7.2. İnşaat ve Üretim Öncesi Temel Bilgiler
Her canlının çevresiyle yakın ilişkisi vardır. Çevre koşullarının (sıcaklık, ışık, nem, hava v.b.) değişmesiyle beraber canlıların vücutlarında da değişimler meydana gelebilir. Bir canlının en iyi şekilde büyüyüp gelişmesi, çevrede yaratılacak klimatik etkiye bağlıdır. Çevre koşullarının oluşumunda bir çok olaylar cereyan eder. Bu olayların belirlenmesi, belli bazı kavramların bilinmesi ile mümkündür. Bu bölümde gerekli temel kavramlar, kurallardan ve hesaplamalardan söz edilecektir.
7.2.1. Isı ve Sıcaklık Kavramları
Isı herhangi bir maddenin (odun, kömür, yağ, gaz v.b.) yanması sonucu çevreye verdiği enerjidir. Bu enerjinin çevrede meydana getirdiği ısınma ise sıcaklıktır. Yanma olayı çok değişik şekillerde meydana gelir. Basit bir örnekle, bir soba içinde odunun yanması "kuvvetli yanma" olarak gösterilir. Bu yanmada gözle görülebilen bir alev ve ateş görüntüsü vardır. Yanma sırasında dışarıya kuvvetli bir ısı yayılır. Buna karşın yemek yemiş bir insanın vücudunda bu besin maddelerinin parçalanması, yani yanması "yavaş yanma" dır. Bu yanma gözle görülmez, yani bir alev ve ateş meydana gelmez, sadece ısı oluşumu (Normal vücud ısısı) gözlenir. Yavaş yanmanın değişik şekilleri vardır. Mantar kompostunu hazırlama sırasında, yığında ortaya çıkan sıcaklık artışı, yavaş yanmadan kaynaklanır. Mikroorganizmaların organik maddeleri parçalaması ile ortaya çıkar. Yanma olayının meydana gelmesi için ortamda oksijene gereksinim vardır. Oksijen miktarı azalırsa yanma olayı yavaşlar. Oksijenin tamamen bitmesi durumunda yanma sona erer. Sobanın deliklerinin kapatılması ile sönmesi gibi. Aynı olay kompostun yanması sırasında da ortaya çıkar. Sıcaklığı artmış bir kompost uzun süre aktarılmaz ise, sıcaklık yavaş yavaş azalır. Bunun sebebi yığın içersinde havanın azalmasıdır. Eğer yığın fazla bastırılır ve ıslanırsa, yığın içerisinde yeterli oksijen bulunmadığından yanma yeterli düzeye ulaşmaz,
Yanma sonunda belli bir oranda enerji, karbondioksit ve su açığa çıkar. Her maddenin yanmasında açığa çıkan enerji miktarı farklıdır (Cetvel 7.3).

Cetvel 7.3. Çeşitli Maddelerin Verdiği Enerji Miktarı
Karbonhidratların yanması ise:
180 g.C6H12O6 + 192 g O2---264 g CO2 + 108g H20 + 674kcal şeklinde olur.
Mantar üretim odasında misellerin aktivitesinden dolayı meydana gelecek ısı artışı, yetiştirme dönemindeki CO2 miktarına bağlıdır. Yapılan araştırmalarda ilk flaştaki aktivitede her saat yaklaşık her bir kg kompost için 0.1 g CO2 dır. 100 m2 üretim alanına sahil) bir odaya m2 ye 100 kg kompost konduğunda. 10.000 kg kompostun CO2 üretimi 10.000 x 0.1 = 1.000 g olacaktır. Yukarıdaki karbonhidrat yanma olayında 264 g CO2 açığa çıktığında, 674 kcal elde edilmekte ve bizim örneğimizde bu durum:
1.000 / 264 x 674 = 2.553 kcal/saat olmaktadır. Ancak bu ısının tamamı neşredilmez % 30 kadarı miselin, mantar sap ve şapkasının oluşumunda biyolojik aktivite de vücut içinde harcanır. Geriye kalanı çevreye ısı enerjisi olarak yayılır. Bu da örneğimizde 1.787 kcal 'dır. Pratikte yapılan ölçümlerde metre kareye konan 100 kg komposttan değişik dönemlerdeki aktivite dikkate alınarak ortalama m2 'ye 10-20 kcal ısı yayılmaktadır.
Isının ölçü birimi kaloridir. İngilizcede B.T.U. olarak (1 B.T.U. = 0,252 kcal ve 1 kcal = 3,968 B.T.U. 'dır) geçer. Bir kilo kalori (kcal), bir kilogram suyun sıcaklığını 1°C yükseltmek için gerekli olan ısı miktarıdır. Bir başka değişle 15°C 'deki suyun sıcaklığını 16°C 'ye yükseltmek için 1 kcal 'ye gereksinim vardır. 1 kg 'lık bir maddenin sıcaklığını 1°C yükseltmek için gerekli kcal değeri bu maddenin spesifik (özgül) ısısıdır. Özgül ısı maddelere göre farklılık gösterir. Suyun özgül ısısı 1 'dir. Yani 1 kg suyun sıcaklığını 1°C artırmak için 1 kcal gerekir. Bizim açımızdan önemli olan bir kaç maddenin özgül ısıları Cetvel 7.4'de verilmiştir.
