Farklı kompostlama sıcaklıklarının 3 faz sistem pirinasının tavuk gübresi ve talaş ile kompostlanmasına etkisinin belirlenmesi
Determination of effects of temperature on composting of three phase olive oil processing solid waste with poultry manure and sawdust
Yazar: HÜSEYİN GÜZEL
Danışman: PROF. DR. KAMİL EKİNCİ
Isparta Uygulamalı Bilimler Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Tarım Makineleri ve Teknolojileri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Ziraat = Agriculture
Dizin: Gübreler = Fertilizers ; Kompostlama = Composting ; Pirina = Olive pomace ; Talaş = Sawdust ; Talaşlı üretim = Machining ; Tarım ürünleri teknolojisi = Agricultural products technology ; Tavuk gübresi = Poultry manure

Özet:
Bu çalışmada, 3 faz sistem pirinası, tavuk gübresi ve talaş kuru ağırlık bazında sırasıyla %60.22, %14.60 ve %25.18 oranlarında karıştıralarak kompostlanmıştır. Karışımın başlangıç karbon/azot oranı 23.59, başlangıç nem içeriği %53.46 (yaş baz) olarak belirlenmiştir. Denemede 14 adet 100 litrelik otomatik kontrollü kompost reaktörleri kullanılmıştır. Kompost sıcaklıklarının kontrolü Rutgers havalandırma stratejisine göre yapılmıştır. Farklı kompostlama sıcaklıklarının 3 faz sistem pirinasının tavuk gübresi ve talaş ile kompostlanmasına etkisinin belirlenmesi için kompostlama işlemi 40, 45, 50, 55, 60 ve 65, 70 C kontrol sıcaklığında (Tsp) yürütülmüştür. Her bir kontrol sıcaklığı iki tekerürlü olarak yürütülmüştür. Denemeler 26.83 gün sürmüştür. Denemeler süresince, sıcaklık, hava debisi, havalandırma fanlarının elektrik tüketimi ve amonyak konsantrayonları ölçülmüştür. Denemede, kompost nem, organik madde, pH, elektriksel iletkenlik, NH4+−N, NO3−−N, karbon ve azot ölçümleri gerçekleştirilmiştir. Kuru madde kaybı (KMK), organik madde kaybı (OMK) ve azot kaybı (AK)) belirlenmiştir. KMK, OMK ve AK, havalandırmadan kaynaklanan elektrik tüketimi ve amonyak kayıplarına bağlı olarak kompostlama işleminin optimum sıcaklık aralığı tespit edilmeye çalışılmıştır.
Çalışma sonuçları, tüm reaktörlerde kompost sıcaklıklarının ilk 6 gün içinde Tsp sıcaklıklarına ulaştığını göstermiştir. Düşük Tsp sıcaklıklarında kompost sıcaklığının kontrolü daha zorlaşmış ve kontrol noktası aşımı yaşanmıştır. Havalandırma fanlarının kontrolünü Tsp değerinin 40 C olduğu durumda sağlamak için daha yüksek hava debisi değerleri uygulanmıştır. Tsp değeri yükseldikçe hava debisi değerleri azalmıştır. Yüksek Tsp değerlerinde termofilik sıcaklıklar baskın olduğu için bu sıcaklık seviyelerinde havalandırma fanlarının kontrolü daha kolay gerçekleşmiştir. Tsp arttıkça KMK ve OMK artmıştır. AK, Tsp değerinin 65 C olduğu durumda maksimum değerini almıştır. Havalandırmadan kaynaklanan fanların enerji tüketimi E() değerleri incelenmiştir. Tsp arttıkça E()/KMK ve E()/OMK azalan üstel fonksiyona bağlı olarak azalmıştır. Diğer taraftan 65 C'ye kadar kümülatif amonyak çıkışlarında (ENH3-N) belirgin bir değişiklik olmamasına rağmen daha yüksek sıcaklıklarda ENH3-N üstel olarak artmıştır.

Sonuç olarak, ENH3-N, E()/KMK ve E()/OMK ve AK birlikte değerlendirildiğinde kompost sistemi işletmeciliği açısından kompostlama işleminin 65C'den daha düşük sıcaklıklarda gerçekleştirilmesi gerekmektedir. Enerji giderini dolayısıyla işletme giderlerini azaltırken aynı zamanda nihai kompostun kalitesini düşüren ENH3-N ve AK'nın dikkate alınması gerekmektedir. Bu nedenle, E()/KMK, E()/OMK, ENH3-N ve AK arasında optimizasyon gerekmektedir.

Abstract:
In this study, three phase olive oil processing solid waste with poultry manure and sawdust with the proportion of 60.22%, 14.60% and 25.18% on dry weight basis was composted. The initial carbon/nitrogen ratio of the mixture was 23.59 and the initial moisture content was 53.46% (wet basis). In the experiment, fourteen 100 liter automatically controlled compost reactors were used. Control of compost temperatures was performed according to Rutgers ventilation strategy. Composting was carried out at 40, 45, 50, 55, 60 and 65 at 70 C control temperature (Tsp) to determine the effect of different composting temperatures on composting of three phase olive oil processing solid waste with poultry manure and sawdust. Each control temperature was run with two replications. Trials lasted 26.83 days. During the experiments, temperature, air flow rate, electricity consumption of ventilation fans and ammonia concentration were measured. In the experiment, compost moisture, organic matter, pH, electrical conductivity, NH4+−N, NO3−−N, carbon and nitrogen were measured. Dry matter loss (KMK), organic matter loss (OMK) and nitrogen loss (AK) were determined. The optimum temperature range of composting process has been tried to be determined based on KMK, OMK, AK, electricity consumption by ventilation, and ammonia losses.
The results of the study showed that compost temperatures reached Tsp temperatures within the first 6 days for all the reactors. At low Tsp temperatures, the control of the compost temperature became more difficult and the control point exceeded. Higher air flow were applied to control the ventilation fans when the Tsp value was 40 C. As the Tsp value increased, the air flow rate values decreased. Since the thermophilic temperatures were dominant in high Tsp values, it was easier to control the ventilation fans at these temperature levels. KMK and OMK increased as Tsp increased. The AK took the maximum value when the Tsp value was 65 C. Energy consumption E() values of fans from ventilation were investigated. As Tsp increased, E()/KMK and E()/OMK decreased based on decreasing exponential function. On the other hand, although there was no significant change in cumulative ammonia emission (ENH3-N) up to 65 °C, ENH3-N increased exponentially at higher temperatures.

Consequently, when ENH3-N, E()/KMK, E()/OMK and AK were evaluated together, composting should be performed at temperatures lower than 65 °C for composting system operation. ENH3-N and AK reducing the quality of the final compost are required to take into account to reduce operating costs. For this reason, the optimization among E()/KMK, E()/OMK, ENH3-N and AK is required.