Su ürünleri yemi üreticileri, üretim sırasında bitki ve balık unları, yağlar ve diğer proteinler dahil olmak üzere birçok bileşeni karıştırırlar. Formülasyonlar her bir malzemeden belirli oranlarda olacak şekilde tasarlanmaktadır. Bu nedenle nem, sürekli olarak malzemeler arasında farklı oranlarda değişmekte ve kuru maddelerin oranlarında değişikliklere yol açmaktadır. Kuru madde oranının bu sürekli değişime karşı doğru şekilde ayarlanmaması, protein ve yağ oranlarında ve nihai yem peletinin besin değerinde değişikliklere neden olacak ve peletlenmiş ürünün pazar değerini etkileyecektir.
Teknik Satış Müdürü
Hydronix Ltd
Su ürünleri yeminde, üretim süreçlerini optimize etmenin anahtarı, istikrarı ve tekrarlanabilirliği sağlamaktır. Bileşenlerin ve işleme ekipmanlarının kalitesi dışında, malzemedeki bilinmeyen en büyük değişken sudur. Her bir bileşenin nem içeriği zaman içinde dalgalanır. Bu dalgalanmalar üreticiler için çeşitli zorlukları beraberinde getirir. Değişen nem içeriğini sürekli olarak ölçmek ve düzeltmek çok avantajlıdır.
Su ürünleri yemi üreticileri, bitki ve balık unları, yağlar ve diğer proteinler dahil olmak üzere birçok bileşeni karıştırırlar. Yem formülasyonları, beslenen hayvanın türüne ve yaşına, her bir bileşenin mevsimsel bulunabilirliğine ve kalitesine göre belirlenir.
Balık unu veya balık yağı kıtlığı sık sık fiyatlarda dalgalanmalara neden olur. Bu nedenle formülasyoında kalite ve besin değerini korurken maliyeti düşürmek için çeşitli ayarlamalar yapılır. Malzemeler birbirleriyle değiştirilir ve besin değerini korumak için pahalı katkı maddeleri gerekebilir.
Et ve kemik unu gibi ham maddeler ortalama %5 nem içeriğine sahipken soya fasulyesi %12,7 neme sahiptir [1]. Formülasyonlar, her bir malzemenin belirli oranlarını içerecek şekilde tasarlandığından, nem oranı malzemeler arasında sürekli olarak değişmekte ve bu durum kuru madde oranlarında değişikliklere yol açmaktadır.
Kuru soya fasulyesinin 1000 kg olarak verildiği bir formül üreten sistemde, girdi malzemesi %12,7 nem oranına sahip olabilir (yaş bazda), bu nedenle tam olarak 1.127 kg’lık dozaj için mümkün olduğunca doğru bir şekilde kontrol gerekir. Bu, 127 kg su ile birlikte belirlenen gerekli 1000 kg kuru soya küspesini verecektir. Soya küspesi 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 malzemelerin oranları sürekli değişim karşısında doğru şekilde ayarlanmazsa, bu durum protein, yağ ve nihai yem peletinin besin değerinde değişikliklere neden olacaktır. Bu da büyüme veya hayvan sağlığı sorunlarına yol açabilecek ve peletlenmiş ürünün pazar değerini etkileyebilecek uygunsuz ürünlere neden olabilir.
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 tesis geliştirmede bir sonraki mantıklı adımdır. Tüm süreci optimize etmek için tesisin tamamında uçtan uca, hat içi nem ölçümünü uygulamak, günümüzde uygun maliyetli ve verimli bir yöntemdir. İçerik alımı ve depolamadan karıştırma, kurutma ve son depolamaya kadar…
NEM ÖLÇÜM TÜRLERİ
Her ölçüm türünün kendine özgü avantajları ve dezavantajları bulunmaktadır. Çalışan bir prosesi kontrol ederken hat içi ölçüm yapmanın avantajları dikkate değerdir.
Birden fazla sensörün kullanılması, proseste bir kesinti veya aksama olmaksızın gerçek zamanlı ayarlamaların yapılabilmesini sağlar. Hat içi sensörler ayrıca hem ileri beslemeli hem de geri beslemeli proses kontrolüne olanak sağlar. Bir sensörü tek bir konuma kurmanın önemli avantajları olsa da, uçtan uca kontrol sağlamanın daha da büyük avantajları vardır. Uçtan uca kontrolün daha fazla sensör gerektirmesi nedeniyle kullanılan sensörlerin düşük maliyetli, kolay kurulabilen ve kolay bakım yapılabilen sensörler olması da son derece önemlidir.
Tekrarlanabilir ve güvenilir bir sensörün seçilmesi, üreticinin beklenen kazanımlardan gerçek anlamda faydalanmasını sağlayacaktır. Kırılgan, karmaşık kalibrasyon gerektiren veya zaman içerisinde sapma gösterebilecek bir sensörün kullanılması, olması gerekenin tam tersi olarak prosese bir bilinmeyen değişkenin daha eklenmesi anlamına gelir.