Yakılan maddenin ısı verme gücü belli olunca bir kütlenin ısıtılması ve sıcaklık derecesinin yükseltilmesi için gerekli enerji miktarı kolayca bulunur. 15°C 'deki 100 lt suyun sıcaklığını 25°C 'ye çıkartmak:
25 -15 = 10°C
10 x 100 = 1.000 kcal ile mümkündür.
154

Isıtılan maddelerin hacmi genişler, soğutulduğu zaman daralır. Bundan yararlanılarak verilen ısı miktarına bağlı olarak

çevrede meydana gelen sıcaklık miktarı termometre ile ölçülür.Termometrelerin içine alkol veya civa konur. Ortam sıcaklığı arttığında bu maddeler genişler, hacmi artar ve tüp içinde yükselir. Tersi sıcaklık düşünce hacmi daralır ve tüp içinde alçalır. Mantar tesislerinde kolay ve rahat okunabilmeleri nedeniyle alkollü termometreler daha fazla kullanılır. Termometrelerde ölçü birimi suyun deniz kenarında kaynama noktası 100 ile, buzun erime noktası 0 ele alınarak derecelenmiş ve Celsius (°C = Santigrat) ortaya çıkarılmıştır. Bunun dışında Fahrenhayt (°F) ve Kelvin (K) ölçü birimleri kullanılır. 1°C nin karşılığı 1,8 °F, tef si 1 °F karşılığı 0,556 °C , dir. Derece ve fahrenhayt karşılıkları Cetvel 7.5'de verilmiştir. Kelvin derecesi ise santigrata 273,15 eklemekle bulunur. Örnek:
10°C'nin karşılığı
10 + 273,15=283,15 kelvin,
10x1.8 + 32 = 50° Fahrenhayt,
50°F nin karşılığı
50-32x0,556=10° santigrat'dır.
Isının hareketi iletim ve akışkanlıkla olur. Kaynayan suya metal bir kaşık sokulsa, bir müddet sonra kaşığın sapı ısınır ve tutulmaz hale gelir. Ancak tahta bir kaşık sokulsa, sıcaklık hissedilmez. Maddelerin ısı iletim oranları farklılık gösterir. Mantar tesislerinde duvar dış ortamla iç ortamı birbirinden ayırır. Başlangıçta duvar bu iki ortamın birbirine karışmasını engelleyici durumdadır. Ancak duvarın ısıyı iletim özelliğinden dolabı iç sıcaklık dışarı taşınır. İki ortam arasındaki ısı farkı ne kadar fazla ise taşınma o kadar fazla olur. Bu taşınmayı önlemek, ancak ısıyı iyi iletmeyen bir maddenin iki ortam arasına konması ile mümkündür. Aynı tahtanın sıcak suya batırıldığında ısıyı iletmemesi gibi. İnşaatta ısı kaybı izolasyon yaparak sağlanabilir.

(Hatırlanacağı gibi, yukarıdaki konularda, mantar üretim tesislerinde ısı geçirgenlik değerleri ve değişik izolasyon şekillerinin nasıl yapılacağı hakkında bilgi verilmişti, istenirse o konulara bakarak istenen bilgi bulunabilir.) Cetvel 7.5. Derece ve Fahrenhayt Karşılıkları
Bir maddenin ısıtılması, o maddenin yapısındaki moleküllerin hareket etmesini sağlar. Katı maddelerde molekül hareketi az belirgindir. Bu hareket ancak katı maddenin hacminin genişlemesi ile ortaya çıkar. Aynen bir demirin ısıtılıp soğutulduğunda uzayıp kısalması gibi. Halbuki sıvı ve gaz olan maddelerde bu olay daha belirgindir.
Hava bir gaz karışımı olup kendine göre bir ağırlığa ve sıcaklığa sahiptir. Yapılan ölçümlerde :
-10°Cde........ 1.342 kg/m3
* O Cde..... 1,293 "
10 Cde....... .1,247 "
20 C de....... 1,205 "
30 Cde........ 1.165 "
olduğu saptanmıştır. Hava soğudukça ağırlığı artar ve bu yüzden aşağıya doğru iner. Isındıkça ağırlığı azalır ve yukarı doğru çıkar.
