بخشی از مقاله
چکیده
سیبزمینی یکی از با ارزش ترین مواد غذایی است که بعد از گندم ، برنج و ذرت چهارمین محصول عمده دنیاست که علاوه بر مصرف غذایی براي تهیه بیش از 50 نوع فرآورده استفاده میشود. سیب زمینی نسبت به غلات مواد غذایی و انرژي بیشتري در واحد سطح تولید میکند. از یک هکتار مزرعه با متوسط تولید 25 تن سیب زمینی بالغ بر100 گیگا ژول انرژي تولید می شود. مهمترین دلیل تولید سیب زمینی نگهداري آسان و ارزش غذایی فراوان آن است. در ایران به دلیل نبود ماشین برداشت متناسب با مزارع کشور - وجود سنگ و کلوخ و عدم کنترل رطوبت - ، کمبود کارگر در زمان برداشت و دستمزد بالا، سطح زیر کشت سیبزمینی کم می باشد چون توجه زیادي به مکانیزاسیون این محصول نشده است.
مرحله ي جمع آوري و کیسه کردن این محصول بیش از %24 هزینهي عملیات برداشت را شامل می شود ، لذا با ساخت مکانیزم کیسه کن و توزین انتظار می رود هزینه برداشت سیب- زمینی تا حد زیادي کاهش یابد. این طرح شامل: بازوي هدایتگر با میکروسوئیچ، موتور الکتریکی، ناودانی انتقال و تخلیه، نگهدارنده کیسه، سکوي توزین و سامانه تحصیل داده می باشد. این مکانیزم محصول را پس از جمع آوري از روي زمین درون کیسه ریخته، وزن کرده و سپس تخلیه می نماید.
پس از خاتمه عملیات تعداد کیسه و تناژ محصول در هکتار در حافظه میکروکنترلر ثبت و توسط نمایشگر نشان داده می شود. بنابراین مکانیزم الکتریکی توزین و کیسه کردن هزینه بسته بندي را کاهش می دهد. براي ارزیابی مکانیزم طراحی شده سه آزمون انجام شد تا ارتباط بین پارامترهاي مهم تاثیرگذار بر مکانیزم توزین و کیسهکن مشخص شود. این آزمون ها شامل: -1 تغییر سرعت نقاله پرزدار روي زمان پر شدن کیسه -2 تغییر میزان تغذیه روي زمان پر شدن کیسه -3 تغییر میزان تغذیه روي مصرف توان موتور بود. نتایج آزمون ها نشان داد میزان تغذیه با زمان پر شدن کیسه رابطه مستقیم و با مصرف توان موتور رابطه عکس دارد. سرعت بهینه نقاله پرزدار 100 دور در دقیقه بدست آمد.
مقدمه :
اکثر مزارع کشور پر از سنگ و کلوخههاي بزرگ میباشد و قبل از استفاده ماشین هاي برداشت ابتدا باید توسط دست و با استفاده از چندین کارگر سنگها را جمع آوري نمود و یا از ماشین سنگ جمع کن استفاده کرد و بعد از آن خاك ورزي اولیه و ثانویه شدیدي روي خاك انجام داد که این عملیات علاوه بر هزینه چشم گیري که دارند موجب تخریب ساختمان خاك شده و خاك را از بین میبرد. به دلیل عدم امکان استفاده از ماشینهاي فرآوري خاك قبل از کشت محصول اکثر خاكهاي زراعی کشور داراي سنگ و کلوخ و داراي بافت متفاوت هستند و هنگام برداشت، درصد رطوبت کنترل شده نیست که این خود یکی از معضلات بسته بندي مکانیزه سیب زمینی میباشد.
لذا استفاده از ماشین برداشت کامل سیب زمینی وارادتی عملا" غیر ممکن میباشد. بنابراین باید از ماشین سیب زمینی جمعکن استفاده کرد. سیبزمینی جمع کنها دستگا ههایی هستند که اغلب بعد از سیبزمینیکنها استفاده میشوند و وظیفه آنها جمع آوري سیب زمینیهاي روي زمین میباشد. قبل از جمع آوري و کیسه کردن سیبزمینی بدلیل رطوبت بالاي آن لازم است مدتی روي سطح مزرعه در معرض هوا و نور قرار گیرد تا پس از رسیدن به رطوبت مناسب براي بسته بندي، توسط ماشین سیب زمینی جمع کن، محصول را جمعآوري و کیسه نمود. کیسه کردن بلافاصله محصول پس از در آوردن از خاك به دلیل رطوبت بالا باعث جدا نشدن کلوخ و خاك مرطوب از سیبزمینی شده و باعث رشد قارچها و بیماریها شده و بازار پسندي محصول را کاهش میدهد.
اگر بتوان مکانیزم بسته بندي محصول همزمان با برداشت را به یک کمباین اضافه کرد هزینه برداشت تا حد زیادي کاهش می یابد. طبق اظهار نظر کارشناسان جهاد کشاورزي متوسط عملکرد سیب زمینی 25 تا 30 تن در هکتار میباشد. با در نظر گرفتن عملکرد 30 تن و متوسط وزن کیسه هاي 50 کیلوگرمی ، بنابراین در هر هکتار 600 کیسه محصول برداشت خواهد شد. هزینههاي برداشت دستی سیب زمینی در جدول1 آورده شده. در هر یک از روش هاي برداشت سیب زمینی موجود مشکلاتی وجود دارد.
