Zeytinyağı sektörünün bitmeyen çilesi, zeytinin kara suyunu kabus olmaktan çıkartacak buluş Saygın Kimya ve Aratım Sistemleri Ltd Şt. Sahibi Prof. Dr. Ömer Saygın'dan geldİ.
"Mekanik Buhar Sıkıştırmalı Evaporatörleri" Türkiye' de ilk defa üreterek zeytin fabrikalarının atık suyu olan Karasu'ya başarıyla uygulayan ve bu güne kadar suni göletlerde doğal buharlaştırma haricinde çözüm bulunamamış olan bu probleme ilk defa ekonomik bir çözüm getiren Saygın, tarım.com.tr için yazdı...
ZEYTİNYAĞI FABRİKASI ATIKSUYU KARASUYUN ARITILMASI VE YENİ ÜRÜNLERİN GERİ KAZANIMI
Ülkemizde senede yaklaşık 1 milyon ton karasu çıkmaktadır. Bu su, üç fazlı prosesde zeytinyağı fabrikalarında, iki fazlı prosesde ise prina fabrikalarında oluşmaktadır. Karasuyun bertarafının tek büyük çapta uygulanan çözümü (bizde ve bütün dünyada) suyun suni göletlerde doğal olarak buharlaştırılması ve geri kalan kalıntının fırınlarda kurutularak yağ ve katı yakıt (prina) olarak değerlendirilmesi şeklindedir. Yaklaşık 4 aylık üretim sezonun (ekim-şubat) arkasından gelen sekiz ayın sonunda yarı katı bir kalıntı elde edebilmek için baştan göletlerde su derinliğinin yaklaşık 1. 5 metreyi geçmemesi lazımdır. Ülkemizde mevcut göletlerin genelde derinliklerinin 3- 6 m arasında olması veya fabrikaların yüzde 11' inde hiç gölet olmaması karasuyun büyük bir kısmının yağmurlarla beraber izinsiz bir şekilde çevreye verildiği gerçeğini ortaya koymaktadır. Bu durumun sebep olduğu akarsu ve deniz kirliliğinin yanı sıra buharlaştırma göletlerinden kaynaklanan koku ve sinek problemi de turizmi ve bu bölgelerde yaşayanların muhtemelen sağlığını negatif şekilde etkilemektedir.
KENDİNİ AMORTİZE EDEN MODEL
Karasuyun arıtılması alanında geçmişte birçok bilimsel çalışmalar sonucu değişik teknolojiler önerilmiş olmasına rağmen doğal buharlaştırma haricinde hiçbir çözüm ekonomik sebeplerden büyük çapta uygulamaya geçememiştir.
Firmamızın 2015' den beri yürüttüğü TÜBİTAK destekli AR-GE çalışmaları sonunda düşük masraflı hatta elde edilen yan ürünler sayesinde gelir getirerek kendi kendini amortize edecek bir arıtma modeli geliştirmiştir.
