TR2021021135A2 - ORGANIC, INORGANIC, COMPOSED AND ORGANOMINERAL FERTILIZER PRODUCTION METHOD FROM CHICKEN BETTERS AND ASH - Google Patents
ORGANIC, INORGANIC, COMPOSED AND ORGANOMINERAL FERTILIZER PRODUCTION METHOD FROM CHICKEN BETTERS AND ASH Download PDFInfo
- Publication number
- TR2021021135A2 TR2021021135A2 TR2021/021135 TR2021021135A2 TR 2021021135 A2 TR2021021135 A2 TR 2021021135A2 TR 2021/021135 TR2021/021135 TR 2021/021135 TR 2021021135 A2 TR2021021135 A2 TR 2021021135A2
- Authority
- TR
- Turkey
- Prior art keywords
- fertilizer
- chicken
- fertilizers
- power plant
- organic
- Prior art date
Links
Abstract
Bu buluşun amacı atık malzemeden ( tavuk altlığı ve tavuk altlığının biyokütle santralinde yanması sonucu oluşan külden) yüksek kalite ve piyasa fiyatlarının altında tarımda (bahçe, sera ve tarlalarda) kullanıma uygun gübre elde edilmesidir. Özellikle gübre sektöründe yurt dışı bağımlılığı ve farklı bileşimlerde gübre yapılabilme kabiliyet ve kapasitesine sahip üretim tesisinin ülke ekonomisine kazandırılması açısından da önem arz etmektedir. Buluş; tavuk fabrikalarında kümes altlarından çıkan organik maddenin (tavuk altlıkları) ve bu organik maddenin biyokütle enerji santrallerinde yakılmasından çıkan atık küllerin birlikte veya ayrı ayrı olmak üzere organik-inorganik gübre sektöründe suda çözünür formda P-K içerikli ve N-P-K içerikli kompoze-organomineral kullanılabilir gübreler elde edilmesini, sürekli çalışacak tarzda tasarlanmış gübre üretim yöntemini, işlem basamaklarını, sıralamasını ve elde edilen ürün özelliklerini kapsamaktadır. Aşağıda avantajları ve kullanım alanları verilmiştir: - Organik atıklar (tavuk altlığı) gübre olarak kullanılabilir hale getirilmektedir. - İnorganik atıklar (santral külü) gerek tek başına gerekse tavuk altlığıyla beraber gübre olarak kullanılabilir hale getirilmektedir. - İstenmeyen kötü kokusu, depolama ve bertaraf problemleri nedeniyle çevre açısından sıkıntı oluşturan bu atıkların (tavuk altlıkları) gübre gibi stratejik bir alanda kullanımı sağlanmıştır. - Elde edilen ürünler mevcut satılan ticari ürünlerin bileşiminde veya daha üst kalitede olup; piyasa şartlarına göre daha az maliyetle üretilebilmektedir. - Tüm tarım sektöründe, sebze- meyve bahçeleri, seralar ve peyzaj alanları için kullanılması uygundur. - Üretilen gübrelerin P-K içerikleri tamamen suda çözünür formdadır. - Tasarlanan üretim yöntemlerinin ve işlem basamaklarının en önemli avantajı farklı kullanım ve ihtiyaçlar için farklı bileşimlerde gübre üretilebilmesidir. - Tesisin ünite şeklinde tasarlanması farklı ürün üretimi esnasında zaman kayıplarını en aza indirmiştir. - Tesis için yurtdışı kaynak, malzeme, makine ve bilgiye ihtiyaç yoktur. Buluş kapsamında; - Tavuk altlıkları ve tavuk altlıklarının biyokütle enerji santrallerinde yakılması sonucu elde edilen santral küllerinin gübre üretiminde kullanılması, - Organik-inorganik gübre sektöründe suda çözünür formda P-K içerikli ve N-P-K içerikli organomineral kullanılabilir gübreler elde edilmesi sağlanmış, - Tavuk altlığının doğrudan veya santral külü ile karıştırılarak gübre olarak kullanılabilmesi için tavuk altlığının laktik asit bakteri enjeksiyonu ile kompostlanması ve gübre elde edilmesi yöntemi, - Tavuk altlığının doğrudan veya santral külü ile karıştırılarak gübre olarak kullanılabilmesi için tavuk altlığının sülfürik asitle kompostlanması ve organik gübre elde edilmesi yöntemi, - Santral külünün doğrudan potaslı gübre olarak kullanılması yöntemi, - Santral külünden farklı P-K bileşimlerinde inorganik gübre elde edilmesi yöntemi, - Santral külünden N-P-K?lı kompoze gübre elde edilmesi yöntemi, - Santral külü ve tavuk altlığından N-P-K?lı organomineral gübre elde edilmesi yöntemi geliştirilmiş ve sanayiye kazandırılmıştır.The purpose of this invention is to obtain high quality fertilizer suitable for use in agriculture (gardens, greenhouses and fields) from waste material (chicken bedding and ash resulting from the burning of chicken bedding in a biomass power plant) at below market prices. It is also important in terms of foreign dependency, especially in the fertilizer sector, and bringing a production facility with the ability and capacity to make fertilizer in different compositions to the country's economy. Meet; In the organic-inorganic fertilizer sector, the organic matter (chicken bedding) coming out of the coops in chicken factories and the waste ashes from the burning of this organic matter in biomass power plants, together or separately, are used to obtain P-K-containing and N-P-K-containing compound-organomineral usable fertilizers in water-soluble form in the organic-inorganic fertilizer sector, continuously. It covers the fertilizer production method designed to work, the process steps, their sequence and the resulting product properties. The advantages and areas of use are given below: - Organic waste (chicken litter) is made usable as fertilizer. - Inorganic waste (power plant ash) can be used as fertilizer either alone or together with chicken litter. - These wastes (chicken bedding), which cause environmental problems due to their undesirable bad odor, storage and disposal problems, have been used in a strategic area such as fertilizer. - The products obtained have the composition of currently sold commercial products or are of higher quality; It can be produced at less cost than market conditions. - It is suitable for use in the entire agricultural sector, for vegetable and fruit gardens, greenhouses and landscaping areas. - The P-K contents of the produced fertilizers are completely water-soluble. - The most important advantage of the designed production methods and process steps is that fertilizers can be produced in different compositions for different uses and needs. - Designing the facility as a unit minimizes time losses during the production of different products. - There is no need for foreign resources, materials, machinery and information for the facility. Within the scope of the invention; - The use of chicken bedding and plant ashes obtained as a result of burning chicken bedding in biomass power plants in the production of fertilizer, - In the organic-inorganic fertilizer sector, water-soluble P-K-containing and N-P-K-containing organomineral usable fertilizers have been obtained in organic-inorganic fertilizer sector, - Chicken bedding is used directly or by mixing it with power plant ash as fertilizer. The method of composting chicken litter with lactic acid bacteria injection and obtaining fertilizer so that it can be used as fertilizer, - The method of composting chicken litter with sulfuric acid and obtaining organic fertilizer so that chicken litter can be used as fertilizer directly or by mixing it with power plant ash, - The method of using power plant ash directly as potash fertilizer. method, - The method of obtaining inorganic fertilizer with different P-K compositions from power plant ash, - The method of obtaining N-P-K compound fertilizer from power plant ash, - The method of obtaining N-P-K organomineral fertilizer from power plant ash and chicken litter have been developed and introduced to the industry.
Description
TARIFNAME TAVUK ALTLIKLARI VE KÜLÜNDEN ORGANIK, INORGANIK, KOMPOZE VE ORGANOMINERAL GÜBRE ÜRETIM M ETODU Teknik Alan: - Bulus; tavuk fabrikalarinda kümes altlarindan çikan organik maddenin (tavuk altliklari] ve bu organik maddenin biyokütle enerji santrallerinde yakilmasindan çikan atik küllerin birlikte veya ayri ayri olmak üzere organik-inorganik gübre sektöründe suda çözünür formda P-K içerikli ve N-P-K içerikli kompoze-organomineral kullanilabilir gübreler elde edilmesini, sürekli çalisacak tarzda tasarlanmis gübre üretim yöntemini kapsayan islem basamaklari ve elde edi len ürün özellikleri ile ilgilidir. Teknigin Bilinen D u r u m u: Gübreler, bitki büyümesine katki yapmasi için topraga veya bitkiye verilen yogunlastirilmis aktif besin maddeleridir. Bitki beslenmesinde ana girdiler olan karbon, oksijen ve hidrojenin yani sira önemli miktarda yardimci maddelere de ihtiyaç vardir. Genelde gübre olarak nitelenen bu maddeler, önem ve ihtiyaç duyulan miktarlarina göre birincil, ikincil ve mikro besin maddeleri sinifinda yer alirlar. Azot, fosfor ve potasyum birincil gübrelerdir. Bitkiler azotu, amonyak, nitrat veya üre bilesimindeki azot formlarinda, fosforu tekli veya üçlü süper fosfat içeriginden çözünmüs olarak, potasyumu ise potasyum klorür veya sülfat halinde alabilmektedir. Ikincil besin maddeleri ise kalsiyum, magnezyum ve kükürttür. Bunlar bazi kimyasal gübrelere eklenebilir. Mikro besin maddeleri ise bor, klor, bakir, demir, manganez, molibden, çinko gibi elementlerdir ve bunlar ancak çok az miktarda tüketilirler. Mikro besin maddeleri, miktar ve konsantrasyonlarinin fazla olmasi halinde bitki ve toprak zarar görecegi için çok özenli olarak eklenmelidir. Bitki beslenmesi, gida ve hammadde üretimi açisindan hem geçmisten günümüze, hem de gelecekte en önemli konular arasinda yer almaktadir. Bu da yeterli organik nitelikli gübrelerin miktarca çok fazla olmadigi dikkate alindiginda konsantre kimyasal gübre üretiminin öneminin ne kadar büyük oldugunu açiklamaktadir. Bununla birlikte yogun olarak üretilecek organik nitelikli biyokimyasal gübrelerin gelecegi de parlak görünmektedir. Bu dalda da biyolojik kütlenin üretimi için kimyasal gübrelere ihtiyaç vardir. Biyoteknolojinin önemli oldugu bir diger nokta da ucuz ve bol miktarda hidrojen üretiminin ileride biyoteknolojiye bagli olarak gelisme olasiligidir. Özellikle atik nitelikli besin maddelerinin devreye girmesi ile veya kimyasal gübrelerin mikrobiyal kütlenin üretiminde yer almasiyla, kimyasal gübre sektöründe birçok gelisme yasanabilir. Kimyasal gübre taniminda, üre ve üre-amonyum nitrat (UAN), amonyum nitrat (AN), kalsiyum amonyum nitrat (CAN), süper fosfat (tekli/single SSP ve üçlü/triple TSPl ve kompoze (NPK, azot-fosfor-potasyumlu) gübreler yer alir. Üretilen gübre türüne göre hammaddeler asagida verilmistir - Üre ve UAN (üre amonyum nitrat): Amonyak ve amonyum nitrat - Amonyum nitrat ve CAN (kalsiyum amonyum nitrat): Amonyak, nitrik asit ve kalsiyum karbonat - NPK (Azot-Fosfat-Potasl: Iki ayri yoldan elde edilir. 1- Nitrofosfat elde edilmesinde kullanilan baslangiç maddeleri amonyak, nitrik asit ve fosfat 2 - Karisik asit yönteminde ise baslangiç maddeleri amonyak, nitrik asit, sülfürik asit, fosforik asit, fosfat kayasi ve ek olarak potasyum, magnezyum ve kükürt gibi ilavelerdir. Gübre üretim tesislerinde bazi durumlarda birlikte, bazen de ayri ayri olmak üzere, üretilen gübrenin türüne göre daha da çesitli baslangiç maddeleri kullanilir. Kimyasal gübre üretiminin ana baslangiç maddeleri amonyak, nitrik asit, sülfürik asit ve fosforik asittir. Bu maddelerden bir kismi tesise disaridan getirilmekte, diger bazilari ise ayni tesiste üretilmektedir. Bir gübre üretim isletmesindeki ana üretilmis maddeler ve onlarin dogal hammaddeleri söyledir: - Amonyak: Hava, su ve hidrojen kaynagi olarak nafta, dogal gaz, sivilastirilmis petrol gazi, petrol türevleri, hatta kömür gibi hidrokarbonlar . Nitrik asit: Hava, su ve amonyak o Sülfürik asit: Su ve kükürt - Fosforik asit: Su ve fosfat kayasi Amonyum Nitrat (AN) ve Kalsiyum Amonyum Nitrat (CAN) Üretim Tesisleri Amonyum Nitrat ve Kalsiyum Amonyum Nitrat Üretimi Amonyum nitrat (AN, NH4N03l en fazla kullanilan azotlu gübredir. Amonyum nitrat ayni zamanda patlayici madde olarak da kullanilir. Nitrik asidin amonyakla nötralize edilmesiyle elde edilir. Bu reaksiyon atmosfer basincindan baslayarak 3-4 bara kadar basinçlarda ve 132 "C ile 185 °C arasi sicakliklarda gerçeklesebilmektedir. Isletme kosullarina göre degismekle birlikte elde edilen amonyum nitrat çözeltisi %50-70 konsantrasyondadir. Sonuçta elde edilen konsantre amonyum nitrat çözeltisi kurutulduktan sonra bir kati gübre olusur. Tesis kapasiteleri ihtiyaca göre çok esnek bir aralikta (birkaç yüz ila 3600 ton/gün arasinda) seçilebilmektedir. Amonyum nitrat gübresinin azot degeri %35 N,dir. Amonyum nitrat, çesitli sekillerde bitki beslemesinde kullanilabildigi için ilk asamada üretilen amonyum nitrat çözeltisi; o Çözelti seklinde depolandiktan sonra ya bu halde kullanilir veya baska tesislere sevk edilip ek islemlere tabi tutulur, - Granülasyon (PriIIeme) islemine tabi tutularak kati haldeki amonyum nitrat gübresi elde Kalsiyum karbonat (ögütülmüs kireç tasi, dolomit tozu veya baska bir üretimden yan ürün olarak çikan kalsiyum karbonat Vb.) gibi kati katki maddeleri ile karistirilip, daha sonra granüllenerek CAN kati gübresi elde edilir. Ihtiyaca göre sivi amonyak kullanilip, buharlastirma yapilarak, buharlastirma enerji kaynagi olarak da tesisin atik isisindan yararlanmak suretiyle çalismak mümkündür. Asamalar; nötralizasyon, buharlastirma ve katilastirma (prilleme/granülasyon) olup, bunlar asagida kisaca açiklanmistir. Nötralizasyon: Ekzotermik bir reaksiyonla gaz amonyak ile nitrik asit birleserek amonyum nitrat ve suya dönüstürülür. Nitrik asit reaksiyona girmeden ön isitmaya tabi tutulur, özellikle seyreltik asit kullanilan tesislerde ön isitma sarttir. Bu islem için tesisin ileri asamalarinda meydana gelen buhar ve sicak yogusmadan (kondensat) yararlanilabilir. Nötralizasyon islemi tek veya iki kademeli olabilir. Iki kademeli sistemlerde ilk reaktör asidik, ikinci reaktör nötral pH seviyelerinde çalisir. Reaktörler farkli teknolojilerde farkli seçilen basinç ve sicaklik kosullarina sahiptir. Amonyak akiminin tasiyabilecegi azot, hidrojen ve metan gibi gaz haldeki safsizliklar, nötralizasyonu hava kirletici olarak terk eder. Ancak bunlarin miktar ve ayrintilari kullanilan hammadde ve tesis özelliklerine göre degisir. Nötralizasyon reaktörleri, reaktiflerin içinde serbestçe kaynayabilecegi geri devirli hazneler veya boru tipi reaktörler olabilir. Seçilen reaktör türü de çevreye verilen hava kirletici emisyonlari etkiler: Iki kademeli nötralizasyon, buharin birinci kademede, amonyagin ise ikinci kademede çiktigi sistemlerdir. Dolayisi ile amonyak ekonomisi daha iyidir, kirletieilik özelligi de azalmistir. Tek asamali nötralizatörler daha basit ve ucuzdur. Daha yüksek basinçlarda çalisildiginda, daha yüksek sicaklikta buhar ve daha konsantre amonyum nitrat çözeltisi elde edilir. Dolayisiyla çikan buharin tesiste ileri asamalarda kullanilma sansi fazladir. Nötralizasyon prosesinin kontrolü kayip ve kaçaklarin önlenmesinde Önem tasir. Bu kontroller pH ve sicaklik parametrelerinin özenle takibini gerektirmektedir. Prosesin ileri asamalarindaki tiltrelerde tutulan veya güvenlik normlarini zorlayan durumlarda meydana gelebilen emisyonlardan kaçinabilmek üzere bazi tesis tasarimcilari, emisyon akimlarindan tutulan amonyum nitrat kati partiküllerini prosese geri beslemekten bile kaçinmaktadirlar. Nötralizatörlerde meydana gelen buharda bin ppmaler seviyesinde amonyum ve amonyum nitrat bulunabilmektedir. Iyi bir nötralizasyon reaktörü tasarimi ile bu seviyeler bir kaç yüz ppm'lere düsürülebilir, Aksi halde buharin temizlenmesi, hatta yogusturulduktan sonra elde edilen sivinin temizlenmesi gerekli olur. Ya da kapali devrede buhar, evaporatörlerde veya amonyak ya da nitrik asit giris akimlarini ön isitmak için kullanilabilir. Özellikle buhar içerisinde bulunan amonyum nitratin çok küçük partiküller halinde olmasi yüzünden gaz akimindan ayrilmasi çok zor olmaktadir. Bu nedenle buhar akimina damlacik tuzaklari ve yikayici sistemler ile bunlarin kombinasyonlarini uygulamak gerekir. Buhar içerisindeki serbest amonyagi gidermek üzere nitrik asit eklemeli yikama sivilari yikayici ünitelerinde kullanilabilir. Bu üniteler; dolgu kolonlar, elek tablali sulu yikama kuleleri veya venturi yikayicilari seklinde olabilmektedir. Gazlar yikayicidan çikarken tel örgü ped seklinde tuzaklar, plakali separatörler, elyaf (PTFE gibi) örgü tipi separatörler gibi damlacik tuzaklari gerekir. Buhardan elde edilen kondensat ayrica temizlenmelidir; mesela temiz hava veya buhar yardimiyla amonyak siyirmasi yapilabilir, distilasyon uygulanabilir, membran separatörler kullanilabilir. Bu amaçla iyon degistiriciler de düsünülebilir ama bu durumda özel emniyet önlemlerine ihtiyaç vardir. Buharlastirma: Amonyum nitrat çözeltisi elde edildikten sonraki asamadir. Piyasa kosullarina göre amonyum nitrat ürününde ne kadar su kalabilecegine karar verilir. Kati AN elde edilecekse prillemeye girmeden önceki noktada su içeriginin %1 'den küçük olmasi aranmaktadir. Buharlastirma için atmosfer basinci hatta vakum altinda çalisilir, Amonyum nitrat moleküllerinin parçalanmamasi için doygun buhar kullanimi tercih edilir, Vakum evaporasyonu yapildiginda nötralizatörden gelen buhari kullanmak mümkündür. Evaportörden gelen buharda bir miktar amOnyak bulunmasi kaçinilmazdir, bu amonyagin temizlenmesi gerekir. Tesislerde yaygin kullanilan evaporatörler çevrimli ünitelerdir; borulu ve distan korunmali (shell-and-tube tipi) esanjörler veya düsen film evaporatörleri gibi. Hepsinde çikistaki buhar kirlidir, bu yüzden havaya verilmeden önce temizlenmeleri gereklidir. Bu amaçla en iyi teknolojik uygulama olarak su önlemler kabul edilebilir bulunmustur: - Nötralizatör çikis buhari temizliginde benzer damlacik tuzaklari, ince toz ve duman içerigindeki sis niteligindeki partikülleri tutabilen yikayici üniteler kullanilir. Veya buhari önce kondensata çevirdikten sonra, eger varsa nötralizatörden gelen kondensatla birlestirerek ikisini birlikte aritan bir uygulama yapilabilir. - Prilleme (veya granülleme): Amonyum nitrat (AN) ve kalsiyum amonyum nitrat (CAN) üretiminde katilastirma için daha çok prilleme uygulanir. CAN üretilirken yukaridan püskürtülen çözeltinin yani sira kalsiyum karbonat ta eklenmektedir. Prilleme için amonyum nitrat neredeyse tamamen SUSUZlastirilmis olmalidir. Püskürtülen AN pril kulelerinde tanecikler halinde yukaridan asagiya düserken, alttan yükselen hava ile karsilasmaktadir. Bu yüzden de tepesinden kuleyi terk eden havada amonyak ve amonyum nitrat (ya da CAN) kaçaklari bulunur. Kulede düsük ortam sicakliklari emisyonlari azaltir. Üre Üretimi: Üre, kimyada karbamid veya karbonildiamid adiyla da bilinir. NH3 ve C0: birlestirilerek elde edilir. Azotlu gübreler arasinda azot yüzdesi en yüksek olani üredir. Organik bir bilesik olan üre, iki amin (NH2-) ve bir oksijenin (0:) kovalent baglarla tek karbon atomuna baglanmasiyla meydana gelir. Yüksek basinç altinda amonyak ve karbon dioksitten elde edi len karbamat moleküllerindeki su kismi çikartilarak (dehidrate edilerek) üre elde edilir. Bu iki asamali denge reaksiyon dizisi söyledir: 2NH3+C02 <-› NHz COO NHz <-› CO(NH2l+H20 (amonyum karbamat) (üre) Ilk tersinir reaksiyon ekZOtermiktir ve hizlidir. Sanayi reaktörlerinde saglanan ortam kosullari bu reaksiyonun hizla tamamlanmasini saglar. Ama ikinci reaksiyon hem daha yavas, hem de isi alan (endotermik) türdendir. Bu da orta kademedeki amonyum karbamatin birikmesi anlaminda gelir. Ortam kosullarinda giren her giren COz gazinin % 50-80 kismini üreye dönüstürülebilecek sartlar olusturulur. Isitma artarsa, NH3/C02 orani yükseldikçe verimler de yüksek uca dogru artar. Aksine HzO/COz arttikça verimler bu sayilarin düsük olan ucuna dogru azalmaktadir. Endüstriyel üretimde ürenin diger maddelerden ayrilmasi; fazlalik amonyak gazinin ortamdan uzaklastirilmasi ve amonyum karbamat fazlasinin da parçalanarak tekrar ana girdi olan amonyak ve karbon dioksit halinde basa döndürülmesi tesis tasariminin ana fikridir. Amonyum karbamatin korozif niteligi dikkate alinmali, sistemin isi ve enerji tüketimi optimize edilmelidir. En eski tesislerde, karbamat parçalanmasi sonrasinda elde edilen amonyak ve karbon dioksit geri devredilmezken, sistem ekonomisi zorladikça kismi geri devirli biraz daha yeni teknolojiler ortaya çikmistir. Ancak ekonomik tartisma sürmüs, tüm parçalanma ürünlerinin geri devri istenmistir. Bu sadece hammadde tasarrufu degil, ayni zamanda bu geri devir sirasinda madde akimlarinda gömülü bulunan enerjinin tasarruf edilmesini de saglamaktadir. Böylece son teknolojiler artik tam geri devirlidir. Ama elbette tesisler ilk yatirim yönünden olsun, isletme yönünden olsun, daha karmasik hale gelmistir. Buna karsilik elde edilen ürenin kalitesi iyidir, kullanimi daha basarilidir ve atik akimlarinda da çevresel norrnlara uygunlugu daha yüksektir. Daha yeni tesislerde tam geri devir için karbamat kondenserleri ve daha az basinçli teknolojiler gelistirilmistir. Tam geri devir yapildiginda daha yüksek bir NH3/COz molar orani ile çalisilabilmekte, böylece üre olusma verimi yükselmektedir. Bunu yaparken sistem basincini düsünmeye de gerek kalmamistir. Amonyak ve karbon dioksit kalintilarini sulu çözeltiden siyinna sistemleri kurularak, sentez teknolojisine ve ekonomisine