بهینه سازی واحد کوبنده برای دانه‏‏ های آفتاب‏گردان آجیلی با استفاده از روش سطح پاسخ (RSM)

ماشین های کشاورزی

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده، انتشار آنلاین از تاریخ 01 مهر 1400  

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/jam.v12i2.83123

نویسندگان

اسماعیل چاوشقلی ؛ شمس اله عبداله‌پور؛ حمیدرضا قاسم زاده

دانشگاه تبریز

چکیده

آفتاب‏گردان آجیلی معمولا بدون کمباین برداشت در رطوبت بالا برداشت می‏ شود لذا در تحقیق حاضر یک واحد کوبنده با ترکیب متغیرهای مناسب برای جداسازی دانه آفتاب‏گردان و طبق‏ ها با ظرفیت بالا و آسیب‏دیدگی پایین دانه، طراحی و ساخته شد. کوبنده برای شرایط گوناگون قابلیت تنظیم و بهینه ‏سازی دارد که برای توسعه ماشین برداشت با ظرفیت بالا اهمیت فراوانی دارد. آزمایش‏ های ارزیابی و بهینه‏ یابی با استفاده از روش سطح پاسخ طراحی شد. تأثیرات سرعت‏د ورانی کوبنده 380 ، 280 ، 180 (دور در دقیقه) ، نرخ تغذیه 4000، 3000، 2000 (کیلوگرم در ساعت) و رطوبت (رطوبت برداشت)60% ، %45 ، %30 (بر پایه تر) روی عمل‏کرد کوبنده مورد بررسی قرار گرفت.بازده کوبش%، بازده جداسازی% و آسیب‏دیدگی دانه% به ‏ترتیب در محدوده 12/96 تا 89/99، 71/56 تا 82/69 و 49/0 تا 25/1 به‏ دست آمد.نتایج تجزیه و تحلیل واریانس نشان داد که مدل‏های ایجاد شده از لحاظ آماری و اثر محتوی رطوبت روی بازده کوبش و آسیب‏ دیدگی دانه و اثر نرخ تغذیه روی بازده جداسازی در سطح اطمینان 95% معنی‏ دار بودند. منحنی‏ های سطح پاسخ مشخص کردند که با کاهش محتوی رطوبت، بازده کوبش و جداسازی افزایش و آسیب‏ دیدگی دانه‏ ها کاهش پیدا کرد. هدف از بهینه‏یابی رسیدن به حداکثر بازده کوبش و جداسازی و حداقل کردن آسیب‏ دیدگی دانه ‏ها است که مقادیر بهینه شده متغیرها در نرم افزار Design Expert برای سرعت دورانی 134/292 دور در دقیقه، نرخ تغذیه 2000 کیلوگرم در ساعت و محتوی رطوبت 74/30% (بر پایه تر) به ‏دست آمد.

کلیدواژه‌ها

آفتاب‏گردان آجیلی؛ بهینه ‏سازی؛ روش سطح پاسخ؛ سرعت ضربه ‏ای بحرانی؛ عمل‏کرد؛ واحد کوبنده

