بخشی از مقاله
چکیده
تمیز کردن و درجه بندی دانه یا بذر ، دو گام ب سیار مهم و ا سا سی در کاهش تلفات و افزایش کیفیت مح صول تولید شده میبا شد. در این پژوهش برخی از خواص فیزیکی و آیرودینامیکی کنجد، گندم و جو در رطوبت اولیه دانه تعیین شد. از این خواص برای بهینهسازی دستگاه بوجاری بستر شناور ساز استفاده شد. در ارزیابی دستگاه اثر دو تیمار میزان سرعت باد در لوله شناور سازی مواد و اندازه چشمی الک بالایی بر میزان پاکسازی دانه مورد بررسی قرار گرفت. دادهها توسط آزمایش فاکتوریل با طرح پایه بلوکهای کامل تصادفی در دو بلوک برای گندم و جو و سه بلوک برای کنجد مورد ارزیابی قرار گرفت و در نهایت میانگینها با آزمون چند دامنهای دانکن با هم مقای سه شدند. نتایج ن شان داد سرعت باد تأثیر معنیداری در پاک سازی دارد اما نیمه باز - میانگین اندازه چ شمی - یا حداقل - به اندازه بزرگترین بعد دانه مورد بوجاری - بودن الک بالایی تأثیر چندانی بر میزان محصول خروجی ندارد اما در صورت حداقل بودن اندازه چشمی، از عبور کلشهای درشت به درون محصول اصلی جلوگیری میکند.
واژههای کلیدی: الک، بستر شناورساز، بوجاری، خواص فیزیکی، کنجد.
-1 مقدمه
تمیز کردن و درجه بندی دانه یا بذر، دو گام بسیار مهم و اساسی در کاهش تلفات و افزایش کیفیت محصول تولید شده میباشد. وجود بذر علفهای هرز، کاه وکلش با در صد رطوبت بالا به همراه دانه سبب پو سیدگی، فا سد شدن و در نتیجه تغییر طعم و بوی مح صول انبار شده می شود. لذا بوجاری، پاک سازی و تمیز کردن مح صول به منظور تهیه بذر، انبار نمودن، بازار پ سندی، فرآوری، م صرف و ... از فعالیتهای ضروری بعد از عملیات بردا شت مح صول ا ست. پاک سازی دانه م شکلاتی که در زمان انبار کردن، انتقال، ذخیره سازی، خرید و فروش رخ میدهد را کاهش خواهد داد. مشخصاتی که ب رای جداس ازی م ورد اس تفاده ق رار میگیرد عبارتند از: ان دازه، ش کل، وزن مخص وص، باف ت سطحی، سرعت حد، ه دایت الکتریک ی، رن گ و ... . ان واع زیادی از ماش ینه ای بوج اری ساخته شده اس ت ک ه از مشخصات فیزیکی فوق هم به طور جداگانه و ه م به صورت ترکیب برای تمیز کردن و بوجاری بذر استفاده شده است - ریموند 1980، ونگ و همکاران . - 1994
در سال 1394 یک دستگاه بوجاری بستر شناور در پژوهشکده مکانیک واقع در سازمان پژوهشهای علمی و صنعتی ایران توسط عباس اکبرنیا ساخته شد. طی ارزیابیهای به عمل آمده از دستگاه مذکور ضمن جداسازی مواد از یکدیگر معایبی جزئی در عملکرد آن ملاحظه گردید از جمله؛ن شتی هوا مخ صو صاً در لولههای ارتباطی که باعث افت ف شار، کاهش عملکرد د ستگاه و افزایش م صرف انرژی و در نتیجه کاهش بازدهی آن را به دنبال دا شت. همچنین به دلیل منا سب نبودن طرح واحد خروجی، مواد - شامل مواد زائد و مواد ا صلی - در اطراف د ستگاه پخش می شد. در این تحقیق ضمن برر سی نقاط ضعف و قوت طرح اولیه، ن سبت به بهینه سازی د ستگاه در قالب پروژهای تحت عنوان ساخت و ارزیابی واحد قابل تنظیم جداساز پوشال از دانه برای دستگاه بوجاری بستر شناور ساز اقدام شد. مواردی بهینهسازی در دستگاه عبارت بود از؛
-تعیین زاویه مناسب برای سقوط مواد از مخزن به لوله بستر شناور ساز جهت جلوگیری از نشت هوا به درون مخزن
-تعیین سرعت مناسب دمنده با آزمایش و محاسبه رابطه سرعت هوا و بسامد موتور
-اندازهگیری سرعت حد، ضریب اصطکاک بین دانه و سطح مورد نظر، زاویه نشست استاتیکی و دینامیکی وخواص ابعادی دانه هدف از این تحقیق بهینه سازی د ستگاه اولیه بوجاری ب ستر شناور ساز و تعبیه واحد جدا سازی قابل تنظیم به منظور بوجاری وجداسازی دانههای مختلف - ریز و درشت - توسط دستگاه است.
