Gübre Üretimi

Bitkisel üretimin ve çiftçilerin gelirlerinin artırılabilmesinin verimliliğin artırılmasına bağlı olduğu, verimliliğin geliştirilmesinde ise en etkin yollardan birisinin doğru gübre kullanımı olduğu bilinen bir gerçektir Gübrelerin verimlilik artışındaki payı koşullara göre değişse de, genel olarak % 50civarında olduğu ifade edilmektedir (Aydeniz, 1992) Yurtsever ve Ülgen (1992), Türkiye koşullarında yaptıkları bir hesaplamayla 1990 yılı fiyatları dikkate alındığında gübreleme için yapılan masrafın aynı yılın sonunda yaklaşık 105 kat olarak geri döndüğünü bildirmişlerdir Bu hesaplamalar gübreleme yoluyla yapılan yatırımın çok karlı ve alternatifsiz olduğu gerçeğini açıkça ortaya koymaktadır Bu ekonomik kazanç yanında, gıda üretimi bakımından ülkemizin kendi kendine yeterliliğinin sağlayacağı stratejik ve sosyal yararları rakamlarla ifade etmek mümkün değildir Bu ölçülerde önemli olan gübre kullanımı devletçe de desteklenmiş ve bunun sonucu olarak da gübre tüketim düzeyimiz hızla artarak bu günkü seviyelere ulaşmıştır Ancak bu önemli girdi ile ilgili sektörün pek çok sorunu söz konusudur Toplumsal hayatı dolaylı ama etkin biçimde etkileyen bu sektörün, yeterli dinamizmden yoksun olduğu görüşündeyiz Pek çok sorunu olan gübre sektörünün her fırsatta durumunun gözden geçirilmesi, sorunlarının tartışılması ve çözümler üretilmesi ekonomik açıdan önemli olduğu kadar sosyal ve stratejik bir değere de sahiptir

ÖZET

Bitkisel üretimde verimliliğin artırılabilmesindeki en etkin araçlardan birisi kimyasal gübrelerdir Bu özelliği nedeniyle devletçe önemli bir kaynak ayrılarak bu girdi desteklenmektedir Gübre kullanımının verim üzerine açık etkisinin görülmesi ve desteklemenin teşviki gibi nedenlerle ülkemiz gübre tüketimi hızla artmıştır Ancak son yıllarda tüketim artış hızında bir yavaşlama eğilimi belirmiştirGübre sektörü; üretimi, taşınması, depolan-ması, uygulanması, bitkisel verim ve kaliteye etkisi gibi yönleriyle çok yönlü,dinamik, toplumsal hayatı doğrudan ve dolaylı olarak ciddi bir şekilde etkileyen sektörlerden birisidir Sektörde zaman içerisinde önemli değişimler meydana gelmektedir Bu değişimlerin gelecekte de hızlanarak devam edeceği açıktır

Önemi ölçüsünde yeterince tartışılmayan gübre sektörü,bilgi üretme ve kullanımında yeterli dinamizmden yoksundur Bu makale çok yönlü olan bu konuda bazı noktalarda tespitler ve öngörüler yapmak suretiyle, konunun tartışılması için mütevazı bir katkı olarak düşünülebilir

1- GÜBRE ÜRETİMİ

Gübre tüketimimize benzer şekilde gübre üretimimiz de planlı kalkınma dönemi içerisinde önce hızlı bir artış göstermiş, daha sonra bu artışın hızı yavaşlamış ve VII beş yıllık kalkınma döneminde ise maalesef düşüş göstermiştir (Şekil 7) Plan dönemlerindeki üretim ve tüketim arasındaki farka diğer bir ifade ile üretim açığına baktığımızda, üretim açığının II plan döneminde arttığını, daha sonra azaldığını ancak V plan dönemi ile birlikte yeniden artışa geçtiğini görüyoruz Besin maddeleri bakımından üretim açığını plan dönemleri bakımından incelediğimizde VII beş yıllık plan döneminde azotlu gübrelerde üretim açığının % 2097, fosforlu gübrelerde % 2517, potasyumlu gübrelerde ise % 408 olduğunu görüyoruz