Bu modelde karasuya düşük masraflı bir buharlaştırma teknolojisi (Mekanik Buhar Sıkıştırmalı Evaporasyon = MBS-Evaporasyon) uygulanmıştır. Bu teknolojide karasu başlangıçta bir defa 100 dereceye ısıtıldıktan sonra çıkan buharlar bir kompresörde adiabatik olarak sıkıştırılıp 105- 106 dereceye getirilir ve bundan sonra bu buhar yeni karasuyun buharlaştırılmasında enerji kaynağı olarak kullanılır. Bir defa verilen kaynama enerjisi tekrar geri kazanıldığından kaynatmak için gerekli enerji masrafları çok azalmaktadır: 1 ton karasuyu distile etmek için 15 kWsaat elektrik enerjisi ile ısı kayıplarına karşı 50 kg buhar. Sistemin en belirgin özelliği evaporatöre alınan karasuya karşılık, dışarı buhar çıkmamakta, sadece içerde önce buharlaşmış, sonra yoğuşmuş ve dolayısıyla önemli ölçüde temizlenmiş bir su dışarı çıkmaktadır. Bu şekilde bir çalışan sistemin akım şeması ve diğer özellikleri şunlardır
KARASU HAMMADDE KAYNAĞI
KARASU 100%
WASTEWATER KOI=17.000 KOI<1.000
DİSTİLAT 80% ARITILMIŞ SU 90%
TREATED WATER
KALINTI 20% UÇUCU ORGANİKLER 10% RESIDUE VOC
EK PRİNA TARIMSAL SULAMA
POMACE IRRIGATION ZEYTİN ASİDİ TUZU
OLİVE ACİD SALT
SIVI UÇUCU ORGANİKLER (ZEYTİN ESANSI)
OLİVE SPİRİT
Göletten gerçekleşen bir ön çöktürmeden sonra evaporatöre alınan karasuyun yaklaşık yüzde 80'i kısmen temizlenmiş su şeklinde (Distilat) elde edilmektedir. Geri kalan yüzde 20'lik kalıntı karasuyun içindeki bütün organik ve inorganik maddeleri içeren siyah renkli, koyu kıvamlı ve yüzde 30-40 kuru madde içeren bir sıvı olarak sistemden dışarı çıkmaktadır. Bu kalıntı mevcut 3-faz prinanın üzerine serpilerek prinayla beraber kurutulup değerlendirilebileceği gibi gölete tekrar geri verilerek yeni sezon başlamadan önce gölet kalıntısıyla beraber kurutulup değerlendirilebilir. Böyle bir evaporatörün mevcudiyeti ile esas buharlaştırma artık su yüzeyinden değil evaporatörde gerçekleşmektedir. Dolayısıyla küçük ve derin bir gölet veya havuz da yeterli olmaktadır. Havuz büyüklüğü ve Evaporatörün distilasyon kapasitesi istenildiği gibi seçilerek göletteki karasuyu arıtma süresi azami yeni sezonun başına kadar yani 12 aya kadar uzatılabilir.
SUYUN DAHA İLERİ ARITIMI SAĞLANDI
Her ne kadar bu şekilde elde edilen arıtılmış su berrak, renksiz ve önemli ölçüde temizlenmiş olarak tarımsal sulamada veya değişik ihtiyaçlar için fabrikalarda kullanılsa bile örneğin bir dereye vermek için yasal limitleri sağlamamaktadır(KOI=15.000-20.000 ppm). Suyun daha ileri arıtılarak yasal deşarj limitlerini sağlaması için ek üniteler geliştirilmiştir.
Evaporatördeki kaynatılma esnasında karasuda bulunan uçucu organik maddeler de distilata geçmektedir. Bunlar arasında önemli oranda uçucu organik asitler (asetik-, propiyonik-, butirik-asitler.) vardır ve distilatın pH değerini 3.2 ye düşürmektedir. Geliştirdiğimiz 2. Kademe arıtma prosesinde distilat kireçle nötralize edilerek yapılan ikinci bir kısmi buharlaştırmadan sonra bir reverse osmosis ünitesinden geçirildiğinde KOI değeri 1000 ppm in altına düşmektedir. Bu ek temizleme işlemi için üretilen 1 ton temiz su başına 80 kg ek bir buhar ile yaklaşık 1 kg kireç sarfiyatı gerekmektedir. Diğer taraftan kokusuz ve renksiz geri kazanılan bu su fabrikada birçok işte kullanılabildiğinden ek bir değerdir ama tabii alıcı ortama da verilebilir. Yönetmelikteki limit değer hususunda Çevre Bakanlığında görüşülmektedir.
DEĞERLİ ÇÖZELTİLER ELDE EDİLİYOR
Bu ek temizleme sürecinde bazı değerli ürünleri içeren çözeltiler de ele geçmektedir. Bunlar "zeytin tuzu" ve "zeytin esansı" adını verdiğimiz organik asitleri kalsiyum tuzları ve kokulu sıvı uçucu organiklerdir. İleride bunların başka bir tesiste işlenerek değerlendirilmeleri sistemin fizibilitesini positif olarak etkileyeceği beklenmelidir. Bu gerçekleşene kadar bu çözeltiler tekrar gölete geri döndürülerek yeni bir atık oluşumu engellenebilir.