Suyun ısıtılması ile kaynama noktasına gelindiğinde buharlaşma olur ve sıvı gaz haline geçer. Soğutulduğu zaman da donarak katılaşır. Önceden belirttiğimiz gibi deniz seviyesinde 1 kg suyu 0"C 'den 100°C 'ye ulaştırmak için 100 kcal ve bu kaynamaya başlayan 1 kg suyu buhara dönüştürmek için ise 540 kcal gerekir. Şu halde 1 kg suyu buhara dönüştürmek 640 kcal enerji harcamakla mümkündür. 100"C 'de kaynamış bir suyu 60"C ye soğutursak bu sudan 100-60 = 40 kcal ısı geriye dönüşüm yapar. Durumu örtü toprağı pastörize ederken örneklemeye çalışırsak:
- 1 m' örtü toprağı ortalama 700 kg 'dır.
- Nemli örtü toprağının özgül ısısı 0,7 'dir.
- Örtü toprağının pastörize odasına alınma sıcaklığı, o andaki
çevre sıcaklığı ile eşdeğerdir. Örnek 15C 'dir.
- Örtü toprağı (60'C 'de pastörize edilecektir.
Maddenin ağırlığı X (Maddenin ısıtılması için istenen sıcaklık - kendi sıcaklığı) X Özgül ısısı = Pastörize için gerekli başlangıç kalori değeri formülünden :
- Kayıplar ve 4-6 saat pastörizasyon devamı hariç
700 x (60 - 15) x 0.7 = 24.500 kcal bulunur.
1 kg buhar 640 kcal ile elde olunuyor. Bu durumda 1 m3 örtü toprağı için
24.500 / 640 = 38.2 kg buhar gerekir.
Örtü toprağı pastörize edildikten sonra 20-25°C 'ye kadar soğutulur. 60°C 'den 15°C 'ye soğutulmasında 32 kg 'lık buhar örtü toprağı içinde tekrar su haline dönüşmeye başlar ve yaklaşık 32 kg 'lık bir su açığa çıkar. Bu durumda örtü toprağı ıslanır. Örtü toprağı pastörize odasına konurken fazla ıslak konulmamalıdır.
Kompostta durumu incelersek:
-1 m3 kompost 300-600 kg
- Kompost özgül ısısı 0,6
- Kompost başlangıç sıcaklığı 30-40°C
- Kompost pastörize sıcaklığı 60°C 'dir.
600 X (60-30) X 0.6 = 10.800 kcal
10.800 / 640 = 16,8 kg dır.
pastörize edilen kompost havalandırma ile soğutulduğunda, soğutma sırasında açığa çıkan su uçar ve gider. Ancak pastörize odasındaki kompost yığınının üst kısmında bazen bir ıslaklık göze çarpabilir. Bazı durumlarda buhar ısınmaya devam ederse basıncın yükselmesiyle kuru buhar ortaya çıkabilir ve buharın basıncı artabilir. (Bkz: Pastörize odası özelliği). Bu basınç buharın her tarafa yayılmasına ve özellikle duvar içine girmesine neden olur. Eğer duvar ve izolasyon maddesi ıslanacak olursa ısı yalıtımı bozulur.
Havanın ısıtılması için gerekli kalori miktarını bulmada:
Havayı ısıtmak için Havanın spesifik Havanın istenen kalori miktarı = sıcaklığı X ağırlığı
formülü kullanılır. 14°C 'de bir havayı 1°C daha ısıtmak için
1.22 X 0,24 = 0,292 kcal
ısıya gereksinim vardır. 0,292 kcal, 1 m3 havayı ısıtacağına göre, 1 kcal 1X1/ 0,292 = 3,424 m3 havayı ısıtır. Aynı şekilde 15°C 'deki havayı 1°C ısıtırsak
1.23 X 0,24 = 0,295 kcal ve
1X1/ 0,295 = 3,389 m3 havayı ısıtır. Değişik derecelerde aynı hesaplamayı yaptığımızda ve elde olunan sonucun ortalamasını aldığımızda,
3,424 + 3,389 / 2 = 3,40 m3 havanın ısındığını, yani ortalama 1 kcal ile 3,4 m3 havanın sıcaklığını 1°C yükselebildiğimizi görürüz. Mantar tesisimizde, 5 m yükseklikte 5x22 m ebadındaki odamızın hacmi 550 m3 'tür (Bkz : üretim odaları hesaplarına). Oda içi hacmi x İstenen sıcaklık / 1 kcal ile ısıtılacak hava hacmi = Gerekli kalori miktarından :
550 x 16 / 3,4 = 2.588,2 kcal hesaplanır.
2.588/640 = 4,0 kg buhar gerekir. 12 üretim odası olan işletmemizde 12 x 4 = 48 kg olacaktır (Havalandırma yapılmadan ilk ısıtma için).
Buhar kazanının su tüketimini, kazanın su giren kısmına bir su ölçüm saati takarak tespit edilebiliriz.
Mantar Yetiştiriciliği Kitabı Prof.Dr.Atila GÜNAY