Mevcut gübre fabrikalarının kapasitelerine baktığımızda 1990-1994 yılları için yaklaşık 22 milyon ton’luk (N+P2O5) bir üretim kapasitesinin olduğunu görüyoruz (Çizelge 9) Aynı yıllardaki N+P2O5 tüketimimizin ise 18 milyon ton olduğunu dikkate aldığımızda üretimin tüketimi karşılaması beklenir Ancak gerçekleşme yukarıda da bahsedildiği gibi hiç bir zaman böyle olmamıştır

Gübre fabrikaları çeşitli nedenlerle tam kapasite ile çalışamamaktadır Ancak bu kapasite kullanım oranları çeşitli gübre cinsleri için çok farklı olabilmiştir Nitekim 1990-1994 döneminde üre gübresi üretiminde kapasite kullanım oranı % 976 olabilmişken, triple süper fosfat üretiminde % 294 olarak gerçekleşmiştir Burada son yıllarda triple süper fosfat gübresinin kullanımına karşı olan ilginin azalması diğer bir ifade ile talep düşüklüğü rol oynamıştır Talepteki bu düşmenin öngörülememesinin sektör için düşündürücü olması gerekir Benzer şekilde gübre sektörünün kurulu kapasitesinin 1990-1994 yılları için N/P2O5 olarak 136 olduğunu görüyoruz Halbuki aynı yıllardaki tüketim dengesinin 187 olduğunu dikkate aldığımızda, gübre fabrikalarının yatırım aşamalarında gübre tüketiminin geleceği konularında öngörü yetersizliklerinin olduğunu düşünüyoruz

Gübre sektörünün üretim kapasitesini kamu ve özel kesim olarak irdelersek, sektörün hala yarıdan fazlasının kamunun elinde olduğunu görüyoruz Bu durum sektörde tam rekabet kurallarının işletilmesinde önemli bir problem olarak durmaktadır Zaten bu ve buna bağlı pek çok nedenle sektörde yeni yatırımlar yapılmamaktadır Sektörün sermaye yoğun yatırımlar gerektirmesi ve sektördeki belirsizler yeni yatırım yerine, yenileme yatırımlarının tercih edilmesine neden olmaktadır Kamu sektörünün içinde bulunduğu ekonomik dar boğazlar ve yatırım gücündeki yetersizlikleri dikkate aldığımızda yeni yatırımların mümkün olamayacağını, hatta yenileme yatırımlarında da önemli dar boğazların olacağını öngörmeliyiz Bu nedenlerle kamu tesislerinin çeşitli yöntemlerle özel sektöre devri sektörün kendini yenilemesi bakımından pek çok yarar sağlayacaktır Ancak, kamu tesislerinin özel sektöre devrinde üretici birliklerine tekelleşme sağlamayacak şekilde ama öncelikler sağlanması yoluna gidilmelidir Bu konudaki çalışmaların detayı muhakkak tartışılmaya muhtaçtır

Gübre üretiminde çeşitliliğinin artırılmasına özel bir önemin gösterilmesine gerek vardır Özellikle kompoze gübrelere olan talep artışı bu konuda çalışmaların yoğunlaştırılmasını gerekli kılmaktadır (Kaplan, 1999) Nitekim son yıllarda farklı bileşimli yeni kompoze gübreler üretilerek piyasaya sürülmüştür Ancak seçilen bazı kompozisyonlar yetersiz ön çalışmaların ve pazarlama metotlarının sonucu olarak piyasada beklenilen ilgiyi görememiştir Bu konuda yeni öneriler var olmakla birlikte bazı olumsuz deneyimler üreticileri atak davranmaktan alıkoymaktadır Ancak bu tür yeni gübrelerin diğerlerine göre daha fazla desteklenmesi, gübre üreticilerini daha istekli hale getirebilir Bu çerçevede gübre üreticilerin sıvı gübre üretimlerine yönelmeleri, mikro element içeren gübreleri çeşitlendirmeleri hatta mikrobiyel gübre üretimine yönelmeleri sağlanabilir

