PERVAZLI TİP AKSİYAL AKIŞLI BİR HARMANLAMA ÜNİTESİNİN

Tarımsal Mekanizasyon 18. Ulusal Kongresi
Tekirdağ
536
PERVAZLI TİP AKSİYAL AKIŞLI BİR HARMANLAMA ÜNİTESİNİN
TASARIMI VE UYGUN PROTOTİPİNİN GELİŞTİRİLMESİ ÜZERİNE BİR
ARAŞTIRMA*
A Research on Design of Rasp-Bar Axial-Flow Type a Threshing Unit and on
Development of Appropriate Prototype
Poyraz ÜLGER***
Abdullah SESSİZ**
ÖZET
Bu araĢtırmada, ülkemiz koĢullarına uygun pervazlı tip aksiyal akıĢlı bir
harmanlama ünitesinin tasarımı ve uygun prototipinin imalatı amaçlanmıĢtır.
Harmanlama denemeleri buğday ile yapılmıĢtır. Bağımsız değiĢkenler olarak;
besleme miktarı, batör çevre, batör-kontrbatör açıklığı ve nem içeriği seçilmiĢtir. Bu
değiĢkenlere bağlı olarak, batör uzunluğu boyunca kontrbatörden ayrılan tane
miktarı, ortalama güç tüketimi, özgül güç tüketimi, harmanlama kayıpları ve
kayıplara bağlı olarak da harmanlama etkinliği saptanmıĢtır. Ayrıca, her bağımlı
değiĢken için, bütün bağımsız parametrelerin birlikte etkisini gösteren regresyon
eĢitlikleri geliĢtirilmiĢtir.
Yapılan denemeler sonucunda % 100 bir ayrılma elde edilmiĢ ve tanenin
tümünün ayrılması için 100 cm'lik batör uzunluğu yeterli olmuĢtur. Ayrılan dane
üzerinde istatistiksel açıdan bağımsız parametrelerin etkisi olmamıĢtır.
Güç tüketimi; besleme miktarı, batör çevre hızı ve nem içeriğinin artmasıyla
birlikte artmıĢ, batör-kontrbatör açıklığının artmasıyla da azalmıĢtır. Güç tüketimi
0.639 kW ile 3.34 kW, HE % 98.8 ile % 99.56 arasında değiĢmiĢtir.
ABSTRACT
The objective of this study is to design and prototype construction of rasp-bar
threshing unit adequate for the conditions of Turkey. Threshing trails of wheat was
conducted with the rasp-bar type threshing unit. Feeding rates, drum peripheral
speed, concave clearances and moisture contents weere selected as independ
variables. Depending on these variables, amount of grain seperation along of the
drum length, average power consumption, specific power consumption, threshing
losses and threshing efficiency up to losses were determined. In addition, regression
equations indicating the total effects of all indipendent parameters were improved
for each dependent parameter.

** : Dr., OMÜ. Ziraat Fakültesi Tarım Makinaları Bölümü, SAMSUN.
*** : Prof. Dr., T.Ü. Tekirdağ Ziraat Fakültesi Tarım Makinaları Bölümü, TEKĠRDAĞ.
* : Prof . Dr. Poyraz ÜLGER’in yönetiminde hazırlanan ve Trakya Üniv. Fen Bil.Enst. tarafından
24.04.1998 tarihinde Doktora tezi olarak kabul edilen çalıĢmanın özetidir. (Bu çalıĢma, O.M.Ü
AraĢtırma Fonunca desteklenmiĢtir ).
Tarımsal Mekanizasyon 18. Ulusal Kongresi
Tekirdağ
537
As a result of the trails, seperation of 100 % was obtained threshing units
and a drum length of 100 cm was sufficient for the seperation of all grains. The effect
of independent parameters on the seperation of grain were not statistically
significant . Power consumption increased with the increase in feed rate, drum
peripheral speed and moisture contents, but it decreased with the increase in concave
clearances. Power consumption was between 0.639 kW and 3.34 kW, threshing
efficiency was between 98.8 % and % 99.56.
1. GİRİŞ
Bütün dünyada olduğu gibi ülkemizde de insan gıdasının ana kaynağını
oluĢturan tahılların baĢında buğday gelmektedir. Ülkemizde yaklaĢık 18.464.000 ha
alanda tarımsal üretim yapılmakta ve üretim alanı içinde 13.816.470 ha’lık alan ile
tahıllar en büyük payı almaktadır. Tahıllar içerisinde de 9.400.000 ha üretim alanı ve
18.000.000 ton üretim miktarıyla buğday ilk sırayı almaktadır (Anonymous, 1997).
Bitkisel üretimde, ürün miktarını artırmaya etkili olan faktörlerin baĢında
yüksek verimli çeĢitlerin kullanımı, sulama, gübreleme, hastalık ve zararlılarla
mücadele, teknolojik geliĢmeler ve mekanizasyon gibi teknik konular gelmektedir
(Quick, 1992). Tarımsal üretimin çeĢitli aĢamalarında yaygın olarak kullanılan
mekanizasyon araçlarının önemi, üretimin en kritik iĢlemi olan hasat ve harmanlama
aĢamasında daha da artmaktadır (Tandon vd, 1988).
Ülkemizde, buğday hasadı hemen hemen tüm bölgelerimizde doğrudan
klasik tip biçerdöverlerle yapılmaktadır. Fakat, üretim alanına karĢılık gerçekleĢen
üretim miktarı, üretimin farklı aĢamalarında oluĢan tane kayıpları nedeniyle istenilen
düzeye ulaĢamamıĢtır. Klasik tip biçerdöverlerle yapılan buğday hasadı sırasında
oluĢan yaklaĢık % 5’lik tane kaybı dikkate alındığında, her yıl yaklaĢık olarak 1
milyon ton ürün kaybı meydana gelmektedir. Bu kayıpların önemli bir kısmı da
harmanlama ünitesinin yapısından kaynaklanmaktadır.
