بخشی از مقاله
چکیده
زیست توده - بایوماس - اصطلاح مورد استفاده برا ی توصیف هر گونه مواد با منش اء بیولوژیکی شامل مواد گیاه ی مانند درختان، علف ها و محصولات کشاورزی و همچنین کود حیوانی و زبالههای شهری - فاضلاب - میباشد. رطوبت و حجم زیاد و نیز یکسان نبودن مواد متشکله، از جمله عوامل م حدود کننده استفاده از مواد زیست توده خصوصاً کودها ی دامی و ورمیکمپوست است. در حالت طبیعی به علت پایین بودن جرم مخصوص، حمل و نقل این کودها مشکل و پرهزینه است، متراکم سازی و ته هیی پلت یکی از راه های موثر جهت استفاده به ینه، کاهش هز ینه حمل و نقل و افزا یش صرفه اقتصادی در استفاده از کودها ی آلی از جمله ورمیکمپوست است.
برای ته هی پلتهایی با شرایط مناسب، آگاه ی از خواص فزییکی و رئولوژیکی این مواد جهت طراحی و ساخت دستگاههای پلت ساز ضروری میباشد. کودهای دامی و ورمیکمپوست خم ریی بدون استثنا دارا ی خاصیت ویسکوالاستیک بوده و خواص این گونه مواد را میتوان با استفاده از مدلهای رئولوژیکی بیان نمود لذا در این تحقیق از رئومتر کاپیلاری جهت تعیین پارامترهای رئولوژیک 0 ، 0 ، و طراحی و ساخته شد . همچنین با استفاده از نتایج بدست آمده تعداد سوراخ های قالب پلت ساز نوع اکسترودر تعیین شد . نتایج نشان داد برای کود خمیری ورم یکمپوست با محتوای رطوبت %45 مقادیر 0 03D 0.506، 03D 0.02498 0، MPa sm-1 0. 0357 و MP sm-1 0.00145 می- باشد. با توجه به نتایج حاصله تعداد سوراخهای قالب برای پلت کردن ورمیکمپوست 7 سوراخ تعیین گردید.
کلمات کلیدی: رئولوژی، رئومتر کاپیلاری، خواص ویسکوالاستیک، ورمیکمپوست
مقدمه
زیست توده - بایوماس - اصطلاح مورد استفاده برای توصیف هر گونه مواد با منشا بیولوژیکی شامل مواد گیاه ی مانند درختان، علف ها و محصولات کشاورزی و همچنین کود حیوانی و زبالههای شهری - فاضلاب - میباشد .[1] رطوبت و حجم زیاد و ن زی یکسان نبودن مواد متشکله، از جمله ع وامل محدود کننده استفاده از مواد زیست توده خصوصاً کودهای دامی، ورمیکمپوست و کمپوست حاصل از زباله شهری است. در حالت طبیعی به علت پا یین بودن جرم مخصوص، حمل و نقل این کودها مشکل و پرهز ینه است، متراک سازی و ته هیی پلت یکی از راه های موثر جهت استفاده به ینه، کاهش هزینه حمل و نقل و افزا یش صرفه اقتصادی در استفاده از این نوع مواد است .[2] بر طبق اطلاعات حاصل از تحقیقات انجام شده بر رو ی انواع پلت تولیدی در صنایع شیم اییی و کشاورزی، کیفیت پلتهای حاصل از مواد را میتوان از طریق کنترل فرآیند ساخت و تغییر دادن تنظیمات و فرمول بندی مواد متشکله بهینه نمود. متغیرهای ماشین مانند شکل هندسی قالب، مدت زمان نگهداری مواد در قالب و م یزان فشار اعمالی، دهانه ورودی غلتک و متغیرهای فرآیند از قبیل دما، رطوبت و شرا یط بخار - حجم و فشار بخار مورد استفاده - و میزان تغذ هی مواد به درون دستگاه بر روی کیفیت پلتها تاثیر میگذارد .[3]
برای محاسبه فرآیند فشردن و تعیین قدرت لازم، دانستن خواص فیزیکی و رئولوژ یکی مواد و عوامل مؤثر در تجهیزات فشاری ای شکلگریی ضروری میباشد . کودهای دامی و کمپوست پلت شده بدون استثنا دارا ی خاصیت ویسکوالاستیک بوده و خواص اینگونه مواد را میتوان با استفاده از مدلهای رئولوژیکی که شامل فنر و کمک فنر است، بیان نمود .[4] برای اندازهگیری خصوصیات رئولوژیکیخصوصاً اندازهگیری ویسکوزیته مواد مایع، شبه مایع و مواد خمیری دستگاههای مختلفی طراحی شدهاند که ممکن است اصول کار متفاوتی داشته باشند. ویسکومترهای بنیادی را بر اساس روش کار به دو دسته مهم لولهای و چرخشی تقسیم میکنند. در ویسکومترهای لولهای، سیال در اثر وارد شدن نیرو به حرکت در میآید و ویسکوزیته از روی سرعت جریان، اختلاف فشار به کار رفته و شکل هندسی لوله محاسبه میشود .[5] لذا در این تحقیق دستگاه رئومتر کاپیلاری جهت تعیین خواص رئولوژ یکی مواد کودی از جمله پارامترهای 0 - تنش تسلیم در ورود ی قالب - ، 0 - تنش برشی در سرعت صفر در د یوارهی قالب - و - فاکتورهای سرعت - طراحیو ساخته شد و نهایتاً این پارامترها در ورمی کمپوست جهت تعیین تعداد سوراخهای قالب اکسترودر تک پیچ اندازهگیری شد.
مواد و روشها
ورمی کمپوست از فارم پرورش ورمی کمپوست - - wormy culture farm گروه خاکشناسی پردیس منابع طبیعی کرج واقع در شمال غرب تهران تهیه گردید. دستگاه رئومتر کاپیلاری طراحی شده شامل شامل 4 قسمت اصلی زیر میباشد:
1 - بارل به قطر داخلی 25 میلیمتر و ارتفاع 200 میلیمتر که 70 میلیمتر انتهایی آن به صورت پیچ با گام دو میلیمتر میباشد.
2 - شاسی به ارتفاع 115 میلیمتر، 69 میلیمتر بالایی آن به صورت پیچ داخلی به گام دو میلی متر میباشد که بارل درون آن پیچ میشود.
3 - یک سری قالب به قطر داخلی سه میلی متر و نسبت طول به قطر 1 تا 16 که قابلیت تعویض را دارند، و بر روی شاسی درون پیچ داخلی قرار میگیرند.
4 - یک پیستون به قطر خارجی 25 میلیمتر و از جنس PTFE و میله پیستون دارای قطر 18 و ارتفاع 200 میلیمتر میباشد - شکل . - 1
جهت تأمین حرکت رئومتر کاپیلاری، از پرس هیدرولیکی ساخته شده در گروه فنی کشاورزی پردیس ابوریحان دانشگاه تهران استفاده شد . این دستگاه پرس از یک فک ثابت - محل قرارگیری رئومتر - و یک فک متحرک - سیلندر هیدرولیک - تشکیل شده است که توسط جک هیدرولیکی نیروی مورد نظر را به پیستون رئومتر وارد می - نماید - شکل . - 2 این دستگاه با اجزایی که در آن تعبیه شده است، سه قابلیت مهم را دارا می باشد، که عبارتند از: تنظیم فشار مطلوب یا به عبارتی نیرو ی لازم جهت عبور مواد از قالب رئومتر همچنین تنظیم سرعت عبور مواد از قالب و زمان نگهداشتن خمیر ورمیکمپوست در فشار تنظیم شده.