Gübre ham maddeleri bakımından dışa bağımlılığımız; ucuz ve kaliteli ham madde teminindeki güçlükler sektörün en zayıf noktalarıdır Fosfat kayası, pirit, kükürt, potas, doğal gaz ve kömür ana maddeleri; bu maddelerden üretilen amonyak, sülfirik asit ve fosforik asit ara maddelerdir Ana maddelerden fosfat kayası büyük potansiyeller sunmasına rağmen tenörlerinin düşük olması nedeniyle istenilen üretim sağlanamamaktadır Üretim maliyetinin yüksek oluşu ve talebi karşılayamaması ithalatı gerekli kılmaktadır Fosfat kayası ithalatı genellikle Orta Doğu ve Kuzey Afrika ülkelerinden yapılmaktadır Diğer ham maddelerden pirit ve kömürde şimdilik dar boğaz görülmemektedir Kükürt için yeni yatakların bulunması gerekmektedir (Uncugil, 1991) Ham madde kaynaklarımızın rezervlerinin yetersiz, tenörlerinin düşük, üretim maliyetlerinin dış pazarlarla rekabet edememesi, ithalatı zorunlu kılmaktadır Ancak bu alanda yapılacak çalışmalarla (arama ve uygun teknolojiler geliştirme) ithalat miktarları önemli ölçüde azaltılabilir Amonyak üretimi için doğal gazın kullanımı maliyetlerin azaltılabilmesi imkanı sağlamaktadır Ancak bu konuda mevcut linyit yataklarımızın değerlendirilmesi de uzun vadede gözden uzak tutulmamalı bu noktadaki teknolojik geliştirmeler üzerinde durulmalıdır Kısa ve orta vadede ise doğal gaz temininde görülebilecek gelişmeler ümit verici gözükmektedir

Gübre üretiminde meydana gelen emisyonlarda kükürt oksitler, azot oksitler ve toz genel kirleticiler olup amonyak ve flor bileşikleri bu çerçevede sayılabilir Ayrıca atık sular üretim faaliyeti konusuna göre amonyak, azot, fosfor, sülfat, flor bileşikleri, kadmiyum ve askıda katı maddeler, klor, demir bileşikleri, hidrazin yağı, gres çökelebilen katı maddeler içerebilmektedirler Gübre üretim tesislerinin bahsedilen bu maddeler yoluyla çevreye verdikleri zararlar çok çeşitli faktöre göre değişkenlik göstermektedir Bu etkilerin azaltılması için yapılabilecekler de çeşitlidir, ancak genellikle ortak özellikleri büyük yatırımlar gerektirmeleridir Avrupa Birliği’ne giriş sürecinde bu yatırımlar bir gereklilikten zorunluluğa dönüşecek ancak bu konuda fonlardan çeşitli finansman olanakları elde edilebilecektir Hükümetin bu konuda teşvik edici ve destekleyici olmasına gerek vardır

2- GÜBRE ÜRETİMİNDE REAKSYONLAR VE HAMMADDELER

1- REAKSYONLAR:

Granülasyon esnasında meydana gelen reaksiyonlar şunlardır :

NH3(sıvı) + H3PO4 ® NH4H2PO4 + Q1

(mono amonyum fosfat MAP)

NH3(sıvı) + NH4H2PO4 ® (NH4)2HPO4 + Q2

(di amonyum fosfat DAP)

2NH3(sıvı) + H2SO4 ® (NH4)2SO4 +Q3

2- HAMMADDELER:

1- SÜLFİRİK ASİT İÇİN:

Tesiste kullanılan flotasyon piritinin vasıfları şöyledir :

a- Kimyasal analiz (kurubaz)

- Kükürt % 42 (asgari)

- Demir %44

- Arsenik %0,3 (azami)

- Çinko %0,3

- Nem %8 (azami)

- Bakır %0,8-1

b- Fiziksel analiz (Tyler sistemi)

- 48 mesh (0,300mm) % -

- 65 mesh (0,210mm) %1

- 100 mesh (0,149mm) %4

- 200 mesh (0,074mm) %25

- 200 mesh (0,074mm) %70

2- FOSRORİK ASİT İÇİN:

Hammadde olarak fosfate Ca3(PO4)2, mamül madde olarak %98’lik H2SO4, alt yapı girdileri olarak da ; deniz suyu, proses suyu, elektrik enerjisi, enstrüman alet havası,bir miktar da ısıtma amacıyla buhar kullanılmaktadır

Reaksiyon iki aşamada oluşur İlk aşamada fosforit, fosfat asiti ile sülfat asidine nazaran daha çabuk reaksiyon verir Mono kalsiyum fosfat meydana gelir Reaksiyon denklemi :

Ca3(PO4)2 + 4H3PO4 3CaH4(PO4)2 ( Mono kalsiyum fosfat )

+ 3CaH4(PO4)2 + 3H2SO4 + H2O 3CaSO42H2O + 2H3PO4

3Ca(PO4)2 + 3H2SO4 + H2O 3CaSO42H2O + 2H3PO4

Şılam (Reaksiyon çamuru)

3- GÜBREDE KALİTE KONTROL ANALIZLERİ

Gübre ve fosforik asit üretiminde kullanılan çözeltiler

DAP , NP , NPK gübreleri için ortak yapılan analizler

-Tüm P2O5 tayini,

-Suda eriyen P2O5 tayini,

-N ( Azot ) tayini

DAP, NP, NPK gübreleri için nem (rutubet) tayini, tane iriliği (elek) analizi

DAP, NP, NPK gübrelerinde N/P oranı tayini, hesap yoluyla N/P oranı

Kinolinyum fosfo molibdat metodundaki reaksiyonlar

NP, NPK gübresinde K2O tayini

Fuel-oil’in viskozitesinin bulunması

Fosforik asitte çabuk P2O5 ve H2SO4 tayini

Jibs’te P2O5 tayini

Fosfatta nem, P2O5 ve potansiyometrik klor tayini

Tüm P2O5 Tayininde Kullanılan Çözeltiler :

Brom krozel yeşili (1 gr Brom krozel alkol ile 1 litre’ye tamamlanır)

Fenol ftalein (1gr fenol ftalein alkol ile 1litre’ye tamamlanır)

Karışık indikatör :

a- 1 gr Timol mavisi + 22 ml 0,1 N NaOH + 500 ml metanol ile çözülüp su ile 1 litre’ye tamamlanır

b- 0,66 gr fenol ftalein 666 ml etil alkol içerisinde eritilir

Her iki karışım tamamı uygun bir kap içerisinde birleştirilip karıştırılır

ZM çözeltisi :

a- 54 gr MoO3 + 11 gr NaOH +200ml su içerisinde renk berraklaşıncaya kadar kaynatılır

b- 60 gr sitrik asit + 140 ml HCl + 300 ml su ile karıştırılıp eritilir

Her iki karışım uygun bir kapta birleştirilip 1 litre’ye tamamlanır İçerisine %1’lik KBrO3 çözeltisinden birkaç damla damlatılır

Kinolin : 350 ml su + 60 ml HCl bir kapta karıştırılıp 75oC’ye ısıtılır İçerisine 50 ml saf kinolin damla damla ilave edilip karıştırılır Su ile 1 litre’ye tamamlanır

N/2 NaOH : 20 gr NaOH su ile 1 litre’ye tamamlanır Titrisol N/2 HCl ile faktörlenir

N/2 HCl : %37’lik HCl’den 41,5 ml su ile 1 litreye tamamlanır Titrisol N/2 NaOH ile faktörlenir

Not : Laboratuvarda titrasyon çözeltilerinin faktörü 1 olarak ayarlanmaktadır

K2O Tayininde Kullanılan Çözeltiler :

1- BAC : Yaklaşık %625’lik % 17’lik zetiran kloritten 37 ml alınarak su ile 1 litre’ye tamamlanır

2- Amonyum oxalat : %4’lük amonyum oxalat 1 litre’ye tamamlanır

3- KH2PO4 : 2,5 gr potasyum bifosfat su ile eritilir, 50 ml %4’lük amonyum oxalat ilave etmeden 250 ml’ye tamamlanır