-2 پیشینه تحقیق
در زمینه طراحی، ساخت و ارزیابی د ستگاه بوجاری و درجهبندی و همچنین خواص فیزیکی و آیرودینامیکی مح صولات مختلف، مطالعاتی صورت گرفته که در ذیل به برخی از آنها اشاره میشود.فریدی و همکاران در سال 1392 تأثیر اندازه و ضریب اصطکاک دانه چهار رقم گندم ایرانی آذر، سرداری، سبلان و الوند را بر ایجاد تلفات در دستگاههای بوجاری مورد بررسی قرار دادند. آنها نتیجه گرفتند که اندازه هندسی دانهها - شامل سه بعد طول، عرض و ضخامت - در ارقام مختلف گندم متفاوت ا ست. بنابر این باید برای هر رقم، غربالهایی با قطر سوراخ خاص، طراحی و ساخته شود در غیر این صورت منجر به افزایش تلفات گندم در د ستگاههای بوجاری می شود. آنها همچنین با تعیین ضرایب ا صطکاک این ارقام با سطوح مختلف به این نتیجه رسیدند که شیب غربالها برای هر رقم گندم باید به طور جداگانه تنظیم شود زیرا عدم انجام این تنظیم نیز سبب افزایش تلفات گندم در دستگاههای مذکور میشود.
آقاگلزاده و همکاران در سال 1380 یک د ستگاه بوجاری برای درجهبندی نخود طراحی، ساخته و ارزیابی نمودند. مقدار سرعت حد نخود با درصد رطوبت هفت تا نه درصد، 10 تا 15 متر بر ثانیه بود. ضریب اصطکاک بین نخود و چند سطح مختلف را اندازهگیری نموده بیشترین ضریب اصطکاک مربوط به فایبرگلاس 0/33 و کمترین مربوط به سطح ورق گالوانیزه 0/28 بود.رضوی و همکاران در سال 2006 برخی خواص فیزیکی چهار رقم اصلاح شده گندم ایرانی - الوند، چمران، طوس و مرودشت - را در رطوبت اولیه آنها تعیین نمودند. مقای سه ضرایب ا صطکاکی ارقام مورد برر سی بر سطوح مختلف ا صطکاکی نیز ن شان داد کمترین ضریب اصطکاکی مربوط به شیشه و بیشترین ضریب اصطکاکی مربوط به لاستیک میباشد.
آکینوسو و همکاران در سال 2008 تأثیر محتوای رطوبتی بر برخی خواص فیزیکی و آیرودینامیکی دانه دو گونه کنجد - یاندو 55 و ای - 8 را بررسی کردند. این خواص فاکتوری برای طراحی و انتخاب دستگاههای پاککننده دانه کنجد میباشد.چناری و همکاران در سال 1392 عملکرد سه د ستگاه بوجاری مختلف را روی ارقام گندم شمال خوز ستان برر سی کردند. تحلیل نتایج آماری نشان داد که بین فاکتورهای مقایسه شده اثر معنیداری بر بازده کل بوجاری وجود دارد. همچنین مشخص شد که کاهش میزان تغذیه و افزایش سرعت باد، باعث افزایش بازده کل بوجاری میشود.ایشپکف و همکاران در سال 2016 شاخصهای جریان در یک دستگاه آزمایشگاهی جداکننده دورانی با لرزش زاویهای نامتقارن را مورد بررسی قرار دادند. این دستگاه برای جداسازی میوه و دانه از اینرسی استفاده میشد.
نوریجنگی و همکاران در سال 1393 برخی خواص فیزیکی، مکانیکی و حرارتی دو رقم جو - ارقام نصرت و کویر - را اندازهگیری نمودند و اثر رطوبت روی خواص مکانیکی، نیرو و انرژی شکست را تعیین نمودند با توجه به نتایج ایشان با افزایش رطوبت، ابعاد، قطر میانگین حسابی و هندسی، کرویت، وزن هزار دانه، زاویهی استقرار و ضریب اصطکاک روی صفحات مختلف برای هر دو واریته افزایش داشت. چگالی ظاهری و واقعی هر دو رقم با افزایش رطوبت، کاهش یافت. تغییر رطوبت روی تخلخل تأثیر چندانی نداشت. میانگین تخلخل رقم نصرت 46/02 و رقم کویر 44/46 درصد به دست آمد. برخی نتایج ایشان در پیوست موجود میباشد.