Harmanlama kayıplarını azaltmak amacıyla, yeni tarımsal teknolojiler
geliĢtirilmiĢtir. Taneli ürünlerin hasat teknolojisine kazandırılan son geliĢmeler,
aksiyal akıĢlı biçerdöverler ve
onların harmanlama ve ayırma üniteleri
oluĢturmuĢtur (Harrison, 1991; Gummert vd, 1992; Kutzbach, 1996). Ayrıca, 1970’li
yılların baĢında IRRI (Uluslararası Çeltik AraĢtırma Enstitüsü) tarafından geliĢtirilen
aksiyal akıĢlı harman makinaları çeltik üreticisi Asya ülkelerinde baĢta çeltik olmak
üzere, buğday ve diğer ürünlerin harmanlamasında yoğun bir Ģekilde
kullanılmaktadır.
Klasik tip (sarsaklı) biçerdöverlerde harmanlama kapasitesi sarsak büyüklüğü
ile sınırlı olduğundan etkinlikleri düĢüktür. Son yıllarda çeĢitli ülkelerde
kullanılmaya baĢlanan aksiyal akıĢlı biçerdöverlerle harmanlama iĢlemlerindeki
olumsuzlukların büyük bir kısmı ortadan kaldırılmıĢ ve kapasitede belirgin artıĢlar
olmuĢtur. Ülkemizde ise, aksiyal akıĢlı harman makinaları veya biçerdöverlerin
imalatçısı olmadığı gibi, bu konuda yapılmıĢ herhangi bir bilimsel çalıĢmaya da
rastlanmamıĢtır. Ayrıca bu çalıĢmanın ileride yapılacak çalıĢmalara veri oluĢturacağı
ve bu harmanlama ünitesinin ülkemizde imalatı yapılan ve yapılacak olan
biçerdöverlere uyarlanabilmesi için önemlidir.
Tarımsal Mekanizasyon 18. Ulusal Kongresi
Tekirdağ
538
2.MATERYAL VE YÖNTEM
2.1. Materyal
2.1.1. Denemelerde Kullanılan Bitkisel Materyal
AraĢtırma, OMÜ Ziraat Fakültesi AraĢtırma ve Uygulama Çiftliğinde
yürütülmüĢtür. Denemelerde bitkisel materyal olarak 1000 tane ağırlığı 46 gram olan
Momtchill buğday çeĢidi kullanılmıĢtır. Buğday, OMÜ Ziraat Fakültesi AraĢtırma
ve Uygulama Çiftliğinin üretim alanından temin edilmiĢtir.
Denemeler için tek düzen yedirme Ģekli seçilmiĢtir. Bu amaçla 3 m
uzunluğunda 0.5 m geniĢliğinde bir elektrik motorundan zincir diĢli sistemiyle
hareket alan bir bant konveyör imal edilerek denemelerde kullanılmıĢtır.
2.1.2. Denemelerde Kullanılan Harmanlama Ünitesi
AraĢtırmada kullanılan harmanlama ünitesinin genel görünüĢü ġekil 2.1’de
verilmiĢtir.
Harmanlama ünitesi batör ve batörü saran kontrbatördan oluĢmaktadır.
Batör ile kontrbatör giriĢ-çıkıĢ aralığının ayarı için kontrbatörler ayarlanabilir Ģekilde
monte edilmiĢtir. Batör hareketini özel bir çatı üzerine monte edilen 20 BG’deki
elektrik motorundan almaktadır. Batör ile motor arasındaki hareket iletimi
kayıĢ-kasnak sistemiyle gerçekleĢmektedir. Harmanlama ünitesinin batörü 0.61 m
çapında ve 1.2 m uzunluğundadır. Batör için, biçerdöverlerde kullanılan pervazlar
kullanılmıĢtır. Ürünün aksiyal hareketi, harmanlama ünitesinin üst kapağına 35° açı
ile yerleĢtirilen sevk kanatçıkları ile gerçekleĢmektedir (ġekil 2.1) (Ghaly, 1985;
Harrison, 1991). Ayrıca, batör uzunluğunu belirlemek amacıyla, harmanlama ünitesi,
kontrbatör uzunluğu boyunca 20 cm aralıklarla altı kısma ayrılmıĢtır. Her bir
boĢaltma kısmının altına sacdan yapılan oluklar yerleĢtirilmiĢtir (Gummert vd, 1992).
Tarımsal Mekanizasyon 18. Ulusal Kongresi
Tekirdağ
539
ġekil 2.1. Pervazlı tip harmanlama ünitesinin genel görünümü ve teknik ölçüleri
2.1.3. Denemelerde Kullanılan Diğer Ölçme Aletleri
Denemeler süresince tartım iĢlemleri 1200 gram kapasiteli 0.1 gram
hasassiyetli elektronik terazi ile yapılmıĢtır. Dönme momentinin ölçülmesinde
moment ölçme cihazı (torkmetre) ve torkmetreden gelen sinyalleri sayısal olarak
gösteren, 0-300 mV arasında ölçüm yapabilen çok amaçlı ölçüm cihazı (multimetre)
kullanılmıĢtır. Batör mili devir sayıları mekanik takometreyle yapılmıĢtır. Ölçme
sınırı 0-10.000 min-1 dir. Örnek nem tayini belirlemede elektronik olarak istenilen
sıcaklığa ayarlanabilen Elektromag’ın M 5040 D tipi kurutma dolabı kullanılmıĢtır.
Batöre güç sağlamada 20 BG’nde bir elektrik motorundan yararlanılmıĢtır.
2.2. Yöntem
2.2.1 Bağımsız Değişkenler ve Seviyelerinin Belirlenmesi
Denemeler üç farklı tane nem içeriğinde (% 11.38, % 14.85, % 17.88), dört
farklı besleme miktarında (500 kg/h, 750 kg/h, 1000 kg/h, 1250 kg/h), üç farklı
batör-kontrbatör açıklığında (10 mm, 15 mm, 20 mm) ve üç farklı batör çevre
hızında (23.95 m/s, 26.98 m/s, 30.03 m/s) yapılmıĢtır.
Ürünlerin sap ve tane nem içeriklerinin belirlenmesinde fırında kurutma
yöntemi uygulanmıĢtır. Nem içeriği ASAE standarlarında belirtildiği gibi
saptanmıĢtır (ASAE S 352.1, 1984).
