جدایش ناخالصی‌ها از دانه‌های خاکشیر به روش الکترواستاتیکی در بستر سیال (تریبوایروالکترواستاتیک)

مجله پژوهشهای علوم و صنایع غذایی ایران

مقاله 4، دوره 17، شماره 4 - شماره پیاپی 70، مهر و آبان 1400، صفحه 473-483   

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/ifstrj.2021.37964

نویسندگان

مجتبی افشاری‌پور¹؛ هادی صمیمی اخیجهانی^{* 2}؛ کاظم جعفری نعیمی¹

¹گروه مهندسی مکانیک بیوسیستم، دانشگاه شهید باهنر کرمان

²گروه مهندسی بیوسیستم دانشگاه کردستان

چکیده

هدف از این مطالعه، بررسی عملکرد دستگاه تریبوایروالکترواستاتیک برای خالص‌سازی خاکشیر از ناخالصی‌های موجود در محصول جمع‌آوری‌شده از مزرعه است .دستگاه شامل دو بخش می‌باشد، محصولات در مرحله اول در واحد تریبوشارژ باردار شده و پس از سقوط آزاد در واحد جداساز الکترواستاتیک جدا می‌شوند. آزمایش با سه فاکتور ولتاژ اعمالی به الکترودها در سه سطح 20، 30 و 40 کیلو ولت، فاصله الکترودهای واحد تریبوشارژ در سه سطح 9، 15 و 21 سانتی‌متر و زاویه الکترودهای واحد جداساز در سه سطح 20، 30 و 40 درجه صورت گرفت. خلوص محصولات به‌دست آمده در چهار جعبه با استفاده از کدنویسی در M-File محیط MATLAB6.5  و به‌کمک ابزار پردازش تصویر، تعیین گردید. میانگین خلوص خاکشیر موجود در جعبه شماره 1 بسیار بالا، 98% وزنی به‌دست آمد. برای تعیین مقدار بهینه ولتاژ، فاصله الکترودها و زاویه بر روی وزن چهار جعبه یک مدل ریاضی درجه 2 پیشنهاد شد. همچنین معادلات رگرسیونی و نمودارهای سه بعدی برهم‌کنش فاکتورهای موردبحث برای هر جعبه در نرم‌افزار STAT GR 1.1 تعیین و رسم شدند. مقادیر ضریب تبیین ²R برای جعبه‌های 1 تا 4 جعبه جمع‌آوری مواد به‌ترتیب 90/0، 89/0، 75/0 و 87/0 بود که نشان‌دهنده مناسب بودن مدل ارائه شده است.

کلیدواژه‌ها

پردازش تصویر؛ تریبوایروالکترواستاتیک؛ خالص‌سازی؛ ضریب تبیین؛ ولتاژ بالا

مراجع

 

Aksa, W., Medles K., Rezug, M., Boukhoulda, M. F., Bilici, M., and L. Dascalescu. 2013. Two Stage Electrostatic Separator for the Recycling of Plastics from Waste Electrical and Electronic Equipment. Journal of Electrostatic 71(4): 681-688.

Aman, F., Morar, R., Kohnlechner, R., Samuila, A., and L. Dascalescu. 2004. High-voltage electrode position: a key factor of electrostatic separation efficiency. Journal of IEEE Transactions on Industry Applications 40(3): 905 – 910.

AOAC (1984): Ofcial Methods of Analysis. Washington, DC, Association of Ofcial Analytical Chemists Press.

Bekhradi, R. 2004. The new treatment plant. Press interpreter. Kashan. Page 23.

Bendimerad, S. E., Tilmatine, A., Karim-Medles, K., Miloudi, M., Brahami, Y., and L. Dascalescu. 2013. Robustness testing of a free-fall triboelectric separation process for plastic waste recovery. Journal of Sustainable Engineering 7(4): 284-292.

Brosnan, T., and D. W. Sun. 2004. Improving quality inspection of food products by computer vision. Journal of Food Engineering 61: 3–16.

Chen, Z., Liu, F., Wang, L., Li, Y., Wang, R., and Z. Chen. 2014. Tribocharging properties of wheat bran fragments in air–solid pipe flow. Food Research International 62: 262-271.

Cross, J. A., Mumford-van Urk, H., and S.Singh. 1981. Some experiments in powdercharging and its significance to industrial processes. Journal of Electrostatic 10: 235-243.

Dascalescu, L., Fati,O., Dragan, C., Radu, M., Calin, L., and A. Samuila. 2009. Tribo-aero-electrostatic Separation of ABS and ABS-PC from Granular Waste Electric and Electronic Equipment. France.

Dodobia, G., Shibayama, A., Miyazaki, T., and T. Fujita. 2001. Electrostatic Separation of the shredded plastic mixture using a tribo-cyclone. Magnetic and Electrical Separation, 11(2): 63-92.

Eriksson, L., Johansson, E., Kettaneh-Wold N., Wikström, C., and S. Wold. 2000. Design of Experiments. Principles and Applications. Learnways AB. Stockholm.

Fattahi, S.H., Abdollahpour, S., Esmaeilzadeh, E., and M. Moghaddam-Vahed. 2014. Presentation and evaluation of an experimental model for winding nozzles in a wind tunnel with the image processing aided. Journal of Agricultural Machinery Engineering 4(2): 274-266.

Haji Sharifi, A. 2003. secrets of herbal medicines. Gulshan publications. Tehran. Page 44.

Kawamoto, H., and S. Umezu. 2008. Some techniques on electrostatic separation of particle size utilizing electrostatic traveling-wave field. Journal of electrostatic 66(3-4): 220-228.

Kaufman, J. G. 2000. Introduction to Aluminum Alloys and Tempers. ASM International,. ISBN ‎0-87170-689-X.

Liming, X. and Z. Yanchao. 2010. Automated strawberry grading system based on image processing. Computers and Electronics in Agriculture 71: 32–39

Lundahl, E. 2001. Electrostatic Separation of Chaff from Grain. US Patent, us 6225587B1.

Mortezapour, M., Moshiri-Rad, S., and M. Ekhbari. 2015. Investigating the possibility of separating impurities from saffron straw by using an electrostatic separator, Journal of Agricultural Machinery Engineering 5(1): 44-51.

Naik, S., Hancock, B., Abramov, Y., Weili, Y, Rowland, M., Huang, Z., and B. Chudhuri. 2016. Quantification of Tribocharging of Pharmaceutical Powders in V-Blenders: Experiments, Multiscale Modeling, and Simulations. Journal of Pharmaceutical Sciences 105: 1467-1477.

Ralston, O. C. 1961. Electrostatic Separation of Mixed Granular Solids. Elsevier. Amsterdam.

Tilmatine, A., and S. Bendimerad. 2009. Plastic wastes recovery using electrostatic forces. Front. Electr. Electron. Eng. China 4(4): 446 – 450.

Trigwell, S. 2003. Correlation between surface structure and tribocharging of powders. Doctoral dissertation, University of Arkansas at Little Rock, USA.

Vaughan, C., and J. Delouche. 1967. Seed Processing and Handling. Missouri Agricultural press. Handbook, Mississippi State University, USA.

Wang, Y., Chung, D., Spillman, C., Eckhoff, S., Rhee, C., and H. Converse. 1994. Evaluation of laboratory grain cleaning and separating equipment-part I. Trans. ASABE. 37(2), 507 - 513