Simulation and Experimental Investigation of Biogas Energy Supported Milk Cooling System Performance

Abstract

Alternatif enerji kaynakları hem temiz enerji üretimi hem de geniş kullanım alanına sahip olmasıyla, tercih edilir bir enerji üretim kaynağı haline gelmiştir. Ayrıca alternatif enerji kaynaklarının yenilebilir olması da enerji devamlılığı konusunda güven vermektedir. Süt üretim çiftlikleri, alternatif enerji kaynaklarından biokütleye dayalı enerji üretiminde büyük bir potansiyel taşımaktadır. Süt üretim çiftliklerinde hayvan atıklarının değerlendirilerek biyogaz enerji elde edilmesi ve bu enerjinin çiftliğin en önemli giderini oluşturan soğutma sistemlerinde kullanılması mümkündür. Bu çalışmada, bir süt üretim çiftliğinin hayvan atıklardan elde edilen biyogaz enerjisinin kullanımıyla, buhar sıkıştırmalı süt soğutma sisteminin sayısal hesaplamaları ve deneysel çalışmaları gerçekleştirilmiştir. Sayısal hesaplamalarda Java programlama dili kullanılarak, matematiksel model oluşturulmuştur. Sayısal hesaplamalardan elde edilen verilerle, 2.5 m3 kapasiteye sahip fermantör, filtreleme, depolama ve otomasyon deney sistemi kurulmuştur. Sistemden elde edilen biyogazın içerisinde bulunan karbondioksit, hidrojen sülfür vd. gazlarının filtreleme işlemleri gerçekleştirilmiş ve 10 m3’lük membranda depolanmıştır. Depolanan biyogaz ile çalışan içten yanmalı gaz motoru, 300 litre soğutma kapasitesine sahip buhar sıkıştırmalı süt soğutma tankı kompresörünü tahrik etmiştir. Biyogaz yakıtlı süt soğutma sistemi, konvansiyonel süt soğutma sistemine göre %54.37 enerji tasarruf sağlamıştır. Deneysel çalışmada, TS EN 13732 numaralı Türk Standardı ve EN 13732 standardına göre her sağımdaki 32 oC’ deki çiğ sütü, en fazla 2.5 saat içerisinde +4 oC’ ye soğutabilme şartı sağlanmıştır. +4 oC’ ye soğutulan sütten alınan numuneye, koloni sayımı yapılmış ve 2.1 x 104 koloni/ml (log104.32) tespit edilmiştir.