Besleme miktarı olarak bitki sap ağırlığı dikkate alınmıĢ ve karıĢık yedirme
Ģekli seçilmiĢtir. Besleme miktarı ve açıklık için daha önce yapılmıĢ çalıĢmalar
gözönüne alınmıĢtır (Klenin, 1986; Sarwar ve Khan 1987; Behera vd, 1990; Güzel,
1990). Batörlerin farklı çevre hızlarında dönmelerini sağlamak amacıyla,
harmanlama batörü üzerine üç kademeli bir kayıĢ kasnak sistemi yerleĢtirilmiĢtir.
Devir sayılarının belirlenmesinde mekanik devir takometresinden yararlanılmıĢtır.
2.2.2.Dönme Momentinin Saptanması ve Ölçülmesi
Dönme momenti değerlerinin ölçülmesinde torkmetre ve multimetre
kullanılmıĢtır. Bunun için oluĢturulan ölçme sistemi ġekil 3.2’de verilmiĢtir.
Batör dönü hızına bağlı olarak moment değerlerinin ölçülmesinde 200 Nm
kapasiteli, Staiger Mohilo marka, Alman yapımı torkmetre kullanılmıĢtır. Dönme
momentinin ölçümü için torkmetrenin kalibrasyon eğrisi çıkartılmıĢtır.
Bunun için oluĢturulan kalibrasyon düzeneğinde torkmetrenin miline 1 m
uzunluğunda bir çubuk kol civatalarla sabitleĢtirilmiĢtir. Kalibrasyon için önceden
değeri bilinen yükler uygulanmıĢtır. Uygulanan yüklere bağlı olarak moment ölçme
cihazından elde edilen sinyaller bir multimetreyle sayısal değer olarak mV cinsinden
okunmuĢtur. Okuma değerlerinden de kalibrasyon eğrisi çıkartılmıĢtır ve aĢağıda
verilen regresyon eĢitliği ve korelasyon katsayısı elde edilmiĢtir. mV cinsinden elde
edilen voltaj çıkıĢı değerleri regresyon eĢitliğinde yerine konarak dönme momenti
değerleri elde edilmiĢtir.
Y = 9.10567 X + 0.556337
R2 = 0.99997
Tarımsal Mekanizasyon 18. Ulusal Kongresi
Tekirdağ
540
ġekil 2.2. Dönme momenti ölçme sisteminin teknik ölçüleri ve Ģematik görünüĢü (a;
E.motoru, b; kızak, c; torkmetre, d; yatak, e, multimetre, f; kayıĢ, g;
kasnak)
2.2.3. Ortalama Güç Değerlerinin Saptanması ve Ölçülmesi
Denemeler sırasında ölçülen dönme momenti ve batör devir sayısına bağlı
olarak batör güç gereksinimi aĢağıdaki eĢitlik ile hesaplanmıĢtır (Yavuzcan vd,
1987).
Md.n
...............................................................(2.1)
Nç 
9550
EĢitlikde;
Nç
: Batör mili tarafından çekilen güç, kW
Md
: Dönme momenti, Nm
n
: Batör mili dönü hızı, min-1
2.2.4. Özgül Gücün Belirlenmesi
Farklı besleme miktarlarında batör tarafından çekilen ortalama güç
değerlerinden yararlanarak, aĢağıdaki eĢitlik yardımıyla bir ton saplı ürünün harmanı
için tüketilen özgül güç değerleri elde edilmiĢtir (Evcim, 1983).
Nç
ÖGT 
....................................................(3.2)
Q
EĢitlikde;
ÖGT : Özgül güç tüketimi, kWh/t
Tarımsal Mekanizasyon 18. Ulusal Kongresi
Nç
Q
Tekirdağ
541
: Çekilen ortalama güç, kW
: Besleme miktarı, t/h
2.2.5. Harmanlama Kayıplarının Belirlenmesi
Denemeler sırasında oluĢan kırık tane (KTO) ile kavuzlu tane oranını
(KvTO) saptamak amacıyla her bir boĢaltma ağzından harmanlanarak ayrılan
temizlenmiĢ tanelerden analiz için 50 gramlık 3’er örnek alınmıĢ ve bu örneklerdeki
KT ile KvT elle ayrılmıĢtır. Elle ayrılan taneler tartılmıĢtır. Tartım sonucunda elde
edilen KT ve KvT toplam örnek ağırlığına bölünerek bulunmuĢtur (Ülger, 1982;
Evcim, 1983; Sarwar ve Khan, 1987; Chinsuwan ve Vejasit, 1991; Pınar, 1995).
HarmanlanmamıĢ tane oranını (HTO) belirlemek için de her bir boĢaltma ağzındaki
harmanlanmamıĢ baĢak ve baĢak kırıntılarının tamamı alınarak elle harman edilmiĢ
ve bunun sonucunda elde edilen tane miktarı, toplam temizlenmiĢ tane miktarına
oranlanarak bulunmuĢtur.
2.2.6. Harmanlama Etkinliğinin Saptanması
Harmanlama etkinliklerinin belirlenmesinde, toplam harmanlama kayıpları
dikkate alınarak hesaplanmıĢtır. Kırık tane, kavuzlu tane ve harmanlanmayan tane
Ģeklindeki kayıplar harmanlama kayıpları içerisinde değerlendirilmiĢtir. Harmanlama
etkinliği (HE) aĢağıdaki eĢitlikten yararlanarak hesaplanmıĢtır (Anwar vd, 1995;
Bhutta vd, 1997).
 Thk 
.....................................................(3.3)
HE  100  
  100
 Tht 
EĢitlikde;
HE : Harmanlama etkinliği, %
Thk : Toplam harmanlama kayıpları, g
Tht : Toplam harmanlanan tane, g
2.2.7. Sonuçların Değerlendirilmesi
Sonuçların değerlendirilmesinde EXCEL ve MSTAT paket programları
kullanılmıĢtır. Excel paket programı yardımıyla denemelerde dikkate alınan bütün
bağımsız parametreler arasındaki iliĢkiyi veren bağımlı değiĢkenlerin regresyon
eĢitlikleri oluĢturulmuĢtur. Ayrıca, bağımsız değiĢkenlere bağlı olarak tüm bağımlı
değiĢkenler varyans analizine tabii tutulmuĢtur. Varyans analizleri MSTAT paket
programıyla yapılmıĢtır. Varyans analizleri sonucunda önem derecesine göre Duncan
testi uygulanmıĢtır. ġekiller de Duncan testi sonuçlarına göre çizilmiĢtir.
