İkinci ürün fasulyenin kurutulmasına yönelik matematiksel modelin oluşturulması

Abstract

İnsan beslenmesinde taze sebze ve kuru dane olarak kullanılan fasulye, ekiliş alanı yönünden dünya yemeklik baklagil kültürleri arasındaki ilk sırayı alır, Dünya 'da 1988 istatistiklerine göre 14750000 ton üretim değerine sahip olan fasulye, Türkiye'de 170000 ton olarak üretilir. Dünya fasulye üretiminde % 1,15'lik bir paya sahip olmasının yanısıra, birisi alandan alınan fasulye miktarı açısından, dünya ortalamasının yaklaşık iki katına eşdeğerdir. Fasulye bitkisi, ikinci ürün olarak haziran ayı sonlarında veya temmuz ayı başlarında ekilir. Çeşit ve hava koşullarına bağlı olarak, ekimi izleyen 90-120 gün sonra olgunlaşır. Kuru fasulye üretimi için baklaların büyük çoğunluğu tamamen olgunlaşıp sarardığı ve danedeki nem içeriği % 40' a indiğinde hasada başlanır. Hasadı yapılan bitkiler birkaç gün süreyle tarlada kurutulur ve daha sonra tarlada harman edilir. Fasulye harmanı, baklalar kolaylıkla çıkabilecek kadar nem içeriğinde, tarlada yada depoda özel olarak fasulye harmanı için geliştirilmiş harman makinalarıyla sağlıklı biçimde gerçekleştirilir. Makinalı harmanda mekanik zararın en az düzeyde tutulabilmesi amacıyla ürün nem içeriğinin % 21,4'den daha yüksek olması gerekir, Depolama esnasında ürünün bozulmaması için kurutularak veya havalandırılarak nem içeriğinin düşürülmesi gerekir, Fasulye için en uygun depolama koşulları danedeki nem içeriğinin % 14'ün, depolama sıcaklığının 10°C'nin üzerine çıkmadığı koşullardır. Kurutma amacıyla ürün neminin azaltılması ve ortam sıcaklığının dışarıya atılmasında ekonomik olarak kullanılabilme olanağı olan akışkan, havadır, Tarımsal ürünler kurutma yada havalandırma amacıyla içerisinden geçirilen hava akımına karşı bir direnç gösterirler, Bu nedenle sistemde kullanılacak uygun vantilatörün seçimi, ürün içerisinden geçen hava akımının karşılaşacağı dirençlerin belirlenmesiyle olanaklıdır. Hava akımına verilecek basınç gerekenden az olduğunda, yığını içerisinden geçemez, gerekenden daha yüksek basınç ise vantilatörün güç gereksinimini artıracağından aşırı enerji kaybına neden olur, ürün yığını içerisine gönderilen hava akımına karşı gösterilen direncin değeri; - ürün nem içeriği, - ürün içerisindeki yabancı madde oranı, - ürün yığın yüksekliği, - hava akış hızına bağlı olarak değişiklik gösterir. Bu değişkenler arasındaki ilişkilerin belirlenmesi amacıyla, deneme materyali olan fasulye beş değişik nem içeriğinde, iki değişik kirlilik oranında ve sekiz farklı hava akımında, Tarımsal Mekanizasyon Bölümü 'nde oluşturulan deneme ve ölçme düzeneğinde, denemelere alınmıştır. Seçilen hava akımlarında, ürünün yükleme yüksekliğine ve değişik nem içeriklerine bağımlı olarak, temiz ve kirli fasulye için elde edilen ölçüm değerleri, HİGROSTAT paket programında ve grafiksel olarak GRAPHER paket programında değerlendirilmiştir, ölçümler ve değerlendirmelerin sonuçlan aşağıdaki gibi özetlenebilir; _Basınç düşümünü etkileyen değişkenler arasında en önemli ilişki, hava akımıyla statik basınç düşümü arasındadır. Hava akım hızının artmasıyla, statik basınç düşümü logaritmik olarak artmaktadır. - Birim yığın yüksekliği için, hava akım hızma, ürünün nem içeriğine, yabancı madde oranına ve yığın yüksekiğine bağımlı olarak statik basınç düşümü değerleri; ΔP=a.Vb.üN-⁶y-.YMOd. H /0.40 eşitliği ile belirlenebilir. ΔP: Statik basınç düşümü (mmSS) V: Hava akım hızı (m³/m².s) üNy:Yaş baza göre ürün nemi (%) YMO:Yabancı madde oranı (%) H: Yığın yüksekliği (m) a,b,c,d,: Deney katsayılarıdır. - Nem içeriğinin artması boşluk hacmini artırmakta ve buna bağımlı olarak statik basınç düşümünü azaltmaktadır. - Yığın içerisinde gönderilen hava akımı, yığm yüksekliğinin artması sonucu daha fazla dirençle karşılaşmakta ve bunun sonucunda statik basınç düşümü artmaktadır, - Yabancı madde boyutlarının, fasulye danelerinden daha küçük boyutlarda olması durumunda, yabancı madde oranının artması statik basınç düşümü artmaktadır. Kurutma veya havalandırma tesisinde kullanılacak vantilatörün seçiminde; - En yüksek hava akım hızı, - ürünün içerebileceği minimum nem değeri, - Fasulye danesinden daha büyük boyutlardaki yabancı maddelerin yığın içerisinde en fazla bulunabilme oranı, - Tesiste kullanılabilecek maksimum yığın yüksekliği, göz önüne alınmalıdır. Kurutma veya havalandırmada birim maliyeti düşürmek; kurutma veya havalandırmanın düşük hava akım hızlarında, mümkün olan en az yükseklikte gerçekleştirilmesi ve ürünün depolanmadan önce içindeki fasulye daneler inden daha küçük yabancı maddelerin temizlenmesiyle olanaklıdır.

