Kompostlaştırma sistemleri için egzoz gazı içeriğini temel alan proses kontrol ve yönetim cihazının geliştirilmesi
Development of process control and management system based on exhaust gas content for composting systems
Yazar: AHMET SÜSLÜ
Danışman: PROF. DR. RECEP KÜLCÜ
Süleyman Demirel Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Tarım Makineleri ve Teknolojileri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2018
Konu: Ziraat = Agriculture

Özet:
Bu tez çalışmasında, kompostlaştırma sistemleri için egzoz gazı içeriğini temel
alarak yığın içerisindeki O 2 konsantrasyonunun tahminlenebilmesini sağlayan
proses kontrol ve yönetim cihazı geliştirilmiştir. Denemelerin yürütülmesinde
gerekli kontrolü ve elde edilen verilerin dijital ortama kaydedilmesini sağlayan
özgün bir otomasyon sistemi oluşturulmuş ve programlanmıştır. Deneme
süresince ölçülen sıcaklık verileri tüm reaktörlerde başarılı bir kompostlaştırma
işleminin gerçekleştiğini göstermiştir. Bu durum, çalışmanın asıl amacı olan,
yığın içi oksijen seviyelerini tahmin etmek için yapılacak modelleme çalışmaları
için kullanılacak verilerin, başarılı bir kompostlaştırma işlemini temsil edeceğini
göstermiştir.
Yürütülen denemelerde Rutgers' havalandırma stratejisi uygulanarak sığır
gübresi ve saman karışımının kompostlaştırılması sağlanmıştır. 60 litrelik aktif
hacme sahip 5 farklı kompost reaktöründe %0, 20, 40, 60 ve 80 oranında egzoz
gazı geri dönüşümü yapılarak, her geri dönüşüm oranı için farklı bir model
geliştirilmiştir. Bu modeller otomasyon sisteminin, farklı sistemler ve prosesler
için kullanılabilirliğini arttıracak niteliktedir. Denemelerde 5 farklı reaktör için
belirlenen reaktör içi O 2 seviyesini tahmin eden modellerin r 2 değerleri sırasıyla
%98.94, %98.47, %95.75, %98.74, %97.09 olarak hesaplanmıştır.
Sonuç olarak; reaktör denemelerinden elde edilen tahmin modelleri, PLC tabanlı
otomasyon sisteminin yazılımına dahil edilerek, kompostlaştırma sistemleri için
fan kontrolleri, sıcaklık ölçümü ve sıcaklık kaydı yapan, aynı zamanda egzoz
gazının oksijen konsantrasyonunu analiz ederek yığın içerisindeki oksijen
konsantrasyonunu tahmin edebilen bir proses kontrol sistemi geliştirilmiştir.
Anahtar Kelimeler: Kompost, Otomasyon, Yığın İçi O 2 konsantrasyonu, Egzoz
Gazı, Modelleme.

Abstract:
In this thesis study, a process control and management device has been
developed for the composting systems to estimate the O 2 concentration in the
pile based on the exhaust gas content. A unique automation system has been
created and programmed which enables the necessary control and recording of
the data obtained in the execution of the experiments in the digital
environment. The temperature data measured during the experiment showed
that a successful composting process was performed in all reactors. This shows
that the data to be used for modeling studies to estimate the oxygen levels in the
stack, which is the main goal of the study, will represent a successful
composting process.
Rutgers' ventilation strategy was applied to make composting of cattle manure
and straw mixture. A different model was developed for each recycling rate by
exhaust gas at 0, 20, 40, 60 and 80% in 5 different compost reactors with an
active volume of 60 liters. These models will increase the usability of the
automation system for different systems and processes. The r 2 values of the
models estimating the intra-reactor O 2 level for 5 different reactors in the
experiments were calculated as 98.94%, 98.47%, 95.75%, 98.74%, 97.09%,
respectively.
As a result; the prediction models obtained from the reactor experiments have
been incorporated into the software of the PLC based automation system to
develop a process control system that can estimate the oxygen concentration in
the pile by analyzing the oxygen concentration of the exhaust gas, fan control,
temperature measurement and temperature recording for composting systems.
Keywords: Compost, Automation, O 2 concentration in the Pile, Exhaust Gas,
Modeling.