مراجع

1. 1. Abdollahpour, SH. 1998. Studying the Type of Grains Combine and Presentation a Suitable Design for Condition of Iran. M.S. thesis. Graduate Studies Office in Mechanic of Agricultural Machinery. Univ. Tehran. Iran (in farsi).
   2. Azharuddin, K., S. Mir, M. Narasimhan and G. Pavan Kumar. 2016. Design and Fabrication of Sunflower Seed Extracting Machine. International Journal of Latest Technology in Engineering, Management & Applied Science (IJLTEMAS) 4(5):90-97.
   3. Chavoshgoli, Es., Sh. Abdollahpour, R. Abdi, and A. Babaie. 2015. Engineering properties of sunflower seeds and materials other grain as moisture content for equipment of separator. Agric Eng Int: CIGR Journal 17(1): 10-21.
   4. Goel, A.K., D. Behera, S. Swainand, and B.K. Behera. 2009. Performance Evaluation of a low-Cost Manual Sunflower Thresher. Indian J. Agric. Res. 43 (1): 37-41.
   5. Jafari, S. 2008. Design and Construction a Laboratory Sunflower Seed Dehuller Machine. M.S. Thesis. Graduate Studies Office in Mechanic of Agricultural Machinery. Tehran, Iran (in farsi).
   6. Khazaei, J., A. Lotfi, M. Aminnayeri, and M. Zaki. 2007. Modelling the mechanical damage to lentil seeds under impact loading. Lucari Stiintifice 49 (1): 262-271.
   7. Lotfy, A. 2009. Construction and performance evaluation of a local device for separating sunflower seeds and environment preservation. Agri. Mech. Asia, Africa Latin Am. 40(4):73-79.
   8. Mirzabe, A.H., and G.R. Chegini. 2016. Effect of air-jet impingement parameters on the removing of sunflower seeds from the heads in static conditions. Agricultural Engineering International: the CIGR Journal 18(2):43-59.
   9. Mirzabe, A.H., G.R. Chegini, J. Khazaeiand, and J. Massah. 2014. Design, construction and evaluation of preliminarily machine for removing sunflower seeds from the head using air-jet impingement. Agricultural Engineering International: the CIGR Journal 16(1):294-302.
   10. Mohtasebi, S., M. Behriizilar., J. Alidadian, and K. Besharati. 2006. A New Design for Grain Combine Thresher. IJAB, 8(5):1560–8530.
   11. Muna, N.H., U.S. Muhammed, A.M. El-Okene, and M. Isiaka. 2016. Development and Validation of Threshing Efficiency Mathematical and Optimization Model for Spike Tooth Cereal Threshers. Int. J. Eng. Res. Dev. 12(11):50-60.
   12. Popov, I.F., N.I. Kienen, and V. Asakun. 1986. Agricultural Machines. A.A.Balkema –Roterdan, New Delhi. 4: 433-451.
   13. Safary, M. and R.A. Chayjan. 2016. Optimization of Almond Kernels Drying under Infrared-vacuum Condition with Microwave Pretreatment using Response Surface Method and Genetic Algorithm. J. Agr. Sci. Tech. 18: 1543-1556.
   14. Sagar, M., U. Baligidad, K. Chandrasekhar, and S. Elangovan. 2018. RSM Optimization of Parameters influencing Mechanical properties in Selective Inhibition Sintering. Materials Today: Proceedings, 5: 4903–4910.
   15. Salari, K., R. Amiri Chayjan, J. Khazaei, and J. Amiri Parian. 2013. Optimization of Independent Parameters for Chickpea Threshing Using Response Surface Method (RSM). J. Agr. Sci. Tech. 15: 467-477.
   16. Salokhe, V.M., S. Sudajan, and S. Chusilp. 2005. Effect of concave hole size, concave clearance and drum speed on rasp - bar drum performance for threshing sunflower. Agriculture Mechanization in Asia, Africa and Latin America 36(1): 52 – 60.
   17. Singh, D., and D. Vinay. 2014. Optimization of machine parameters of Parvatiya Sugam motorized thresher using response surface methodology. Journal of Applied and Natural Science 6(1): 207-213.
   18. Srivastava, A., C. Goering, R. Rohrbach, and D. Buckmaster. 2006. Engineering principles of agricultural machines. St. Joseph, Michigan, USA. 2nd ed.
   19. Sudajan, S., V.M. Salokhea, and K. Triratanasirichai. 2002. Effect of Type of Drum, Drum Speed and Feed Rate on Sunflower Threshing. Biosyst. Eng. 83(4): 413–421.
   20. Thasaiya, A.S., R.M. Musuvadi, C. Tarsem, Sh. Rajiv, and S. Thirupathi. 2014. Compression loading behaviour of sunflower seeds and kernels. Int. Agrophys. 28:543- 548.
   21. Ukatu, A.C. 2006. A Modified Threshing Unit for Soya Beans. Biosyst. Eng. 95(3):371-377.
   22. Vejasit, A., and V.M. Salokhe. 2005. Studies on machine-crop parameters of an axial flow thresher for threshing soybeans. Agricultural Engineering International: The CIGR Journal of Scientific Research and Development, Manuscript PM 04, 004.
   23. Xu, L.Z., Y.M. Li, Z. Ma, Z. Zhao, and C.H. Wang. 2013. Theoretical analysis and finite element simulation of a rice kernel obliquely impacted by a threshing tooth. Biosyst. Eng. 114 (2): 146–156.
   24. Zhenjie, Q., J. Chengqian, and Z. Dingguo. 2017. Multiple frictional impact dynamics of threshing process between flexible tooth and grain kernel. Comput. Electron. Agric. 141:276–285.