önemli kazanimlar saglanmistir. Üre sentezi sonrasi elde edilen çözeltide %75 kadar üre bulunur. Daha ileri asamada bu çözelti kati halde üre yapimina veya akiskan bir gübreye dönüstürülebilir. Kati haldeki üre (pril veya granül) % 46 azot içerir. Diger taraftan sivi gübrede üreyle birlikte az bir miktarda biüret (NHz-CO-N H-CO-NHz) bulunabilir. Biüretin varligi sivi gübrenin narenciye gibi bazi bitkiler üzerinde yaprak gübresi olarak kullanimini riskli hale getirir. Sadece % 1,5 ve daha az seviyelerdeki biüret içeren sivi gübreler, narenciye hariç diger ürünlerde sprey seklinde kullanilabilmektedir, Eger çok düsük oranda biüret içeren gübre isteniyorsa bu takdirde vakum kristalizasyonu ile kati halde elde edilen üre kullanilmalidir. PriIIeme yöntemi kullanilarak elde edilen kati ürede biüret % 1-l,6 arasinda olmaktadir. Pril yöntemiyle üretilen kati üre, Iiziksel dayaniklilik, nem ve sicakliga dayanma ve kek olusumunun engellenmesi için bazi kaplama ve eklenti maddeleriyle takviye edilebilir. F osfatli Gübreler Amonyum Fosfat Üretimi: Monoamonyum fosfat (MAP) ve diamonyum fosfat (DAP) seklinde hazirlanmis kimyasallardir. Bu maddeler gübre sektöründe oldugu kadar yangin söndürücülerde ve hayvan yemi yapiminda da kullanilirlar. DAP, fosfatli gübreler arasinda en yaygin kullanilanidir. Saf monoamonyum fosfat %12,2 azot ve % 61,7 P205; diamonyum fosfat alüminyum, flor ve magnezyum gibi safsizliklar içerebilir. Gübre degeri ayni zamanda bu safsizlik miktarlarina da bakilarak yapilir. Amonyum fosfat gübreleri kati veya sivi olarak pazarlanabilir. Susuz amonyak ile fosforik asit muamele edilerek elde edilir. Sivi gübre için reaksiyon sonrasinda elde edilen amonyum fosfat sivisi, amonyakli suda çözülür. Katilar ise reaktör çikisindaki amonyum fosfatlarin döner tamburlarda granülasyonu ile kati gübre elde edilir. TVA prosesinde % 93- 98 sülfürik ve kalani fosforik asit olmak üzere asit karisimi elde edilmesi ilk adimdir. Ikinci adimda ise bu asitler sivi veya gaz haldeki susuz amonyak ile bir reaktörde (boru reaktör veya tank reaktör) karistirilir. Bu nedenle, reaktör çikis gazlarinda amonyak bulunmaktadir. Bu gazlar yikayiciya alinarak amonyak geri kazanilir, yikama sivisi, tozlu malzeme siklonlarinin sivi çikislariyla birlestirilerek en bastaki asit karisim tanklarina geri döndürülür. Amonyaklama/granülleme tamburuna alinan reaksiyon sivisi ise burada amonyakla karistirilarak granüllenir. Bu tambura ilerideki olusan granüllerden bir kismi geri döndürülerek granül olusumu hizlandirilir. Çikista granül ve sivi amonyak karisimi kurutucuya girer; nemi uzaklastirilir ve ardindan sogutulur. Reaktör ve amonyaklama/granülleme tamburunun çikis gazlarinda önemli miktarda amonyak vardir. Bu gazlar birlestirilerek bir yikayiciya gönderilir. Yeterli yikama sonrasinda atmosfere verilir. Granülleme sonrasi kurutucu ve sogutucu tamburiarinin çikis gaziarinda ise toz seklinde malzeme bulunur, bunlar önce siklon ayiricilarda tozlardan ayrilir. Daha sonra islak tutucu yikama sistemlerinde yikanarak amonyak geri kazanilir. Siklonda tutulan tozlu malzeme, ürün eleklerinden gelen elek üstü granüllerin ögütülmesi sonrasi onlarla birleserek reaktör ve amonyaklama/granülleme tamburuna geri beslenir. Granül elekleri iki katmanlidir; üstte iri alt elekte ise istenen tane iriligi araligindaki malzeme birikir. En alta sadece çok ince tozlar geçebilir. Elde edilen kuru amonyum fosfat ürünleri, ya dökme veya torbalanmis olarak piyasaya sevk edilir. Süperfosfat Gübreleri Üretimi: Ögütülmüs fosfatli mineraller (fosfat kayasi) üzerine asit ekleyerek çözündürme islemi sonrasinda elde edilen fosforlu gübrelere genel olarak süperfosfat denir. Içerdigi madde türleri ve besin maddesi miktarlarina göre piyasada basit/single veya mono- ve triple süperfosfat olarak adlandirilir. Normal veya Single süperfosfat (SSP) Üretimi: Single süperfosfat (SSP), fosfat kayasindan yola çikilarak oldukça karmasik ve çok adim içeren bir proses yardimiyla elde edilir. Ilk asamada fosfatli dogal malzeme 0,16 mm altinda tane iriliklerine kadar ufalandiktan sonra, %68 derisimden daha seyreltik sülfürik asit ile reaksiyona sokulur. Kullanilan mineral fosfat kayasi ise 30-40 OC arasi sicakliklar reaksiyon için uygundur. Bu nedenle reaktör/karistiricida sogutma yapilir. Reaktördeki fosfatli mineral malzemeye asit eklendikten sonra mekanik karistirma yapilir. Karisim kesintisiz sistemlerle reaksiyon odasina beslenir, katilasmaya baslayan karisimin buradan alinip 35-40 °C`lik sicakliga sahip bir binada kürlenmek üzere 2-3 hafta süreyle tutulmasi gerekir. Bu bir olgunlastirma islemidir, yigin halinde kati malzeme bu sekilde süperfosfat gübresi olur. Süre bittiginde fosfatli mineral bilesenlerinin dönüsümü tamamlanmis oldugundan, maksimum P205 elde edilir. Bundan sonraki asama süperfosfatin granüllenmesidir. Ürünün depolanmasi ve tüketime arzi için uygun fiziksel kosullara sahip olmasi gereklidir. Granülasyon asamasinda bu saglanir. Granülasyon için birkaç yöntem olsa da en çok kullanilan döner tamburlu granülatörlerdir. Bunlarda kati ama iri parçalar halindeki süperfosfat bir miktar su püskürtüp nemlendirilerek döner tamburda yoluna devam ederken ufalanir. Istenen tane iriligine ulastiginda tamburu terkeder, son bir kurutma adimindan sonra, elenir, torbalanir ve piyasaya verilir. Bu gübrenin fosfor degeri hammaddelere göre farklilasmakla birlikte %16-20 gibidir. Triple Süperfosfat (TSP) Üretimi: Bazen duble, veya treble diye de anilan triple süperfosfat, fosfatli mineral ögütüldükten sonra üzerine derisik fosforik asit eklenerek elde edilen daha yüksek fosfor içerikli bir gübredir. Triple süperfosfat üretiminde de, toz haldeki mineraller yaklasik %50 derisimde fosforik asitle reaksiyona girer. Bu reaksiyon konik bir karistirici/reaktörde gerçeklestirilir. Burada katilasmaya baslayan karisim, yavas hareket eden bir bant konveyör üzerine alinir ve kürleme binasina gönderilir. Yigin halinde malzemenin kürlenmesi 3-5 hafta sürer. Süre sonunda olgunlasan ve tamamen katilasan malzeme, uygun makinalarla alinip parçalanir, ufalanir, elenir ve piyasaya sevk edilir. TSP gerekirse azotlu gübre ve potasyum bilesikleriyle birlikte karisim halinde (NPK) veya tek basina kullanilabilir. Bu ürünün P205 orani %47 civarindadir. Bu içerik, hammaddelerin durumuna göre % 40-49 kadar bile olabilir. Eger asit olarak sülfürik asit kullanilmissa, gübrede kireçtasi getirilerek kullanilmaktadir. Böyle tesisler daha seyreltik halde (%40 dan düsük konsantrasyonda) fosforik asitle çalisir. Böylece reaksiyon ürünlerinin kati degil, akiskan halde kalmalari saglanir. En azindan malzeme, karistiricida kati degildir ve 15 - 60 dakika kadar reaktörde iyi karistirilmaya elverislidir. Bu yöntem, sürekli çalistirilabilen bir tesisin kurulmasina elverislidir. Böylece, sürekli olarak karistirici/reaktörden çekilen sivi malzeme, granülatörden geri gönderilen kurutulmus gübre ile karsilasarak onun üstünü kaplar. Bu esnada tanecikler irilesir. Granülatörler döner tamburlardir. Içlerinde katilasan malzemeyi kesecek kesiciler, ayrica sivi girislerini dagitacak sekilde borular vardir. Malzeme yukaridan asagiya dogru akitilirken bir yandan da dönerek granül olusturur. Belli tane iriligine geldiginde tamburdan alinir, sogutulup, sarsintili eleklerde elenir ve 4-5 gün süreyle açik yiginlarda olgunlasmaya birakilir. Daha sonra yeniden eienip tane iriliklerine göre torbalanir ve piyasaya gönderilir. Elde edilen kuru amonyum fosfat ürünleri, ya dökme veya torbalanmis olarak piyasaya sevk edilir. Kompoze Gübre (NPK) Üretim Tesisleri: Azot, fosfor, potasyum, kalsiyum Vb. besin maddelerini bir arada bulunduran gübrelerdir. Bazen bitmis ürünlerden karistirilarak yapilsa da, ekonomileri bastan itibaren bu besinleri uygun kimyasal formlarda birlikte hazirlayip karisim halinde piyasaya vermeyi daha cazip kilmaktadir. NPK azot, fosfor ve potasyumun uygun bilesimlerini belli oranlarda içeren bir gübredir. Yapisinda azot N, fosfor P205 ve potasyum K20 halinde hesaplanacak sekilde bulunur. Üçünün toplam miktari % 40-50 kadardir. Istege göre magnezyum, bor, kükürt ve diger besin elementlerini de bulundurabilir. NPK, basit karistirmanin çok ötesinde, oldukça karmasik yöntemlerle, degisik yollardan ve farkli hammaddelerden yola çikilarak üretilebilmektedir. Bu yöntemler baslica iki grupta toplanir: o Nitrik asitteri veya nitrofosfat yoluyla üretim o Süfürik asit veya karisik asitteri baslayan üretim. Bu iki yol sadece reaksiyonlar veya hammaddeler degil, tümüyle benzemez teknolojilerden olusur. Dolayisi ile ilk yatirimlar, ekonomi, enerji tüketimi, emisyon degerleri, atiklar vb. hemen her yönden farkli olmaktadirlar. Bu da baska üretim tesisleriyle NPK üretiminin entegrasyonunu etkiler. - Nitrofosfat Yoluyla Kompoze Gübre (NPK) Üretimi: Bu yolla üretim yaparken en önemli husus fosfat eklentisinin bitkinin kullanabilecegi bir fosfor türüne dönüstürülmesidir. Bu amaçla fosfor kayasi (Ca3F(PO413) nitrik asitte çözündürülür. Böylece çözelti içinde fosforik asit üretilmis olur. Yani sira kalsiyum fosfat elde edilirken yan Reaksiyonun gaz ürünü olan bu HF, reaksiyonlarin dogal yan ürünleri olan COz ve NOX gazlari ile beraber emisyonlarda yer alir. Reaktördeki sivida bitkilerin kullanabilecegi fosfor formlarmdan (P205) çok kalsiyum iyonlari bulunur. Bu nedenle reaktör sivisi sogutulduktan sonra kalsiyum nitrat tetra hidrat (Ca(N03}2. 4H20) halinde kristallestirilir ve filtrasyonla uzaklastirilir. Kalan sivi kisimda fosforik asit, nitrik asit karisim halindedir. Bu karisim nitrofosforik asit olarak bilinir. Bir sonraki adimda nitrofosforik asit amonyak ile nötralize edilir, daha sonra içine istege göre potasyum, magnezyum, sülfatlar ve mikrobesin maddeleri vb. eklenir. Daha sonra karisim prillenmek üzere kulelere veya döner granülleme tamburlarina ya da akiskan yatakli kurutuculara sevk edilerek kati gübreye dönüsür. Diger taraftan retrahidrate kalsiyum nitrat kristalleri (Ca(N03l2.4H20l , amonyum nitrat çözeltisinde çözündürülüp amonyum karbonat ile de muamele edildiginde amonyum nitrat elde edilir. filtrasyonla ayrildiktan sonra ortamda amonyum karbonat kalir. Bu seyrettik sulu çözelti buharlastirildiginda önce konsantre edilir. Bu halde de kullanimi mümkündür. istenirse kalsiyum nitrat çözeltisi önce nötralize edilip buharlastirildiktan sonra kati kalsiyum nitrat gübresine dönüstürülebilir. Yukarida özetlenen süreç ile fosfat kayasi kompozisyonuna göre ve reaksiyon ortami sicakliklarina göre farklilasmakla birlikte, yaklasik olarak Pzossin tonu basina 2,2 ton kalsiyum karbonat ve 3,6 ton kalsiyum nitrat bu yol la elde edilebilmektedir. NPK tesislerinden elde edilen nemli veya sulu gübrenin, kati hale getirilmesi prilleme veya granülleme ile yapilir. NPK için kullanilan granül üniteleri döner tamburlar, pugmill veya sferodizeörlerdir. Prilleme için buharlastirilan nitrofosfat çözeltisi nötralizasyon sonrasi istenen besin tuzlari ve geri devrettirilen ürünlerle karistirilir. Döner pril kovalarma aktarilir ve kulenin tepesinden sprey halinde bosaltilir. Asagi dogru hareket ederken de alttan gelen hava akimi (draft havasi) ile karsilasarak yavaslar, istenen tane iriliklerine ulastiginda yere iner. Yerde biriken pril seklindeki ürünler alinip elenir, tane iriligi uygun olmayan kisim üretime geri gider. Istenen tane irilik ölçüsünde olan NPK ürünleri kosullandirma sonrasinda satisa arz edilir. - Karisik Asit Yoluyla NPK Üretimi: Fosfat kayasindan karisik asit kullanilarak çözündürülen yöntemle NPK üretimi ve meydana gelen emisyonlar bu kisimda özetlenmektedir. Burada dikkati çeken nokta, ana çözündürme ve hammaddelerin kullanim sekli disindaki, kati gübre islemleri aynidir (tamburlu veya pugmill tipi granülatörler, sperodizörler, prilleme islemleri gibil. Asagida anlatilan teknik özellikler 50 gübre üretim süreci tanimlanabilir: - Boru reaktörlü granülatörlü sistemler - Tambur granülatörlü ve amonyaklamali sistemler - Fosfat kayasi çözümlemesinin karisik asitle yapildigi sistemler Borulu reaktörde, 1-2 boru reaktörü içinde, fosforik asitle sülfürik asit karisimiyla yapilan çözündürme islemi sonunda, amonyak ile nötralizasyon yapilir. Ürün olusumundan itibaren adimlar daha önceki nitrofosfat prosesine benzerdir. - Kalsiyum Nitrat Gübresi Üretimi: Nitrofosfat prosesinden elde edilen kalsiyum nitrat kristalleri prilleme veya özel granülatörlerde katilastirilarak kati gübre haline dönüstürülebilir. Bu proses CNTH (kalsiyum nitrat tetrahidrat) çevrimiyle birlestirilebilen ve CAN üretimine alternatif bir yöntemdir. Granülatörden gelen ventilasyon gazlari ve kuru gübre islemlerinin hava çikislari toplanarak suyla yikanir. Bu ve b6nzeri islak çalisan ünitelerden ve toplanan yikama ünitelerinden gelen sivilarla beraber lamella (plakali) separatörlerden geçirilir. Gazlar ondan sonra havaya verilir. Lamelli separatörden gelen kondensat, kalsiyum nitrat içerdiginden dolayi, daha ilerideki kuru islemlerden toplanan saçilmis/dökülmüs sivilarla birlestirilerek nötralizatöre geri gidebilir. Eger kati gübre torbalaniyor ise, torbalama makinasina dolum agzi eleklerden toz çikisi olabilir. Niteligi tozlanmaya elverisli olan bu gibi islemlerden 40.000 Nm3 /saat kadar hava emilip, temizlendikten sonra atmosfere verilebilir. Filtre edilmis böyle bir emisyon akimi bacasinda ölçülebilecek partikül madde konsantrasyonu 30 mg/Nm3 civarindadir. (Kaynak: T.C. Çevre ve Sehircilik Bakanligi için hazirlanan ve T.C. Kalkinma Bakanligi tarafindan desteklenen "Sanayiden Kaynaklanan Hava Kirliliginin Belirlenmesi ve Azaltilmasina Yönelik Uygulamanin Kolaylastirilmasinin Saglanmasi Projesi" kapsaminda hazirlanan Sektörel Uygulama Kilavuzlari dizisi) Ülkemizde ve Dünya°da bu alanda çok sayida çalisma yapilmis; çalismalarin ve alinan patentlerin çogu ya tavuk altligindan veya tavuk altliklari yakan biyokütle santral külleri ile kismi karisim ile çesitli yöntemlerle gübre elde edilmesi ile ilgilidir. Bulusa konu islemler bu çalismalar veya patentlerde yer alan islem basamaklarindan farkli olarak atik (tavuk altligi) ve atigin atiginin (biyokütle santral külü) birlikte ve/veya ayri ayri degisik yöntemler ve islem basamaklari kullanarak üniteler seklinde tasarlanmis tesis ve ürünlerle ilgilidir. Yukarida gübrelerle ilgili verilen genel bilgilerden sonra bu kisimda Arastirma Görevlisi Hasan ÖZER tarafindan hazirlanan "Biyokütle Enerji Santrali Külleri ve Organik Atiklardan Organomineral Gübre Gelistirilmesi" Yüksek Lisans Tezinden (Sakarya Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Mayis 2017} alintilanan kisimlar özet halinde bilgi olarak verilmistir. Tavuk gübresi, içerigindeki yüksek miktardaki bitki besin elementleri nedeniyle tarimsal üretim için önemli bir kaynaktir. Ancak ham tavuk gübresinin yüksek ayrisma hizi, koku ve vektör çekiciligi problemleri gibi sorunlardan dolayi, faydali kullanimi oldukça sinirlidir. Mevcut durumda tavuk gübreleri orman içlerine, tarla ve yol kenarlarina atilmakta ve bu durum basta su kaynaklari olmak üzere dogal çevre ve insan sagligini tehdit etmektedir. Bunun yaninda yakit olarak biyokütle kullanan enerji santralleri hizla yayginlasmakta ve ortaya bertaraf edilmesi gereken bol miktarda sicak biyokütle külü çikmaktadir. Oysa biyokütle külü de bitki besin elementleri açisindan oldukça zengindir. Çalismada, tavuk gübresi (Broiler) ve biyokütle külünün degisik oranlardaki karisimlari hazirlanarak, sicak biyokütle külünün tavuk gübresinin mineral içeriginin zenginlesti r i lmesine, nem miktarinin azaltilmasina ve patojen giderimine olan katkisi arastirilmistir. Bu amaçla tavuk islemin etkileri incelenmistir. Elde edilen sonuçlar, 250°C" de %50 biyokütle külü ilavesinin ham tavuk gübresinin %25,23 olan iiem miktarini %9,82 ye kadar düsürdügüiiü, ancak yüksek sicakligin azot kaybini arttirmasindan dolayi ideal karistirma sicakliginin 150°C oldugunu ortaya koymustur. Bununla birlikte biyokütle külü ilavesi karisimlarin bitki besin elementi içerigini önemli ölçüde arttirrnistir. En yüksek artislar % 50 biyokütle külü kullanilan uygulamalarda ve makro elementlerden Ca (%19.34) ve K (%4,03], mikro elementlerden ise biyokütle külü uygulamasi ile tavuk gübresinin de yüksek oranda patojen mikroorganizma giderimi saglanmistir. Çalisma kapsaminda elde edilen sonuçlardan, sicak biyokütle külü ilavesi ile tavuk gübresinin nem miktari düsürülerek koku ve patojen giderimi saglanabilecegi, tavuk gübresinin bitki besin elementi içeriginin önemli ölçüde arttirilabilecegi, atik olarak ciddi çevre ve saglik sorunlarina yol açan tavuk gübresi ve biyokütle külünün, tarimsal üretim için degerli ve katma degeri yüksek bir ürün haline getirilebilecegi sonucuna varilmistir. Organomineral gübre yapiminda kullanilabilecek önemli kaynaklardan birisi içerisindeki yüksek azot (N) nedeniyle tavuk gübresidir. Ancak tavuk gübresinin içerdigi toplam azotun üçte biri amonyumdur (NH4-N). Açikta ham olarak depolanan ve kompostlanan gübrelerde amonyum, havalanma, nem içerigi ve sicaklik gibi faktörlere de bagli olarak, uçucu bir form olan amonyaga (NH3) dönüsmektedir. Bu durum gübrenin azot kapsaminin azalmasi nedeniyle bitki besin elementi degerinin düsmesine neden olmaktadir. Ayrica ham gübrenin dogrudan tarim alanlarina uygulanmasi sonrasi gübreden ayrilan azot yol açtigi kirlilikten dolayi, yüzey ve yeralti su kaynaklari basta olmak üzere dogal çevre için tehdit olusturmaktadir. Azotun gübre içinde korunabilmesi için kümesten çikan atigin hizli bir sekilde kurutularak mikrobiyal azot dönüsümünün önüne geçilmesi gerekmektedir. Bunun yaninda kurutma isleminin bir diger faydasi da tavuk gübresindeki patojenlerin ve antibiyotik kalintilarinin azaltilmasidir. Mevcut uygulamalarda kurutma islemi, birincil enerji kaynaklari ile hizli kurutma ve solar sistem kullanilarak yavas kurutma seklinde iki gruba ayrilabilir. Ancak hizli kurutma islemindeki yüksek sicaklik (250°C) ve yavas kurutma islemindeki uzun kurutma süresi, temel amaç olan azot korunumunu sinirlandirmaktadir. Bunun yaninda bitkisel kökenli hammaddenin yakilmasi ile çalisan güç santralleri günümüzde hizla çogalmaktadir. Bu enerji üretim prosesinde ciddi miktarda atik isi ve bitki besin elementlerince yüksek sicak kül (biyokütle külü) ortaya çikmaktadir. Bu sogutulmasi gereken kül kümes atiklarinin hizli kurutulmasi ve mineral içeriginin zenginlestirilmesi için degerli bir kaynaktir. Bu kaynaklarin degerlendirilmesi amaciyla yapilan bu çalismada, tavuk gübresi ve biyokütle külünüri degisik oranlardaki karisimlari hazirlanarak bu karisimlarin organomineral gübre olarak kullanilabilirlikleri, azot kaybinin minimize edilebilmesi için biyokütle külünün en uygun karistirma sicakliginin belirlenmesi ve gübrenin mineral içeriginin zenginlestirilmesine olan katkisi arastirilmistir. Bu amaçlar dogrultusunda ulasilmak istenen genel hedefler asagidaki gibi siralanmistir. 