Organomineral gübre üretim işlemindeki krutma tamburuna yönelik işletme parametrelerin geliştirilmesi üzerine araştırmalar

Ekonomik olması ve tarımın sürdürülebilirliği için baskın olarak kullanılan kimyasal gübrelerin yerine ticari organomineral gübrelerin kullanımı her geçen gün yaygınlaşmaktadır. Dünyada ve ülkemizde bu tip gübreler daha çok küçük ve orta ölçekli işletmelerde üretilmektedir. Organomineral gübrelerin tarımsal ihtiyacı karşılayabilecek kadar kullanılabilmesi için öncelikle üretimi esnasında karşılaşılan işletme güçlüklerinin giderilmesi gerekir. İşletme güçlükleri, enerji ve bakım maliyetleri bakımından gübre üretimin prosesinin en önemli kısmı döner gübre kurutma tamburlarıdır. Bu çalışmada tambura optimum yükleme kapasitesinin belirlenmesi, topaklaşma, tozlaşma, tanelerin kırılması, yapışma, korozif-aşınma sorunlarının anlaşılması, gübre tanelerinin tambur içerisinde ısıtılmış hava ve çevresi ile olan etkileşimi, anlık konum ve hareketlerinin belirlenmesi, deneyler ve Ansys Fluent programında yapılan birleştirilmiş 2B-3B HAD-AEM (CFD-DEM) analizleri ile anlaşılmaya çalışılmıştır. Tambur kurutma performansının başlıca optimum yükleme şartlarına, taşıyıcı kanat profiline bağlı olduğu anlaşılmıştır. Tozlaşma sorununun, granülleme diskinde gübre tipine göre kontrollü nem verilmemesinden kaynaklandığı ve sonrasında tamburda ısı etkisi, çevresi ve birbirleri ile çarpışma etkileşimleri sonucunda kırıldığı ve tozlaştığı anlaşılmaktadır. Üretimde gübre yapışmalarının, gübre granüllerinin iyi karıştırılmaması, iyi granüllenmemesi, yüksek yığın açılarına sahip olduklarından tambur girişinde oluşan yığın etkilerinden kaynaklandığı anlaşılmıştır. Korozif-aşınmanın; gübrenin asidik ve nemli yapısı, sürekli akışta aşındırıcı etkisi ve iç yüzeye yapışan tozlardan kaynaklandığı anlaşılmıştır. Bu yapışan tozun korozif etkisi ve sürekli akışta olan gübrelerin aşındırıcılığı; tambur iç yapısını ve performansında etkili olan taşıyıcı kanat yapılarını bozduğu, işletme güçlüğü ve bakım maliyetlerine sebep olduğu anlaşılmıştır. Kaliteli gübre üretimi için bu sorunların giderilmesinde; tambur iç yapı tasarımı olarak girişte eğimli helisel kanatlar, sonrasında kanatsız bölge ve kanatlı bölge olması, tamburun paslanmaz çelik, Inconel veya Hastelloy alaşımlı malzemeden yapılması veya çelik tamburun iç yüzeyine epoxy-grafit türü kaplama yapılması ve granülleme diski yerine yapışma ve tozlaşma sorununda daha iyi çözüm elde edilebileceği için granülleme tamburunun kullanılması önerilmiştir. Bu çalışma ile tüm işletme şartlarının ele alınabildiği 2B ve 3B simülasyonlar ile optimum tambur üretim ve işletilme şartlarının belirleme imkanı elde edilmiştir. Bu simülasyonlar tamburda karşılan sorunların anlaşılmasında da kolaylık sağlamışlardır. Anahtar Kelimeler: Organomineral/Organomineral katkılı NPK Gübre, Ansys Fluent HAD-AEM analizi, Polyhedral ağ, Tozlaşma-Yapışma, Korozif-aşınma