4- STFB ( Sodyum tetra fenil borat ) : Yaklaşık %1-2’lik hazırlanır 12 gr STFB 800 ml suda eritilir, 20-25 gr AL(OH)3 ilave edilip eritilir Yaklaşık 5 dakika karıştırılır 42 N Watman banttan (mavi bant) süzülür Süzüntüye 2 ml %NaOH ilave edilip 1 litreye tamamlanır Çalkalanır ve 48 saat dinlendirilir Renk berrak olmalıdır

Tüm P2O5 Tayini :

Analizi yapılacak gübre iyice toz haline getirilir Nem kapmaması için ağzı kapalı bir kaba konur

1 gr numune 0,001 hassasiyetle tartılır 250 ml’lik behere konur 70-80 ml kadar su ve konsantre HNO3 ilave edilir Çeker ocakta gübre tamamen eriyene kadar kaynatılır Biraz soğutulup renk hafif sarı olana kadar 1/9 HCl katılır Beherin iç cidarı, saf su ile yıkanıp tekrar kaynamaya başlayana kadar ısıtılır İyice soğutulur 500 ml’lik balona aktarılır ve su ile tamamlanır İyice çalkalamak suretiyle eriyik homojen hale getirilir Bu eriyikten 50 ml pipetle erlen mayere alınır ve kinolinyum fosfomolibdat metodu ile çöktürülür

Çöktürme 500 ml’lik erlene alınan örnek çeker ocakta ısıtıcı üzerinde ısıtılır 50 ml ZM çözeltisi ilave edilir, karıştırılır Kaynamaya başlayınca 25 ml kinolin çözeltisi damla damla ilave edilerek P2O5 çöktürülür Bu esnada yumurta sarısı bir renk oluşmuştur Taşırmadan dikkatlice kaynatılır Köpürmeye başlayınca alınır Erlenin dışına çeşme suyu akıtılarak hem soğutulur hemde çökeleğin dibe oturması sağlanır

Soğuyan çözelti beyaz filitre kağıdından kemmi hunisi ile süzülerek asitli su atılır Çökeleğin asitlik durumu tamamen kaybolana kadar saf su ile yıkanır, pH kağıdı ile kontrol edilir ve titre edilir

Titrasyon : Tamamen nötür hale gelmiş çökelek filtre kağıdı ile birlikte erlene konulur 100 ml kadar saf su ilave edilir, iyice çalkalanıp çökeleklerin filitre bantından ayrılması sağlanır N/2 NaOH çözeltisi ile sarılık tamamen kaybolana kadar titre edilir Sarfiyat miktarı okunup kaydedilir (A ml) 5-6 damla karışık indikatör damlatılır Mor bir renk meydana gelmiştir N/2 HCl çözeltisi ile mor renk kaybolana kadar titre edilir Buna geri titre denir Yani N/2 NaOH sarfiyatının fazlası bu titrasyon ile tesbit edilir Bunun için harcanan N/2 HCl sarfiyatı da kaydedilir (B ml) Hesaba geçilir

veya

A = N/2 NaOH sarfiyatı

B = N/2 HCl sarfiyatı

0,001366 = 1ml N/2 NaOH çözeltisinin tekabül ettiği P2O5 miktarı

01 = 500 ml’ye seyreltilen 1 gr numuneden çöktürmek üzere aldığımız 50 ml = 01 gr

Bazı Açıklamalar :

1-Çöktürmede kullanılan ZM ve kinolin çözeltileri günlük analizlerde 1/5 oranında daha az yani 40 ZM 20 kinolin şeklinde kullanılabilir

2- Değeri çok hassas olan gübrelerde çöktürme esnasında önce birkaç damla %10 FeCl3 damlatılır Fe(OH)3 çökünceye kadar %20 NaOH katılır Derişik HCl’den Fe(OH)3’in çökeleği kaybolana kadar ilave edilir Sonra 50 ml ZM ilave edilip kaynatılır 25 ml kinolin ile çöktürülür