İşin mali boyutu incelenirken en önemli husus 3-Faz çalışan ve evaporatörü olan bir fabrikanın 2-Faz çalışan bir tesise göre prinadan daha fazla gelir elde etme imkanının olmasıdır. Ayrıca prina miktarının evaporasyon kalıntısı eklenmesi dolayısıyla yaklaşık yüzde 30 daha artması söz konusudur.
Örnek olarak sezonda 2 bin ton zeytin işleyen iki tesisin gelir ve giderleri karşılaştırılmıştır. Birinci tesis 2-faz çalıştığından karasu oluşmamakta ve çıkan prina bir prina tesisine gönderilmektedir. 2.ci tesiste ise 3 Faz çalışılmakta ve çıkan karasu geri kazanılmaktadır.
Her ne kadar sektörde masraf ve gelirler zamana ve prina fabrikalarına uzaklığına göre değişse de genelde ek gelirlerin arıtma masraflarını fazlasıyla karşıladığı görülmektedir.
Bunun haricinde bu karşılaştırmanın diğer bir yönü atık su çıkmıyor diye 2-Faz çalıştırılan bir fabrikanın kuru maddenin yanı sıra tonlarca suyu da prina fabrikalarına nakliyesi ülke ekonomisine manasız bir yük getirmektedir. Prina fabrikasındişlenirken çıkan karasuyun zeytinyağı fabrikası yerine prina fabrikasında çıkması sadece bir adres değişikliği olup karasuyun bertarafı problemine bir katkısı bulunmamaktadır. Çevre problemlerinde genel bir prensip problemi kaynağında çözmek olduğundan her tesisin kendi atık suyunu kendisinin bertaraf etmesi genelde en ekonomik çözümdür.
SEZONDA 2000 TON İŞLEYEN BİR ZEYTİNYAĞI FABRİKASI İÇİN EKONOMİK KARŞILAŞTIRMA
2-FAZ ÜRETİM------------------------------ 3-FAZ ÜRETİM + EVAPORATÖR
2.FAZ-PRİNA 1800 T +54.000.-TL 3.FAZ-PRİNA 1020 T +71.400.- TL
EK PRİNA 360 T +25.200.- TL
ARITILMIŞ SU 1440 T +10.000.- TL
ELEKTRİK 24.500 kWh -5.400.- TL
BUHAR 144 T -7.200.- TL
TOPLAM +94.000.- TL
MİKTARI VE FİYATI ŞU AN BELİRSİZ EK ÜRÜNLER
ZEYTİN ASİDİ TUZU , ZEYTİN ESANSI
FİYAT KABULLENMELERİ:
2-FAZ PRİNA FİYATI: 30.-TL/TON ; 3-FAZ PRİNA FİYATI: 70.-TL/TON; ARITILMIŞ SU FİYATI: 7.- TL/TON; ELEKTRİK 0.2 TL/KWH (0.4 TL/KWH ARITMA TESİSLERİ İÇİN YÜZDE 50 İNDİRİM); BUHAR: 50.-TL/TON (YAKIT PRİNA)
Burada gösterdiğimiz karasu arıtma modeli işletme giderleri açısından para gerektiren değil para kazandıran bir modelidir. İleride yan ürünleri değerlendiren tesisler de kurulduğunda modelin bir arıtma tesisi olmaktan çıkıp zeytin yağı üretim prosesinin parçası olacağını düşünüyoruz.
KAYNAKLAR
1-2016/14938 numaralı 'Zeytinyağı Üretimindeki Atık Suların Önce Buhar Sıkıştırmalı Evaporasyon Metodu Ve Arkadan Membranlarla Arıtılması' patent belgesi
2-2019/03945 'Karasuyun Buharlaştırılarak Arıtılması ve Distilattan Uçucu Organik Maddelerin Kazanılması' patent belgesi