Biyoreaktör kullanarak çiftlik atıklarının kompostlanması, yüksek verimlilikle organik gübre üretimi için sistematik ve çevre dostu bir yöntemdir. Bu süreç, atıkların toplanmasından başlayarak nihai ürün olan organik gübrenin elde edilmesine kadar bir dizi adımı içerir. İşte bu sürecin detaylı bir açıklaması:

1. Atıkların Toplanması ve Susuzlaştırılması

Çiftlik atıkları, özellikle hayvan dışkıları, gübre havuzlarında biriktirilir. Bu havuzlar, atıkların geçici olarak depolanmasını sağlar. Daha sonra, bu atıklar bir separatör (ayırıcı) yardımıyla susuzlaştırılır. Susuzlaştırma işlemi, atıkların nem oranını düşürerek kompostlama sürecine hazır hale getirir. Bazı çiftliklerde, özellikle sıcak bölgelerde, yatay eksenli susuzlaştırma havuzları kullanılarak suyun buharlaştırılması yoluyla da susuzlaştırma yapılabilir. Bu işlem sonucunda, atıkların nem oranı genellikle %65-75 aralığına düşer.

2. Ön Kompostlama Süreci

Biyoreaktörde aerobik fermantasyon için atıkların nem oranının maksimum %65 olması gerekir. Bu nedenle, separatörden çıkan atıkların nem oranını daha da düşürmek için ön kompostlama süreci uygulanır. Bu süreçte, atıklar toprakla temas etmeyen bir alanda 2-4 hafta boyunca bekletilir. Bu süre, mevsimsel sıcaklık koşullarına ve beslenme yem rasyonlarına bağlı olarak değişebilir. Ayrıca, atıkların nem durumuna göre 3-7 günde bir karıştırılması gerekebilir. Bu karıştırma işlemi, atıkların homojen bir şekilde kurumasını ve havalanmasını sağlar.

3. Kapasite Belirleme ve Biyoreaktöre Yükleme

Biyoreaktör kapasitesi belirlenirken en önemli kriter, hammadde yoğunluğudur. Büyükbaş çiftliklerinde hammadde yoğunluğu genellikle 0,5-0,6 ton/m³ aralığındadır. Yani 1 metreküp atık yaklaşık 500-600 kg gelmektedir. Bu değer, %65 nem içeriğindeki atık için ortalama bir değerdir. Mevsim geçişlerinde veya beslenme yem rasyonlarına bağlı olarak bu değer artı-eksi yönde değişebilir.

Kapalı tip biyoreaktörlerde işlem yapılırken öncelikle hacimsel değerler üzerinden kapasite belirlenir. Daha sonra sistem kurulumu tamamlandıktan sonra tüm parametreler kilogram (kg) cinsinden düzenlenir. Örneğin, 10 m³’lük bir biyoreaktörde tarımsal amaçlı kompost gübre üretimi için maksimum %70 yükleme yapılır. Bu durumda, 7 m³ atık yüklenirken kalan %30’luk alan, ortama beslenen oksijenin homojen dağılımını sağlamak ve aerobik fermantasyonun tüm içerikte eşit şekilde gerçekleşmesi için boş bırakılır. Hayvan altlık üretimi gibi farklı amaçlar için ise %100 yükleme yapılabilir.

Eğer sürekli (continu) üretim yapılacaksa, günlük olarak %35-40 hacim yüklemesi yapılır. Bu durumda, biyoreaktör içinde sürekli olarak en az %35’lik bir kompost mayası bulundurulur. Örneğin, 10 m³’lük bir biyoreaktörde 3 m³ maya tutulur ve günlük 3-4 m³ yükleme yapılır. Aynı şekilde, günlük 3-4 m³ çıktı alınır. Bu şekilde, sürekli bir üretim döngüsü sağlanır. Eğer atıkların biyoreaktörde 3 gün bekletilmesi planlanıyorsa, yıllık atık miktarı buna göre hesaplanarak kapasite belirlenir.

4. Biyoreaktörde Aerobik Fermantasyon

Ön kompostlama işlemi tamamlandıktan sonra, atıklar biyoreaktöre yüklenir. Biyoreaktör içinde atıklar, termofilik bakterilerin yardımıyla parçalanma sürecine girer. Bu süreçte, su buharı ve ısı açığa çıkar. Biyoreaktörün yazılımı, sıcaklığın 70°C’yi geçmemesi için havalandırma ve çevrim hızını otomatik olarak ayarlar. Bu sayede, fermantasyon süreci kontrollü bir şekilde gerçekleşir. Akdeniz iklimi gibi sıcak bölgelerde, bu süreç genellikle 24 saat içinde tamamlanır. Ancak daha soğuk iklimlerde bu süre 72 saate kadar uzayabilir.

5. Bekleme ve Stabilizasyon Süreci

Ana fermantasyon işlemi tamamlandıktan sonra, kompostun bekleme ve stabilizasyon süreci başlar. Bu aşamada, ürün dinlenme alanında 1-2 hafta boyunca bekletilir. Bu süre, kompostun tamamen stabilize olmasını ve kullanıma hazır hale gelmesini sağlar. Bekleme sürecinin ardından, kompost paketlenerek veya dökme olarak kullanıma sunulur. Eğer hammadde içerisinde plastik veya yabancı maddeler varsa, bunlar tambur tipi eleme makineleri ile ayrıştırılır ve kompost temizlenir.

6. Nihai Ürün ve Verimlilik

Biyoreaktörde kompostlama sürecinde tüm parametreler kaydedilir ve süreç sürekli olarak kontrol altında tutulur. Biyoreaktörün loadcell tartım ünitesi sayesinde, beslenen atık miktarı ve çıkan ürün miktarı sürekli olarak izlenir. Ortalama olarak, 2-3 ton atıktan 1 ton nihai ürün elde edilir. Bu ürünün nem oranı genellikle %20-25 aralığındadır. Kayıplar, su buharı ve bakteriyel tepkimelerden kaynaklanır. Ayrıca, kapalı tip biyoreaktörden çıkan üründe kötü koku ve zararlı bakteriler bulunmaz.

7. Çevresel Faydalar ve Sonuç

Bu sistem, çiftlik atıklarının etkili bir şekilde yönetilmesini sağlarken, aynı zamanda doğa dostu bir organik gübre üretimi gerçekleştirir. Kompostlama süreci, atıkların çevreye zarar vermesini engeller ve toprak verimliliğini artıran değerli bir ürün ortaya çıkarır. Bu yöntem, sürdürülebilir tarım uygulamaları için önemli bir adımdır ve çiftliklerin atık yönetiminde çevresel etkilerini minimize eder.

Sonuç olarak, biyoreaktör kullanarak çiftlik atıklarının kompostlanması, hem çevresel hem de ekonomik açıdan oldukça faydalı bir süreçtir. Bu yöntem, atıkların değerlendirilmesini sağlarken, aynı zamanda yüksek kaliteli organik gübre üretimi ile tarım sektörüne katkıda bulunur. Kapasite belirleme, yükleme stratejileri ve sürekli üretim modelleri sayesinde, bu sistem çiftliklerin ihtiyaçlarına uygun şekilde esnek bir şekilde uygulanabilir.