Amaç, nemi tutarlı bir şekilde ölçmek, güvenilir ve tekrarlanabilir girdi verilerine dayanarak anlamlı ayarlamalar yapmaktır. Bu, tek ve çok önemli bir değişken olan nemin, prosesleri ve ürün kalitesini gereksiz yere etkilemesini ortadan kaldıracaktır.
Bir sensör seçerken, toplam sahip olma maliyetini, sermaye maliyetini ve devam eden bakım maliyetlerini (beklenen güvenilirlik ve mühendislerin sistemin bakımını yapması için gereken zamanı da) göz önünde bulundurmak önemlidir. Belirli bir durum için yanlış bir sensörün seçilmesi, süreçte daha fazla anormalliğe, mühendislik personelinin hayal kırıklığına uğramasına ve genellikle ekipmanın en sonunda terk edilmesine neden olur.
Hydronix, tüm bu gereksinimleri karşılayan, aynı zamanda en zorlu endüstri koşullarına dayanacak kadar sağlam olan ve dünya çapında destek, eğitim ve servis sunabilen bir dizi mikrodalga sensörü üretmektedir.
NEM ÖLÇÜMÜ NEREDE YAPILMALIDIR?
Artık proses boyunca kurulacak sensörler sayesinde nem kontrolü verimli ve uygun maliyetli bir şekilde uçtan uca gerçekleştirilebiliyor. Şekil 1’de gösterilen konumlarda.
1. Ham madde alımı: Tedarikçiden teslim alınan malzemeler
Ham madde girişi ve depolama siloları arasındaki ölçüm, gelen malzemelerin kalite kontrolünü sağlar. Bu aynı zamanda mikotoksinlerin neden olduğu bozulma riskini azaltmak amacıyla malzeme depolamanın yönetimine veya malzemenin reddine olanak tanır. Bu sayede, örneğin kuru ağırlığa göre alım yapılırken tedarikçinin performansı da otomatik olarak izlenebilir.
2. Tartım: Doğru formülasyona ulaşmak için tartılan malzemeler
Depolama siloları ve tartım bunkerleri arasındaki ölçüm, ham maddelerin doğru oranlarda ayarlanmasını ve her bir malzemedeki farklı nem seviyelerinin dengelenmesini sağlar.
3. Karıştırma: Miksere su ilavesi
Mikserdeki ölçüm, çekiçli değirmene gönderilen malzemenin doğru neme sahip olmasını sağlamak amacıyla suyun ve neme bağlı diğer katıkların doğru şekilde eklenmesine olanak tanır.
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 izlenmesine olanak tanır.
5. Şartlandırma: Ham maddelerin nemini düzeltme
Yanlış şartlandırma, peletleme prosesinde sorunlara yol açacak ve nemdeki değişimler ekipmanların aşınmasını, yıpranmasını ve makinelerin enerji tüketimini etkileyecektir. Yüksek nem, peletlerin yumuşak veya kötü şekillenmesine neden olabilir, bu yüzden pelet makinesini tıkayabilir veya yapışkan peletler oluşmasına neden olabilir. Bu da genellikle kalıbın hasar görmesi gibi ciddi sonuçlara neden olur. Düşük nem, bağlama özelliklerinin azalmasına ve pelet kırılmasına yol açar.
6. Kurutma: Dayanıklılık için kurutulmuş peletler
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 peletlerin nem içeriğinin %12’nin altında olması gerekir.
7. Kaplama: Yağ kaplama ilavesi
Kurutucunun çıkışında, yağ kaplamadan önce ölçüm yapılması, prosesi uygun şekilde ayarlamak için hedef nem değerindeki hatayı kullanarak PID geri besleme kontrolünü mümkün kılar.
8. Soğutma: Depolama sıcaklığına kadar soğutun
Soğutma sırasında bir miktar nem kaybedilir. Bu nedenle peletler ~%10 düzeyinde tamamlanır, ancak bu genellikle takip edilmez. Soğutucunun çıkışında ölçüm yapılması, soğutma parametrelerinin kontrol edilmesine ve ayrıca paketleme veya depolama öncesinde son kalite kontrolünün yapılmasına olanak tanır.
UYGULAMADA NEM KONTROLÜ
Şekil 2’de, bir yağ kaplayıcıdan önce tutma hunisi üzerindeki nem kontrolü kurulumunun bir örneği gösterilmektedir. Bu, malzemeyi yaklaşık 60°C’de tutar ve kurutucudan beslenir. Böylece, kaplayıcının çalışırken sabit bir malzeme beslemesine sahip olmasını sağlayarak şekilde bir malzeme tamponu oluşturulur. Bu kurulumda, dozajlanan malzemenin nemini ölçmek için bir Hydronix sensörü kullanılır. Sensörün entegre ortalama alma (ve filtreleme) işlevleri sayesinde, kontrol sisteminde karmaşık değişiklikler yapılmasına gerek kalmadan, bu işlem kolayca gerçekleştirilebilmektedir.