Bean, which are used as a fresh vegetable and a pulse for human nutrition, occupy the first plase amongst grain legumes of the world in terms of cultivated area. According to the 1988 statistics, bean which was produced 14750000 tons in all over the world is produced in Turkey totally 170000 tons each year, Although Turkey shares only 1,15 % of the total bean production of the world, its yield is twice than the world-average in grain yield. Bean is sown at the end of June or early in July as a second crop. Following the sowing, it become ripe vithin 90-120 days, depending weather conditions, When most of the pods on the plants become completely ripe and the moisture level of the grain is reduced 40 %, it is harvested. The harvested plants are dried in the field for a few days and then threshed in the field, Bean-harvest is rnade either in the field or in the ware-house by some special threshing machines when beans contains suitable moisture level. The moisture level shouid not be more than 21,4 % in order to keep mechanical damage at the least level of harvest made by threshing machines, in order not to spoil them during storage their moisture shouid be reduced by drying or airing, The best conditions for safe storage of grains; The moisture level of grains shouid be less than 14 % and temperature shouid be less than 10°C. The fluid air is used economically for the reduction of the moisture and temperature of the grains, Agricultural productions oppose to the aircurrent which is sent to the inner part of the production in order to dry or air them, For this reason, the choise of the suitable vantilatör used in the system is possible only by means of determination of counter-resistance of the air-current that will penetrate into productions. If the pressure given to the air-current is insufficient, it cannot penetrate through the heap. Because over much pressure increases the power need of the ventilator, it will lead te the waste of energy, The value of the resistance to the current-air which is penetrated into the production-heap; - The moisture of the production, - The foreign-material-rate within the production, - The height of the heap of the production, -It varies depending on the flowing-speed of the air, - In order to determine the relationship among these varieties under five various moisture-level, two various dirtihess rates and eight various air-currents, the bean which is a testing material was tested on the testing and measuring levels in the Agriculturel Mechanisation Department, Depending on the loading height and various moisture-level, the obtained measure-values of clean and dirty beans were evaluated graphically in the Ğrapher and Microstat Packet Programs, The results of the evaluations and measurements are as follovs; - One of the most important realtionship that influence the reduction of the pressure is between the air-current and the reduction of the static-pressure, The increase of the speed of the air-current increases logorithmically the reduction of the static-pressure. - For the height of the unit-heap, the vaules of the static- pressurereduction depending on the speed of the air-current, the moisturerate of the production, the rate of the foreign-material and the height of the heap are; ΔP=a.Vb.uN-⁶y-.YMOd. H /0.40 It can be determined by this eguality; ΔP :Static pressure reduction (mmSS) V :Air speed (m³/m².s) UNy ;The moisture-level of the production according to the wet base (%) YMO: The rate of the foreign-material (%) H :The height of the heap (m) a,b,c,d,: They are the coefficients of the experiment, -The increase of the moisture-level increases the volume of the emptiness and depending on this, reduces the statıc-pressure-reduction, - The air-current penetrated into the heap meets more resistance as a result of the increase of the heap-height and then the static-pressure- reduction increases. - When the dimensions of the foreign-materials are smaller than the dimensions of bean-grains, the increase of the foreign-material-rate will increase the static-pressure-reduction. While selecting the vantilatör that will be used in the drying and airing foundation, - The highest speed of the air-current, - The minimum moisture-level of the production. - The highest possibility of the rate of the foreign-materials in the heap which are smaller than bean-grains, - The maximum heap-height used in the foundation should be taken into consideration, - To reduce the unit-cost airing and drying: Airing and drying should be performed in the lowspeed of the aircurrent and in the least possible height, Before storing the production, the foreign-materials which are smaller than bean-grains should be picked up.