Değirmencilikte Dijitalleşme ve İnovasyon

“Bir un değirmeninde, sensörlerden gelen gerçek zamanlı veriler sayesinde, rulmanların basıncını ayarlayabilir ve parçacık boyutunu istenilen seviyeye getirebilmek için unu daha çok işlemde geçirebilir ya da yeniden elekten geçirip geçirmemeye karar verebilirsiniz. Üstelik, ürünün yeniden işlemeye hazır hale gelmesini beklemenize gerek kalmadan. Ya da numune almak, analiz yapmak ve makineleri bu sonuçlara göre yeniden ayarlamak vakit alacağından dolayı bazı ürünlerin düşük kalitede olmasına katlanmanız gerekmeden. Sonuçta kaliteden taviz vermemiş olacaksınız.”

Prof. Gustavo Sosa
Endüstriyel Makine Mühendisi
Lisanslı Tahıl Denetçisi
ing.gustavo.sosa@gmail.com
Bugünlerde dijitalleşme ve Nesnelerin İnterneti, herkesin diline pelesenk olsa da çoğu kişinin bunların ne anlama geldiğini bildiklerini söyleyemeyiz. Bu terimler, iş dünyasında moda haline gelmiş durumda. Bu makaleyle tüm bunlar hakkında bilgi sahibi olmanızı sağlamak ve binlerce dolar kaybetmenizi engellemek istiyorum.
Dijitalleşme, her şeye sensörler ve aktüatörler yerleştirmekten ibarettir. Bu sayede, uzakta bulunan tüm makineleri kontrol edebilir ve ayrıca nasıl çalıştıklarına dair gerçek zamanlı bilgiyi onlara sağlayabilirsiniz. Buna basit bir örnek olarak kovalı elevatördeki düğmeyi verebiliriz. Eğer şaft hızında düşüş varsa, kayışta kayma söz konusudur. Alarmın çalması ve sorun çözülene kadar her şeyin durdurulması gerekir.

Dijitalleşmenin tahıl işleme sürecine sağladığı en büyük katkı, bakım masraflarını düşürmesidir. Duruş zamanlarının en aza indirilmesi (aynı anda tek bir makinenin durmasının sağlanması), yangınların çıkma ihtimalinin önceden tespit edilmesi, rulmanların durumunun gözlemlenmesi, kayış durumunun gözlemlenmesi vs. Elevatörün en son tıkandığı ânı düşünün. Diğer tüm ekipmanların da tıkandığını hatırlayacaksınız. Ya da alev alan bir kurutucuyu düşünün. Bunu değiştirirken üretimin durması, eskisini çıkarmanın masrafı, yenisini alıp monte etme masrafı, tahılın kullanılmaz hale gelmesi. Bunlar engellendiğinde bize sağlayacağı değer çok büyük ama biz hâlâ bu fırsatların çok azını değerlendirebilme aşamasındayız.

Değirmencilikte inovasyonun iki farklı yolla gerçekleşeceğini düşünüyorum:
1) Teknolojinin yardımıyla eski ürünleri yeniden elde etmek ve beyaz una biraz kepek eklemek yerine gerçekten tam tahıllı unlar elde etmek. Bunu yapabilmek için yeni değirmenler, seperatörler ve elekler geliştirilmeli. Küçük ölçekli, tamamen otomatik hale getirilmiş değirmenleri, daha besleyici ve yeni neslin damak zevkine hitap eden unu her yöreye uygun şekilde üretebilir. Çoğu insan yine de standart beyaz un tüketecektir ancak şu anda kimsenin ilgi göstermek için bir şey yapmadığı bir niş pazar da söz konusu.

2) Büyük ölçekli glutensiz un üretimi için yaş yöntemini uygulamak. Kitlesel tüketimin geleceği müşteri eksenli üretimde yatıyor. İnsanlar gluten içeriği başta olmak üzere vitaminler, lezzet artırıcılar, kepek, kabartma tozu, koruyucular vs. bakımından bir paket unun içeriğine kendileri karar verebiliyor olmalı. Aslında böyle bir sistemi geliştirmek çok kolay ancak bunun için temel hammaddelerin yaş ile elde edilmiş olması gerekiyor ve bu da çok yaygın değil.