Ortalama fonksiyonu, çeşitli şekillerde tetiklenebilir, örneğin bu durumda dolum sırasında yüksek seviye anahtarı kapatıldığında başlar ve düşük seviye anahtarı açıldığında durur.
Ayrıca, kurutucudan sonra, su ürünleri yeminde veya diğer uygulamalarda Hydronix sensörünün kullanıldığı başarılı bir uygulama da kurutucu çıkışındaki 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.
SAYISIZ FORMÜLASYON VE SENSÖR KALİBRASYONUYLA İLİŞKİLİ SORUNLAR
Su ürünleri yemi üreticilerinin talep ettiği gibi çoklu formülasyonlarla ilgili en önemli sorun, her bir formülasyon veya formülasyon ailesi için sensörlerin doğru kalibrasyonunu sağlamaktır. Malzeme veya ortam sıcaklığı değişimleri, aşınma ve yıpranma, optik sensörün tozla kirlenmesi veya titreşimden etkilenmesi gibi diğer kurulum sorunları nedeniyle çıktılarını değiştiren bir sensör kullanılıyorsa, bu kalibrasyonları yönetmek imkansızdır.
Proses genelinde kullanılan sensör sayısı arttıkça, her birinin doğru çalışması ve kullanılan tüm sensörlerin tekrarlanabilir ve güvenilir bir çıktı vermesi ve aynı ölçüm özelliklerine sahip olması daha da önemli hale gelir. 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 değerine duyulan gereksinim, artık ortadan kalkar.
Gelişmiş bağımsız sistem entegratörleri artık kalibrasyonları gerçek zamanlı olarak sürekli izlemek ve ince ayar yapmak için Hydronix sensörlerine bağlı gelişmiş yapay zeka tabanlı algoritmaları kullanabilmektedir. Hepsi aynı ölçüm özelliklerine sahip kararlı sensörlerin kullanılması, kullanıcıların kalibrasyonları güvenilir bir şekilde kaydetmesine ve yeniden kullanmasına olanak tanır. Bunun dolaylı bir avantajı da herhangi bir sensörün yeniden kalibrasyona gerek kalmadan çıkarılıp değiştirilebilmesidir.
Hydronix sensörünün varsayılan doğrusal ölçümü, 0,1’lik artışlarla 0 ila 100 birim arasında bir değer verebilir. Bu çıktı, Ölçeklenmemiş Değer olarak bilinir ve her sensörde aynıdır. Bir kullanıcı her formülasyon için kolayca bir Ölçeklenmemiş Değer hedefi belirleyebilir. Üretimin formülasyonlar arasında geçiş yapması durumunda, uygun Ölçeklenmemiş Değer hedefine geçiş yapmak kolaydır.
Aynı çıkış özelliklerine sahip sensörlerin kullanılması, hassas kontrol döngüsü denetimini mümkün kılar ve giderek daha fazla kullanıcının mümkün olan en iyi performans için yapay zeka tarafından oluşturulan kontrol döngülerini benimsemesine olanak tanır.
SONUÇ
Hydronix ölçümü sayesinde ölçümlerin hassas, doğru ve tekrarlanabilir olduğuna dair bir güven oluşmakta, bu da ölçümlerin yapay zeka modelinin iyileştirilmesine ve verimliliğin sürekli olarak artırılmasına olanak sağlamaktadır. Bu, yem üreticilerinin birçok formülasyonla çalışırken proseslerinde tutarlılık elde etmelerine, münferit proses aşamalarındaki farklılıkları azaltmalarına ve aynı zamanda kaliteyi artırırken daha yüksek bir nihai ürün nemi hedeflemelerine olanak tanır.
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 kalmasını sağlamasına olanak tanımıştır. Genel olarak, Hydronix nem sensörleri doğru, hassas ve tekrarlanabilir ölçüm sunarak gelişmiş ve tutarlı bir ürün, bozulan ve israf edilen malzemede azalma, daha iyi tesis verimliliği ve daha az proses duruş süresi sağlar.
Referanslar
1. https://www.researchgate.net/figure/Average-percentage-of-moisture-content-in-different-fish-feed-ingredients_fig1_327137357
Neal Cass Hakkında
Neal Cass, İngiltere’deki Southampton Üniversitesi’nden Elektronik Mühendisliği diplomasını aldıktan sonra 10 yıl boyunca büyük bir uluslararası gıda proses sistemi üreticisi için kontrol sistemleri geliştirmiş ve devreye almıştır. 2007 yılında Hydronix’te Müşteri Hizmetleri ve Yazılım Geliştirme Mühendisi olarak çalışmaya başlamış ve 2011 yılında Satış Müdürü olmuştur.
