Şekerden baharata, çimentodan kuma kadar dünyanın her yerinde insanlar katı dökme malzemelerle sürekli iç içedir. Bu malzemeler gıdaların saklanması, bina ve yolların yapılması, ilaç üretimi ve fırıncılık gibi alanlarda kullanılmaktadır. Kısaca dökme malzemelerin (hammaddelerin) günlük hayatımızın ayrılmaz bir parçası olduğunu söyleyebiliriz. Kuru hammaddeler, ilgili endüstrilerde (gıda, plastik, çimento, ilaç, kimya vb) elleçlenirken, çeşitli işlenme süreçlerinden geçer ve bu proseslerde depolandığı birimlerde (silo, bunker, hopper..) akmama sorunlarıyla karşılaşılabilir.

Kuru malzemenin akmaması sebebiyle meydana gelen bu akış sorunlarının birçok nedeni vardır. En önemli faktör; ekipmanların uygulamaya ve malzemeye uygun olarak tasarlanmamasıdır. Tasarımın; ürünün kalitesini bozmayacak ve tahliyesini engellemeyecek şekilde oluşturulması gerekir. Çoğu ekpiman tasarımı (özellikle bu blog yazısının konusu olan depolama birimleri), işlenen dökme malzemenin akış özelliklerini dikkate almadan yapılır ve sonuç olarak depo birimi içinde çok sayıda malzeme akış sorunu ortaya çıkar. Bu sorunlardan bazıları aşağıda ele alınmaktadır.

Baca Oluşumu (Kanallanma – Kanal Oluşumu)

Baca/kanal oluşumu, malzemenin depolandığı ünitenin çıkış ağzı üzerinde görülür. Dökme hammadde sadece çıkış ağzı boyunca tahliye edilirken, bir kısmı yan duvarlara yapışır ve sonucunda kanala benzer bir boşluk oluşumu gözlemlenir. Kanallanma sorunu, genellikle huni akışı olarak adlandırılan ve depo birimine giren ve “ilk giren ilk çıkar” akış sırası sergilemeyen bir akış modelinden kaynaklanır. Malzeme eğer kohezif ise, huni akış tipinde stabil bir kanallanma oluşarak akmama sorununa yol açar.

Köprülenme (Kemerlenme)

Kemerlenme olarak da adlandırılan köprülenme, topaklanma veya birbirine kenetlenme eğilimi gösteren yapışkan dökme malzemelerde gözlemlenen yaygın bir durumdur. Dökme malzeme depo biriminin çıkış ağzı üzerinde sabit bir köprü oluşarak, malzeme tahliyesi engellenir. Bu akmama sorunu çoğunlukla tanecikler arası kohezif çekimlerin gücüne ve taneciklerin birbiriyle sürtünmesine bağlıdır.

Ayrışma (Segregasyon)

Segregasyon, dökme malzeme taneciklerinin boyut, yoğunluk, şekil vb fiziksel veya kimyasal özelliklerindeki farklılıklar nedeniyle ayrıştığı bir durumu ifade eder. Bu nedenle, bu tür farklılıklara sahip dökme malzemeler elleçleme işlemleri sırasında ayrışabilir. Elleçleme işlemleri sırasında, daha hafif veya daha küçük boyutlu partiküller üste doğru taşınmaya meyilliyken, daha yoğun veya büyük boyutlu partiküller dibe çöker. Karışım halindeki dökme malzemeler ayrışma eğilimi göstererek tutarsız bir malzeme tahliyesi yaratır ve sonucunda tahliye edilen malzemenin homojen olmaması nedeniyle ürün kalitesi etkilenir.

Dökme malzemelerin davranışını ve yapısını anlamak, bir tesiste optimum operasyonları sağlamak için ideal depo birimlerinin mühendisliğinin temelini oluşturur. Uygun şekilde tasarlanmış/mühendisliği yapılmış depolama üniteleri ile yukarıda bahsedilen akış sorunlarının önüne geçilebilir; böylece güvenlik, üretim hızı ve ürün kalitesi arttırılırken arıza süreleri de azaltılabilir.