1. Mevcut durumda faydali bir kullanim amaci bulunmayan ve miktarindan dolayi dogal çevre ve insan sagligi açisindan riskler barindiran tavuk gübresi ve biyokütle külü için ekonomik, ekolojik ve sürdürülebilir bir bertaraf seçenegi ortaya koyulmasi 2. Tarimsal üretimin en önemli maliyet kalemlerinden olan gübre ihtiyacina uygulamasi kolay ve maliyeti düsük bir alternatif olusturarak, tarimsal üretimin maliyetinin azaltilmasina katki saglanmasi 3. Kimyasal gübrelere alternatif gelistirilerek, kullaniminin azaltilmasi ve bu gübrelerin özellikle su kaynaklarina olan kirletici etkilerinin sinirlandirilmasi 4. Basta organik madde, azot ve fosfor olmak üzere makro ve mikro bitki besin elementlerinin topraga geri dönmesi saglanarak topraklarin fiziksel, kimyasal ve biyolojik özelliklerinin korunmasi . Konuyla ilgili literatüre ve bundan sonra yapilacak bilimsel çalismalar ve saha uygulamalarina temel olusturulmasi Gübre topraktan ürünlerle birlikte alman veya sulama ve yagislarla uzaklasan azot, potasyum, fosfor, kalsiyum, kükürt, magnezyum, demir, manganez, çinko gibi elementleri topraga geri kazandirarak verimin devamliligini saglamak için topraga verilen materyallerdir. Topragi bitkilerin gelismesi için uygun kompozisyonda tutmak temel amaci ile kullanilan gübrelerin birçok çesidi ve bu çesitlerin farkli uygulama yöntemleri mevcuttur. Bununla birlikte gübreleri dogal gübreler ve kimyasal gübreler olmak üzere iki ana grupta toplamak mümkündür. Dogal gübreler: Dogal gübreler grubu agirlikli olarak hayvan gübreleri ve çesitli bitkisel atiklardan olusmaktadir. Bu gübrelerin kullaniminda dikkat edilmesi gereken temel konu yeterli olgunluk düzeyine gelmis gübrelerin kullanilmasidir. Dogal gübreler topragi bitki besin elementleri ile zenginlestiimesinin yaninda, içerdikleri yüksek oranda organik madde ile topragin fiziksel özelliklerine de önemli katkilar saglarlar. Tarimsal uygulamalarda kullanilan baslica dogal gübre çesitleri asagida siralanmistir. l. Hayvansal Kökenli Çiftlik Gübreleri a) Büyük Bas Hayvan Gübreleri b) Küçük Bas Hayvan Gübreleri e) Kanatli Gübreleri 2. Bitkisel Kökenli Gübreler a) Yesil Gübreler b) Hasat sonrasi tarlada kalan bitki artiklari c) Bitkilerin islenmesi sirasinda ortaya çikan kabuk, cüruf ve cibreler 3. Kentsel ve Endüstriyel Atik Kökenli Gübreler a] Kompostlar b) Aritma Çamurlari 0) Gida ve ormancilik endüstrisi atiklari Hayvansal kökenli çiftlik gübreleri: Dogal gübreler arasinda en çok kullanilani büyük ve küçükbas hayvan ve kanatli gübreleridir. Özellikle kirsal kesimde bulunan bitkisel üretim ve hayvancigin birlikte yapildigi küçük aile çiftliklerinde gübre ihtiyaci inek, sigir, at gibi büyük bas veya koyun ve keçi gibi küçükbas hayvan diski ve idrarlarindan saglanmaktadir. Ahir (Çiftlik) Gübreleri: Günlük olarak yapilan ahir süpürrne islemi ile ahirdan disari atilan hayvan gübreleri, bir süre bekletilip stabilizasyonu saglandiktan sonra, tarla ve bahçelerde kullanilmaktadir. Hayvansal kökenli gübrelerin kullanimi topragin birçok özelliginin iyilestirilmesinde etkisi vardir. Bu etkiler asagidaki gibi siralanabilir. l. Topragin fiziksel, kimyasal ve biyolojik özelliklerine katki saglar 2. Organik madde içerigini artirir 3. Topraktaki mikroorganizma faaliyetini artirir 4. Havalanmayi kolaylastirir . Su tutma kapasitesini yükseltir 6. Bitki besin maddelerini artirir 7. pH ve tuzlulugu düzenler Tavuk Gübreleri: Hayvansal gübrelerin önemli bir bölümünü de tavuk gübreleri olusturmaktadir. Tavuk ve yumurta üretimi büyük ve küçükbas hayvanciliga göre daha büyük ölçekli tesislerde yapildigindan ortaya çikan gübre miktari da daha yogun olmaktadir. Bununla birlikte tavuk gübreleri içerdikleri yüksek miktarda azot, fosfor ve potasyum nedeniyle gübre degeri en yüksek hayvan gübrelerinden biridir. Tavuk gübreleri yumurta tavukçulugu gübreleri ve besi tavukçulugu (broiler) gübreleri olarak iki grupta incelenebilir. Yumurta tavukçulugu kafes içinde yapildigindan buradan çikan gübreler dogrudan tavuk diskilari ve tavuk tüyü içermektedir. Nem miktari yüksektir. Ayni zamanda yumurta tavukçulugunda, yumurta olusumunu ve kabuk yapisini desteklemek için tavuk yemine katilan mermer tozu benzeri inorganik maddeler tavuk diskisinda yogun olarak bulunmaktadir. Broiler tavukçuluk, Broiler besicilikte ise kümesin altina serilen altlik tavuk diskisi ile karismaktadir. Altlik olarak genellikle pirinç kabugu ve agaç talasi kullanilmaktadir. Yumurta tavukçulugunun aksine besi tavukçulugunda gübre bir besi dönemi sonunda ve toplu halde çikmaktadir. Besi dönemi ortalama almis gündür. Altmis gün sonunda kesim boyutuna gelen tavuklar kesimhaneye yollandiktan sonra kümes temizlenir ve tavuk gübreleri kümesten atilir. Besi tavukçulugu miktar olarak yumurta tavukçulugundan fazla oldugundan tavuk gübrelerinin büyük çogunlugunun altlikla karisik tavuk diskisindan olustugu söylenebilir. Altlik kullanimi ve kümeslerdeki iklimlendirine sistemleri nedeniyle besi tavukçulugu gübrelerinin nem miktari yumurta tavukçulugu gübrelerinden düsüktür. Bitkisel kökenli gübreler: Bitkisel kökenli gübreler yesil gübreler ve cibre / cüruf gibi hasat veya isleme sonrasinda olusan bitki artiklari olarak ikiye ayrilabilir. Yesil gübrelere en iyi örnekler yonca ve soyadir. Bu bitkiler hasat sonrasi veya nadas döneminde ekilirler. Yesil gübreler havadaki serbest azotu baglar, erozyonu engellerler, yabanci otlarin kontrolüne yardimci olurlar ve toragi bitki besin elementlerince zenginlestirirler. Bitkisel üretim sonucunda hasat sonrasi veya ürünün islenmesi sonrasi olusan cüruf ve cibreler ise kompostlandiktan sonra topraga verilmektedir. Her ne kadar bu uygulama gübreleme amaci ile yapilsa da, kullanilan materyallerin topragin kimyasal özelliginden çok fiziksel özelliklerinin iyilestirilmesine katkisi daha fazladir. Kentsel ve endüstriyel atik kökenli gübreler: Günümüzde evsel ve endüstriyel kaynakli organik atiklar çok yüksek miktarlara ulasmakta ve bu atiklarin bertarafi önemli bir sorun ve maddi külfete yol açmaktadir. Evsel organik atiklar, gida endüstrisi atiklari ve evsel atik su aritma çamurlari bu atiklarin önemli bir bölümünü olusturmaktadir. Bununla birlikte günümüz ekolojik ve sürdürülebilir bertaraf anlayisi, bu atiklarin düzenli de olsa depolanmasinin veya yakilmasinin dogru olmadigini, organik kökenli atiklarin mutlaka topraga ve bitkisel üretime gEri kazandirilmasini gerektirmektedir. Bu yaklasim çerçevesinde sürdürülen çalismalarla, organik kökenli atiklarin kompostlandiktan sonra saf veya karisimlar halinde gübre ve toprak iyilestirici olarak kullanimi yayginlasmistir. Bitkisel kökenli gübrelere benzer sekilde bu materyaller de gübre olarak anilmasina ragmen, gübre degerleri genellikle sinirli olmakta, ancak topraga uygulandiginda, topragin fiziksel özelliklerine önemli katkilar saglamaktadirlar. Kimyasal gübreler: Kimyasal gübreler, çesitli endüstriyel prosesler sonunda üretilir ve genellikle içerigindeki bitki besin elementinin miktari ve türü ile isimlendirilirler. Farkli bitkisel ürün çesitleri ve farkli toprak türleri için gelistirilmis, tek bir elementten olusan basit yapili gübrelerden, birden fazla elementi barindiran bilesik gübreler gibi kati veya sivi formlarinda olmak üzere birçok kimyasal gübre bulunmaktadir. Bununla birlikte içerdikleri bitki besin elementine göre ayrilabilen temel kimyasal gübre çesitleri Azotlu Gübreler (Amonyum Sülfatli Gübreler, Amonyum Nitratli Gübreler, ÜreJ, Fosforlu Gübreler, Potasyumlu GübrelerI Kompozit Gübreler gibi siniflandirilabilir. Dünyada ve Türkiye3 de kimyasal gübre kullanimi: Hayvan gübrelerinin bitki yetistiriciligi için kullanimi, ilk tarim uygulamalarina kadar dayanmaktadir. Ancak bu kullanimin temeli bilimsel çalismalardan çok gözlemlere dayanmaktadir. Buna karsin kimyasal gübreler 19. yüzyilda, bitkinin ihtiyaç duydugu besin elementlerinin karsilanmasi temel prensibinden yola çikilarak kullanilmaya baslamistir. Kömür gazindan amonyak üretilmesi ve odun külünden ile potasyum, silisyum ve magnezyum gibi elementlerin saglanmasi gibi temel islemlerle baslayan kimyasal gübre kullanimi, dünya genelinde artan gübre kimyasi çalismalari neticesinde önemli bir gelisim ivmesi yakalamistir. Ikinci dünya savasi sonrasinda kimyasal gübre üretimi hiz kazanmis ve kimyasal gübreler küresel ölçekte önemli bir üretim, satis ve kullanim hacmine ulasmistir. Günümüzde kimyasal gübreler birçok ülke tarafindan degisik miktarlarda üretilmekte ve dünya pazarina sürmektedir. Bununla birlikte kimyasal gübre üretiminin büyük miktari Çin, Amerika Birlesik Devletleri, Hindistan, Kanada ve Rusya tarafindan yapilmaktadir. Bu ülkeler ayni zamanda tarimsal üretim hacmi en yüksek olan ülkeler olduklarindan dünya genelinde üretilen kimyasal gübrenin de en önemli kullanicilaridir. Hektar bazinda gübre kullanimi dünya ortalamasi 105.7 kg, Avrupa Birligi ortalamasi ise 138,1 kg°dir. (168,2 kg) ve Fransa (133,3 kg) dünya ve Avrupa Birligi ortalamasinin üstünde gübre ise dünya ve Avrupa Birligi ortalamasinin altinda kalmistir Türkiye" de ise gübre kimyasal gübre üretim ve kullanimi dünyadaki örneklere göre daha geç ortaya çikmistir. 1950"lerde devlet tarafindan kurulan fabrikalarda gübre üretimine baslanmis daha sonra kurulan özel tesebbüse ait fabrikalarla üretim hiz kazanmistir. Buna karsin hem kimyasal gübre üretiminde hem de kullanilmasinda baslangiçtan itibaren sürekli artan bir oran mevcuttur. Her ne kadar son yillarda, gübre sanayine yapilan yatirimlardan dolayi, gübre üretimi artsa da, mevcut tüketimin karsilanabilmesi için çesitli ülkelerden önemli miktarda gübre ithalati yapilmaktadir. Türkiye°de gübre kullaniminin bölgelere göre dagilimi incelendiginde, daha çok Iç Anadolu, Anadolu7nun batisi ve Orta Karadenizde gübre kullaniminin yogun oldugu söylenebilir. Güneydogu Anadolu Projesi (GAP) ile tarimda önemli bir çikis yakalayan illerimizden Mardin (192,7kg/ha), Sanliurfa (148 kg/ha) ve Diyarbakir (145,5 kg/ha) olan gübre kullanimi dünya ortalamasinin üzerindedir. Önemli tarim arazilerine ton) gübre kullanimi ile dikkat çekmektedirler. Yine tarimsal faaliyetlerin yogun oldugu Izmir gübre kullanimi Türkiye ortalamasinin üzerindedir. Trakya'da ise Tekirdag (70.920 ton) ve Edirne (66.556 ton) yogun gübre kullanimi yapilan illerdir Organomineral gübreler: Hayvansal ve bitkisel kökenli gübrelerin yeterli bitki besin elementi saglama potansiyeline ulasamamalari ve kimyasal gübrelerin ise topragin sadece bitki besin elementi içerigini artirmasindan dolayi, toprak özelliklerinin bir bütün olarak iyilestirilmesi için çalismalari hizlandirmistir. Yapilan çalismalar organik kökenli materyallerle, bitki besin elementi içeren minerallerin birlikte kullanilmasi fikrini dogurmus ve ortaya çikan yeni gübre çesidine organomineral gübreler denilmistir. Organomineral gübreler esas itibari ile topragin, fiziksel, fizikoki myasal ve kimyasal-biyoloj ik özelliklerinin tamaminin iyilestirilerek, topragin bitkisel üretime en uygun sartlara kavusmasi ve bu sartlarin korunmasi amaciyla gelistirilmistir. Temel olarak bu gübreler kimyasal gübrelerde oldugu gibi, bitkilerin ihtiyaç duydugu makro ve mikro elementleri saglamakla birlikte, yagislar ve sulama suyu ile yikanmaya karsi dirençli olduklarindan yavas salinim Özelligi göstermektedir. Bu durum gübrelemenin faydasini ve etkinlik süresini artirmaktadir. Günümüzde organomineral gübreler üzerinde çalismalar sürmekte ve bu gübrelerin birçok çesidi üretilmektedir. Bu çalismalarda genel egilim, organomineral gübrelerin, evsel ve endüstriyel kökenli organik atiklar ve dogal mineraller ve mineral içerigi yüksek atiklarin karisimlarindan üretilmesidir. Literatürde büyük ve küçükbas hayvan gübrelerinin, tavuk gübresinin, atik su aritma çamurlarinin bu amaçla kullanilabilirliginin arastirildigi birçok çalisma mevcuttur. Biyokütle külü: Kati, sivi ya da gaz hâlindeki fosil yakitlarin kimyasal enerjisinin, elektrik enerjisine dönüstürülmesi çok uzun zamandir kullanilan önemli bir yöntemdir. Termik kaynagin uygun kosullar altinda yakilarak ve kaynagin verdigi isi enerjisinden faydalanilarak mekanik enerji, elde edilen bu enerjiden ise elektrik enerjisi üreten tesislere termik santraller denir. Günümüzde kömür, dogal gaz, petrol ürünleri, biyogaz ve biyokütle gibi kaynaklari yakit olarak kullanan santraller oldukça fazladir. Fosil yakitlar kullanilarak üretilen enerji modern dünyanin enerji ihtiyacinin çok büyük bir kismini karsilamaktadir. Bununla birlikte fosil yakitlarin tüketiminin dogal çevreye olan agir maliyeti günümüzde etkilerini göstermeye baslamis ve alternatif arayislarini hizlandirmistir. Mevcut durumda, günes, rüzgâr ve jeotermal enerji gibi yenilenebilir ve temiz enerji kaynaklarinin kullanimi artmis ve artmaya devam etmektedir. Ancak bu kaynaklardan üretilebilen enerji miktarinin toplam enerji talebini karsilamadaki payi henüz çok küçüktür ve bu kaynaklardan enerji üreten teknolojilerin gelistirilmeye ihtiyaci vardir. Bu yüzden son yillarda mevcut teknolojinin fosil yakitlar kullanilmadan, daha az emisyon üreterek kullanilmasi gerekmektedir. Bu amaçla yakit olarak biyokütle kullanan ve diger santrallere göre yanma sicakligi düsük oldugundan daha az emisyon üreten biyokütle enerji santralleri kurulmaya baslanmistir. Biyokütle enerji santralli prosesinde, orman budama ve isleme ürünleri, bitkisel üretim ve islenmesinden ortaya çikan bitki kalintilari, bazi hayvan gübreleri ve yakit amaci ile üretilen enerji bitkileri, kömür ve petrol ürünlerine göre daha düsük sicakliklarda yakilmakta ve enerji üretilmektedir. Bu yakma prosesi sonucunda uçucu ve cüruf diye ayirabilecegimiz küller çikmaktadir. Uçucu küller için, içerdikleri yüksek orandaki agir metalle ve zararli kimyasallar nedeniyle faydali bir kullanim olanagi düsük olmasina ragmen, cüruflarin birçok alanda degerlendirilebilme olanagi bulunmaktadir. Bu alanlarin basinda insaat ve tarim sektörü gelmektedir. Konuyla Ilgili Olarak Daha Önce Yapilmis Bilimsel Çalismalar: Tavuk gübresi, topragin fiziksel ve kimyasal özelliklerini iyilestirmede kullanilmasi açisindan önemli bir potansiyele sahiptir. Bununla birlikte tavuk yetistiriciliginde kullanilan antibiyotikler ve tavuk gübresinin yapisinda bulunan yüksek orandaki azot bu kullanimi kisitlayan en önemli nedenlerdir. Ancak tavuk gübresindeki yüksek azot içerigine ragmen, gübrenin bekletilmesi veya kurutma ve kompostlama gibi islemler uygulanmasi hizli azot kaybina yol açmaktadir. Bundan dolayidir ki literatürde konu ile ilgili yapilan çalismalarin büyük çogunlugu, tavuk gübresinin yüksek azot içeriginin topraga ve bitkilere verebilecegi zararlarin belirlenmesi ve giderilmesi ile hizli azot kaybinin engellenerek azotun bitkilerce kullanilabilir forma dönüstürülmesine odaklanmistir. Ghaly ve Alhattab (2013), yaptiklari çalismada tavuk gübrelerinin kurutulmasi ve kurutulan tavuk gübrelerinin bitki besin elementi olarak kullanilabilirligini arastirmislardir. Çalismada elde edilen sonuçlar, kuruma sicakligi ve serilen gübrelerin derinliginin, gübre pH'in da önemli bir etkiye sahip olmadigi, ancak kuruma islemi sirasinda meydana gelen amonyak kaybinin pH'i 8,4`ten 6,4-6,7'ye düsürdügünü ortaya koymustur. Ayrica 60°C,den yüksek sicakliklarda saldirganliginin sirasiyla %653› ve %69,3 oraninda azalmasina yardimci olmustur. Kanatli (%99,97) önemli oranda azalmasini saglanmistir. Elde edilen sonuçlar, kurutulmus kanatli gübresi bitki büyümesi için gerekli yüksek azot, fosfor ve potasyum içerikleri nedeniyle bitkiler için bir gübre kaynagi olarak kullanilabilir oldugunu göstermistir. Dias ve ark., (2009), yaptiklari çalismada tavuk gübresini okaliptüs biyokütlesinin yavas pirolizi ile elde edilmis biochar, kahve kabugu ve agaç talasi ile ayri ayri karistirarak kompostlamislar ve tavuk gübresinin bu kompostlama prosesinden sonra organik madde ve azot korunumunu arastirmislardir. Çalisma sonucunda biochar ile hazirlanan kompostlarin ilk içerigin %70'i oraninda organik madde bozulmasina ugradigini ve biochar ilavesinin azot kaybini azalttigini belirlemislerdir. Bununla birlikte azot kaybinin azaltilmasindaki en iyi sonuçlarin agaç talasi uygulamasinda elde edildigini rapor etmislerdir. Ogunwande ve ark., (2008], iyi kalitedeki kompost üretimi için tavuk gübrelerinin kompostlama sirasinda azot/karbon orani degisimi ve toplam azot kaybini incelemislerdir. Bu yapmislar ve atiklarin kompostlama öncesi ve sonrasindaki Iizikokimyasal özelliklerini belirlemislerdir. Kompostlama islemi boyunca yigindaki nem seviyesi periyodik olarak %5 5"e yükseltilmis ve tavuk gübresinin sicaklik, pH ve toplam azot miktari periyodik olarak izlenmistir. Ayrica, kompost bitiminde kuru madde, toplam karbon, toplam fosfor ve toplam potasyum incelenmistir. Elde edilen sonuçlar, kompostlama periyodu boyunca toplam azot ve toplam karbondaki degisime bagli olarak C/N oraninin önemli ölçüde degistigini ortaya koymUStur. Bununla birlikte en çok azot kaybinin ilk 28 günde gerçeklestigi ve C/N oraninin en yüksek degerinin 25/ 1 oldugu belirlenmistir. Tiquia ve Tam (2000), kompostlama boyunca azot degisimi ve azot kayiplarini izlemek için, tavuk gübrelerini kompostlamislar ve kompostlama islemi sirasinda, tavuk gübrelerinin fiziksel, kimyasal ve mikrobiyolojik özelliklerini incelemislerdir. Çalismada kompostlastirma sirasindaki gerçek kayiplari belirlemek için azot ve organik maddenin kümülatif kayiplari ve kütle dengeleri takip edilmistir. Çalismada tavuk gübresinin amonyum azotu konsantrasyonu kompostlamanin ilk 35 günü boyunca önemli ölçüde azalmistir. Ancak kompostlastirma sirasindaki NH4 + - N'deki hizli azalmanin, (N03 + N02] - N konsantrasyonundaki hizli artisla uyusmadigi belirlenmistir. Bu durum kompostalama sürecinde azot kaybinin temel nedeninin hava sicakliklari, yüksek pH degerleri (7`nin üstünde) oldugunu düsündürmüstür. Organik madde ve toplam organik karbon kütlesi kompostlama zamani ile dogru orantili olarak azalmistir. Bununla birlikte kompostlama sonucunda baslangiçta kullanilan tavuk gübresinde önemli bir kütle kaybi meydana gelmistir. Moore (2016) çalismasinda, kümes hayvanlarinin gübrelerinde amonyagin uçuculugunu ve fosfor akisini azaltmak için yeni bir gübre düzenlenmesinin gelistirilmesini önermistir. Çalismada, kümes hayvanlarinin gübrelerini islemek için en iyi yöntemin olarak, fosfor akisini ve amonyak emisyonunu azaltan alüminyum sülfat uygulamasi oldugu savunulmus ve ancak bu uygulamanin yüksek maliyetinden dolayi alum çamuru, boksit cevheri, sülfürik asit ve sivi alum ve su karisiminin alternatif olarak kullanilabilirligi arastirilmistir. Elde edilen sonuçlar, kuru ve sivi alum ilavesi, kümes atiklarinin NH3 kayiplarini sirasiyla %86 ve %75 oraninda düsürdügünü göstermistir. Bununla birlikte yapilan denemeler arasinda, NH3 ve P kaybini en aza indiren uygulama ise degisiklikler alum çamuru, boksit ve sülfürik asittin birlikte karisim halinde kullanildigi uygulama olmustur. Kirchmann ve Witter (1988), yaptiklari çalisma ile, amonyak buharlasmasi, azot sabitlestirilmesi, karbon ayristirilmasi ve uçucu yag asidinin olusturulmasi ve bütün bu islemlerin kümes hayvanlarinin taze gübresine ve saman eklenerek, laboratuvar ortaminda bir inkübasyon deneyiyle gerçeklestirilmesini arastirinislardir. Çalismada azot gübresinin olarak buharlastirilmistir. Aerobik gübrede, alkalin ortam korunmus ve azot %9,dan %44,e kadari amonyak olarak buharlasmistir. Bu buharlasma sekli, paralel ve öncelikli bir model olarak tarif edilmistir. Aerobik ayristirma esnasinda samanin fazlalastirilmasi amonyak buharlasmasini azaltmistir. Saman, anaerobik ortamlardaki azotun devinimine neden olmustur. Aerobik gübrede, azot çogunlukla organik formlarda bulunurken; anaerobik gübrede, azotun yaklasik 3°te 2°si amonyum formunda bulunmustur. Anaerobik gübrenin organik bilesenlerindeki C/N oranlari, aerobik gübreninkinden fazla olmustur. Mazeika ve ark., (2016) gerçeklestirdikleri çalismada, tavuk gübresinden granüle organik ve organomineral gübreler (OGF ve OMF) üretimi için pilot ölçekte bir proses gelistirmislerdir. Bununla birlikte, gübrede nem içeriginin etkilerini arastirmislar ve üretim prosesinin üç ana asamasinda enerji tüketimi ve çiftliklerde yaygin olan konvansiyonel saman kurutma ve granülasyon ekipmanlari kullanarak besleyici dengeli gübreler elde etme olanagini belirlemeye çalismislardir. Çalismada ilk olarak kümes hayvanlarinin gübreleri kurutulmus ve parçalanmistir. Diamonyum fosfat (DAP) ve potasyum klorür (KCl) gibi mineral katki maddeleri ilave edilmistir. Bu islem 4-3-3 OGF'nin yani sira ayarlanabilir NPK içerigine sahip muhtevasina sahip) gübre elde etmek için harcanan enerji tüketimi yaklasik 100 kWh/t olmustur. DAP, suda çözünür fosfat konsantrasyonunu arttirmistir. Ek olarak, higroskopik KCI'nin DAP ile kombinasyon halinde olmasi, 30°C'de ve %80 bagil nemde 72 saat sonra belirgin bir nem emilimine ve granül haline getirilmis pelet yapisal bütünlügünün kaybina neden olmustur. Obernberger ve ark., (1997) yaptiklari çalismada çesitli biyokütle yakma tesislerinde farkli biyokütlelerle yakma deneyleri gerçeklestirmislerdir. Agaç talasi, agaç kabugu, saman ve tahillarla yaptiklari bu denemelerde en az ikiser günlük gözlem yapmislar ve çesitli numune örnekleri almislardir. Gözlemlerinin sonucunda özellikle Cd ve Zn7nin azaldigini saptamislardir. Ayrica arastirmalarinda saman ve tahil küllerinin odunsu biyokütlelere oranla önemli ölçüde daha düsük agir metal ihtiva ettigi sonucuna varmislardir. Ayni durum 5, Na ve K içinde söz konusudur. Tavuk Gübresinin Miktari ve Mevcut Durumunun Belirlenmesi: Tavuk kümeslerinden olusan organik atiklarin miktari ve karekterizasyonu, yetistirilen tavugun cinsine, yetistirme süresine, kullanilan yemin miktar ve özelliklerine, seçilen altligin türü ve serrne miktarina bagli olarak degisiklik göstermektedir. Tavuk gübresinin miktarinin hesaplanmasi için literatürde verilmis kesin bir formül bulunmamaktadir. Bununla birlikte literatürdeki çalismalarda genel olarak tavuk sayisi ile bir tavugun günlük diski miktari çarpilarak tavuk gübresinin miktari hesaplanmaya çalisilmistir. Bu hesaplama yumurta tavukçulugu gibi altlik kullanilmayan kümesler için pratik bir hesaplama yöntemi olarak kabul edilebilir. Fakat broiler kümeslerde kullanilan altlik miktari da hesaba katilmalidir. Hesaplamalarda günlük tavuk diskisinin miktari birçok literatürde verildigi gibi canli agirligin günlük miktarlar 365 günle çarpilip gerekli birim dönüstürmeleri yapilarak yil/ton olarak bulunmustur. Yumurta tavukçulugunda tavuklar yetiskin olarak kümese alindigindan gübre miktari hesaplanirken günlük 0,15 kg degeri kullanilmistir. Kullanilan altlik miktarinin tespiti