ارزیابی پارامترهای مؤثر در جداسازی الیاف ساقه استبرق به روش ماشینی

ماشین های کشاورزی

مقاله 10، دوره 6، شماره 2 - شماره پیاپی 12، 1395، صفحه 384-395   

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/jam.v6i2.40755

نویسندگان

نازیلا طربی؛ حسین موسی زاده^* ؛ علی جعفری؛ جلیل تقی زاده طامه

گروه مهندسی ماشین‌های کشاورزی، دانشگاه تهران، تهران، ایران

چکیده

درختچه استبرق که به وفور در مناطق گرمسیر ایران یافت می شود، در ساقه الیافی دارد که با مزایایی چون مقاومت بالا، داشتن لطافت و درصد بالای سلولز (75 درصد)، پتانسیل استفاده در ساخت کامپوزیت ها را دارا است. امروزه استحصال این الیاف مطابق شیوه سنتی انجام می شود که امری مشکل و هزینه بر است. بنابراین در این پژوهش با در نظر گرفتن لزوم حفظ ساختار الیاف، روشی ماشینی برای جدایش این الیاف ارائه می شود که اساس کار آن مبتنی بر جدایش پوست ساقه با عبور اجباری از بین چند جفت تیغه است. ارزیابی عملکرد این ماشین در سه رطوبت (75، 65 و 55 درصد برمبنای تر) و شش سرعت تغذیه انجام گرفت. در رطوبت بیش از 75 درصد شیره از محل گره ها جاری شده و در رطوبت زیر 55 درصد پوست خشک شده، به ساقه می چسبد که در هر دو صورت امکان جدایش الیاف نیست. بیشترین بازده جدایش الیاف در رطوبت 75 درصد با سرعت 40 دور بر دقیقه تقریباً برابر 95 درصد بود. میانگین ظرفیت تغذیه ساقه به داخل ماشین در رطوبت های 75، 65 و 55 درصد به‌ترتیب تقریباً برابر 46، 37 و 28 کیلوگرم بر ساعت بوده و از حدود 22 کیلوگرم ساقه با رطوبت 75 درصد، یک کیلوگرم الیاف استحصال می شود. میانگین حداکثر توان مصرفی بر واحد جرم ساقه در رطوبت های 75، 65 و 55 درصد به‌ترتیب برابر 1/64، 1/70 و 1/85 وات برگرم در سرعت 45 دور بر دقیقه بود. علت افزایش توان مصرفی بر واحد جرم با کاهش رطوبت، سفت شدن و چسبیدن پوست به ساقه و در نتیجه سخت تر جداشدن آن است.

کلیدواژه‌ها

استبرق؛ استحصال ماشینی؛ الیاف؛ ساقه

مراجع

1. Amel, B. A., T. Paridah, R. Sudin, U. M. K. Anwar, S. Ahmed, and A. S. Hussein. 2013. Effect of fiber extraction methods on some properties of kenaf bast fiber. Industrial Crops and Products 46: 117-123.

2. ASABE, Standards. 2008. Moisture measurement forages. St. Joseph, Mich, ASABE: S358.2.

3. Burneo, M. G. P. 2012. Process and extraction of natural fibers in the artistic application. Journal of Materials Science and Engineering 2 (2): 238-247.

4. Cristaldi, G., A. Latteri, G. Recca, and G. Cicala. 2010. Composites based on natural fibre fabrics. Woven Fabric Engineering 17: 317-342.

5. Das, P. K., D. Nag, S. Debnath, and L. K. Nayak. 2010. Machinery for extraction and traditional spinning of plant fibers. Indian Journal of Traditional Knowledge 9 (2): 389-393.

6. Hassani, H., M. Zarebini-Esfahani, and S. Hassan-Zadeh. 2012. Sound Insulation produced from Calotropis (Estabragh) Fibers. IR patent 80144. (In Farsi).

7. Hobson, R. N., D. G. Hepworth, and D. M. Bruce. 2001. Quality of fibre separated from unretted hemp stems by decortication. Journal of Agriculture Engineering Research 78 (2): 153-158.

8. Holser, R. A., and H. O. Rogers. 2006. Transesterified milkweed (Asclepias) seed oil as a biodiesel fuel. Fuel 85: 2106-2110.

9. Kemble, L. J., P. Krishnan, K. J. Hennings, and H. D. Tillman. 2002. Development and evaluation of kenaf harvesting technology. Biosystems Engineering 81 (1): 49-56.

10. Liu, Y. 2005. Diallel and Stability Analysis of Kenaf (Hibiscus cannabinus L.) in South Africa. Master of Science in Agriculture Faculty of Natural and Agricultural Sciences Department of Plant Sciences: Plant Breeding University of the Free State Bloemfontein, South Africa.

11. Mukhopadhyay, S., R. Fangueiro, Y. Arpaç, and U. Şentürk. 2008. Banana fibers – variability and fracture behavior. Journal of Engineered Fibers and Fabrics 3(2): 39-45.

12. Mohamadi-Zadeh, M., F. Jafar-Zadeh, and E. Sekhavati. 2012. I.R. patent 78466. (In Farsi).

13. Phong, N. T., T. Fujii, B. Chuong, and K. Okubo. 2012. Study on how to effectively extract bamboo fibers from raw bamboo and wastewater treatment. Journal of Materials Science Research 1 (1): 144-155.

14. Phoo, Z. W. M. M., L. F. Razon, G. Knothe, Z. Ilham, F. Goembira, C. F. Madrazo, S. A. Roces, and S. Saka. 2014. Evaluation of Indian milkweed (Calotropis gigantea) seed oil as alternative feedstock for biodiesel. Industrial Crops and Products 54: 226-232.

15. Reddy, N., and Y. Yang. 2007. Structure and properties of natural cellulose fibers obtained from sorghum leaves and stems .Journal of Agriculture Food and Chemistry 55 (14): 5569-5574.

16. Reddy, N., and Y. Yang. 2009. Extraction and characterization of natural cellulose fibers from common milkweed stems. Biological Systems Engineering 49 (11): 2212-2217.

17. Ray, D. P., L. K. Nayak, L. Ammayappan, V. B. Shambhu, and D. Nag. 2013. Energy conservation drives for efficient extraction and utilization of banana fibre. International Journal of Emerging Technology and Advanced Engineering 3 (8): 296-310.

18. Sadooghi, A. 2012. Electric machinery fundamentals. Fourth edition. Publication of Nas, page 69. (In Farsi).

19. Schwartz, D. M. 1987. Underachiever of the plant world. Audubon 89:46-61.

20. Tajvidi, M., R. H. Falk, C. John, and J. C. Hermanson. 2006. Effect of natural fibers on thermal and mechanical properties of natural fiber polypropylene composites studied by dynamic mechanical analysis. Journal of Applied Polymer Science 101: 4341-4349.

21. Tarabi, N., H. Mousazadeh, A. Jafari, and J. Taghizadeh-Tameh. 2014. Determination of physical and mechanical properties of Calotropis stems in order to design of long warp yarn extracting machine. 8th National Congress on Agr. Machinery Eng. (Biosystem) and Mechanization 2177-2187. (In Farsi).

22. Varshney, A. C., and K. L. Bhoi. 1988. Cloth from bast fibre of Calotropis procera (Aak) plant. Biological Wastes 29: 229-232.

23. Webber, C. L., V. K. Bledsoe, and R. E. Bledsoe. 2002. Kenaf harvesting and processing. Trends in New Crops and New Uses 9: 340-347.