Teknik olarak, bir işleme endüstrisi olsa da petrol rafinerilerinde olduğu gibi tahıl, un ya da yağı sürekli gözlemleyecek bir teknoloji mevcut değildir. Endüstriyel kontrol sistemlerinde, bir kontrol döngüsü söz konusudur. Makineyi ayarlaması, zaman zaman numune alması, bunları laboratuvarda analiz etmesi ve makineyi buna uygun şekilde yeniden ayarlaması için bir operatöre ihtiyaç duyuyorsanız, açık bir döngüye sahipsiniz demektir. Makine üründen numuneyi kendisi alıp analiz ettiğinde ve sonuca göre eylem geliştirdiğinde, buna kapalı döngü kontrolü denir. Süreci kontrol eden program, Türkiye’deki makinede değil de Polonya’daki bir sunucuda bulunuyor olsa bile kapalı bir döngü söz konusudur.

Un kalitesinin gerçek zamanlı olarak ölçülmesini sağlayan bazı araçlar mevcut. Örneğin, Perten NIR DA 7300, ürünler borulardan geçerken nem, ve ağırlık ölçümleri sağlıyor. DA 7300 cihazından elde ettiğiniz verilerle farklı tahıl ya da un yığınlarının homojen şekilde harmanlanması sürecini kontrol edebilirsiniz. Bu, benim bildiğim bir cihaz ama rakip şirketlerin de benzer cihazlar geliştirdiğinden eminim. Üzücü olan şu ki, yılda milyonlarca dolar ciro yapan büyük ölçekli değirmenlerde bile laboratuvar teknisyenlerinin numuneler ve neticelerle oradan oraya koşturduğunu görüyoruz.

Ayrıca Bühler’in optik sensörleri, unun rengini ve olabilecek lekeleri ya da parçacık boyutlarını kontrol edebiliyor. Örneğin, bir pirinç değirmeninde kırık pirinç oranını gerçek zamanlı olarak bilebilirsiniz. Kabuk soyma ya da polisaj makinelerinizde hidrolik ya da elektromanyetik düzenleme söz konusuysa, kırık pirinç oranını azaltmak için bunları anında ayarlayabilir ve ayrıca boyutlayıcıların standart dışı taneleri ayıklaması için de ayarlama yapabilirsiniz.

Bir un değirmeninde, sensörlerden gelen gerçek zamanlı veriler sayesinde, rulmanların basıncını ayarlayabilir ve parçacık boyutunu istenilen seviyeye getirebilmek için unu daha çok işlemde geçirebilir ya da yeniden elekten geçirip geçirmemeye karar verebilirsiniz. Üstelik, ürünün yeniden işlemeye hazır hale gelmesini beklemenize gerek kalmadan. Ya da numune almak, analiz yapmak ve makineleri bu sonuçlara göre yeniden ayarlamak vakit alacağından dolayı bazı ürünlerin düşük kalitede olmasına katlanmanız gerekmeden. Sonuçta kaliteden taviz vermemiş olacaksınız.

Yani makinelerin daha doğru şekilde çalışmasını sağlayacak sensörlerin yanı sıra ürün kalitesini artırmaya yönelik sensörler de var. Peki tüm bunları nasıl yönetebilirsiniz? Bunların yanında bir de GÖRMEK yerine YAPMAK için programlanmış çok sayıda aktüatör de var.

İşte tüm bunları yöneten sisteme SCADA (Veri Tabanlı Kontrol ve Gözetleme Sistemi) adı veriliyor. SCADA bir yazılım adı değil; sensörler, aktüatörler, kontrol odalarında gördüğünüz küçük bilgisayarlar olan PLC’ler, iletişim ağları (kablo, radyo ya da wifi temelli) ve makinenin neler yaptığını gördüğünüz İnsan-Makine Arayüzlerinin bir entegrasyonunu ifade ediyor.

PLC, Programlanabilir Mantık Kontrolörü anlamına gelir. Çoğu zaman ekranı olmayan küçük bir bilgisayardır ve doğrudan makinelerdeki sensör ve aktüatörlere bağlıdır. Çok esnek bir şekilde programlanabilmesi sayesinde sensörlerden gelen sinyallere göre aktüatörleri kontrol edebilir. PLC üreticilerinin birçoğu, kendi SCADA versiyonlarını geliştirmektedir. Bunlardan birini (Siemens, ABB, Omron vs.) seçmenizi ve her makine için aynı şirketin yazılımını kullanmanızı tavsiye ederim. Bu, kurulum ve bakım işlemlerini kolaylaştıracak ve masraflarınızı büyük ölçüde azaltacaktır.