için kümes alani ile tavuk sayilari tespit edilerek, kümesler için ortalama 1 m2 ye 15 tavuk düstügü bulunmustur. Ayrica bir yetistirme döneminde serilen altlik miktari kümes alanina bölünerek 1 ni2 ye serilen altlik miktari belirlenmistir. Elde edilen sonuçlara göre 15 tavuga kullanilan altlik miktari 2,5 kgI 1 m2 deki gübre miktari 21,63 kg ve tavuk basina yillik gübre miktari 1,43 kg olarak tespit edilmistir. (Kaynak: Hasan ÖZER, Biyokütle Enerji Santrali Külleri ve Organik Atiklardan Organomineral Gübre Gelistirilmesi, Yüksek Lisans Tezi, Sakarya Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Mayis 2017). Bulusun Amaci: Bu bulusun amaci atik malzemeden ( tavuk altligi ve tavuk altliginin biyokütle santralinde yanmasi sonucu olusan külden] yüksek kalite ve piyasa fiyatlarinin altinda tarimda (bahçe, sera ve tarlalarda) kullanima uygun gübre elde edilmesidir. Özellikle gübre sektöründe yurt disi bagimliligi ve farkli bilesimlerde gübre yapilabilme kabiliyet ve kapasitesine sahip üretim tesisinin ülke ekonomisine kazandirilmasi açisindan da önem arz etmektedir. Asagida, farkli islemlerle üretim basamaklari verilen farkli bilesimlerdeki gübre üretim yöntemleri açiklanmistir: 1. MATERYAL: - Tavuk altligi: Tavukçuluk sektöründe faaliyet gösteren etlik, yumurtalik ve civciv yemleri ile beslenen kanatlilarin fabrika içerisine serilen talas vs üzerinde zamanla biriken ve çogalan diskilarinin muntazaman toparlanip atilan ve mineral yapi olarak farklilik gösteren patojenik ve agir bir koku ihtiva eden organik materyaldir. Tavugun metabolizmasi ve gelisimi için kullanilan yemlerin içeriginde yer alan melas vb. kökenden gelen potas içerigi ve yumurta verimi açisindan gerekli P, Ca ve Mg gereksinimleri nedeniyle çikti ürünlerinde diger organik gübrelere göre yüksek oranda P, K, Mg ve Ca bulunmaktadir. Çizelge 1. Tavuk altligi yaklasik analizi ADI M ETOD Nem % 25-40 105 OCide agirlik kaybi Organik Madde % (kuru baz] 55-65 550 OC°de yanina kaybi Kül % (kuru baz) 45-55 Toplam Azot (kuru baz) 1-3,5 Kheldal Amonyum ve organik form da Toplam Humik + Fulvik 5-12 TSE 5819 Asitler Pataojenik yapi Toksik Kesinlikle organik madde olarak kullanilacak ise; 70°C"de en Rahatsiz az 2 saat hiyjenizasyon veya Laktik asit bakteri asilanmasi edici veya asetik sitrik asetik gibi organik asitler ile pH düzeltmesi yapilmalidir. Ayrica kompostlama ile de bu sorun çözülebilir. - Kül: Tavuk altliginin biyokütle ile çalisan termik santrallerde tam yanmadan sonra çikan biyokütle enerji santrali külüdür. Külün 4 farkli laboratuvarda XRF ile yapilmis kimyasal analizine ait ortalama degerler Çizelge 2,de verilmistir (Yaklasik 100"e yakin örnek üzerinde ayrica lCP-OES ile yapilan analizlerde bu kimyasal yapinin degisimi izlenmistir). Çizelge 2. Santral külünün kimyasal analizi (% ) ORTALAMA % AI203 1,79 Ates zayiati 7,785 CI 5,24 0203 0,009 Fe203 1,46 K20 12-18 P205 12-18 503 13,33 degismektedir. Ayrica santral çiktisi külün yigin yogunlugu 650-800 kg/m3 araliginda, açik kahverengiden beyaz renge kadar degisen renklerde, tanecik boyutu ise nano boyuttan 100 mikrona kadar degiskenlik göstermektedir. Özellikleri; - +1 degerli katyonlar (K, Na) % 90-100 arasi suda çözünür formdadir. - P205 ise MgPO4 formunda olan bir kismi (tüm materyalin % 1,5-5 arasi) suda çözünür formda olmakla birlikte, P 205"in diger kismi suda çözünmez formdadir. - Ürün pH (1/10) degeri ise 53-11 araligindadir. - Üründe agir metal kabul edilen sinirlar dâhilindedir. Bulus Kapsaminda Elde Edilen Ürün ve Yöntemler 1 - Tavuk Altliginin Dogrudan veya Santral Külü ile Karistirilarak (opsiyonel) Gübre Elde Edilmesi Yöntemi Tavuk altligi direk olarak hijyenik ve toksik yapisi nedeni ile organik gübre ve gübre hammaddesi olarak kullanimi mümkün olmayip zaman içerisinde öncelikle keskin bir amonyak kokusu salarak çok uzun bir sürede kompostlasabilmektedir. Asagida verilen yöntemlerde tavuk altliginin kompostlanmasi ve gübre olarak kullanimi için hazirlanmasi açiklanmistir: 1.1. Tavuk Altligiiiin Laktik Asit Bakteri Enjeksiyonu ile Kompostlanmasi ve Gübre Elde Edilmesi Yöntemi Bu yöntemde geçirimsiz bir zemine serilmis tavuk altligi yiginina laktik asit bakterisi (bakteri orani 107'8] enjeksiyon yöntemi ile ilave edilir. Bu islem sonucu 1-2 gün içinde sicaklik 40- 60°C°lere çikarak kompostlama süresi kisalmaktadir. Kompost yiginin sicakligi 60°C°den °C"ye indiginde reaksiyon tamamlanmis olur. Daha sonra kurutma, ögütme ve granül hale getirme, torbalama gibi asamalar sonrasi oldugu gibi veya santral külü ile karistirilarak (opsiyonel) satilabilir ürün elde edilir (Sekil 1). Laktik asit bakteri enjeksiyonu 40-60°C Bekleme (1-2 gün) Tavuk altligi yigini (1) Kompost yigin (2) Kurutma Sistemi (3] Ögütme (4) Granülasyon tamburu (5) Torbalama (Gi Sekil 1. Laktik asit bakteri enjeksiyonu ile kompostlama ve gübre elde edilmesi yöntemi akim semasi 1.2. Tavuk Altliginm Sülfürik Asit ile Kompostlanmasi ve Organik Gübre Elde Edilmesi Yöntemi Bu yöntemde döner bir karistiriciya alinan tavuk altligina pH 4-6 arasinda olacak sekilde sülfürik asit ilave edilir ve bu islem karisim stabil hale gelinceye kadar devam ettirilir (Sülfürik asit ilavesi organik maddeyi dekarbonize ederek daha küçük moleküllü yapilar (humik ve fu lvik bilesikler) olusturur ve bakteri hücreleri kismen parçalanir). En az 2 saat boyunca bu pH seviyesinde kalan karisim 70°C°de stabil hale getirilmis kurutma sistemine alinarak kurutulmaya baslanir. 70°C"de kurutma isleminin amaci hijyenizasyondan çok optimum granülasyon sartlarinin saglanmasi içindir. Kurutulan malzeme ögütülerek boyutu küçültülür. 0,05-3 mm araligina getirilen malzeme granül tamburuna alinarak granül hale getirme ve torbalama gibi asamalar sonrasi oldugu gibi veya kül ile karistirilarak (opsiyonel) satilabilir ürün (organik gübre) elde edilir (Sekil 1.2). G H2504 Besleme tanki (9) Tavuk altligi yigini (1) G Besleme Blmkeri (7 Spiral tasiyici (8) Döner karistirici (10) Kurutma sistemi (3) Ögütme (4) Granülasyon Tamburu (5) Torbalama (6] Sekil 1.2. Sülfurik asit ile kompostlama ve organik gübre elde edilmesi yöntemi akim semasi 2. Santral Külünün Dogrudan Potasli Gübre Olarak Kullanilmasi Yöntemi Santral külü organik tarim uygulamalarinda bitkilerin potasyum ihtiyacini karsilamak için direkt olarak kullanilabilecek bir gübredir. Bilesiminde yaklasik olarak % 12 P205 ve % 12 K20 olmasinin yani sira % 1-5 arasinda MgPO4°dan gelen P205°in ve % 100,e yakin Kzûsnin suda çözünmesi önemli avantaj saglamaktadir. Santral külü dökme olarak veya granül hale getirilip torbalandiktan sonra 0-1-12 (N-P-K] bilesiminde (suda çözünür) satilabilir bir ürün elde edilir (Sekil 2 J. Santral külü (11) Torbalama (6) Granülasyon tamburu (5) Sekil 2. Santral külünün dogrudan potasli gübre olarak kullanilmasi yöntemi akim semasi 3. Santral Külünden Farkli P-K Bilesimlerinde Inorganik Gübre Elde Edilmesi Yöntemi Santral külünün % 50-110"u arasi % 98"]ik HzSO4 ilavesi ayrica materyal balansina göre eksik gibi ] P-Kili inorganik gübre olarak piyasaya arzi mümkün olup sebze ve meyve bahçeleri için iyi bir ürün olarak satisa sunulabilir. Bu ürün sekil 3°de verilen akim semasina göre istenilen özellikte materyal balansi ile üretilebilecek Olup; peyzaj alanlarina da uygun bir gübredir. besleme tanklari(9 H 1 3] O (9› (13) Döner karistirici (1 0) Kurutma sistemi (3) Santral külü (11) Besleme Bunkeri (7) Bantli tasiyici (12) lÖgütme (4] Granülasyon tamburu (SJ Torbalama (6) Sekil 3. Santral külünden farkli P-K bilesimlerinde inorganik gübre elde edilmesi yöntemi akim semasi30 4. Santral Külünden N-P-K'li Kompoze Gübre Elde Edilmesi Yöntemi Santral külüne % 98,1ik HzSO4 yaninda materyal balansina göre gerekli miktarda % 85,1ik H3PO4 beslenerek ayrica azot ihtiva eden bir veya birkaç gübre hammaddesi de Ilave edilerek N+P205+K20 içerigi % 20 civarinda gübre üretilmesi mümkündür. Sekil 4'de üretim yöntemine ait akim semasi görülmektedir. ÜRE, CAN DAP Vb. (toz halde) (14) besleme tanklari O (7) (12)(14) Döner karistirici (10] Santral külü (1 1 } Besleme Bunkeri (7) Bantli tasiyici (12) Kurutma sistemi (3) 2., (8142)# Ögütme (4] Granülasyon tamburu (5] Torbalama (4) Sekil 4. Santral külünden farkli N-P-K,11 bilesimlerde kompoze gübre elde edilmesi yöntemi akim semasi . Santral Külü ve Tavuk Altligindan N-P-K'li Organomineral Gübre Elde Edilmesi Yöntemi Santral külüne % 98°lik H2504 yaninda materyal balansina göre gerekli miktarda % 85°lik H3PO4 beslenerek ayrica azot ihtiyaci için tavuk altligi ve bir veya birkaç gübre hammaddesi de ilave edilerek N-P-K"li ucuz gübre üretilmesi mümkündür. Sekil 5°te üretim yöntemine ait akim semasi görülmektedir. Kurutma Süresi 70 0C"de genis bant hali konveyörde kapali sistemde 2 saat tir. ÜRE, CAN DAP vb. (toz halde) (14) : besleme tanklari (7 ) ( 1 2 ) ( 14) Santral külü (1 1) Tavuk altligi yigini (1) i Döner karistirici (10) Besleme Bunkeri (7) Bantli tasiyici (12) Kurutma sistemi (3) Ögütme (4) Granülasyon tamburu (5) Torbalama (4) Sekil 5. Santral külü ve tavuk aldigindan farkli N-P-K711 bilesimierde organom I neral gübre elde edilmesi yöntemi akim semasi Sekiller Dizini: Sekil 1.1. Laktik asit bakteri enjeksiyonu ile kompostlama ve gübre elde edilmesi yöntemi akim semasi, Sekil 1.2. Sülfürik asit ile kompostlama ve organik gübre elde edilmesi yöntemi akim semasi, Sekil 2. Santral külünün dogrudan potasli gübre olarak kullanilmasi yöntemi akim semasi, Sekil 3. Santral külünden farkli P-K bilesimlerinde inorganik gübre elde edilmesi yöntemi akim semasi, Sekil 4. Santral külünden N-P-K"li kompoze gübre elde edilmesi yöntemi akim semasi. Sekil 5. Santral külü ve tavuk altligindan N-P-K`li organomineral gübre elde edilmesi yöntemi akim semasi. Sekillerdeki Referanslarin Açiklamasi: 1 - Tavuk altligi yigini 2 - Kompost yigin 3- Kurutma sistemi 4 - Ögütme - Granülasyon tamburu 6 - Torbalama 7 - Besleme bunkeri 8 - Spiral tasiyici 9 - HzSO4 besleme tanki - Döner karistirici 11 - Santral külü 12 - Bantli tasiyici 13 - H3PO4 besleme tanki 14 - ÜRE, CAN, DAP vb. besleme tanklari Bulusun Açiklamasi: 1.1. Tavuk altliginin laktik asit bakteri enjeksiyonu ile kompostlanmasi ve gübre elde edilmesi yöntemi Tavuk altligi yigini (1) (örnek olarak, 10 ton) geçirimsiz bir zemine serilir. Üzerine 50 litre suyla seyreltilmis 1 litre laktik asit bakterisi (bakteri orani en az 10") esit aralikli olacak ve yiginin tümüne yayilacak sekilde damlama yoluyla enjekte edilir. En az 2 günlük bekleme süresi boyunca yiginin sicakligi ölçülür. Sicaklik 60°C"ye çiktiktan sonra reaksiyonun en üst noktaya ulastigi, yaklasik 30°C"ye düstügünde ise reaksiyonun sona erdigi kabul edilir. Daha sonra kompost yigin (2) kurutma sistemine (3) alinarak kurutulur. Kurutulan malzeme granülasyon islemleri için uygun boyutta ögütülür (4). Ögütülen malzeme granülasyon tamburunun (5) giris kismina beslenir. Besleme kisminin üst bölümünden karisimin granülasyonu için sprey seklinde baglayici madde püskürtülerek ilave edilir. Baglayici miktari, beslenecek malzemenin besleme hizi ve nemi göz önüne alinarak en fazla %5 olacak sekilde ayarlanir. Granülasyon tamburu (5), birbirine karsi dönen iki adet tamburdan olusmustur. Her bir tamburun üzerinde yarisi karsi tarafta olmak ve dönme esnasinda birebir karsilamak üzere yarimsar daire seklinde bosluklar bulunmaktadir Tamburlarin üzerinde bulunan dairelerin birbirini tam olarak karsilamasi için kullanim öncesi ayar yapilir. Istenilirse farkli sekillerde (örnegin silindirik) granül yapmak için farkli tamburlar da kullanilabilir. Soldaki tamburun saga, sagdaki tamburun sola döndügü sisteme üstten beslenen baglayici ilave edilmis karisim granül seklinde alt çikis kismindan alinarak torbalanir (6) ve satisa sunulmak üzere depolanir. 1.2. Tavuk altliginin sülfürik asit ile kompostlanmasi ve organik gübre elde edilmesi yöntemi Tavuk altligi yigini (1) besleme bunkeri (7) vasitasiyla spiral tasiyicinin (8) besleme kismina dökülür. Döner karistiriciya (10) alinan tavuk altligina (1) pH 4-6 arasinda olacak sekilde HzSO4 besleme tankindan (7) sülfürik asit ilave edilir ve bu islem karisim stabil hale gelinceye kadar devam ettirilir. Döner karistirici (10) içerisinde bulunun biçaklar ile dönme esnasinda malzemenin homojen bir sekilde karistirilmasi saglanir. Her 15 dakikada veya otomatik olarak anlik yapilan pH ölçümleriyle en az 2 saat boyunca bu pH seviyesinde kaldigi belirlenen karisim, kurutma sistemine (3) alinarak kurutulur. Kurutulan malzeme granülasyon islemleri için uygun boyutta ögütülür (4). Ögütülen malzeme granülasyon tamburunun (5) giris kismina beslenir. Besleme kisminin üst bölümünden karisimin granülasyonu için sprey seklinde baglayici madde püskürtülerek ilave edilir. Baglayici miktari, beslenecek malzemenin besleme hizi ve nemi göz önüne alinarak en fazla %5 olacak sekilde ayarlanir. Granülasyon tamburu (5), birbirine karsi dönen iki adet tamburdan olusmustur. Her bir tamburun üzerinde yarisi karsi tarafta olmak ve dönme esnasinda birebir karsilamak üzere yarimsar daire seklinde bosluklar bulunmaktadir Tamburlarin üzerinde bulunan dairelerin birbirini tam olarak karsilamasi için kullanim öncesi ayar yapilir. Istenilirse farkli sekillerde (örnegin silindirik) granül yapmak için farkli tamburlar da kullanilabilir. Soldaki tamburun saga, sagdaki tamburun sola döndügü sisteme üstten beslenen baglayici ilave edilmis karisim granül seklinde alt çikis kismindan alinarak torbalanir (6) ve satisa sunulmak üzere depolanir. H2$O4 besleme tanki (9) PP, PE veya ST37 "den yapilmis tank, döner karistirici-kurutucu (10] ise iç yüzeyleri sülfürik asite dayanikli Teflon veya Epoksi malzemeden imal edilmistir. 2. Santral külünün dogrudan potasli gübre olarak kullanilmasi yöntemi Santral külü (11) oldugu gibi torbalandiktan (6) sonra 0- bilesiminde (suda çözünür) satilabilir bir ürün elde edilir. Granül hale getirilecekse; santral külü (11) granülasyon tamburunun (5) besleme kismina beslenirken üst bölüme yerlestirilen düzenekle granülasyon için baglayici malzeme püskürtülür. Üstten tamburlarin arasina giren baglayici ile karismis malzeme tamburun alt kismindan granül halde çikar. Çikan ürün torbalanir (6) ve satisa sunulmak üzere depolanir. 3. Santral külünden farkli P-K bilesimlerinde inorganik gübre elde edilmesi yöntemi Yöntemin esasi sebze ve meyve bahçeleri ve peyzaj alanlari için kullanilmak üzere K20 ve P205 içerigi suda çözünür formda Ü-P-K gibi özel bilesimlerde P-K°li gübre üretilmesidir. Santral külü (11) bantli tasiyici (12) ile içerisinde karistirici biçaklar bulunan ve asite dayanikli malzemeden üretilmis döner karistiriciya (10) beslenir. Karistirrna esnasinda üretilecek gübre 85"]ik H3PO4 ise H3PO4 besleme tankindan (13) döner karistirici (8) içerisine beslenir. Reaksiyonun tamamlanmasi için en az 2 saat süreyle karistirma islemine devam edilir. Karistirma islemi sona erdiginde malzeme döner karistiricinin (10) çikis agzindan kurutma sistemine (3) beslenir. Sisteme giristen itibaren "IÜ-90°C sicaklikta en az 2 saat kalacak sekilde tasarlanan kurutma sisteminden (3) çikan malzeme granülasyon islemleri için uygun boyutta ögütülür (4). Ögütülen malzeme granülasyon tamburunun (5) giris kismina beslenir. Besleme kisminin üst bölümünden karisimin granülasyonu için sprey seklinde baglayici madde püskürtülerek ilave edilir. Baglayici miktari, beslenecek malzemenin besleme hizi ve nemi göz önüne alinarak en fazla %5 olacak sekilde ayarlanir. Granülasyon tamburu (5), birbirine karsi dönen iki adet tamburdan olusmustur. Her bir tamburun üzerinde yarisi karsi tarafta olmak ve10 dönme esnasinda birebir karsilamak üzere yarimsar daire seklinde bosluklar bulunmaktadir Tamburlarin üzerinde bulunan dairelerin birbirini tam olarak karsilamasi için kullanim öncesi ayar yapilir. Istenilirse farkli sekillerde (örnegin silindirik) granül yapmak için farkli tamburlar da kullanilabilir. Soldaki tamburun saga, sagdaki tamburun sola döndügü sisteme üstten beslenen baglayici ilave edilmis karisim granül seklinde alt çikis kismindan alinarak torbalanir (6) ve satisa sunulmak üzere depolanir. Çalismalarda elde edilen bazi özel inorganik gübre formülasyonlari çizelge 3"te verilmistir. Çizelge 3.Santral külünden farkli P-K`li inorganik gübre bilesimleri örnekleri Ayrica külden gelen suda çözünür formdaki % 0.5-3 arasi Fe304, ZnO, CaO, MgO önem arz MgO % 3,58, ZnO %056, MnO %O.14 verilebilir. 4. Santral külünden N-P-K"li kompoze gübre elde edilmesi yöntemi Yöntemin esasi santral külüne (11] % 98"lik HzSO4 yaninda gerekli miktarda % 85'lik H3PO4 beslenerek azot ihtiva eden bir veya birkaç gübre hammaddesi de ilave edilerek N+P205+K20 içerigi % 20 civarinda suda çözünür formda gübre üretilmesidir. Santral külü (11) bantli tasiyici (12) ile içerisinde karistirici biçaklar bulunan ve asite dayanikli malzemeden üretilmis döner karistiriciya (10) beslenir. Karistirma esnasinda üretilecek gübre bilesimine göre hesaplanmis miktarlarda azot, potas ve fosfat içeren ince ögütülmüs malzemeler ÜRE, CAN, DAP Vb. besleme tanklarindan (14) hesaplanan oranda döner karistiriciya (10) ilave edilir. Ayni sekilde nihai ürünün bilesimine göre belirlenen miktarlarda %98°lik HzSO4, H2504 besleme tankindan Reaksiyonun tamamlanmasi ve malzemelerin tamamen karisiminin saglanmasi için en az 2 saat süreyle karistirma islemine devam edilir. Karistirma islemi sona erdiginde malzeme döner karistiricinin (10) çikis agzindan kurutma sistemine (3) beslenir. Sisteme giristen itibaren 70- 90°C sicaklikta en az 2 saat kalacak sekilde tasarlanan kurutma sisteminden (3) çikan malzeme granülasyon islemleri için uygun boyutta ögütülür (4). Ögütülen malzeme granülasyon tamburunun (5) giris kismina beslenir. Besleme kisminin üst bölümünden karisimin granülasyonu için sprey seklinde baglayici madde püskürtülerek ilave edilir. Baglayici miktari, beslenecek malzemenin besleme hizi ve nemi göz önüne alinarak en fazla %5 olacak sekilde ayarlanir. Granülasyon tamburu (5), birbirine karsi dönen iki adet tamburdan olusmustur. Her bir tamburun üzerinde yarisi karsi tarafta olmak ve dönme esnasinda birebir karsilamak üzere yarimsar daire seklinde bosluklar bulunmaktadir Tamburlarin üzerinde bulunan dairelerin birbirini tam olarak karsilamasi için kullanim öncesi ayar yapilir. Istenilirse farkli sekillerde (örnegin silindirik) granül yapmak için farkli tamburlar da kullanilabilir. Soldaki tamburun saga, sagdaki tamburun sola döndügü sisteme üstten beslenen baglayici ilave edilmis karisim granül seklinde alt çikis kismindan alinarak torbalanir (6) ve satisa sunulmak üzere depolanir. Çizelge 4"te çalismalarda elde edilen Santral külünden farkli N-P-K'li kompoze gübre bilesimleri örnekleri verilmistir. Çizelge 4.Santral külünden farkli N-P-ICli kompoze gübre bilesimleri örnekleri . Santral külü ve tavuk altligindan N-P-K"li organomineral gübre elde edilmesi yöntemi beslenerek azot ihtiva eden bir veya birkaç gübre hammaddesi ile tavuk altligi Ilave edilerek N+P205+K20 içerigi % 20 civarinda suda çözünür formda ucuz gübre üretilmesidir. Santral külü (1 1) ve tavuk altligi (l) bantli tasiyici (12) ile içerisinde karistirici biçaklar bulunan ve asite dayanikli malzemeden üretilmis döner karistiriciya (10) beslenir. Karistirma esnasinda üretilecek gübre bilesimine göre hesaplanmis miktarlarda azot, potas ve fosfat içeren ince ögütülmüs malzemeler ÜRE, CAN, DAP vb. besleme tanklarindan (15) hesaplanan oranda döner karistiriciya (10) ilave edilir. Ayni sekilde nihai ürünün bilesimine göre belirlenen tankindan (13) döner karistirici (10) içerisine beslenir. Reaksiyonun tamamlanmasi ve malzemelerin tamamen karisiminin saglanmasi için en az 2 saat süreyle karistirma islemine devam edilir. Karistirma islemi sona erdiginde malzeme döner karistiricinin (10) çikis agzindan kurutma sistemine (3) beslenir. Sisteme giristen itibaren 70-90°C sicaklikta en az 2 saat kalacak sekilde tasarlanan kurutma sisteminden (3) çikan malzeme granülasyon islemleri için uygun boyutta ögütülür (4). Ögütülen malzeme granülasyon tamburunun (5) giris kismina beslenir. Besleme kisminin üst bölümünden karisimin granülasyonu için sprey seklinde baglayici madde püskürtülerek ilave edilir. Baglayici miktari, beslenecek malzemenin besleme hizi ve nemi göz önüne alinarak en fazla %5 olacak sekilde ayarlanir. Granülasyon tainburu (5), birbirine karsi dönen iki adet tamburdan olusmustur. Her bir tamburun üzerinde yarisi karsi tarafta olmak ve dönme esnasinda birebir karsilamak üzere yarimsar daire seklinde bosluklar bulunmaktadir Tamburlarin üzerinde bulunan dairelerin birbirini tam olarak karsilamasi için kullanim öncesi ayar yapilir. Istenilirse farkli sekillerde (örnegin silindirik) granül yapmak için farkli tamburlar da kullanilabilir. Soldaki tamburun saga, sagdaki tamburun sola