بخشی از مقاله
چکیده
در این تحقیق اثر رقم و سرعت بارگذاري بر خواص مکانیکی دانه کرچک شامل نیرو و انرژي شکست، نیروي تسلیم بیولوژیکی، ضریب الاستیسیته ظاهري و چقرمگی مورد مطالعه قرار گرفت. آزمایشها تحت بارگذاري شبه استاتیک به کمک دستگاه آزمون مواد اندازهگیري شد. در این تحقیق از پنج توده بذر - دزفول، ایذه، باغملک، شوشتر و ارومیه - و چهار سطح سرعت 5 - ، 15، 25، - 35mm/min استفاده گردید. نتایج تجزیه واریانس نشان داد که اثر رقم بر روي نیرو، ضریب الاستسسیته ظاهري و نیروي نقطه تسلیم بیولوژیکی و انرژي شکست معنیدار بود.
بیشترین نیروي شکست مربوط به توده بذر ایذه و کمترین میزان نیروي شکست مربوط به توده بذر دزفول و شوشتر میباشد. توده بذر ایذه و باغملک با میانگین نیروي شکست 75/11 N و 68/21 N بیشترین و توده بذر باغملک، دزفول و شوشتر کمترین مقدار نیروي شکست را داشتهاند. تاثیر سرعت بر میزان نیروي نقطه تسلیم بیولوژیکی اثر معنیدار داشت. تاثیر متقابل رقم در سرعت براي مدول الاستیسیته و انرژي شکست معنیدار بود.
ضریب کشسانی در توده بذري باغملک با افزایش سرعت از 144 به 65/5 به صورت معنیداري کاهش پیدا کرده است. میانگین ضریب کشسانی تودههاي دزفول، ایذه، شوشتر به ترتیب برابر با 87/44 ، 80/9 و 91/18MPa بدست آمد.
-1 مقدمه
کرچک با نام علمی - Ricinus communis.L - گیاه روغنی و دارویی از خانواده فرفیون - Euphorbiacea - میباشد که به طور عمده در مناطق گرمسیري رشد میکند شکل - . - 1 مهمترین ماده تشکیل دهنده دانه کرچک روغن آن است که در واریتههاي تجاري مقدار آن بین 55-40 درصد میباشد. در شرایط مطلوب از هر هکتار 5-4 تن کرچک برداشت میشود و تولید روغن بالقوه به طور میانگین در جهان 460 کیلوگرم در هکتار است
شکل :1 گیاه کرچک.
کشورهاي هندوستان، چین و برزیل از جمله کشورهایی هستند که بیشترین مقدار را به خود اختصاص دادهاند که به ترتیب ترتیب با تولید 870، 260و170 میلیون تن در مقام اول تا سوم جهان قرار دارند. سهم سایر کشورها در تولید کرچک 110 میلیون تن میباشد .[Fao, 2008] کرچک به طور عمده به خاطر روغن آن کشت میگردد.
روغن کرچک با توجه به خواص فیزیکی و شیمیایی آن موارد استعمال فراوانی در صنعت، داروسازي و تولید سوخت بیودیزل دارد .[Ogunniyi, 2006] شناخت خواص فیزیکی و مکانیکی محصولات کشاورزي همچنین مدلسازي مهندسی آنها در طراحی ماشینها و ادوات کشاورزي مرتبط با آن محصول از جایگاه مهمی برخوردار است. در مرحله پس از برداشت و فراوري محصول و انتقال آن تعیین خواص مکانیکی از جمله ضریب کشسانی در کاهش صدمات مکانیکی، افزایش بازده فراوري و بهینهسازي ماشینهاي فراوري موثر میباشد ]توکلی هشجین،
در مورد تعیین نیرو و انرژي لازم براي شکست دانه تحقیقات بسیاري صورت گرفته است، از جمله Foutz و همکاران - 1993 - معتقد بودند که مقاومت مکانیکی دانه به ترکیبات سلولزي دیوارره سلول و مواد مرکبی که سلول و مواد مرکبی که سلولها را به هم پیوند میدهند دارد. نیروي شکست دانه تحت تاثیر نیروهاي استاتیک و شبه استاتیک معیار مناسبی براي طراحی ادوات با کارایی و کیفیت کار بالاتر می-باشد، که از آن میتوان به عنوان اصول اولیه و اساسی در طراحی و تنظیم قسمتهاي مختلف ماشینهایی که با دانه در ارتباط میباشند، استفاده نمود
از آنجاییکه آزمایش بارگذاري شبه استاتیک معمولا بیانگر ویژگیهاي مقاومتی و خواص مکانیکی نمونه مورد آزمایش خواهد بود میتواند در طراحی و بهینهسازي ماشینهاي فرآوري، همچون ماشینهایی که در فرآیند استخراج روغن از دانه کرچک استفاده میشود، مورد بهرهبرداري قرار گیرد. هدف این تحقیق بررسی اثر رقم، سرعت بارگذاري بر خواص مکانیکی دانه کرچک، شامل نیرو و انرژي شکست، نیروي نقطه تسلیم بیولوژیکی، ضریب الاستیسیته ظاهري و چقرمگی میباشد.
-2 مواد و روشها
1-2 آماده سازي نمونهها
براي انجام آزمایشات پنج نمونه توده بذر کرچک از مناطق ارومیه، دزفول، ایذه، باغملک وشوشتر تهیه گردید.
کلیه دانهها به طور دستی تمیز و دانههاي شکسته از آن جدا شده و دانههاي یک دست و سالم براي انجام آزمایشات باقی ماندند شکل - . - 2 مقدار معینی از نمونهها را براي مدت 72 ساعت در دماي 103 درجه سلسیوس درون آون قرار گرفته و براساس روش استاندارد وزنی مقادیر رطوبت اولیه هر یک از ارقام اندازهگیري شد.
شکل :2 دانه کرچک.
2-2 روش آزمایش
براي تعیین خواص مکانیکی از ماشین آزمون مواد - مدل H50K-S، مارك Hounsfield و ساخت کشور انگلستان - با لود سل 50 N استفاده شد شکل - . - 3 در این تحقیق براي بررسی اثر سرعت اعمال نیرو بر روي میزان نیروي شکست، دانه کرچک تحت بار با سرعتهاي ثابت 35mm/min، 25، 15، 5 قرار گرفت. نحوه بارگذاري نمونهها در بین دو صفحه موازي در شکل - 4 - نشان داده شده است.
تعداد 10 دانه در هر سطح آزمایش در نظر گرفته شد. دانه بین دو صفحه تخت ثابت و متحرك دستگاه آزمون مواد قرار گرفت و نمودار نیرو- تغییر شکل دانه به طور پیوسته ترسیم گشت و بارگذاري تا لحظه اي که نیرو به بیشترین مقدار خود میرسید، ادامه یافت. میزان تغییر شکل و نیرو در نقطه شکست براي دانه کرچک مستقیما از نمودار استخراج شدند.