بالابر تخلیه ، می بایستی سیبزمینیها را با حداقل خسارت به تریلر انتقال دهد. اغلب ماشین هاي برداشت مدرن با بالابرهاي تخلیه منحنی شکل درست شدهاند. که در داخل تریلر پائین آورده شود. تا صدمات غده ها کاهش یابد. تخلیه کننده هاي هیدرولیکی در ماشین- هاي ارزان مقبولیت جهانی یافته اند که می تواند کل بالابر را به طرف بالا و پائین برد. یا اینکه فقط بخش مربوط به تخلیه را تنظیم کند. متاسفانه هیچ یک از کارخانههاي ماشینهاي برداشت محصولات کشاورزي تا به حال به ارزش یک کنترل کننده خودکار ارتفاع براي بالابرهاي تخلیه فکر نکردهاند. سیائی طرحی شبیه به آن رابررسی کرد که به صورت اتوماتیکی ارتفاع سقوط محصول را تا سطحی که احتمال وقوع خسارت نباشد، کنترل می کند .[6]
بدلیل ظرفیت محدود مخزن، نیاز به تخلیه متوالی و پی درپی محصول میباشد که باعث هدر رفتن زمان و توان مفید به ازاي هر بار تخلیه می شود. افزایش تردد ماشین باعث کوبیدگی و از بین رفتن خاك زراعی میشود. با پر شدن مخزن، کمباین سنگین شده که باعث افزایش خطر و مصرف سوخت بیشتر تراکتور میشود علاوه بر آن تخلیه و دپو محصول در مزرعه به عملیات جداگانه اضافی براي کیسه کردن یا حمل به انبار نیاز دارد.
کیسهکردن و جمع آوري غیر مکانیزه و سنتی توسط کارگر انجام شده و بسیار پرهزینه و زمان بر است. بدلیل خطاي انسانی در پرکردن کیسهها ، محصول جمع آوري شده بطور درهم با سنگ و کلوخ در کیسه ریخته می شود. با توجه به جدول 1 براي برداشت دستی سیب زمینی در هر هکتار 192000 تومان هزینه می شود. این در صورتی است که مکانیزمی که در این تحقیق به طراحی و ساخت آن پرداخته شده می تواند در عملیات بسته بندي تا حد ممکن مشکلات مطرح شده را رفع نماید.
اغلب کمباینهاي قدیمی و برخی از کمباین هاي متوسط و کوچک امروزي داراي تجهیزات مربوط به کیسه کردن دانه هستند. در بعضی از کمباین ها نیز امکان نصب دستگاه کیسه کن وجود دارد که طبق ادعاي کارخانجات سازنده با صرف زمان بسیار کم میتوان این تجهیزات را روي کمباین همچون دانیا دي 1900 و کلاس مدل دومینیتور 268 نصب نمود. بسیاري از کشاورزان نیاز به کمباینی دارند که تجهیزاتی براي بسته بندي محصولاتی که زود فاسد می- شود داشته باشند که کیسه ها را مستقیما به بازار حمل کنند.
این تجهیزات شامل یک وزن کننده مخصوص براي این کار، تجهیزاتی براي دوختن سر کیسه و سکوي جابجایی کیسه است. سکو براي جابجایی کیسه روي ماشین طراحی شده و با یک فعال کننده هیدرولیک پایین آورده می شود بدون اینکه نیاز به توقف ماشین باشد. بعضی از این ماشین هاي برداشت مجهز به ریل ها و محافظهاي ایمنی هستند. کمباین یک ردیفه با تجهیزات سورتینگ ، وزن کننده اتوماتیک و واحد کیسه کن به همراه سکویی براي حمل کیسه به طرف دیگر ماشین از این جمله اند.
در کمباین هاي کیسه کن نیاز به تعداد کارگر بیشتري براي کار با کمباین هست که روي سکوي مخصوص کیسهکنی در بالاي کمباین کار نصب کیسه به لولههاي خروجی، دوختن سر کیسهها و انتقال کیسهها براي بارگیري در کامیون را انجام دهند. لذا هزینه انجام کار آنها بیشتر از کمباین هاي داراي مخزن میباشد. در برخی از کمباین هاي ساخت ژاپن مخزن و دستگاه کیسه کنی به طور توام وجود دارد، این نوع کمباین ها داراي سه الی چهار دهانه خروجی هستند.
سکوي کیسهکنی در کنار کمباین قرار دارد. در دهانه خروجی استوانه جدا کننده مجهز به گیرههاي ویژهاي هستند که کیسه را به طور محکم در دهانه خروجی نگه میدارند. هر بخش از درجات استوانه خروجی داراي دو دهانه خروجی مجزا مجهز به شیر قطع و وصل میباشد که به محض پر شدن یک کیسه آن دهانه توسط کارگر مسدود میشود و دانه در کیسه یدك ریخته می شود. معمولا" قبل از پر شدن کامل کیسه باید از دهانه خروجی باز شود و سر آن به وسیله سوزن بزرگ دوخته شود. کیسهها در روي یک سطح شیبدار گذاشته میشوند تا در تریلی یا روي زمین قرار گیرند .[3]