döndügü sisteme üstten beslenen baglayici ilave edilmis karisim granül seklinde alt çikis kismindan alinarak torbalanir (6) ve satisa sunulmak üzere depolanir. Çizelge 57te çalismalarda elde edilen santral külü ve tavuk altligindan farkli N-P-K*li organomineral gübre bilesimleri örnekleri verilmistir. Çizelge 5.Santral külü ve tavuk altligindan farkli N-P-K911 organomineral gübre bilesimleri örnekleri Bulusun Sanayiye Uygulanma Biçimi: Bulus; Tavuk fabrikalarinda kümes altlarindan çikan organik maddenin (tavuk altliklari) ve bu organik maddenin biyokütle enerji santrallerinde yakilmasindan çikan atik küllerin birlikte veya ayri ayri olmak üzere organik-inorganik gübre sektöründe suda çözünür formda P-K içerikli ve N-P-K içerikli kompoze-organomineral kullanilabilir gübreler elde edilmesini, sürekli çalisacak tarzda tasarlanmis gübre üretim yöntemini, islem basamaklarini, siralamasini ve elde edilen ürün özelliklerini kapsamaktadir. Asagida avantajlari ve kullanim alanlari verilmistir: - Organik atiklar (tavuk altligi) gübre olarak kullanilabilir hale getirilmektedir. - Inorganik atiklar (santral külü) gerek tek basina gerekse tavuk altligiyla beraber gübre olarak kullanilabilir hale getirilmektedir. - Istenmeyen kötü kokusu, depolama ve bertaraf problemleri nedeniyle çevre açisindan sikinti olusturan bu atiklarin (tavuk altliklari) gübre gibi stratejik bir alanda kullanimi saglanmistir. - Elde edilen ürünler mevcut satilan ticari ürünlerin bilesiminde veya daha üst kalitede olup; piyasa sartlarina göre daha az maliyetle üretilebilmektedir. - Tüm tarim sektöründe, sebze- meyve bahçeleri, seralar ve peyzaj alanlari için kullanilmasi - Üretilen gübrelerin P-K içerikleri tamamen suda çözünür formdadir. - Tasarlanan üretim yöntemlerinin ve islem basamaklarinin en önemli avantaji farkli kullanim ve ihtiyaçlar için farkli bilesimlerde gübre üretilebilmesidir. - Tesisin ünite seklinde tasarlanmasi farkli ürün üretimi esnasinda zaman kayiplarini en aza indirmistir. - Tesis için yurtdisi kaynak, malzeme, makine ve bilgiye ihtiyaç yoktur. TR TR TR TR TR TR TR TR TR TR TR DESCRIPTION ORGANIC, INORGANIC, COMPOSITE AND ORGANOMINERAL FERTILIZER PRODUCTION METHOD FROM CHICKEN LITTER AND ASH Technical Field: - Invention; It is concerned with the process steps and product properties obtained by obtaining water-soluble, P-K and N-P-K compound-organomineral fertilizers in the organic-inorganic fertilizer sector, using organic matter (chicken litter) from the undersides of chicken coops in chicken factories and waste ashes from the combustion of this organic matter in biomass power plants, either together or separately, and by using a fertilizer production method designed for continuous operation. State of the Art: Fertilizers are concentrated active nutrients applied to the soil or plants to contribute to plant growth. In addition to carbon, oxygen, and hydrogen, which are the main inputs for plant nutrition, significant amounts of auxiliary substances are also needed. These substances, generally referred to as fertilizers, are classified as primary, secondary, and micronutrients according to their importance and required amounts. Nitrogen, phosphorus, and potassium are primary fertilizers. Plants It can absorb nitrogen in the form of nitrogen from ammonia, nitrate, or urea; phosphorus from single or triple superphosphate; and potassium as potassium chloride or sulfate. Secondary nutrients include calcium, magnesium, and sulfur. These can be added to some chemical fertilizers. Micronutrients include elements such as boron, chlorine, copper, iron, manganese, molybdenum, and zinc, and are consumed only in very small amounts. Micronutrients must be added with great care, as excessive amounts and concentrations can harm plants and soil. Plant nutrition is among the most important issues for food and raw material production, both historically and in the future. This, considering the limited availability of sufficient organic fertilizers, highlights the importance of concentrated chemical fertilizer production. Furthermore, the future of intensively produced organic biochemical fertilizers appears promising. Chemical fertilizers are also needed for biomass production in this sector. Another important aspect of biotechnology is the potential for the production of cheap and abundant hydrogen in the future, driven by biotechnology. The chemical fertilizer sector could see significant developments, particularly with the introduction of waste nutrients or the inclusion of chemical fertilizers in the production of microbial mass. The definition of chemical fertilizer includes urea and urea-ammonium nitrate (UAN), ammonium nitrate (AN), calcium ammonium nitrate (CAN), superphosphate (single/SSP and triple/TSPL), and compound (NPK, nitrogen-phosphorus-potassium) fertilizers. The raw materials used for the fertilizer are listed below: - Urea and UAN (urea ammonium nitrate): - Ammonia and ammonium nitrate - Ammonium nitrate and CAN (calcium ammonium nitrate): - Ammonia, nitric acid, and calcium carbonate - NPK (Nitrogen-Phosphate-Potassium): Produced in two distinct ways. 1- The starting materials used in producing nitrophosphate are ammonia, nitric acid, and phosphate. 2- In the mixed acid method, the starting materials are ammonia, nitric acid, sulfuric acid, phosphoric acid, phosphate rock, and additives such as potassium, magnesium, and sulfur. Fertilizer production facilities use a variety of starting materials, sometimes together and sometimes separately, depending on the type of fertilizer being produced. The main starting materials for chemical fertilizer production are ammonia, nitric acid, sulfuric acid, and phosphoric acid. Some of these substances are imported, while others are produced in the same facility. The main produced substances and their natural raw materials in a fertilizer production facility are as follows: - Ammonia: Hydrocarbons such as naphtha, natural gas, liquefied petroleum gas, petroleum derivatives, and even coal, as a source of air, water, and hydrogen. Nitric acid: Air, water and ammonia o Sulfuric acid: Water and sulfur - Phosphoric acid: Water and phosphate rock Ammonium Nitrate (AN) and Calcium Ammonium Nitrate (CAN) Production Facilities Ammonium Nitrate and Calcium Ammonium Nitrate Production Ammonium nitrate (AN, NH4NO3l) is the most widely used nitrogenous fertilizer. Ammonium nitrate is also used as an explosive. It is obtained by neutralizing nitric acid with ammonia. This reaction can occur at pressures ranging from atmospheric pressure to 3-4 bar and at temperatures between 132 °C and 185 °C. Although it varies according to operating conditions, the ammonium nitrate solution obtained has a concentration of 50-70%. After drying, the resulting concentrated ammonium nitrate solution forms a solid fertilizer. Facility capacities are in a very flexible range according to need. (from a few hundred to 3600 tons/day) can be selected. The nitrogen value of ammonium nitrate fertilizer is 35% N. Since ammonium nitrate can be used in plant nutrition in various ways, the ammonium nitrate solution produced in the first stage; o After being stored as a solution, it is either used in this form or shipped to other facilities and subjected to additional processing, - Ammonium nitrate fertilizer in solid form is obtained by subjecting it to the granulation (priming) process. It is mixed with solid additives such as calcium carbonate (ground limestone, dolomite dust, or calcium carbonate obtained as a by-product from another production process, etc.), and then granulated to obtain CAN solid fertilizer. Depending on the need, it is possible to operate using liquid ammonia and evaporation, or by utilizing the plant's waste heat as a vaporization energy source. The stages are neutralization, evaporation, and solidification (prilling/granulation), and are briefly explained below. Neutralization: Gaseous ammonia combines with nitric acid in an exothermic reaction, converting it to ammonium nitrate and water. Nitric acid is preheated before it can react; preheating is particularly necessary in plants using dilute acid. This process can utilize the steam and hot condensate formed in the later stages of the plant. The neutralization process can be single- or two-stage. In two-stage systems, the first reactor operates at acidic pH levels, while the second reactor operates at neutral pH levels. Reactors have different pressure and temperature conditions selected for different technologies. Gaseous impurities such as nitrogen, hydrogen, and methane, which can be carried by the ammonia stream, leave the neutralization process as air pollutants. However, the quantities and details of these are not yet known. This varies depending on the raw materials used and the facility's characteristics. Neutralization reactors can be either recirculating vessels where reactants can boil freely or tubular reactors. The type of reactor chosen also affects air pollutant emissions: Two-stage neutralization systems are systems where steam is released in the first stage and ammonia in the second. Therefore, ammonia economy is better, and its polluting properties are reduced. Single-stage neutralizers are simpler and cheaper. Operating at higher pressures produces higher-temperature steam and a more concentrated ammonium nitrate solution. Therefore, the resulting steam has a greater chance of being used in later stages of the facility. Control of the neutralization process is crucial for preventing losses and leaks. These controls require careful monitoring of pH and temperature parameters. To avoid emissions that may be retained in filters in later stages of the process or that violate safety standards, Some plant designers, for example, even avoid feeding ammonium nitrate solid particles captured from emission streams back into the process. Ammonium and ammonium nitrate levels can be present in the vapor generated in neutralizers at levels of thousands of ppm. With a good neutralization reactor design, these levels can be reduced to a few hundred ppm. Otherwise, cleaning the vapor, or even cleaning the resulting liquid after condensation, is necessary. Alternatively, in a closed circuit, the steam can be used in evaporators or to preheat the ammonia or nitric acid inlet streams. The ammonium nitrate contained in the vapor, in particular, is very difficult to separate from the gas stream due to its very small particles. Therefore, droplet traps and scrubber systems, or combinations thereof, must be applied to the vapor stream. Nitric acid-added scrubber fluids can be used in scrubber units to remove free ammonia from the vapor. Units can be packed columns, wet scrubber towers with sieve trays, or venturi scrubbers. Droplet traps such as wire mesh pad traps, plate separators, and fiber mesh separators (such as PTFE) are required as gases exit the scrubber. Condensate obtained from the steam must also be cleaned; for example, ammonia stripping can be done with clean air or steam, distillation can be applied, or membrane separators can be used. Ion exchangers can also be considered for this purpose, but special safety precautions are required. Evaporation: This is the stage after the ammonium nitrate solution is obtained. Market conditions determine the amount of water that can remain in the ammonium nitrate product. If solid AN is to be obtained, the water content before prilling is required to be less than 1%. Evaporation is carried out under atmospheric pressure or even vacuum. Saturated steam is preferred to prevent the breakdown of ammonium nitrate molecules. It is possible to use the steam from the neutralizer during vacuum evaporation. It is inevitable that some ammonia will be present in the steam coming from the evaporator, and this ammonia must be cleaned. Evaporators commonly used in plants are recirculating units, such as shell-and-tube heat exchangers or falling film evaporators. The steam at the outlet of all these is contaminated and therefore must be cleaned before being released into the air. The following measures have been found to be acceptable as best technological practices for this purpose: - Similar droplet traps and scrubber units capable of capturing mist particles containing fine dust and smoke are used to clean the steam at the neutralizer outlet. Alternatively, after first converting the steam to condensate, if present, a process can be implemented by combining the condensate from the neutralizer, thus purifying both. - Prilling (or Granulation): Prilling is mostly used for solidification in the production of ammonium nitrate (AN) and calcium ammonium nitrate (CAN). When producing CAN, calcium carbonate is added to the solution sprayed from above. Ammonium nitrate must be almost completely dehydrated for prilling. As the sprayed AN falls from above in prill towers as granules, it encounters the air rising from the bottom. Therefore, ammonia and ammonium nitrate (or CAN) leaks in the air leaving the tower from the top. Low ambient temperatures in the tower reduce emissions. Urea Production: Urea is also known in chemistry as carbamide or carbonyldiamide. It is obtained by combining NH3 and CO:. Among nitrogenous fertilizers, urea has the highest nitrogen percentage. Urea, an organic compound, is the covalent bond of two amines (NH2-) and one oxygen (O:). Urea is obtained by dehydrating the water portion of the carbamate molecules obtained from ammonia and carbon dioxide under high pressure. This two-stage equilibrium reaction sequence is as follows: 2NH3+CO2 <-› NH2 COO NH2 <-› CO(NH2I+H2O (ammonium carbamate) (urea) The first reversible reaction is exothermic and fast. The ambient conditions provided in industrial reactors ensure that this reaction is completed quickly. But the second reaction is both slower and endothermic. This means the accumulation of ammonium carbamate in the middle stage. Under ambient conditions, conditions are created that can convert 50-80% of each entering CO2 gas into urea. If the heating is increased, As the NH3/C02 ratio increases, efficiencies increase toward the higher end. Conversely, as H2O/CO2 increases, efficiencies decrease toward the lower end of these numbers. In industrial production, the separation of urea from other substances, the removal of excess ammonia gas, and the breakdown of excess ammonium carbamate, returning it to the primary inputs of ammonia and carbon dioxide, are the main principles of plant design. The corrosive nature of ammonium carbamate must be taken into account, and system heat and energy consumption must be optimized. In the oldest plants, the ammonia and carbon dioxide obtained after carbamate breakdown were not recycled. However, as system economics became more challenging, newer technologies with partial recycling emerged. However, the economic debate persisted, and recycling of all degradation products was favored. This not only saved raw materials but also saved the energy embedded in the material streams during this recycling process. This also provides the latest technologies. Therefore, the plants now feature full recirculation. However, facilities have become more complex, both in terms of initial investment and operation. In contrast, the resulting urea is of better quality, more efficient to use, and has a higher compliance with environmental standards in waste streams. In newer plants, carbamate condensers and lower-pressure technologies have been developed for full recirculation. With full recirculation, a higher NH3/CO2 molar ratio can be used, thus increasing urea formation efficiency. This eliminates the need to consider system pressure. By establishing systems to remove ammonia and carbon dioxide residues from aqueous solutions, significant advances have been made in synthesis technology and economics. The solution obtained after urea synthesis contains approximately 75% urea. In later stages, this solution can be processed into solid-state urea or a fluid fertilizer. It can be converted. Solid urea (prilled or granulated) contains 46% nitrogen. On the other hand, a small amount of biuret (NH2-CO-NH2-NH2-NH2) may be present in liquid fertilizer along with urea. The presence of biuret makes the use of liquid fertilizer as a foliar fertilizer on some plants, such as citrus, risky. Liquid fertilizers containing only 1.5% or less biuret can be used as a spray on crops other than citrus. If a very low biuret fertilizer is desired, then urea obtained in solid form by vacuum crystallization should be used. The biuret content in solid urea obtained by the prilling method is between 1% and 1.6%. Solid urea produced by the prilling method can be supplemented with certain coatings and additives to provide physical durability, resistance to moisture and temperature, and to prevent cake formation. Phosphate Fertilizers: Ammonium Phosphate Production: These are chemicals prepared as monoammonium phosphate (MAP) and diammonium phosphate (DAP). These substances are used in the fertilizer industry, as well as in fire extinguishers and animal feed production. DAP is the most widely used of phosphate fertilizers. Pure monoammonium phosphate contains 12.2% nitrogen and 61.7% P2O5; diammonium phosphate may contain impurities such as aluminum, fluorine, and magnesium. Fertilizer value is also determined by considering the amounts of these impurities. Ammonium phosphate fertilizers can be marketed as solid or liquid. They are obtained by treating anhydrous ammonia with phosphoric acid. For liquid fertilizer, the ammonium phosphate liquid obtained after the reaction is dissolved in ammonia water. Solids are obtained by granulating the ammonium phosphates at the reactor outlet in rotating drums. In the TVA process, % The first step is to obtain an acid mixture consisting of 93-98 sulfuric acid and the remainder phosphoric acid. In the second step, these acids are mixed with liquid or gaseous anhydrous ammonia in a reactor (pipe reactor or tank reactor). Therefore, ammonia is present in the reactor outlet gases. These gases are admitted to the scrubber to recover ammonia. The scrubbing liquid is combined with the liquid outlets of the dusty material cyclones and returned to the acid mixing tanks at the top. The reaction liquid, admitted to the ammoniation/granulation drum, is mixed with ammonia and granulated. Some of the granules formed later are recycled to this drum to accelerate granule formation. At the exit, the mixture of granules and liquid ammonia enters the dryer, where moisture is removed and then cooled. The reactor and ammoniation/granulation drum outlet gases contain significant amounts of ammonia. These gases are combined and sent to a scrubber. After sufficient washing, they are released into the atmosphere. After granulation, the exhaust gases from the dryer and cooler drums contain powdered material. These are first separated from the dust in cyclone separators. They are then washed in wet-cleaning systems to recover ammonia. The powdered material retained in the cyclone is ground and combined with the oversize granules from the product sieves before being fed back to the reactor and ammonification/granulation drum. Granule sieves have two layers; the upper coarse sieve collects material in the desired particle size range, while the lower sieve collects material. Only very fine powders can pass to the bottom. The resulting dry ammonium phosphate products are shipped to the market either in bulk or in bags. Superphosphate Fertilizer Production: Phosphorus fertilizers obtained by dissolving ground phosphate minerals (phosphate rock) by adding acid are generally called superphosphates. Depending on the type of material and the amount of nutrients it contains, it is classified in the market as simple/single, mono-, and triple superphosphate. Normal or Single Superphosphate (SSP) Production: Single superphosphate (SSP) is obtained from phosphate rock through a complex, multi-step process. In the first stage, the phosphate-bearing natural material is ground to a particle size of less than 0.16 mm and then reacted with sulfuric acid at a dilute concentration of more than 68%. The mineral phosphate rock used is suitable for the reaction at temperatures between 30-40°C. Therefore, the reactor/mixer is cooled. After acid is added to the phosphate-bearing mineral material in the reactor, mechanical mixing is performed. The mixture is fed into the reaction chamber via continuous systems. Once solidified, it must be removed from the chamber and held in a building at 35-40°C for 2-3 weeks to cure. This is a maturation process, and the bulk solid