3. ARAŞTIRMA BULGULARI VE TARTIŞMA
3.1. Batör uzunluğu Boyunca Ayrılan Tane Miktarı
Batör uzunluğu boyunca 20 cm aralıklarla oluĢturulan boĢaltma ağızlarından
harmanlanarak ayrılan tanenin %'si kümülatif olarak ġekil 3.1'de verilmiĢtir.
ġekil incelendiğinde tanenin yaklaĢık % 95'i ilk üç boĢaltma ağzını oluĢturan
60 cm'lik aksiyal uzunlukta ayrıldığı, geriye kalan % 5'i ise diğer boĢaltma
ağızlarından ayrıldığı görülmektedir. Aksiyal uzunluğun ilk 100 cm'sinde
harmanlanan ürünün yaklaĢık % 99.5'i ayrılarak, yüksek bir ayırma özelliği
göstermiĢ ve batör uzunlukları boyunca ayırma kayıpları oluĢmamıĢtır. Bu değiĢim
bütün deneme kombinasyonlarında hemen hemen aynı olmuĢtur. Bu nedenle ġekil
Tarımsal Mekanizasyon 18. Ulusal Kongresi
Tekirdağ
542
3.1 diğer deneme kombinasyonlarını da temsil edebilecek özelliğe sahiptir. Ayırma
yüzdesinin yüksek olmasının; batör çapının büyük olmasının yanısıra, (Kanafojski ve
Karwowski, 1976, Güzel, 1990) batör uzunluğu, kontrbatör ızgarasının ovalama
etkisi ve üst kapak üzerine yerleĢtirilen sevk kanatçıklarının etkisinden kaynaklandığı
belirtilebilir.
Ayrı lan tane, %
100
Q :1000 kg/h
Vç : 30,03 m/s
Wt:% 17,88
A : 20 mm
80
60
40
20
0
20
40
60
80
100
120
A k siy a l u z u n lu k , c m
ġekil 3.1. Pervazlı tip harmanlama batörü boyunca kontrbatörden ayrılan tane miktarı
3.2. Güç Tüketimi
Güç tüketimine iliĢkin oluĢturulan regresyon eĢitliği, katsayısı ile birlikte
aĢağıda, besleme miktarı, batör-kontrbatör açıklığı, BÇH ve ürün nem içeriğine bağlı
olarak güç tüketiminin değiĢimi ġekil 3.2'de verilmiĢtir.
N = -3.93752+ 0.1201105*BÇH-0.014184*A+0.001881*B + 0.061295 *N
...(3.1)
R2 : 0.93
Regresyon eĢitliğinde yer alan bütün bağımsız parametreler güç tüketimi
üzerine önemli seviyede etkili olmuĢtur (P< 0.01). BÇH, besleme miktarı ve ürün
nem içeriği güç tüketimini artırıcı, batör-kontrbatör açıklığı ise azaltıcı yönde
etkilemiĢtir.
2 ,5
G üç, kW
2
1 ,5
1
0 ,5
0
500 750 1000 1250
Besleme miktarı, kg/h
10 15 20
Açıklık, mm
2 3 ,9 5 2 6 ,9 8 3 0 ,0 3
Batör çevre hızı, m/s
1 1 ,3 8 1 4 ,8 5 1 7 ,8 8
Nem içeriği, %
ġekil 3.2. Besleme miktarı, batör-kontrbatör açıklığı, batör çevre hızı ve ürün nem
içeriğine bağlı olarak güç tüketiminin değiĢimi.
Tarımsal Mekanizasyon 18. Ulusal Kongresi
Tekirdağ
543
ġekil 3.2’den de görüldüğü gibi güç tüketimi; besleme miktarının, batör çevre
hızının ve nem içeriğinin artmasıyla birlikte artmıĢ, batör-kontrbatör açıklığının
artmasıyla da azalmıĢtır.
Besleme miktarı, BÇH ve ürün nem içeriğinin artmasıyla, güç tüketiminin
doğrusal artıĢı, harmanlama ünitesinin elemanları ve bitkisel materyal arasında
oluĢan sürtünme ve bu sürtünmeyi yenmek için daha fazla enerjiye gereksinim
duyulmasından kaynaklanmıĢ olabilir. (Gummert vd, 1992). Ayrıca, aksiyal akıĢlı
harmanlama ünitelerinde harmanlama, çarpmaya göre, daha çok sürtünmeyle
gerçekleĢmektedir. Dolayısıyla, çarpma ve ovalama etkisiyle meydana gelen
sürtünme, besleme miktarının artıĢından kaynaklandığı söylenebilir (Kutzbach,
1996). Batör-kontrbatör açıklığına bağlı olarak güç tüketiminde ise bir azalma
meydana gelmiĢtir. Açıklığın 10 mm'den 15 mm'ye; 15 mm'den 20 mm'ye
yükseltilmesi ortalama güç tüketiminde istatistiksel anlamda bir fark oluĢturmamıĢtır.
Bu fark 10 mm ile 20 mm'lik açıklıklar arasında belirgin bir Ģekilde ortaya çıkmıĢtır.
10 mm'lik açıklıkta güç tüketimi 1.708 kW iken, 20 mm'lik açıklıkta 1.571 kW'a
düĢmüĢtür.
3.3. Özgül Güç Tüketimi
Ortalama güç değerlerinden hesaplanan özgül güç miktarına iliĢkin elde edilen
regresyon eĢitliği ve katsayısı aĢağıda; besleme miktarı, batör-kontrbatör açıklığı,
BÇH ve ürün nem içeriğine bağlı olarak ÖGT'nin değiĢimi ġekil 3.3'de
gösterilmiĢtir.
ÖGT= -2.573401+0.13301*BÇH-0.016121*A + 0.0000664*B + 0.070145*N
...(3.2)
R2 : 0.874
Regresyon eĢitliğinde yer alan bütün bağımsız parametrelerin ÖGT üzerine
etkisi çok önemli seviyede olmuĢtur (P<0.01). Kısmi regresyon katsayıları pozitif
olan BÇH, besleme miktarı ve ürün nem içeriği ÖGT tüketimini artırıcı,
batör-kontrbatör açıklığı ise azaltıcı yönde etkili olmuĢtur.