İletişim ağı da çok önemli bir faktördür. Birçok insan wifi ya da bulut teknolojisine âşık olsa da ben bir Üçüncü Dünya ülkesinde yaşadığım için internet bağlantılarına güvenmem söz konusu değil. Bunun yerine, büyük bir tesisiniz varsa yüksek kablolama maliyetine katlanmamak için radyo sinyalleri iyi bir alternatif olabilir. Ama ben yine de çoğu zaman kablolama yöntemini tercih ediyorum. Bana mağara adamı diyebilirsiniz, sorun değil. Radyo sinyallerinde parazit tehlikesi söz konusu ve kablolar bu bakımdan daha güvenli. Wifi sinyalleri de her an kesilebilir.

Ayrıca, makine ve bilgisayarlar arasındaki iletişim ağını da seçmeniz gerekecek. Bu alanda en yaygın kullanılanlar Profibus, Modbus, Ethernet ve Profinet. Performans ve esneklik dolayısıyla en çok tercih edilen Ethernet olsa da sizin durumunuz için diğer seçeneklerden biri daha uygun da olabilir. Ağın fiziksel ve veri katmanları için Ethernet’i tercih ederken uygulama katmanı için bölgenizde yaygın olanı seçebilirsiniz. Örneğin Avrupa için Profinet, Güney Amerika için Modbus makul olabilir. Ülkenizdeki teknisyenlerin çoğu, büyük ihtimalle belirli bir protokol üzerinden eğitim almışlardır.

Son olarak, makinelerinizin teknik resimlerinin olduğu ve üzerlerine tıklayarak gerçek zamanlı bilgi alabileceğiniz HMI (İnsan Makine Arayüzü) konusuna değinelim. HMI genellikle, kullandığınız PLC yazılım temelinde üçüncü taraf bir programcı eliyle hazırlanır. Güvendiğiniz endüstriyel elektrik teknisyenine, bunu yapacak birini tanıyıp tanımadığını sorun. Çünkü büyük projelerde bu teknisyenler genellikle otomasyon üzerinde uzmanlaşmış elektrik mühendisleriyle birlikte çalışırlar.

Ben şahsen wifi, nesnelerin interneti ve bulut sunucuları gibi teknolojilerden uzak duruyorum. Sağlam bir sistem kurmak için kendi sunucularınızda kablo kullanın. Eğer Avrupa, ABD ya da Kanada dışında iseniz sağlam bir wifi bağlantısı kurmak zor olabilir. Hatta sistemi çalışır durumda tutacak eğitimli bir teknisyen bile bulamayabilirsiniz. Bu bölgelerde 10-20 yıl önceki teknolojiyi kullanmak daha mantıklı.

Orta ölçekli bir şirkette bilişim sorumlusu olan bir arkadaşım, bir gün patronunun kendisine heyecanla bulut teknolojisinden bahsettiğini ve her şeyi geleceğin teknolojisi olan “bulut”a taşınmasını istediğini anlattı. Arkadaşım, şirketin tüm sistemlerinin kendi sunucularında ve internet üzerinden erişilebilir olduğunu ve “bulut”un da zaten bu olduğunu nazikçe anlatmış. Ancak patronu inat edince, büyük masraflar yaparak bir internet şirketinden sunucu kiralamak ve eski sunucuları da satmak zorunda kalmış. Size tavsiyem, para kaybetmek istemiyorsanız inatçı olmayın ve klişelere kapılmayın.

Bir önceki yazımız olan "İKLİM DEĞİŞİKLİĞİNİN TAHIL ÜRETİMİ ÜZERİNDEKİ ETKİSİ" başlıklı makalemizi de okumanızı öneririz.

Kontrol edin

DEĞİRMENDE MAKİNE VE AKIŞ ŞEMASI TEKNOLOJİSİ

Değirmen tasarımı, öğütme diyagramı ile başlar. Diyagram; öğütme elemanlarının sıralanışı, çeşit, sayı ve özellikleri itibarıyla …