material becomes superphosphate fertilizer. At the end of this period, the conversion of the phosphate mineral components is complete, resulting in a maximum P2O5. The next step is the granulation of the superphosphate. The product must meet the appropriate physical conditions for storage and consumption. This is achieved during the granulation phase. While there are several methods for granulation, the most commonly used is the rotary drum granulator. In these, the solid but coarse superphosphate is moistened by a small amount of water and crushed as it moves through the rotating drum. When it reaches the desired particle size, it leaves the drum. After a final drying step, it is screened, bagged, and marketed. The phosphorus content of this fertilizer varies depending on the raw material, but is around 16-20%. Triple Superphosphate (TSP) Production: Triple superphosphate, sometimes referred to as double or treble, is a higher-phosphorus fertilizer obtained by grinding phosphate minerals and adding concentrated phosphoric acid. In triple superphosphate production, powdered minerals react with phosphoric acid at a concentration of approximately 50%. This reaction takes place in a conical mixer/reactor. The mixture, which begins to solidify, is transferred to a slow-moving belt conveyor and sent to the curing building. Curing of the bulk material takes 3-5 weeks. At the end of this period, the mature and completely solidified material is removed by appropriate machinery, crushed, sieved, and shipped to market. TSP can be used alone or in a mixture with nitrogenous fertilizer and potassium compounds (NPK), if necessary. The P2O5 content of this product is around 47%. This content can even be as high as 40-49%, depending on the raw materials. If sulfuric acid is used as the acid, limestone is added to the fertilizer. Such plants operate with phosphoric acid in a more dilute form (less than 40%). This ensures that the reaction products remain fluid, not solid. At least the material is not solid in the mixer and can be thoroughly mixed in the reactor for 15-60 minutes. This method allows for the establishment of a plant capable of continuous operation. Thus, the liquid material continuously withdrawn from the mixer/reactor encounters and covers the dried fertilizer returned from the granulator. During this time, the particles coarsen. Granulators are rotating drums. They contain cutters to cut the solidified material and pipes to distribute the liquid inlets. As the material flows from top to bottom, it rotates to form granules. When it reaches a certain grain size, it is removed from the drum, cooled, sifted on vibrating screens, and left to mature in open heaps for 4-5 days. It is then re-granulated, bagged according to grain size, and shipped to market. The resulting dry ammonium phosphate products are shipped to the market either in bulk or in bags. Compound Fertilizer (NPK) Production Facilities: These fertilizers contain nutrients such as nitrogen, phosphorus, potassium, calcium, and others. While sometimes blended from finished products, their economics make it more attractive to prepare these nutrients together in suitable chemical forms from the outset and market them as a mixture. NPK is a fertilizer containing appropriate combinations of nitrogen, phosphorus, and potassium in specific proportions. It consists of nitrogen (N), phosphorus (P2O5), and potassium (K2O). The total amount of these three is approximately 40-50%. It can also contain magnesium, boron, sulfur, and other nutrients upon request. NPK can be produced using highly complex methods beyond simple mixing, using various routes and different raw materials. These methods are primarily categorized into two groups: o Production via nitric acid or nitrophosphate; o Production starting with sulfuric acid or mixed acids. These two methods involve not only reactions or raw materials but also entirely dissimilar technologies. Consequently, initial investments, economics, energy consumption, emission values, waste, and so on, differ in almost every aspect. This, in turn, impacts the integration of NPK production with other production facilities. - Production of Compound Fertilizer (NPK) by Nitrophosphate: The most important issue when producing by this method is to convert the phosphate additive into a phosphorus type that the plant can use. For this purpose, phosphorus rock (Ca3F(PO413) is dissolved in nitric acid. Thus, phosphoric acid is produced in solution. In other words, while calcium phosphate is being obtained, this HF, the gaseous product of the side reaction, is present in the emissions along with CO2 and NOX gases, which are natural byproducts of the reactions. The reactor liquid contains more calcium ions than phosphorus forms (P2O5) that plants can use. Therefore, after the reactor liquid is cooled, it is crystallized as calcium nitrate tetrahydrate (Ca(NO3}2.4H2O) and removed by filtration. The remaining liquid is a mixture of phosphoric acid and nitric acid. This mixture is known as nitrophosphoric acid. In the next step, nitrophosphoric acid is neutralized with ammonia, then potassium, magnesium, sulfates, and micronutrients, etc., are added as desired. The mixture is then It is converted into solid fertilizer by being sent to towers or rotary granulating drums or fluidized bed dryers for prilling. On the other hand, ammonium nitrate is obtained when retrahydrated calcium nitrate crystals (Ca(NO3l2.4H20l) are dissolved in ammonium nitrate solution and treated with ammonium carbonate. After separation by filtration, ammonium carbonate remains in the environment. When this dilute aqueous solution is evaporated, it is first concentrated. It can also be used in this form. If desired, the calcium nitrate solution can be converted into solid calcium nitrate fertilizer after being neutralized and evaporated. Although the process outlined above varies according to the phosphate rock composition and the reaction environment temperatures, approximately 2.2 tons of calcium carbonate and 3.6 tons of calcium nitrate per ton of Pzossin can be obtained in this way. Fertilizer is solidified by prilling or granulating. The granulating units used for NPK are rotating drums, pugmills, or spherodisers. For prilling, the vaporized nitrophosphate solution is mixed with the desired nutrient salts and recycled products after neutralization. It is transferred to rotating prill buckets and discharged from the top of the tower as a spray. As it moves downward, it slows down against the airflow (draft air) from below and descends to the ground when it reaches the desired particle size. Prilled products accumulating on the ground are removed and sieved, and the portion with unsuitable particle size is returned to production. NPK products that meet the desired particle size are then offered for sale after conditioning. - NPK Production by Mixed Acid: NPK production and the resulting emissions are described in this section using a mixed acid solution from phosphate rock. The point here is that, except for the main dissolution and the use of raw materials, the solid fertilizer processes are the same (drum or pugmill type granulators, dispersion machines, prilling processes, etc.). 50 fertilizer production processes can be defined according to the technical features described below: - Systems with granulators and pipe reactors - Systems with drum granulators and ammonification - Systems where phosphate rock dissolution is carried out with mixed acid. In the pipe reactor, the dissolution process is carried out with a mixture of phosphoric acid and sulfuric acid in 1-2 pipe reactors, followed by neutralization with ammonia. The steps from product formation onward are similar to the previous nitrophosphate process. - Calcium Nitrate Fertilizer Production: Calcium nitrate crystals obtained from the nitrophosphate process can be converted into solid fertilizer by prilling or solidifying in special granulators. This process is called CNTH (calcium nitrate). It is an alternative method for CAN production that can be combined with the tetrahydrate cycle. Ventilation gases from the granulator and air exhausts from dry fertilizer processes are collected and washed with water. These gases, along with liquids from similar wet-operated units and collected washing units, are passed through lamella (plate) separators. The gases are then released into the air. Condensate from the lamella separator contains calcium nitrate and can be combined with scattered/spilled liquids collected from further dry processes and returned to the neutralizer. If solid fertilizer is being bagged, dust may be released from the bagging machine's filling nozzle screens. As much as 40,000 Nm3/h of air can be sucked from such processes, which are prone to dust generation, and after being cleaned, it can be released into the atmosphere. The particulate matter concentration that can be measured in such a filtered emission stream stack is 30 mg/Nm3. (Source: Sectoral Application Guidelines series prepared within the scope of "Project on Facilitating the Determination and Reduction of Air Pollution Originating from Industry" prepared for the Ministry of Environment and Urbanization of the Republic of Turkey and supported by the Ministry of Development of the Republic of Turkey) Numerous studies have been conducted in this field in our country and around the world; most of the studies and patents obtained are related to the production of fertilizer by various methods, either from chicken litter or by partial mixing with ashes of biomass power plants burning chicken litter. The processes subject to the invention, unlike the process steps included in these studies or patents, are designed as units using different methods and process steps of waste (chicken litter) and waste of waste (biomass power plant ash) together and/or separately. and related products. After the general information given above about fertilizers, in this section, excerpts from the Master's Thesis "Development of Organomineral Fertilizer from Biomass Power Plant Ashes and Organic Wastes" prepared by Research Assistant Hasan ÖZER (Sakarya University, Institute of Science, May 2017) are presented as a summary. Chicken manure is an important source for agricultural production due to its high content of plant nutrients. However, due to problems such as the high decomposition rate of raw chicken manure, odor and vector attraction problems, its beneficial use is quite limited. Currently, chicken manure is dumped in forests, on fields and roadsides, and this threatens the natural environment and human health, especially water resources. In addition, power plants using biomass as fuel are rapidly spreading, creating a large amount of hot biomass ash that needs to be disposed of. However, biomass ash is also quite rich in plant nutrients. In this study, mixtures of chicken manure (broiler) and biomass ash at different ratios were prepared and the contribution of hot biomass ash to enriching the mineral content of chicken manure, reducing moisture content, and eliminating pathogens was investigated. For this purpose, the effects of the chicken process were examined. The results obtained showed that the addition of 50% biomass ash at 250°C reduced the nutrient content of raw chicken manure from 25.23% to 9.82%, but the ideal mixing temperature was 150°C because high temperatures increased nitrogen loss. However, the addition of biomass ash significantly increased the plant nutrient content of the mixtures. The highest In applications using 50% biomass ash and with the application of macro elements Ca (19.34%) and K (4.03%) and micro elements biomass ash, a high level of pathogenic microorganism removal was achieved in chicken manure. From the results obtained within the scope of the study, it was concluded that the moisture content of chicken manure can be reduced with the addition of hot biomass ash, thus eliminating odor and pathogens, the plant nutrient content of chicken manure can be significantly increased, and chicken manure and biomass ash, which cause serious environmental and health problems as waste, can be turned into a valuable and high value-added product for agricultural production. One of the important sources that can be used in organomineral fertilizer production is chicken manure due to its high nitrogen (N) content. However, one-third of the total nitrogen contained in chicken manure is ammonium (NH4-N). Ammonium in fertilizers is converted to ammonia (NH3), a volatile form, depending on factors such as aeration, moisture content, and temperature. This reduces the fertilizer's nitrogen content, leading to a decrease in plant nutrient value. Furthermore, the nitrogen released from raw fertilizer applied directly to agricultural fields poses a threat to the natural environment, particularly surface and groundwater resources, due to the pollution it causes. To preserve nitrogen in the fertilizer, poultry waste must be dried quickly to prevent microbial nitrogen conversion. Another benefit of drying is the reduction of pathogens and antibiotic residues in chicken manure. In current practices, drying processes can be divided into two groups: rapid drying using primary energy sources and slow drying using solar systems. However, the high temperature (250°C) in the fast drying process and the long drying time in the slow drying process limit the primary goal of nitrogen conservation. Furthermore, power plants operating by burning plant-based raw materials are rapidly increasing in number. This energy production process generates significant amounts of waste heat and hot ash (biomass ash), rich in plant nutrients. This ash, which must be cooled, is a valuable resource for the rapid drying of poultry waste and the enrichment of its mineral content. In this study, conducted to evaluate these resources, mixtures of chicken manure and biomass ash at various ratios were prepared to investigate their usability as organomineral fertilizers, the determination of the optimal mixing temperature for biomass ash to minimize nitrogen loss, and its contribution to enriching the mineral content of fertilizers. The general objectives aimed at achieving these objectives are listed below. 1. Providing an economical, ecological and sustainable disposal option for chicken manure and biomass ash, which currently have no beneficial use and pose risks to the natural environment and human health due to their quantity. 2. Contributing to the reduction of agricultural production costs by creating an easy-to-apply and low-cost alternative to the need for fertilizer, which is one of the most important cost items of agricultural production. 3. Developing alternatives to chemical fertilizers, reducing their use and limiting their polluting effects, especially on water resources. 4. Protecting the physical, chemical and biological properties of soils by ensuring the return of macro and micro plant nutrients, especially organic matter, nitrogen and phosphorus, to the soil. Fertilizers are materials applied to the soil to ensure continued productivity by restoring elements such as nitrogen, potassium, phosphorus, calcium, sulfur, magnesium, iron, manganese, and zinc, which are removed from the soil along with crops or eroded by irrigation and rainfall. There are many types of fertilizers used with the primary purpose of maintaining a suitable soil composition for plant growth, and these types have different application methods. However, fertilizers can be categorized into two main groups: natural fertilizers and chemical fertilizers. Natural fertilizers: The natural fertilizer group consists primarily of animal manures and various plant wastes. The key to consider when using these fertilizers is to use fertilizers that have reached a sufficiently mature level. Natural fertilizers not only enrich the soil with plant nutrients, but also make significant contributions to the physical properties of the soil with the high levels of organic matter they contain. The main types of natural fertilizers used in agricultural practices are listed below. 1. Animal-Based Farm Fertilizers a) Cattle Manure b) Small Animal Manure e) Poultry Manure 2. Plant-Based Fertilizers a) Green Fertilizers b) Post-harvest plant residues c) Shells, slag, and marc obtained during plant processing 3. Urban and Industrial Waste-Based Fertilizers a] Composts b) Treatment Sludge 0) Food and forestry industry wastes Animal-based farm fertilizers: The most commonly used natural fertilizers are cattle, small cattle, and poultry manure. Particularly on small family farms in rural areas where crop production and livestock production are carried out together, fertilizer needs are met by the feces and urine of large cattle such as cows, cattle, and horses, or small cattle such as sheep and goats. Barn (Farm) Manure: Animal manure, removed from the barn during daily barn sweeping, is allowed to sit for a while and stabilize before being used in fields and gardens. The use of animal-based fertilizers improves many soil properties. These effects can be listed as follows: 1. Contributes to the physical, chemical, and biological properties of the soil 2. Increases organic matter content 3. Increases microorganism activity in the soil 4. Facilitates aeration. Increases water holding capacity 6. Increases plant nutrients 7. Regulates pH and salinity Chicken Manure: Chicken manure constitutes a significant portion of animal fertilizers. Because chicken and egg production is conducted in larger facilities than in large and small livestock farming, the resulting fertilizer amount is more concentrated. Furthermore, due to the high amounts of nitrogen, phosphorus, and potassium it contains, chicken manure is one of the animal manures with the highest fertilizer value. Chicken manure can be categorized into two groups: layer poultry manure and broiler manure. Because layer poultry farming is conducted in cages, the resulting manure directly contains chicken droppings and feathers. The moisture content is high. Furthermore, in layer poultry, inorganic substances like marble dust, added to chicken feed to support egg formation and shell structure, are also abundant in chicken droppings. In broiler and broiler farming, the litter placed on the bottom of the coop is mixed with chicken manure. Rice husks and wood shavings are generally used as litter. Unlike egg-laying chickens, manure in fattening chickens is removed in bulk at the end of a fattening period. The fattening period lasts an average of six days. After sixty days, the chickens reach slaughter size and are sent to the slaughterhouse. The coop is cleaned, and the chicken manure is removed. Because fattening chickens account for more of the manure than egg-laying chickens, the vast majority of chicken manure consists of chicken manure mixed with bedding. Due to the use of bedding and the air-conditioning systems in the coops, the moisture content of fattening chicken manure is lower than that of egg-laying chicken manure. Plant-based fertilizers: Plant-based fertilizers can be divided into two categories: green manure and plant residues such as marc/slag that form after harvest or processing. The best examples of green manures are alfalfa and soybeans. These plants are planted after harvest or during the fallow period. Green manures fix free nitrogen in the air, prevent erosion, help control weeds, and enrich the soil with plant nutrients. The slag and marc generated after harvest or processing of crop production are composted and then incorporated into the soil. Although this practice is used for fertilization purposes, the materials used contribute more to improving the physical properties of the soil than its chemical properties. Fertilizers from Municipal and Industrial Waste: Today, organic waste from domestic and industrial sources reaches very high amounts, and their disposal poses a significant problem and financial burden. Domestic organic waste, food industry waste, and domestic wastewater treatment sludge constitute a significant portion of these wastes. However, today's ecological and sustainable disposal approach requires that these wastes be regularly dumped or burned, even if regularly, and that organic wastes must be recycled back into the soil and plant production. Studies conducted within this approach have led to widespread use of organic wastes, either pure or in blended forms, as fertilizers and soil conditioners after composting. Similar to plant-based fertilizers, these materials are often referred to as fertilizers, but their fertilizer