2 ,5
Ö GT , kWh/t
2
1 ,5
1
0 ,5
0
500 750 1000 1250
Besleme miktarı, kg/h
10 15 20
Açıklık, mm
2 3 ,9 5 2 6 ,9 8 3 0 ,0 3
Batör çevre hızı, m/s
1 1 ,3 8 1 4 ,8 5 1 7 ,8 8
Nem içeriği, %
ġekil 3.3. Besleme miktarı, batör-kontrbatör açıklığı, batör çevre hızı ve ürün nem
içeriğine bağlı olarak ÖGT’nin değiĢimi.
Tarımsal Mekanizasyon 18. Ulusal Kongresi
Tekirdağ
544
ġekil 3.3’de de görüldüğü gibi, besleme miktarı ve açıklığın artıĢıyla birlikte
ÖGT azalmıĢ, BÇH ve ürün nem içeriğinin artıĢıyla da ÖGT doğrusal bir Ģekilde
artmıĢtır.
Besleme miktarının 500 kg/h'ten 750 kg/h'e yükseltilmesi ÖGT'ni artırmıĢ,
diğer besleme miktarlarında ise ÖGT kademeli olarak azalma göstermiĢtir. Bu
durumun, besleme miktarının bir birim artıĢına karĢılık güç tüketiminin aynı
oranlarda artmamasından kaynaklandığı söylenebilir. ġekil 3.2’ye göre besleme
miktarının 1.5 kat artıĢına karĢılık güç tüketimi 1.64 kat artmıĢ ve daha sonraki
besleme miktarlarının bir birim artıĢına karĢılık güç tüketimindeki artıĢ, besleme
miktarının artıĢına göre daha düĢük olmuĢtur.
3.4. Harmanlama Kayıpları Sonuçları
3.4.1. Kırık Tane Sonuçları
Kırık taneye iliĢkin bütün bağımsız parametrelerin birlikte etkisini gösteren
regresyon eĢitliği ve katsayısı aĢağıda; besleme miktarı, batör-kontrbatör açıklığı,
BÇH ve ürün nem içeriği ile KTO arasındaki değiĢimin grafiği ġekil 3.4'de
verilmiĢtir.
KTO = -0.30534-0.000047*B-0.003667 *A+0.0329*BÇH -0.02173*N
R2: 0.769
.......(3.3)
EĢitlik 3.3’de yeralan, bağımsız parametrelerin tümü KTO üzerinde etkili
olmuĢtur. EĢitlikte, katsayıları pozitif olan BÇH'nın KTO üzerinde artırıcı yönde
etkili olurken, besleme miktarı, batör-kontrbatör açıklığı ve ürün nem içeriğinin
etkisi ise azaltıcı yönde olmuĢtur. EĢitlikteki kısmi regresyon katsayıları
incelendiğinde BÇH'ndaki birim değiĢmenin, diğer parametrelerin birim değiĢimine
göre daha fazla olduğu görülmektedir.
0 ,3
K TO , %
0 ,2 5
0 ,2
0 ,1 5
0 ,1
0 ,0 5
0
500 750 1000 1250
Besleme miktarı, kg/h
10 15 20
Açıklık, mm
2 3 ,9 5 2 6 ,9 8 3 0 ,0 3
Batör çevre hızı, m/s
1 1 ,3 8 1 4 ,8 5 1 7 ,8 8
Nem içeriği, %
ġekil 3.4. Besleme miktarı, batör-kontrbatör açıklığı, batör çevre hızı ve ürün nem
içeriğine bağlı olarak KTO’nın değiĢimi.
ġekil 4.4 incelendiğinde besleme miktarı ile KTO arasında ters bir iliĢkinin
olduğu görülmektedir. Besleme miktarının artıĢına bağlı olarak KTO'nda bir azalma
olmuĢtur. Bu azalma rakamsal olarak çok küçük fakat, istatistiki açıdan önemli
bulunmuĢtur. Bu azalmanın, besleme miktarının artıĢına bağlı olarak, harmanlama
Tarımsal Mekanizasyon 18. Ulusal Kongresi
Tekirdağ
545
ünitesine giren sap tabakasının kalınlığının artması nedeniyle, baĢaktaki taneyi
parmak veya pervazların çarpma etkisine karĢı korumasından kaynaklandığı
söylenebilir (Ghaly, 1985; Wacker, 1991). Sap tabakasının kalınlığı arttıkça, pervaz
ve parmakların uçlarındaki çarpma enerjisi azalmaktadır.
Batör-kontrbatör açıklığı arttıkça, KT miktarında azalan oranlarda bir değiĢim
olmuĢtur. Bu değiĢim küçük değerler arasında gerçekleĢmesine rağmen, istatistiksel
anlamda önemli bulunmuĢtur. BÇH'nın artıĢı ise KT miktarını doğrusal olarak
artırmıĢtır (ġekil 3.4). Örneğin, 23.95 m/s'lik BÇH'da meydana gelen KTO % 0.079
iken, 30.03 m/s BÇH'ında bu oran, 3.5 kat artarak % 0.279'a yükselmiĢtir. Bu
değiĢim oranıyla BÇH'nın etkisi, diğer değiĢkenlerin etkisine göre daha fazla
olmuĢtur. Nem içeriğinin artıĢı da KTO'nı azaltmıĢtır (ġekil 3.4).
3.4.2. Kavuzlu Taneye Sonuçları
KvT iliĢkin yapılan regresyon analizleri sonucunda elde edilen regresyon
eĢitliği, katsayısı ile birlikte aĢağıda, besleme miktarı, batör-kontrbatör açıklığı, BÇH
ve ürün nem içeriği ile KvTO arasındaki değiĢimin grafiği ġekil 3.5'de
verilmiĢtir.
