sistem akış şeması ile kontrol edebilir, boş yükleri ve kapasiteleri tanımlayabilir ve raporlayabiliriz. Enerji tasarrufu konusunda en ucuz ve belki de ücretsiz çözüm, tesisin tam limitlerini kullanmaktır. Yemmak, tesis kontrolü ve uzun vadeli yatırım planlaması konusunda bu tür danışmanlık dönemleri sağlayacaktır.

Enerji tasarrufu yöntemlerinin hiçbiri, duraklama kayıplarını kurtaramaz. Kalifiye olmayan operatörler, uygun olmayan kalıp ve öğütme eleği seçimleri ve elbette formülasyon, duraklaya neden olabilir. Ve bir peletleme bölümünü örnek alırsak, bir duraklama ve aynı formülasyonun yeniden başlatılması yaklaşık 10 dakika alacaktır. Bu da yaklaşık %15 enerji kaybı anlamına gelmektedir. Tesisleri bu kilit noktalarla yönetirsek, bu en ucuz çözüm olacaktır.

Mahmut Tatlıdil Hakkında
Makine Mühendisi Mahmut Tatlıdil, Yemmak Türkiye İş Geliştirme Direktörüdür. Tatlıdil, Değirmen Proses Teknolojilerinin çeşitli tip ve kapasitelerinde üretim, ürün ve proje yönetiminin ardından 2011 yılından itibaren Yemmak ailesinde iş geliştirme direktörü olarak göreve başlamıştır.