بخشی از مقاله
چکیده
کیفیت برداشت زراعت آفتابگردان آجیلی از اهمیت ویژه ای برخوردار است. برداشت مکانیزه آفتابگردان همراه با خساراتی تا %46 گزارش شده است و به این علت برداشت آفتابگردان آجیلی در ایران اغلب بصورت دستی انجام میگیرد که زمان بر و هزینه بر است. برای بررسی تأثیر پارامترهای متغیر بر کوبش آفتابگردان، کوبنده دندانه لاستیکی و ضد کوبنده طراحی و ساخته شد. پارامترهای متغیر کاری شامل سرعت کوبنده، فاصله کوبنده و ضد کوبنده، نرخ تغذیه و رطوبت محصول میباشند.
دستگاه ساخته شده در شرایط آزمایشگاهی با هدف جداسازی تخمه از طبقهای آفتابگردان رقم آجیلی به نام آذرگل مورد ارزیابی قرار گرفت. آزمایشات در 3 تکرار، سرعت سیلندر کوبنده در 3 سطح 280، 380 و 480 دور بردقیقه، فاصله بین کوبنده و ضد کوبنده در 2 سطح 8 و 10 سانتی متر و رطوبت طبق آفتابگردان متناسب با شرایط برداشت در مزرعه در 2 سطح 20 و % 45 بر پایه تر انجام شد.
مقادیر توان مصرفی، بازده جداسازی، بازده کوبش و دانه های آسیب دیده بررسی شد. نتایج نشان داد تأثیر سرعت کوبنده بر توان مصرفی، بازده جداسازی و بازده کوبش در سطح احتمال %1 معنی دار میباشد. تأثیر رطوبت طبق آفتابگردان و فاصله کوبنده و ضد کوبنده بر بازده کوبش در سطح احتمال %5 معنی دار بود، اما تأثیر این دو عامل بر درصد جداسازی کوبنده در سطح احتمال %1 معنی دار شد. رطوبت طبق بر توان مصرفی در سطح احتمال %1 مؤثر بود و فاصله کوبنده و ضد کوبنده در سطح احتمال %5 بر توان مصرفی مؤثر بود.
مقدمه
دانه های روغنی دومین ذخایر غدایی جهان را تشکیل میدهند. بر اساس گزارشهای سازمان خواربار جهانی میزان تولید روغن در طول سال های اخیر افزایش چشم گیری داشته است1 که بیشترین میزان افزایش روغن مربوط به روغن دانه آفتابگردان میباشد. انواع بذر آفتابگردانی که کشت میشود به دو گونه آجیلی و روغنی میباشد که نوع آجیلی درشت تر و درصد روغن کمتری را نسبت به نوع روغنی دارد و برای مصارف مستقیم استفاده میشود. نوع روغنی، با هدف جدایش روغن از مغز تخمه آفتابگردان کشت میشود
کاشت آفتابگردان در اکثر مناطق ایران بصورت دستی و یا با استفاده از ماشین کاشت ذرت انجام میدهند مرحله داشت که شامل وجین، تنک کردن و غیره میباشد نیز دستی انجام میگیرد و نهایتا عمل برداشت، که بحث اصلی در این تحقیق میباشد و حساس ترین مرحله زراعت آفتابگردان میباشد نیز با توجه به رقم دانه آفتابگردان به دو روش دستی و ماشینی انجام میگیرد
در برداشت ماشینی، از کمباین غلات برای برداشت تخمه آفتابگردانهای روغنی یا ریز استفاده میشود. در این روش علیرغم تغییر تنظیمات کوبنده و ضد کوبنده که شامل ازدیاد فاصله بین کوبنده و ضد کوبنده و کاستن سرعت دورانی کوبنده میباشد درصد تلفات حدود 46درصد میباشد - فرخی و همکاران، - 1382، که شامل شکستگی پوست دانه و شکستگی دانه میباشد و این تلفات سبب کاهش قابلیت انبار داری و افت کمی و کیفی محصول میشود
برداشت مکانیزه هر محصول شامل جمع آوری، کوبش، جدا کردن و تمیز کردن میباشد که بخش کوبش حساسترین و مهمترین عمل در کمباین میباشد. زیرا ایجاد اختلال در این قسمت موجب کاهش بازده برداشت، آسیب رسیدن به محصول و مختل کردن بخشهای بعدی کمباین میشود
تحقیقی با عنوان تاثیر نوع سیلندر، سرعت سیلندر و نرخ تغذیه بر کوبش آفتابگردان انجام شد سه نوع کوبنده دندانه میخی با پوسته، دندانه میخی بدون پوسته و سوهانی را مورد بررسی قرار گرفت که کوبنده نوع دندانه میخی آسیب کمتری را نسبت به سایر کوبنده ها به دانه آفتابگردان وارد میکند و با افزایش سرعت کوبنده و با افزایش سرعت و نرخ تغذیه و کاهش رطوبت طبق آفتابگردان آسیب دانه ای افزایش پیدا میکند
به بررسی فاکتور های عملیاتی بر کوبش آفتابگردان پرداختند. نتایج این تحقیق این بود که با افزایش سرعت کوبنده، بازده کوبش در هر دو ماشین مورد استفاده افزایش پیدا میکند. تحقیق دیگر - - Sudajan et al.2005 نشان داد که با افزایش فاصله بین کوبنده و ضد کوبنده آسیب دانهای کاهش مییابد. - جهانی و همکاران، - 2015 دستگاه جدا کننده آفتابگردان را طراحی و ساختند و دریافتند که با افزایش رطوبت طبق آفتابگردان درصد جدایش دانه از طبق کاهش مییابد.