KvTO = 2.80225 - 0.074816 * BÇH + 0.003727 * A - 0.02784 * N
............(3.4)
R2: 0.829
Regresyon analizleri sonucunda KvTO üzerine BÇH, batör-kontrbatör
açıklığı ve ürün nem içeriğinin etkisi P< 0.01 olasılık düzeyinde önemli, besleme
miktarının etkisi ise önemsiz bulunmuĢtur. Bu nedenle, oluĢturulan regresyon
eĢitliğinde besleme miktarının etkisi değerlendirmeye alınmamıĢtır. BÇH ve nem
içeriğinin artıĢı KvTO üzerine azaltıcı yönde etkili olurken, batör-kontrbatör
açıklığının
etkisi,
artırıcı
yönde
olmuĢtur.
0 ,7
0 ,6
K vTO , %
0 ,5
0 ,4
0 ,3
0 ,2
0 ,1
0
500 750 1000 1250
Besleme miktarı, kg/h
10 15 20
Açıklık, mm
2 3 ,9 5 2 6 ,9 8 3 0 ,0 3
Batör çevre hızı, m/s
1 1 ,3 8 1 4 ,8 5 1 7 ,8 8
Nem içeriği, %
ġekil 3.5. Besleme miktarı, batör-kontrbatör açıklığı, batör çevre hızı ve ürün nem
içeriğine bağlı olarak KvTO’nın değiĢimi.
ġekil 3.5’den de görüldüğü gibi, besleme miktarının artıĢı, KvT miktarında
önemli bir fark oluĢturmamıĢtır. Besleme miktarı ve açıklığın artıĢına bağlı olarak
KvTO’nındaki değiĢim önemsiz görülmesine rağmen, BÇH ve ürün nem içeriğinin
artıĢı KvTO’nı önemli oranda azaltmıĢtır.
Tarımsal Mekanizasyon 18. Ulusal Kongresi
Tekirdağ
546
Örneğin 23.95 m/s'lik BÇH'da oluĢan KvTO % 0.634 iken, BÇH'nın 30.03
m/s'ye yükseltilmesinde KvTO 3.5 kat azalarak % 0.184'e düĢmüĢtür. Bu durum
BÇH artıĢı, harmanlamanın daha etkin olmasını sağlamakta ve KvT miktarını önemli
oranlarda azaltmaktadır. Çünkü, BÇH'nın artmasıyla, baĢak içindeki tanelerin
ivmeleri artmakta, kazanılan bu ivme diğer tanelerin ayrılmasında yardımcı bir öğe
olmaktadır (Evcim, 1983).
3.4.3. Harmanlanmayan Tane Kayıpları
Harmanlanmayan baĢak veya baĢak kırıntılarındaki tanelerden oluĢan
harmanlanmayan taneye iliĢkin oluĢturulan regresyon eĢitliği ve katsayısı aĢağıda;
besleme miktarı, batör-kontrbatör açıklığı, BÇH ve ürün nem içeriğine bağlı olarak
HTO’nın değiĢimi, ġekil 3.6'da verilmiĢtir.
HT = 0.4244-0.02148*BÇH+0.00574*A-0.0000695 * B
..........(3.5)
R2 = 0.806
+ 0.02003 * N
EĢitlikte 3.5’de yer alan BÇH ve besleme miktarının kısmi regresyon
katsayılarının negatif olması nedeniyle HTO üzerinde azaltıcı yönde etkili olurken,
pozitif katsayıya sahip olan batör-kontrbatör açıklığı ve nem içeriği HTO üzerinde
artırıcı yönde etkili olmuĢtur. BÇH’nın etkisi diğer parametrelerin etkisinden daha
büyük olmuĢtur.
0 ,2 5
H TO , %
0 ,2
0 ,1 5
0 ,1
0 ,0 5
0
500 750 1000 1250
Besleme miktarı, kg/h
10 15 20
Açıklık, mm
2 3 ,9 5 2 6 ,9 8 3 0 ,0 3
Batör çevre hızı, m/s
1 1 ,3 8 1 4 ,8 5 1 7 ,8 8
Nem içeriği, %
ġekil 3.5. Besleme miktarı, batör-kontrbatör açıklığı, batör çevre hızı ve ürün nem
içeriğine bağlı olarak HTO’nın değiĢimi.
ġekil 3.5 incelendiğinde, besleme miktarının 500 kg/h'ten 750 kg/h'te; 750
kg/h'ten 1000 kg/h'te yükseltilmesi HTO bakımından istatistiki açıdan bir fark
oluĢturmamıĢtır. Bu fark, besleme miktarının 500 kg/h'ten 1000 kg/h'te yükseltilmesi
durumunda önemli derecede ortaya çıkmıĢtır. OluĢan bu değiĢimin oranı % 0.134 ile
% 0.186 arasında gerçekleĢmiĢtir. HTO üzerine açıklığın etkisi ise artırıcı yönde
olmuĢtur (ġekil 3.5). Batör-kontrbatör açıklığı arttıkça, HTO'nda bir artma meydana
gelmiĢtir. Bu artıĢ istatistiksel açıdan çok önemli bulunmuĢtur (P<0.01). Buna
rağmen, bu artıĢ rakamsal olarak % 0.136 ile % 0.191 gibi küçük oranlar arasında
değiĢmiĢtir.
Tarımsal Mekanizasyon 18. Ulusal Kongresi
Tekirdağ
547
BÇH’nın artıĢına bağlı olarak HTO incelendiğinde (ġekil 3.5), BÇH
arttıkça, HTO'nda çok önemli seviyede bir azalma olmuĢtur. Örneğin, 23.95 m/s
BÇH'da % 0.232 iken, 30.03 m/s BÇH'da, yaklaĢık 2.25 kat azalarak % 0.103'e
düĢmüĢtür.
Ürün nem içeriği ile HTO arasında doğrusal bir iliĢkinin olduğu görülmektedir.
Nem içeriğinin artıĢına bağlı olarak HTO'da bir artıĢ meydana gelmiĢtir. Bu artıĢ
istatistiksel anlamda önemli bulunmasına rağmen, rakamsal olarak % 0.106 ile %
0.234 gibi çok küçük değerler arasında değiĢmiĢtir.
3. 5. Harmanlama Etkinliği
HE’ne iliĢkin oluĢturulan regresyon eĢitliği ve katsayısı aĢağıda; besleme
miktarı, batör-kontrbatör açıklığı, BÇH ve ürün nem içeriğine bağlı olarak HE'nin
değiĢimi ġekil 3.6'da verilmiĢtir.
