Fiziksel Arkaplan
Atıksu arıtma tesislerinde son işlem maliyetinin yüksek olması nedeniyle uzaklaştırılan her ton su arıtma tesisinin yıllık işletme giderlerini düşürmede yardımcı olur. Termal kurutuculara göre ilave bir alan gerektirmesine rağmen düşük işletme maliyeti sayesinde solar kurutma için yapılan yatırım hızla geri dönmekte, aynı sonuca çok daha tasarruflu ulaşmayı mümkün kılmaktadır.
Her kurutma işlemi özünde sıvı haldeki su moleküllerinin buhar dediğimiz gaz hale dönüşmesi gerçeğine dayanır. Bu işlem enerji gerektirir. Bedava olan güneş enerjisinden yararlanmak akılcı bir seçimdir. Kurumayı sağlayan şey, çamurun içinde ve etrafındaki havada bulunan suyun kısmi buhar basınçları arasındaki farktır. Kurumanın devam etmesi için çamurun içindeki ve dışındaki buhar basınçlarının dengelenmemesini sağlamak, bunun için de çamuru çevreleyen havanın tahliye edilmesi gerekir. Su buharının havadan hafif olması buna doğal bir katkı sağlar. Ayrıca hava ne kadar sıcaksa o kadar çok su buharı taşıyabilir. Havada çözünmüş su miktarı arttıkça havanın kısmi buhar basıncı yükselir. Daha detaylı bilgi için Mollier çizelgesine bakılabilir. Aşırı rutubetli havalar hariç, güneşin çok az olduğu zamanlarda dahi kuruma işlemi gerçekleşir. Islak yolların gece kuruyabilmesi aynı sürecin sonucudur.
Açık Havada Kurutma – Doğal Ventilasyon
Rüzgarlar doğal bir ventilasyon sağlar. Çamur üzerinden esen rüzgarın hızı arttıkça, kurumanın da hızı artar. Ancak düzenli yağmur yağan sahalarda açık hava kurutması başarılı değildir. Bu yüzden Orta Avrupa’da açık hava kurutması artık kullanılmamaktadır. Bunun yerine kontrollü ventilasyonun sağlandığı seralar kullanılmaktadır.
Serada kurutma – Kontrollü Ventilasyon
Mekanik susuzlaştırmadan geçmiş, %20 civarında katı madde içeren çamur, kurutma mekanının zeminine serilir. Güneş ışınları çamur yüzeyini ısıtır. Sıcaklık artışı su moleküllerini çevredeki havaya geçmeye zorlar. Havanın nem oranı artar ve tahliye edilir. Bununla birlikte yüzey kururken çamurun alt kısımları nemli kalır, bu yüzden altüst edilmesi gerekir. Uygun fanlar ve izleme sistemleri kurarak verimli bir ventilasyon sistemi sağlamak mümkündür. Sistem üç bileşenden oluşur:
Çatı ventilasyon klapeleri: Motor kontrollü çatı klapeleri kurutma alanı boyunca yerleştirilir. Çoğu serada ventilasyon amaçlı kullanılanlara benzerler.
Aksiyel fanlar Fanlar, çamur üzerinde oluşan rutubetli sınır tabakasını dağıtmak maksadıyla tüm kurutma alanı üzerinde hava türbülansı oluşturacak biçimde yerleştirilir. Sıcaklık ve rutubet ceplerinin oluşumundan kaçınmak için kurutma prosesinde suni rüzgar oluşturmak önemlidir.
Tasarıma göre değişmekle birlikte sera ile Agroliner’ın yürüdüğü duvar arasına genellikle havalandırma yarıkları bırakılır. Çatı klapeleri açıldığında doğal çekiş nedeniyle seraya taze hava girer.
Kontrol Yöntemi
Seranın içinde ve dışında sıcaklık ve bağıl nem sensörlerle takip edilir. PLC sıcaklık, mutlak su içeriği vb parametreleri hesaplar. İçerideki hava sıcaklığı belli oranda yükseldiğinde aksiyel fanlar çalışmaya başlar. İçerideki hesaplanan mutlak rutubet değeri limit değerini aşınca çatı klapeleri açılır. Eşik değerler istendiğinde değiştirilebilir.
Atık/Ek Isı Kullanımı
İlave ısı kaynağı varsa hacim içine bir ısıtma sistemi kurulabilir. Çeşitli yöntemler mümkündür: Zeminden ısıtma Sıcak hava üfleyicileri İnfrared radyatörler Aksiyel fanlar iç/dış hava sıcaklık farkına göre aşağıya doğru ılık hava üfler. Isıl kayıpları sınırlandırmak için mekanın kapısının olması ve çatı klapelerinin kapatabilir olması gereklidir
Agroliner
Sistem'in en önemli komponenti olan Agroliner, tıpkı toprağın sürülmesi gibi, özel tarayıcı uçları sayesiyle çamuru altüst ederek nemli alt tabakanın yüzeye çıkmasını temin eder. İleri ve geri tarayıcılar çamurun yüzde yüz karıştırılmasını garanti edecek şekilde yerleştirilmiştir. Dönerek karıştırma yapan benzeri kurutma sistemlerine göre belirgin üstünlüklere sahiptir
- Toz kaldırmaz (sağlık, hijyen, filitre tıkanmaları, arızalar)
- Daha az hareketli parça içerdiğinden düşük bakım/arıza sıklığı, düşük yedek parça maliyeti
- Daha az enerji tüketimi
Kurutma yatağına çamur beslenmesi/boşaltılması konveyör bandı, kepçeli yükleyici hatta kürek gibi uygun ekipmanlarla yapılır. Agroliner, opsiyonel sıyırıcı ataşmanıyla kuru çamurun boşaltım noktasına otomatik taşınmasını mümkün kılar.
Agroliner, programlanabilir özelliği sayesinde taze çamurun kesintisiz beslenebilmesine olanak tanır. Agroliner sisteminin buharlaştırılan her 1 ton su için harcadığı elektrik miktarı 5 kWh - 25 kWh civarındadır. Endüstriyel termal kurutucularda bu miktar ton başına 800 ila 1000 kWh’dır. Dolayısı ile Agroliner sisteminin işletme maliyeti endüstriyel kurutuculara göre son derece düşüktür. Bununla birlikte sistemi tesis etmek için yere ihtiyaç vardır. Yerin büyüklüğü kapasiteye, güneş ışınlarının yoğunluğuna ve ek ısı kaynağı (atık ısı, jeotermal gibi) varlığına bağlıdır. Solar kurutma sistemleri Avrupa ikliminde rahatlıkla kullanılabilmekte olup, metrekarede yıllık ortalama 800-900 kg’a tekabül etmektedir. Güney illerimizde bunun 1.5-2 katına çıkacağı değerlendirilmektedir.
Sistem Bileşenleri
- Beton ya da asfalt su geçirmez bir yatay zemin
- Araları 12 m olan 0.85m yükseklikte maksimum 120m. boyunda 2 adet taşıyıcı beton duvar (Bu ölçüler tasarıma göre değişebilir)
- Tasarımın gerektirdiği şekilde imal edilmiş sera
- Elektrik kaynağı 400 V, 12 kW
- Her iki uca erişim yolu
- Agroliner (Şantiyeye montajı yapılmış ve kullanıma hazır olarak nakledilir)
- Programlama ünitesi, işletme panosu, fanlar, sensörler, süviçler vb.