value is generally limited. However, when applied to the soil, they contribute significantly to soil physical properties. Chemical Fertilizers: Chemical fertilizers are produced through various industrial processes and are generally named according to the amount and type of plant nutrients they contain. There are many chemical fertilizers in solid or liquid forms, ranging from simple fertilizers consisting of a single element to compound fertilizers containing more than one element, developed for different plant crop types and different soil types. However, the basic chemical fertilizer types, which can be categorized according to their plant nutrient content, can be classified as nitrogenous fertilizers (ammonium sulfate fertilizers), ammonium nitrate fertilizers, urea, phosphorus fertilizers, potassium fertilizers, and composite fertilizers. Chemical fertilizer use worldwide and in Turkey3: The use of animal manure for plant cultivation dates back to the first agricultural practices. However, the basis of this use is based on observations rather than scientific studies. In contrast, chemical fertilizers began to be used in the 19th century, based on the fundamental principle of meeting plant nutritional needs. The use of chemical fertilizers, which began with fundamental processes such as producing ammonia from coal gas and providing elements such as potassium, silicon, and magnesium from wood ash, has gained significant momentum as a result of increasing fertilizer chemistry research worldwide. After World War II, chemical fertilizer production accelerated, reaching a significant global production, sales, and use. Today, chemical fertilizers are produced in varying quantities by many countries and marketed globally. However, the majority of chemical fertilizer production is carried out by China, the United States, India, Canada, and Russia. These countries also have the highest agricultural production volumes, making them the most significant users of chemical fertilizers worldwide. Fertilizer use per hectare is 105.7 kg globally, while the European Union average is 138.1 kg. Fertilizer consumption in Turkey (168.2 kg) and France (133.3 kg) is above the global and European Union averages, while fertilizer consumption remains below the global and European Union averages. In Turkey, the production and use of chemical fertilizers emerged later than in other countries. Fertilizer production began in the 1950s in state-established factories. Production accelerated with factories belonging to private enterprises established later. Despite this, there has been a steadily increasing rate in both chemical fertilizer production and use since the beginning. Although fertilizer production has increased in recent years due to investments in the fertilizer industry, significant amounts of fertilizer are imported from various countries to meet current consumption. When examining the regional distribution of fertilizer use in Turkey, it can be seen that fertilizer use is concentrated in Central Anatolia, western Anatolia, and the Central Black Sea region. Among the provinces that have seen significant increases in agriculture with the Southeastern Anatolia Project (GAP), fertilizer use in Mardin (192.7 kg/ha), Şanlıurfa (148 kg/ha), and Diyarbakır (145.5 kg/ha) is above the world average. They are notable for their use of 2,000 tons of fertilizer on important agricultural lands. Similarly, Izmir, where agricultural activity is intense, uses fertilizer above the Turkish average. In Thrace, Tekirdağ (70,920 tons) and Edirne (66,556 tons) are the provinces with intensive fertilizer use. Organomineral Fertilizers: Because animal- and plant-based fertilizers fail to meet their potential to provide sufficient plant nutrients, and because chemical fertilizers only increase the soil's nutrient content, efforts to improve soil properties as a whole have accelerated. These studies led to the idea of using organic-based materials and minerals containing plant nutrients together, and the resulting new type of fertilizer is called organomineral fertilizers. Organomineral fertilizers were primarily developed to improve the soil's physical, chemical, and chemical-biological properties, providing and preserving optimal conditions for plant production. Essentially, these fertilizers provide the macro and microelements plants need, similar to chemical fertilizers. They are resistant to leaching by rain and irrigation water, resulting in a slow release rate. This increases the fertilization's effectiveness and longevity. Currently, research on organomineral fertilizers continues, and many varieties are being produced. The general trend in these studies is to produce organomineral fertilizers from mixtures of domestic and industrial organic waste, natural minerals, and wastes with high mineral content. Numerous studies in the literature have investigated the feasibility of using livestock and small animal manure, chicken manure, and wastewater treatment sludge for this purpose. Biomass ash: Conversion of the chemical energy of solid, liquid, or gaseous fossil fuels into electrical energy has been an important method used for a long time. Thermal power plants are facilities that produce mechanical energy by combusting thermal resources under suitable conditions and utilizing the heat energy generated by these resources, and then electrical energy from this energy. Today, a significant number of power plants utilize resources such as coal, natural gas, petroleum products, biogas, and biomass as fuels. Energy produced using fossil fuels meets a significant portion of the modern world's energy needs. However, the heavy environmental impact of fossil fuel consumption is beginning to have an impact, accelerating the search for alternatives. Currently, the use of renewable and clean energy sources such as solar, wind, and geothermal energy has increased and continues to increase. However, the amount of energy produced from these sources is still very small in meeting total energy demand, and the technologies that generate energy from these sources need further development. Therefore, in recent years, existing technology has needed to be used without fossil fuels and with lower emissions. To this end, biomass power plants, which use biomass as fuel and produce fewer emissions than other power plants due to their lower combustion temperature, have begun to be built. In the biomass power plant process, forest pruning and processing products, plant residues resulting from plant production and processing, some animal manures, and energy crops produced for fuel purposes are burned at lower temperatures than coal and petroleum products to produce energy. This combustion process produces ash, which can be categorized as fly ash and slag. While fly ash has limited beneficial uses due to its high content of heavy metals and harmful chemicals, slag has potential for utilization in many areas, the construction and agriculture sectors being among the most prominent of these. Previous Scientific Studies on the Subject: Chicken manure has significant potential for improving the physical and chemical properties of soil. However, the antibiotics used in chicken farming and the high nitrogen content of chicken manure are the main factors limiting this use. Despite the high nitrogen content of chicken manure, storing the manure or applying processes such as drying and composting lead to rapid nitrogen loss. Therefore, the majority of studies in the literature on this subject have focused on identifying and remediating the potential damage to soil and plants caused by the high nitrogen content of chicken manure and on preventing rapid nitrogen loss and converting nitrogen into a plant-usable form. Ghaly and Alhattab (2013) investigated the drying of chicken manure and its usability as a plant nutrient. The results of the study revealed that drying temperature, the depth of the spreading manure, and manure pH did not have a significant effect, but ammonia loss during the drying process lowered pH from 8.4 to 6.4-6.7. In addition, temperatures above 60°C reduced aggressiveness by 653% and 69.3%, respectively. A significant reduction in poultry manure (99.97%) was achieved. The results showed that dried poultry manure can be used as a fertilizer source for plants due to its high nitrogen, phosphorus, and potassium contents necessary for plant growth. Dias et al. (2009) composted chicken manure by mixing it separately with biochar obtained by the slow pyrolysis of eucalyptus biomass, coffee husks, and wood sawdust. They investigated the organic matter and nitrogen retention of chicken manure after this composting process. The study concluded that composts prepared with biochar had organic matter decomposition of 70% of their initial content, and that biochar addition reduced nitrogen loss. However, they reported that the best results in reducing nitrogen loss were obtained with the application of wood shavings. Ogunwande et al. (2008) investigated the changes in the nitrogen/carbon ratio and total nitrogen loss of chicken manure during composting to produce good quality compost. They determined the physical and chemical properties of the waste before and after composting. During the composting process, the moisture level in the pile was periodically increased to 5% and the temperature, pH, and total nitrogen content of the chicken manure were periodically monitored. In addition, dry matter, total carbon, total phosphorus, and total potassium were examined at the end of the composting period. The results showed that the C/N ratio changed significantly depending on the changes in total nitrogen and total carbon during the composting period. However, it was determined that the greatest nitrogen loss occurred in the first 28 days and the highest value of the C/N ratio was 25/1. Tiquia and Tam (2000) composted chicken manure to monitor nitrogen changes and nitrogen losses during composting and investigated the physical, chemical, and microbiological properties of the chicken manure during the composting process. Cumulative losses and mass balances of nitrogen and organic matter were monitored to determine the actual losses during composting. The ammonium nitrogen concentration of chicken manure decreased significantly during the first 35 days of composting. However, it was determined that the rapid decrease in NH4 + -N during composting was not consistent with the rapid increase in [NO3 + NO2] -N concentration. This suggested that the main reasons for nitrogen loss during the composting process were air temperatures and high pH values (above 7). Organic matter and total organic carbon mass increased in direct proportion to the composting time. However, composting resulted in a significant mass loss in the initially used chicken manure. Moore (2016) proposed the development of a new fertilizer regimen to reduce ammonia volatilization and phosphorus flux in poultry manure. The study argued that aluminum sulfate application, which reduces phosphorus flux and ammonia emissions, was the best method for processing poultry manure. However, due to the high cost of this application, the possibility of using alum sludge, bauxite ore, sulfuric acid, and a mixture of liquid alum and water as alternatives was investigated. The results showed that the addition of dry and liquid alum reduced NH3 losses in poultry waste by 86% and 75%, respectively. However, among the trials, the application that minimized NH3 and P losses was the most effective. The changes were made in the application of alum sludge, bauxite, and sulfuric acid as a mixture. Kirchmann and Witter (1988) investigated the volatilization of ammonia, nitrogen fixation, carbon separation, and volatile fatty acid formation in a laboratory incubation experiment by adding fresh poultry manure and straw to the manure. In the study, nitrogen fertilizer was volatilized as ammonia. In the aerobic fertilizer, an alkaline environment was maintained, and nitrogen evaporated from 9% to 44% as ammonia. This evaporation pattern was described as a parallel and predominant model. During aerobic decomposition, the increase in straw reduced ammonia volatilization. Straw caused the mobility of nitrogen in anaerobic environments. In manure, nitrogen is mostly found in organic forms, while in anaerobic fertilizer, approximately two-thirds of the nitrogen was found in the ammonium form. The C/N ratios in the organic components of anaerobic fertilizer were higher than those of aerobic fertilizer. Mazeika et al. (2016) developed a pilot-scale process for the production of granulated organic and organomineral fertilizers (OGF and OMF) from chicken manure. They also investigated the effects of moisture content in manure and attempted to determine the energy consumption in the three main stages of the production process and the possibility of obtaining nutritionally balanced fertilizers using conventional straw drying and granulation equipment common on farms. In the study, poultry manure was first dried and crushed. Mineral additives such as diammonium phosphate (DAP) and potassium chloride (KCl) were added. This process was carried out using a 4-3-3 The energy consumption for producing fertilizer (with adjustable NPK content, in addition to OGF) was approximately 100 kWh/t. DAP increased the concentration of water-soluble phosphate. In addition, the combination of hygroscopic KCl with DAP caused significant moisture absorption and loss of structural integrity of the granulated pellets after 72 hours at 30°C and 80% relative humidity. Obernberger et al. (1997) conducted combustion experiments with different biomass in various biomass combustion plants. In these experiments, they conducted at least two days of observation and took various samples with wood sawdust, bark, straw, and grains. As a result of their observations, they determined that Cd and Zn7 in particular decreased. In their research, they concluded that straw and grain ashes contain significantly lower levels of heavy metals than woody biomass. The same applies to 5, Na, and K. Determination of the Amount and Current Status of Chicken Manure: The amount and characterization of organic waste generated from chicken coops vary depending on the type of chicken raised, the raising period, the amount and properties of the feed used, the type of litter selected, and the amount of litter. There is no definitive formula given in the literature for calculating the amount of chicken manure. However, studies in the literature generally attempt to calculate the amount of chicken manure by multiplying the number of chickens by the daily amount of feces per chicken. This calculation can be considered a practical calculation method for poultry houses where no litter is used, such as egg chickens. However, the amount of litter used in broiler houses should also be taken into account in the calculations. The amount of chicken droppings was calculated as tons per year by multiplying the daily live weight by 365 days and making the necessary unit conversions, as given in many literature. Since the chickens are brought into the coop as adults in egg-laying poultry farming, a daily value of 0.15 kg was used when calculating the amount of manure. To determine the amount of litter used, the coop area and the number of chickens were determined, and it was found that an average of 15 chickens per 1 m² was achieved. In addition, the amount of litter laid during a rearing period was divided by the coop area to determine the amount of litter laid per 1 m². According to the results obtained, the amount of litter used for 15 chickens was determined as 2.5 kg, the amount of fertilizer per 1 m² was determined as 21.63 kg, and the annual amount of fertilizer per chicken was determined as 1.43 kg. (Source: Hasan ÖZER, Development of Organomineral Fertilizer from Biomass Power Plant Ashes and Organic Wastes, Master's Thesis, Sakarya University Institute of Science, May 2017). Purpose of the Invention: The purpose of this invention is to obtain high quality fertilizer suitable for use in agriculture (gardens, greenhouses and fields) from waste material (chicken litter and ash formed as a result of combustion of chicken litter in biomass power plant) at below market prices. It is also important in terms of foreign dependency in the fertilizer sector and the contribution of production facilities with the ability and capacity to produce fertilizers in different compositions to the country's economy. Below, the methods of fertilizer production in different compositions with different processes and production steps are explained: 1. MATERIAL: - Chicken litter: The droppings of poultry fed with broiler, layer and chick feeds operating in the poultry sector, which accumulate and multiply over time on the sawdust etc. laid in the factory. It is an organic material that is regularly collected and discarded and varies in mineral structure, pathogenic and contains a strong odor. Due to the potash content of the feed used for the metabolism and development of chickens, such as molasses, and the necessary P, Ca and Mg requirements for egg production, the output products contain higher amounts of P, K, Mg and Ca compared to other organic fertilizers. Table 1. Approximate analysis of chicken litter NAME M ETOD Humidity % 25-40 Weight loss at 105 OC Organic Matter % (dry basis) 55-65 Burnt loss at 550 OC Ash % (dry basis) 45-55 Total Nitrogen (dry basis) 1-3.5 Kheldal Ammonium and organic form Total Humic + Fulvic 5-12 TSE 5819 Acids Pathogenic structure Toxic Definitely as organic matter If it is to be used; at least 2 hours of hygiene at 70 ° C or pH correction should be made with lactic acid bacteria inoculator or organic acids such as acetic, citric, acetic. This problem can also be solved by composting. - Ash: It is the biomass power plant ash that comes out after the complete combustion of chicken litter in biomass-fired thermal power plants. The average values of the chemical analysis of ash made with XRF in 4 different laboratories are given in Table 2 (The change in this chemical structure was observed in the analyses made with ICP-OES on nearly 100 samples). Table 2. Chemical analysis of power plant ash (% ) AVERAGE % AI2O3 1.79 Ignition loss 7.785 CI 5.24 02O3 0.009 Fe2O3 1.46 K20 12-18 P205 12-18 503 13.33 varies. In addition, the bulk density of the ash at the power plant output is in the range of 650-800 kg/m3, its colors vary from light brown to white, and its particle size varies from nano-sized to 100 microns. Properties; - 90-100% of the +1 valent cations (K, Na) are in water-soluble form. - While a portion of P205 in the form of MgPO4 (1.5-5% of the whole material) is in water-soluble form, the other portion of P 205 is in water-insoluble form. - The pH (1/10) value of the product is in the range of 53-11. - The product is within the limits accepted as heavy metals. Products Obtained within the Scope of the Invention and Methods 1 - Chicken Manure Production Method: Directly or by Mixing the Litter with Power Plant Ash (optional). Due to its unhygienic and toxic structure, chicken litter cannot be used directly as an organic fertilizer or fertilizer raw material. However, it can produce a strong ammonia odor and compost over time, taking a very long time. The methods given below explain the composting of chicken litter and its preparation for use as fertilizer: 1.1. Composting of Chicken Litter by Injection of Lactic Acid Bacteria and the Method of Obtaining Fertilizer. In this method, lactic acid bacteria (bacterial ratio 107-8) are added to the chicken litter pile laid on an impermeable surface by injection. As a result of this process, the temperature rises to 40-60°C within 1-2 days, shortening the composting period. When the temperature of the compost pile drops from 60°C to 8°C, the reaction It is completed. Then, after stages such as drying, grinding, granulating, bagging, etc., a saleable product is obtained as is or by mixing with power plant ash (optional) (Figure 1). Lactic acid bacteria injection 40-60°C Waiting (1-2 days) Chicken litter pile (1) Compost pile (2) Drying System (3] Grinding (4) Granulation drum (5) Bagging (Gi Figure 1. Flow diagram of the method of composting and obtaining fertilizer by lactic acid bacteria injection 1.2. Composting of Chicken Litter with Sulfuric Acid and Obtaining Organic Fertilizer In this method, sulfuric acid is added to the chicken litter taken into a rotary mixer to maintain a pH between 4-6 and this process is continued until the mixture becomes stable (The addition of sulfuric acid decarbonizes the organic matter, creating smaller particles). The mixture, which remains at this pH level for at least 2 hours, is transferred to a drying system stabilized at 70°C and drying begins. The purpose of the drying process at 70°C is to ensure optimum granulation conditions rather than hygienic conditions. The dried material is ground to reduce its size. The material, which is brought to a size between 0.05 and 3 mm, is taken to the granulation drum and after stages such as granulation and bagging, a marketable product (organic fertilizer) is obtained as is or by mixing with ash (optional) (Figure 1.2). G H2504 Feed tank (9) Chicken litter pile (1) G Feeding Blmker (7) Spiral conveyor (8) Rotary mixer (10) Drying system (3) Grinding (4) Granulation Drum (5) Bagging (6] Figure 1.2. Flow diagram of the method for composting with sulfuric acid and obtaining organic fertilizer. 