HE= 97.0986+0.06341*BÇH-0.00579 * A+ 0.00009345 * B + 0.02954 *N .......(3.6)
R2 : 0.768
Denemelerde dikkate alınan bütün bağımsız parametrelerin HE üzerine etkisi
çok önemli düzeyde olmuĢtur. EĢitlik 3.6’da görüldüğü gibi katsayıları pozitif olan
BÇH, besleme miktarı ve ürün nem içeriği HE üzerine artırıcı yönde etkili olurken,
katsayısı negatif olan batör-kontrbatör açıklığının artıĢıyla da HE'nde azalma
meydana gelmiĢtir.
ġekil 4.6’da görüleceği gibi besleme miktarının 500 kg/h'ten 750 kg/h'te; 1000
kg/h'ten 1250 kg/h'e yükseltilmesi durumunda HE'nde önemli bir değiĢim meydana
getirmemiĢtir. Ancak, besleme miktarının artıĢına bağlı olarak HE'nde hafif bir
azalma meydana gelmiĢtir. Bu değiĢim oranı küçük değerler arasında kalmasıyla
birlikte, istatistiki açıdan önemli olmuĢtur.
9 9 ,5
9 9 ,4
H E, %
9 9 ,3
9 9 ,2
9 9 ,1
99
9 8 ,9
500 750 1000 1250
Besleme miktarı, kg/h
10 15 20
Açıklık, mm
2 3 ,9 5 2 6 ,9 8 3 0 ,0 3
Batör çevre hızı, m/s
1 1 ,3 8 1 4 ,8 5 1 7 ,8 8
Nem içeriği, %
ġekil 3.6. Besleme miktarı, batör-kontrbatör açıklığı, batör çevre hızı ve ürün nem
içeriğine bağlı olarak HE’nin değiĢimi.
HE üzerine batör-kontrbatör açıklığının etkisi esas alındığında (ġekil 3.6),
batör-kontrbatör açıklığının 10 mm'den 15 mm'ye; 15 mm'den 20 mm'ye
yükseltilmesi ortalama HE'liğinde istatistiksel açıdan bir fark oluĢturmamıĢtır.
Ancak, bu fark 10 mm ile 20 mm'lik açıklıklar arasında önemli seviyede olmuĢtur
Tarımsal Mekanizasyon 18. Ulusal Kongresi
Tekirdağ
548
(P<0.05). Batör-kontrbatör açıklığı arttıkça, HE'nde bir azalma eğilimi
görülmektedir.
BÇH ile HE arasında ise, doğrusal bir iliĢkinin olduğu görülmektedir. BÇH
arttıkça, HE artmıĢtır (ġekil 3.6). HE'ni artırıcı yönde etkileyen BÇH'nın etkisi diğer
parametrelerin etkisine göre daha büyük olmuĢtur. BÇH'nın artıĢına bağlı olarak HE
% 99.08 ile % 99.43 arasında bir değiĢim meydana gelmiĢtir.
Ürün nem içeriğinin HE üzerine olan etkisi dikkate alındığında (ġekil 3.6)
nem içeriğinin % 11.38'den % 14.85' yükseltilmesi, HE üzerine istatistiksel olarak bir
fark yaratmamıĢtır. % 11.38 ile % 17.88 arasındaki nem içeriklerindeki değiĢim
önemli bulunmuĢtur.
Behera vd (1990) farklı nem koĢullarında buğdayla yürüttüğü çalıĢmalarında
BÇH'nın artıĢıyla HE'nin arttığını bildirmiĢtir. Sarwar ve Khan (1987)'nın King ve
Riddols (1963) ve Arnold (1964)’nin bildirdiğine göre, buğday için en yüksek HE
farklı batör-kontrbatör açıklıkları ve BÇH'larında pervazlı batörde elde edilmiĢtir.
AraĢtırıcı BÇH'nın artıĢının HE’ni arttırdığını bildirmiĢtir. Pervazlı tip aksiyal akıĢlı
harmanlama ünitesiyle yaptığımız buğday harmanlama denemeleri sonucunda HE'nin
% 99.43 gibi yüksek bir değerin elde edilmesi bu yargıyı doğrulamaktadır.
HE iliĢkin tüm deneme kombinasyonlarının etkileri ayrı ayrı
değerlendirildiğinde HE % 98.8 ile % 99.56 arasında değiĢmiĢtir. En düĢük HE, 1000
kg/h'lik besleme miktarı, 20 mm'lik açıklık, 23.95 m/s BÇH ve % 11.38 ürün nem
içeriğinde (% 98.83), en yüksek HE ise, 1250 kg/h besleme miktarı, 10 mm açıklık,
30.03 m/s BÇH ve % 17.88 ürün nem içeriğinde (% 99.56) elde edilmiĢtir. Ancak,
aynı değerler 1000 kg/h besleme miktarı, 10 mm açıklık ve % 17.88 nem içeriğinde
de elde edilmiĢtir. Bununla birlikte, 30.03 m/s’lik BÇH’nda tüm açıklık ve nemlerde
HE yüksek ve birbirine çok yakın değerler olarak bulunmuĢtur.
4. SONUÇ VE ÖNERİLER
AraĢtırmadan elde edilen bulguların değerlendirilmesi sonucunda aĢağıda
belirtilen önerilerde bulunabilinir.
1. Harmanlanan tanenin tümünün kontrbatörden ayrılması için, 100 cm'lik
batör uzunluğunun yeterli olabileceği belirtilebilir. Denemelerde kullanılan 120 cm
uzunluğundaki harmanlama ünitelerinin yerine 100 cm'lik ünitelerin kullanılması
durumunda, ağırlığı ve dolayısıyla maliyeti azalacak, güç gereksinimi de düĢecektir.
2. Denemelerde kullanılan 15 kW (20 BG) gücündeki elektrik motorunun
yerine 5 kW gücündeki bir motorun kullanılması daha ekonomik olacaktır.
3. ÖGT’nin, besleme miktarının artmasıyla birlikte azaldığı saptanmıĢtır.