هدف از تحقیق حاضر طراحی، ساخت و ارزیابی کوبنده و ضد کوبنده مخصوصی است که بتواند در برداشت ماشینی آفتابگردان آجیلی بهکار رود. به این منظور یک دستگاه کوبنده سیلندری با زائدههای لاستیکی و ضدکوبنده طراحی و ساخته شد. برای ارزیابی از تست ریگ و اینورتور برای دستیابی به سرعتهای مختلف پیشروی و دور سیلندر کوبش استفاده گردید.
مواد و روشها
کوبنده و ضد کوبنده بر روی شاسی با قابلیت اتصال به نوار نقاله - تست ریگ - به منظور فراهم ساختن تغییر در نرخ تغذیه طراحی و ساخته شد. طرحواره واحدهای مختلف د ستگاه طراحی شده در شکل 1 ن شان داده شده ا ست که شامل کوبنده، ضد کوبنده، موتور الکتریکی محرک، شاسی، یاتاقان، چرخ زنجیر، لاستیک های روی کوبنده، پوسته کوبنده، فلنج، گیره های لاستیک، محور و مکانیزم تغییر فاصله کوبنده و ضد کوبنده میباشد.
شکل 1 طرحواره دستگاه کوبش و ضد کوبش آزمایشگاهی
استوانه کوبنده به قطر 50 سانتی متر و عرض 50 سانتی متر و دارای 4 ردیف لاستیک که یک ردیف در میان شامل 4 و 5 عدد لا ستیک میبا شد و بر روی محوری به قطر 30 میلی متر قرار داده شده ا ست. ضد کوبنده شامل 6 پروفیل موازی با محور کوبنده و 12 عدد میلگرد عمود بر پروفیل ها است که در کمان 135 درجه به صورت قسمتی از استوانه در آمده است. کلیه قطعات کوبنده و ضدکوبنده به جز لاستیک ها از فولاد ASTM-A36 انتخاب شدندو لاستیکها با مقاومت خمشی 45 مگاپاسکال انتخاب شدند.
پس از طراحی و ساخت، دستگاه مورد ارزیابی ایستگاهی قرار گردید. محصول تهیه شده برای انجام ارزیابی، از رقم آجیلی آذرگل از مزرعهای واقع در اطراف اصفهان تهیه شد. بوته های سالم و با طبقهایی بدون قارچ و کپک در سطح رطوبتی متوسط مزرعه که در زمان رسیدگی محصول بود، انتخاب شدند و به کارگاه ساخت و تولید گروه مهندسی بیوسیستم دانشگاه صنعتی اصفهان منتقل شدند. فاصله زمانی بین چیدن طبقها و انجام اولین آزمون ارزیابی 48 ساعت طول کشید و در این فاصله از رطوبت طبقها کاسته شد و به حدود %45 بر مبنای ماده تر رسید. رطوبت دانه ها در دو سطح 45 و 20 درصد برمبنای ماده تر نمونه انتخاب شدند.
برای اندازه گیری رطوبت، طبقها آفتابگردان به مدت 24 ساعت در دمای 104 درجه سانتی گراد با 5 تکرار در آون قرار داده شد. برای هر آزمون حدودا 12 عدد طبق که جرم طبقهای تر حدودا 10 کیلوگرم و جرم طبقهای خشک 7 کیلوگرم، بصورت تصادفی بین طبقها انتخاب می شد تا فرآیند کوبش بصورت پیوسته انجام شود یعنی کل سطح کوبنده در زمان کوبش، با طبق آقتابگردان پوشیده شود. ارزیابی دستگاه به منظور بررسی عملکرد، و تعیین مناسب ترین شرایط کاری کوبنده و ضد کوبنده بر اساس پارامترهای متغیر انجام گردید. مؤلفه های اندازه گیری شده در ارزیابی شامل توان مصرفی، درصد جداسازی کوبنده و ضد کوبنده، بازده کوبش و آسیب دانه ای بودند.
قبل از شروع آزمایش های اصلی، پیش آزمون هایی به منظور تعیین محدوده نسبتا مطلوب سرعت کوبنده، فاصله و رطوبت طبق آفتابگردان انجام شد.