وُ سَدی و همکاران در سال 1388 یک د ستگاه خ شککن ب ستر سیال طراحی و ساختند و مراحل سیال سازی را برر سی کرده و نتایج حا صل از محا سبات تئوری و نتایج آزمای شگاهی و همچنین سینتیک خ شک کردن ب ستر سیال شلتوک برنج را برر سی و نتایج را با شرایط بستر ثابت مقایسه نمودند و به این نتایج رسیدند که سرعت هوای ورودی نقش تعیینکنندهای در ایجاد شرایط بستر ثابت و سیال دارد و عامل مؤثر در خشککنها دمای سیال خشک کننده است.ن صیری و صادقی در سال 1392 یک د ستگاه پو ستکن پیو سته کنجد را طراحی، ساخته و ارزیابی نمودند شیب د ستگاه و دور محور پوستکن فاکتورهای اصلی آزمایش بودند نتایج نشان داد که این دو عامل تأثیر معنیداری بر درصد پوستگیری دانهها دارند و بیشترین درصد پوستگیری در شیب صفر درجه و کمترین سرعت دورانی دستگاه به دست آمد.
درویشی در سال 2012 تأثیر محتوای رطوبتی را روی خواص فیزیکی و مکانیکی دانه کنجد سفید برای توسعه دستگاههای فرآوری این محصول برر سی نمود. او گزارش داد که با افزایش محتوای رطوبتی از 4/5 به 15 در صد بر پایه وزن تر، نیروی گسیختگی افزایش یافته و از 9/90 به 10/625 نیوتن رسید.موحد و همکاران در سال 1394 تأثیر رطوبت و جنس سطح بر زاویه استقرار و ضریب اصطکاک دو رقم گندم بهرنگ و شیرودی را مورد برر سی قرار دادند. بر ا ساس نتایج آنها افزایش رطوبت باعث افزایش معنیدار خواص مذکور گردید. نتایج ای شان ن شان داد که زاویه سکون دانهها روی سطوح مختلف متفاوت است.اکبرنیا در سال 1394 ن سبت به سا خت یک نمونه از د ستگاه بوجاری ب ستر شناور ساز اقدام کرد. در ساخت بدنه این د ستگاه با الهام گیری از لوله ونتوری ن سبت به تغییر مقطع در ق سمت مرکزی آن اقدام شد تا در محل سقوط مواد به داخل محوطه د ستگاه بر ا ساس قانون برنولی با تغییر افت فشار در آن ناحیه، اثر بخشی جریان سیال بر مواد در راستای جداسازی آنها از یکدیگر بیشتر شود.
-3 مواد و روشها
-3-1 تعیین خواص فیزیکی کنجد، گندم و جو
در طراحی دستگاههای بوجاری عواملی چون شیب، بسامد لرزش، ابعاد و قطر سوراخ غربالها بر اساس خصوصیات فیزیکی و مکانیکی محصولات محاسبه و تعیین میشوند. بنابر این خواص آیرودینامیکی و ابعاد موادی که از هم جدا میگردند نیز وارد عمل خواهد شد.معمولاَ یک دستگاه بوجاری که برای محصول خاص طراحی و ساخته شده است را نمیتوان برای محصولات دیگر استفاده نمود مگر این که امکان تنظیمات و تغییرات خا صی در د ستگاه مذکور به منظور ا ستفاده از آن برای مح صول مورد نظر، فراهم آمده با شد در غیر این صورت بازده جداسازی کاهش یافته و تلفات افزایش مییابد. لذا در همین ارتباط و به منظور بهینه سازی دستگاه بوجاری مورد نظر خواص فیزیکی و آیرودینامیکی کنجد، گندم و جو تعیین شد. نتایج اندازهگیریها در جداول ذیل آمده است.
-3-2 نتایج مربوط به آزمایشات خواص فیزیکی و آئرودینامیکی دانهها
نتایج آزمایشات مربوط به خواص فیزیکی و آئرودینامیکی دانههای کنجد، گندم و جو به شرح جداول 1 الی 6 آمده است.