Dolayısıyla, motor gücünden daha etkin bir Ģekilde yararlanabilmek için yüksek
besleme oranlarında çalıĢmak yararlı olacaktır. Ayrıca, besleme miktarının
artırılması, KTO azaltılması bakımdan da önemlidir.
4. HE yüksek bulunmuĢtur. Bu nedenle, harmanlama kayıplarını azaltmak
için, ülkemizde de aksiyal akıĢlı harmanlama ünitelerine sahip olan harman
makinaları ve biçerdöverlerin imalatları yapılması ve kullanımlarının
yaygınlaĢtırılması ülke ekonomisi için yararlı olacaktır.
KAYNAKLAR
Anonymous. 1984. ASAE Standards. ASAE S352.1
Tarımsal Mekanizasyon 18. Ulusal Kongresi
Tekirdağ
549
Anonymous. 1997. Tarımsal Yapı (Üretim, Fiyat, Değer, 1995). Yayın No: 2031,
DĠE, Ankara.
Anwar, M.T., M.A. Choudhary, T.Tanveer and K.M.A. Khan. 1995. Towards Mechanized
Harvesting of Oilseed Rape in Pakistan. Agricultural Mechanization in Asia, Africa
and Latin America. 26(2):41-46
Behera, B.K, S.K. Dash and D.K. Das. 1990. Development and Testing of a
Power-Operated Wheat Thresher. Agricultural Mechanization in Asia,
Africa and Latin America. 21(4):15-21.
Bhutta, M.S, M.S.Sabir and Z.Jaxaid. 1997. Comparative Performance of Different
Methods of Sunflower Threshing. Agricultural Mechanization in Asia,
Africa and Latin America. Vol .28(3): 65-67
Chinsuwan,W and A.Vejasit. 1991. Comparison of Axial-Flow Peg Tooth and Rasp Bar
Cylinders for Threshing Soybean. Proceedings of the Fourteenth ASEAN Seminar
on Grain Post Harvest Technology. Manila, Philippines, 5-8 November, 1991.
Evcim, H.Ü. 1983. Türkiye’de Ġmal Edilen Harman Makinaları Üzerinde Bir AraĢtırma.
Türkiye Zirai Donatım Kurumu Mesleki Yayınları, Ankara.
Ghaly, A.E. 1985. A Stationary Threshing Machine: Design, Construction and Performance
Evaluation. Agricultural Mechanization in Asia, Africa and Latin America. Vol
.16(3): 19-30
Gummert, M., H.D. Kutzbach., W. Mühlbauer, P.Wacker. and G.R. Quik. 1992.
Performance Evaluation of an IRRI Axial Flow Paddy Thresher. Agricultural
Mechanization in Asia, Africa and Latin America. Vol .23(3): 47-54
Güzel, E. 1990. Hasat-Harman Ġlkeleri ve Makinaları Çukurova Üniversitesi Ziraat Fakültesi
Ders Kitabı, No:116, Adana.
Harrison, H.P. 1991. Rotor Power and Losses for an Axial Flow Combine. Transactions of
the ASAE Vol. 3(2): 24-28
Kanafojski, Cz. And. T.Karwowski, 1976. Agricultural Machines, Theory and Construction.
Vol. 2, Crop-Harvesting Machines, Warsaw, Poland.
Klenin, N.I., L.F.Popov and V.A.Sakun, 1986. Agricultural Machines. Russian Translations
Series, A.A. Balkema, Rotterdam.
Kutzbach, H.D. 1996. Combine Development Trends for The Savanna Regions. 1 st
Ġnternational Symposıum on Tropical Savannas. Brasil.
Pınar, Y. 1995. Batör Tiplerinin Çeltik Harmanlama Özelliklerine ve Enerji Tüketimine
Etkileri. Ondokuz Mayıs Üniversitesi Ziraat Fakültesi AraĢtırma Serisi, No: 1,
Samsun.
Quick, G.R. 1992. IRRI Engineering Contributions to Rice Dependent Agriculture.
Agriculture Engineering Conference 1990. Proceedings of a Conference Held in
Toowoomba, Australia, 11-14 November .
Sarwar, J.G. and A.U. Khan. 1987. Comparative of Rasp-Bar and Wire-Loop Cylinders for
Threshing Rice Crop. Agricultural Mechanization in Asia, Africa and Latin
America. Vol. 18(2): 37-42
Tandon, S.K, B.S. Sirohi, P.B.S. Sarma. 1988. Threshing Efficiency of Pulses Using
Step-Wise Regression Technique. Agricultural Mechanization in Asia, Africa and
Latin America. Vol .19(3): 55-57
Ülger, P. 1982. Buğday Hasat-Harmanında Uygulanan DeğiĢik Mekanizasyon Sistemlerinin
Tane Ürün Kayıplarına Etkileri. Hasat Öncesi, Hasat ve Hasat Sonrası Ürün
Kayıpları Seminer Bildirileri Kitabı, 13-17 Aralık, Ankara.
Ülger, P., E. Güzel, B. KayıĢoğlu, B. Eker, B. Akdemir, Y. Pınar. ve Y. Bayhan.1996. Tarım
Makinaları Ġlkeleri. Trakya Üniversitesi Tekirdağ Ziraat Fakültesi Ders Kitabı No:
29, Fakülteler Matbaası, Ġstanbul.
Tarımsal Mekanizasyon 18. Ulusal Kongresi
Tekirdağ
550
Wacker, P. 1991. Quality of Work of Axial and Tangential Threshing Units.. Proceedings of
CIGR Conferances. pp 1863-1968 (Translation No : 26, AFRC Engineering Silsoe
1991). Dublin, Ireland,
Yavuzcan, G., B. Erdiller ve A. Saral. 1987. Ölçme Tekniği. Ankara Üniversitesi Fen
Bilimleri Enstitüsü. Yayın No: 3. Ankara.
Yıldız, T. ve Y. Pınar. 1996. Parmaklı ve Pervazlı Tip Batörlerin Soya Fasulyesi
Harmanlama Özellikleri ve Enerji Tüketimleri Yönünden KarĢılaĢtırılması Üzerine
bir AraĢtırma. 6 Uluslararası Tarımsal Mekanizasyon ve Enerji Kongresi Bildiri
Kitabı. 2-6 Eylül, Ankara.