2. Method for Using Power Plant Ash as a Direct Potassium Fertilizer Power plant ash is a fertilizer that can be used directly to meet the potassium needs of plants in organic farming practices. Its composition of approximately 12% P2O5 and 12% K2O, as well as 1-5% P2O5 from MgPO4 and nearly 100% K2O, provides significant advantages in water solubility. Power plant ash is available in bulk or after being granulated and bagged, a marketable product with a composition of 0-1-12 (N-P-K) (water-soluble) is obtained (Figure 2). Power plant ash (11) Bagging (6) Granulation drum (5) Figure 2. Flow chart for the direct use of power plant ash as a potash fertilizer. 3. Method for obtaining inorganic fertilizers with different P-K compositions from power plant ash. 50-110% of the power plant ash can be marketed as a P-Clay inorganic fertilizer. 98% HzSO4 addition is also considered insufficient depending on the material balance. This product can be produced with the desired material balance according to the flow chart given in Figure 3 and is also a suitable fertilizer for landscape areas. Feeding tanks (9 H 1 3 ) O (9› (13) Rotary mixer (1 0) Drying system (3) Power plant ash (11) Feeding hopper (7) Belt conveyor (12) Grinding (4) Granulation drum (SJ Bagging (6) Figure 3. Flow diagram of the method for obtaining inorganic fertilizers with different P-K compositions from power plant ash30 4. Method for Obtaining N-P-K Composite Fertilizer from Power Plant Ash It is possible to produce fertilizer with an N+P2O5+K2O content of around 20% by feeding the power plant ash with the required amount of 85.1% H3PO4 in addition to 98.1% HzSO4 depending on the material balance and by adding one or more nitrogen-containing fertilizer raw materials. Figure 4 shows the flow diagram of the production method. UREA, CAN DAP, etc. (in powder form) (14) Feed tanks O (7) (12)(14) Rotary mixer (10] Power plant ash (1 1 } Feeding hopper (7) Belt conveyor (12) Drying system (3) 2., (8142)# Grinding (4] Granulation drum (5] Bagging (4) Figure 4. Flow diagram of the method for obtaining compound fertilizers with different N-P-K, 11 compositions from power plant ash. Method for Obtaining N-P-K Organomineral Fertilizer from Power Plant Ash and Chicken Litter. It is possible to produce cheap N-P-K fertilizer by feeding 98% H2504 to power plant ash along with 85% H3PO4 according to the material balance and also adding chicken litter and one or more fertilizer raw materials for nitrogen requirement. Figure The flow diagram of the production method at 5 ° is shown. Drying time is 2 hours at 70 0C in a closed system on a wide belt conveyor. UREA, CAN DAP etc. (in powder form) (14): feed tanks (7 ) ( 1 2 ) ( 14) Power plant ash (1 1) Chicken litter pile (1) Rotary mixer (10) Feeding bunker (7) Belt conveyor (12) Drying system (3) Grinding (4) Granulation drum (5) Bagging (4) Figure 5. Flow diagram of the method for obtaining organom I neural fertilizer in different N-P-K711 compounds than that received from power plant ash and chicken. Index of Figures: Figure 1.1. Flow diagram of the method for obtaining composting and fertilizer by lactic acid bacteria injection, Figure 1.2. Flow diagram of the method for composting with sulfuric acid and obtaining organic fertilizer, Figure 2. Flow diagram of the method for using power plant ash directly as potash fertilizer, Figure 3. Flow diagram of the method for obtaining inorganic fertilizer with different P-K compositions from power plant ash, Figure 4. Flow diagram of the method for obtaining N-P-K compound fertilizer from power plant ash. Figure 5. Flow diagram of the method for obtaining N-P-K organomineral fertilizer from power plant ash and chicken litter. Explanation of References in Figures: 1 - Chicken litter pile 2 - Compost pile 3 - Drying system 4 - Grinding - Granulation drum 6 - Bagging 7 - Feeding hopper 8 - Spiral conveyor 9 - HzSO4 feeding tank - Rotary mixer 11 - Power plant ash 12 - Belt 13 - H3PO4 feed tank 14 - UREA, CAN, DAP, etc. feed tanks Description of the Invention: 1.1. Composting of chicken litter by lactic acid bacteria injection and fertilizer production method Chicken litter pile (1) (for example, 10 tons) is laid on an impermeable surface. 1 liter of lactic acid bacteria diluted with 50 liters of water (bacteria ratio of at least 10") is injected by dripping, spreading evenly throughout the pile. The temperature of the pile is measured for a waiting period of at least 2 days. After the temperature reaches 60°C, the reaction is considered to have reached its peak, and when it drops to approximately 30°C, the reaction is considered to have ended. Then, the compost pile (2) is taken to the drying system (3) and dried. The dried material The ground material is ground to a suitable size for granulation processes (4). The ground material is fed to the inlet section of the granulation drum (5). Binding agent is added by spraying it from the upper section of the feeding section to granulate the mixture. The amount of binder is adjusted to a maximum of 5%, taking into account the feeding speed and moisture of the material to be fed. The granulation drum (5) consists of two counter-rotating drums. Each drum has semicircular gaps on the top, half of which are on opposite sides and meet exactly during rotation. Adjustments are made before use to ensure that the circles on the drums meet each other exactly. If desired, different drums can be used to produce granules of different shapes (e.g. cylindrical). The binder is fed from the top to the system where the left drum turns to the right and the right drum turns to the left. The added mixture is taken from the bottom outlet in granular form, bagged (6) and stored for sale. 1.2. Composting of chicken litter with sulfuric acid and method of obtaining organic fertilizer The chicken litter pile (1) is poured into the feed section of the spiral conveyor (8) through the feed hopper (7). Sulfuric acid is added to the chicken litter (1) taken to the rotary mixer (10) from the HzSO4 feed tank (7) so that the pH is between 4 and 6 and this process is continued until the mixture becomes stable. The material is mixed homogeneously during rotation with the blades in the rotary mixer (10). The mixture, which is determined to remain at this pH level for at least 2 hours by instantaneous pH measurements made every 15 minutes or automatically, is transferred to the drying system (3). The dried material is ground to a suitable size for granulation processes (4). The ground material is fed to the inlet section of the granulation drum (5). Binding agent is added by spraying from the upper section of the feeding section for granulation of the mixture. The amount of binder is adjusted to a maximum of 5%, taking into account the feeding speed and humidity of the material to be fed. The granulation drum (5) consists of two drums rotating against each other. Each drum has semicircular spaces on the other side, half of which are on opposite sides and meet exactly during rotation. Adjustments are made before use to ensure that the circles on the drums meet each other exactly. If desired, different drums can be used to produce granules in different shapes (e.g. cylindrical). The left drum is placed on the right, and the right drum is placed on the left. The mixture to which binder is added, fed from the top to the rotating system, is taken from the bottom outlet in the form of granules and bagged (6) and stored for sale. The H2$O4 feeding tank (9) is made of PP, PE or ST37, and the inner surfaces of the rotary mixer-dryer (10) are made of Teflon or Epoxy material resistant to sulfuric acid. 2. Method of using power plant ash directly as potash fertilizer. After the power plant ash (11) is bagged (6), a marketable product with an 0- composition (water-soluble) is obtained. If it is to be granulated; the power plant ash (11) is fed to the feeding section of the granulation drum (5) while the binder material is sprayed for granulation with the device placed in the upper section. The material mixed with the binder entering between the drums from the top is sprayed into the drum. The method is to produce P-K fertilizers with special compositions such as Ü-P-K, K20 and P205 in water-soluble form to be used in vegetable and fruit gardens and landscape areas. The plant ash (11) is fed to the rotary mixer (10) made of acid-resistant material and has mixing blades inside, by means of a belt conveyor (12). The 85" H3PO4 fertilizer to be produced during mixing is fed into the rotary mixer (8) from the H3PO4 feeding tank (13). The mixing process is continued for at least 2 hours to complete the reaction. When the mixing process is completed, the material is transferred to the rotary mixer. (10) is fed to the drying system (3) from the outlet. The material coming out of the drying system (3), which is designed to remain at a temperature of "IÜ-90°C" for at least 2 hours from the entrance to the system, is ground to a suitable size for granulation processes (4). The ground material is fed to the inlet section of the granulation drum (5). Binding agent is added by spraying from the upper part of the feeding section for granulation of the mixture. The amount of binder is adjusted to a maximum of 5%, taking into account the feeding speed and humidity of the material to be fed. The granulation drum (5) consists of two drums rotating against each other. There are semicircular spaces on each drum, half of which are on the opposite side and which meet exactly during rotation. In order for the circles on the drums to meet each other exactly, Adjustments are made before use. If desired, different drums can be used to produce granules of different shapes (e.g. cylindrical). The top-fed binder-added mixture is taken from the bottom outlet in the form of granules, bagged (6), and stored for sale in the form of granules in the system where the left drum turns to the right and the right drum turns to the left. Some special inorganic fertilizer formulations obtained in the studies are given in Table 3. Table 3. Examples of different P-K inorganic fertilizer compositions from power plant ash. In addition, water-soluble forms of Fe3O4, ZnO, CaO, MgO are important, with MgO 3.58%, ZnO 0.56%, and MnO 0.14% coming from the ash can be given. 4. Method for obtaining N-P-K compound fertilizer from power plant ash. The basis of the method is the power plant ash. The process is to produce water-soluble fertilizer with a content of around 20% N+P205+K20 by feeding 98% HzSO4 and 85% H3PO4 to the ash (11) and adding one or more fertilizer raw materials containing nitrogen. The power plant ash (11) is fed to the rotary mixer (10) which is made of acid-resistant material and has mixing blades inside, by a belt conveyor (12). During mixing, finely ground materials containing nitrogen, potash and phosphate in amounts calculated according to the fertilizer composition to be produced are added to the rotary mixer (10) from the feed tanks (14) in the calculated proportions. Similarly, 98% HzSO4 and H2504 in amounts determined according to the composition of the final product are added from the feed tank to complete the reaction and ensure complete mixing of the materials. The mixing process continues for at least 2 hours. When the mixing process is completed, the material is fed to the drying system (3) from the outlet of the rotary mixer (10). The material coming out of the drying system (3), which is designed to remain at a temperature of 70-90°C for at least 2 hours from the entrance to the system, is ground to a suitable size for granulation processes (4). The ground material is fed to the inlet section of the granulation drum (5). Binding agent is added by spraying from the upper part of the feeding section for granulation of the mixture. The amount of binder is adjusted to a maximum of 5%, taking into account the feeding speed and moisture of the material to be fed. The granulation drum (5) consists of two drums rotating against each other. On each drum, half of the drum is on the opposite side and the two drums are rotated one to one during rotation. There are semicircular spaces. Adjustments are made before use to ensure that the circles on the drums fully meet each other. If desired, different drums can be used to produce granules in different shapes (e.g. cylindrical). The binder added to the system, which is fed from the top to the left drum turning to the right and the right drum turning to the left, is taken from the bottom outlet in the form of granules and bagged (6) and stored for sale. Table 4 gives examples of N-P-K compound fertilizer compositions obtained from power plant ash in studies. Table 4. Examples of N-P-IC compound fertilizer compositions obtained from power plant ash. The method of obtaining N-P-K organomineral fertilizer from power plant ash and chicken litter is fed to chickens with one or more fertilizer raw materials containing nitrogen. It is the production of cheap fertilizer in water-soluble form with a content of around 20% N+P205+K20 by adding litter. Power plant ash (11) and chicken litter (l) are fed to the rotary mixer (10) which is made of acid-resistant material and has mixing blades inside, by means of a belt conveyor (12). During mixing, finely ground materials containing nitrogen, potash and phosphate in amounts calculated according to the fertilizer composition to be produced are added to the rotary mixer (10) from the feed tanks (15) such as UREA, CAN, DAP, etc. in the calculated proportions. In the same way, they are fed into the rotary mixer (10) from the tank (13) determined according to the composition of the final product. The mixing process is continued for at least 2 hours to complete the reaction and ensure complete mixing of the materials. When the mixing process is completed, the material is transferred to the rotary mixer. (10) is fed into the drying system (3) through the outlet. The material leaving the drying system (3), designed to remain at a temperature of 70-90°C for at least 2 hours upon entering the system, is ground to a suitable size for granulation processes (4). The ground material is fed into the inlet section of the granulation drum (5). Binding agent is added by spraying it from the top of the feeding section to granulate the mixture. The amount of binder is adjusted to a maximum of 5%, taking into account the feeding speed and moisture content of the material to be fed. The granulation drum (5) consists of two counter-rotating drums. Each drum has semicircular gaps on each side, half of which are on opposite sides and meet exactly during rotation. The use of the circles on the drums ensures that they fully meet each other. Adjustments are made beforehand. If desired, different drums can be used to produce granules in different shapes (e.g. cylindrical). The binder-added mixture fed from the top to the system, where the left drum turns to the right and the right drum turns to the left, is taken from the bottom exit in granular form and bagged (6) and stored for sale. Table 57 shows examples of N-P-K* organomineral fertilizer compositions obtained in studies, different from power plant ash and chicken litter. Table 5. Examples of N-P-K911 organomineral fertilizer compositions obtained from power plant ash and chicken litter. Industrial Application of the Invention: The invention is a method for combining organic matter (chicken litter) from the bottom of poultry houses in chicken factories and waste ashes from the combustion of this organic matter in biomass energy plants, either together or separately. In addition, it covers the production of water-soluble P-K and N-P-K compound-organomineral fertilizers in the organic-inorganic fertilizer sector, a fertilizer production method designed for continuous operation, process steps, sequence, and product properties. The advantages and areas of use are given below: - Organic waste (chicken litter) can be used as fertilizer. - Inorganic waste (power plant ash) can be used as fertilizer both alone and together with chicken litter. - These wastes (chicken litter), which cause environmental problems due to their unpleasant odor and storage and disposal problems, have been used in a strategic area such as fertilizer. - The products obtained have the same composition as or higher quality than currently sold commercial products and can be produced at a lower cost compared to market conditions. - In the entire agricultural sector, vegetable and fruit gardens, greenhouses, and landscaping. - The P-K content of the produced fertilizers is completely water-soluble. - The most important advantage of the designed production methods and process steps is the ability to produce fertilizers with different compositions for different uses and needs. - The unit design of the facility minimizes time losses during the production of different products. - There is no need for foreign resources, materials, machinery and knowledge for the facility.
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| TR2021021135A2 true TR2021021135A2 (en) | 2023-07-21 |
Family
ID=
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Chojnacka et al. | Practical aspects of biowastes conversion to fertilizers | |
| AU2016271517C1 (en) | High value organic containing fertilizers and methods of manufacture | |
| US20110247378A1 (en) | Low-Carbon Fertilizers and Processes for Producing the Same | |
| BR112013025243B1 (en) | High value organically intensified inorganic fertilizers | |
| US20060130546A1 (en) | Methods for improving crop growth | |
| CA2798880A1 (en) | Method for producing organic and organo-mineral fertilisers with high carbon concentration using physical and biological process | |
| Sh et al. | Intensive technology for processing bird litter in organomineral fertilizers | |
| Luostarinen et al. | Manure processing as a pathway to enhanced nutrient recycling: report of SuMaNu platform | |
| CN103553845A (en) | Technology for preparing soil loosening and adjusting fertilizer through treatment of grass carbon ash strong alkali wastewater in straw burning power plant | |
| US20250026693A1 (en) | Method for preparing a fertiliser composition | |
| CN112831330A (en) | Method and product application for co-production of ammoniated biomass charcoal, ammoniated bio-oil and ammonium salt by biomass ammoniated pyrolysis | |
| RU2125548C1 (en) | Method and installation for production of granulated organic-based fertilizers | |
| Jensen | Animal manure residue upgrading and nutrient recovery in biofertilisers | |
| US20230219861A1 (en) | Method for producing a fertiliser and fertiliser composition | |
| CN101648831A (en) | Organic fertilizer produced from sludge generated in sewage treatment and preparation method thereof | |
| TR2021021135A2 (en) | ORGANIC, INORGANIC, COMPOSED AND ORGANOMINERAL FERTILIZER PRODUCTION METHOD FROM CHICKEN BETTERS AND ASH | |
| CN113728071A (en) | Poultry litter-based fertilizer and method for manufacturing poultry litter-based fertilizer from poultry litter | |
| RU2726650C1 (en) | Method of organic and biological wastes processing into complex organomineral fertilizers | |
| US20230303462A1 (en) | Method for producing a soil conditioning agent | |
| AU2018206296B2 (en) | Method and composition | |
| Malovanyy et al. | Analysis of poultry manure utilisation methods to produce organic fertiliser | |
| Kinsella et al. | D1. 1–Report on EU nutrient recovery technologies and derived products | |
| UA34849C2 (en) | A process for producing fertilizers from alcohol production waste | |
| RO127287B1 (en) | Natural organic fertilizer, process and installation for producing the same |