طراحی، ساخت و ارزیابی دستگاه دانه‌کن ارتعاشی انار با سامانه جت هوای الحاقی : پایان نامه ارشد مهندسی مکانیک ماشینهاي کشاورزي
کشور عزیزمان ایران با توجه به تنوع اقلیم ، آب و هوای مطبوع و اراضی وسیعی که در اختیار دارد در صورت مدیریت در عرصه کشاورزی میتواند یکی از قطب های بلامنازع کشاورزی دنیا باشد و با پرورش دانش آموختگان خبره در گرایش های مختلف رشته کشاورزی میتوان به این مهم نایل آمد.دیجی لود در ادامه به معرفی پایان نامه های کارشناسی ارشد رشته کشاورزی میپردازد. پایان نامه حاضر با عنوان” طراحی، ساخت و ارزیابی دستگاه دانه‌کن ارتعاشی انار با سامانه جت هوای الحاقی” با گرایش مکانیک ماشینهاي کشاورزي و با فرمت Word (قابل ویرایش) تقدیم شما دانشجویان عزیز میگردد.
چکیده طراحی، ساخت و ارزیابی دستگاه دانه‌کن ارتعاشی انار با سامانه جت هوای الحاقی:
انار محصول بومی ایران بوده و در حال حاضر با داشتن 60 هزار هکتار سطح زیر کشت و اختصاص بیش از 40% تولید جهانی، مقام اول تولید انار در جهان را داراست. با این وجود به دلیل عدم وجود تجهیزات مناسب برای فرآوری پس از برداشت این محصول، درصد ضایعات آن نیز در ایران نسبت به سایر کشورها به مراتب بالاتر است. با در نظر گرفتن معایب روش‌های سنتی غیرمکانیزه مرسوم همچون بازده پایین، طاقت‌فرسا بودن و غیر بهداشتی بودن، تحقیق و بکارگیری روش‌های مناسب‌تر در این زمینه ضروریست. هدف از این پژوهش طراحی و ساخت دستگاهی به منظور دانه‌کردن انار براساس دمیدن هوای تحت فشار از طریق افشانک‌هایی با الگوی حرکتی مشخص و اعمال همزمان ارتعاش در بسامدها و دامنه‌های تعیین شده بر روی سطح میوه نصف شده و در نهایت خروج دانه‌ها و همچنین بررسی پارامترهایی همچون دامنه، بسامد ارتعاش و نوع برش بر کارایی دستگاه می‌باشد.
نتایج بدست آمده نشان داد که روش مورد آزمایش در این تحقیق توانایی جداکردن دانه‌های میـوه انار را با بازده 1/82% و تلفات 5/21% را دارا می‌باشد. همچنین نتایج تجزیه واریانس داده‌ها نشان داد که پارامترهای نوع برش و بسامد ارتعاش و دامنه ارتعاش بترتیب تأثیر معنی‌داری بر درصد دانه‌های خارج شده و صدمه دیده در سطح احتمال 1% داشتند. بیشترین درصد جدایش دانه‌ها برای برش مورب با 1/85%، بسامد 30 هرتز با 4/82% و دامنه 6 میلی‌متر با 82% بدست آمد. همچنین کمترین درصد آسیب ناشی از جدایش نیز برای برش افقی با 6/21%، بسامد 20 هرتز با 2/22% و دامنه 6 میلی‌متر با 1/17% گزارش شده است. نتایج مقایسه و بررسی دو روش دانه کردن انار به وسیله جت هوا به همراه ارتعاش و جت هوا به تنهایی نشان دهنده وجود اختلاف معنی‌داری در سطح 1% بر درصد جدایش و اختلاف در سطح 5% بر درصد آسیب ناشی از جدایش بود.
مقدمه
درحالی‌كه فرآوری و عملیات پس از برداشت مناسب محصولات کشاورزی راز طلایی رشد صادرات غیرنفتی محسوب میشود، فرآوری و بسته‌بندی نامناسب و عرضه نامطلوب این محصولات جایگاه صادراتی آنها را در بازارهای جهانی محدود و حتی غیر ممکن ساخته است. استفاده از تجهیزات مناسب فرآوری برای تولید محصولات فرآوری شده مناسب شرایط را برای ورود به بازارهای جهانی و رقابت فراهم می‌کند.
در حال حاضر روش‌های مختلفی برای دانه کردن انار وجود دارد که اغلب از کارایی کافی برخوردار نیستند و جزء روش‌های صنعتی محسوب نمی‌شوند. این در حالی است که پیشرفته‌ترین خطوط مکانیزه تولید دانه‌های انار در انحصار شرکت‌های اشغالگر قدس و اسپانیایی قرار دارد که به دلیل مسائل اقتصادی، اطلاعات کاربردی قابل توجهی از روش کار آنها در دسترس نیست. از طرفی انار میوه‌ای فصلی است و تنها در چند ماه از سال در بازار یافت میشود و به دلیل حساس بودن این میوه به شرایط نگهداری، انبارداری آن نیز مرسوم نیست. با وجود تولید انبوه این محصول در ایران، متأسفانه به دليل عدم استفاده از روش‌های مکانیزه برای جدایش دانه از پوست، مصرف سرانه این میوه مفید در کشور بسیار پایین بوده و میزان ضایعات آن به مقدار قابل توجهی بالا است. بنابراین شایسته است در کشور ایران به عنوان اولین تولیدکننده و صادرکننده انار تحقیقات بیش‌تری در زمینه فرآوری این محصول ارزشمند انجام شود و تولید دانه‌های انار به صورت صنعتی محقق گردد.
1-1 اهمیت محصول انار
قدمت انار به زمان كتاب‌هاي مقدسي همچون تورات و انجيل بر مي‌گردد و آنچه مسلم است كشت و كار انار و بهره برداري از آن در زمان‌هاي باستان متداول بوده است. همچنين در كتيبه‌هاي تخت جمشيد مي‌توان كنده كاري‌هاي انار را مشاهده نمود و اين خود نشانه شناخت ايرانيان از انار و كشت و كار آن در ايران باستان بوده است. اما امروزه انار علاوه بر طعم مطبوع، ارزش غذایی و داروئی و همچنین به واسطه‌ی فرآورده‌های متفاوتش از جمله رب انار، آب انار، انار دانه (دانه‌های خشک شده)، سس انار، ژله انار، روغن هسته انار، سرکه انار، لواشک انار، شربت انار، مربای انار و … بیش از پیش مورد توجه قرار گرفته است. گواه این مدعا تولید سالانه يك و نيم ميليون تن انار در دنيا است كه ايران با توليد بيش از 600 هزار تن اولين توليدكننده اين ميوه پاييزه محسوب شده و آمار خیره کننده بیش از %40 تولید جهانی را به خود اختصاص داده است (قاسم خانی و موسی پور، 1385).
به جز کشورهای حاشیه خلیج فارس که متقاضیان انار ایران هستند کشورهای خاور دور به خصوص ژاپن، کره شمالی، کره جنوبی و همچنین روسیه، آذربایجان، ارمنستان، قبرس، انگلیس، هلند و اوکراین از جمله کشورهای مهم واردکننده این محصول هستند. از لحاظ میزان تولید انار در ایران، استان فارس با %4/20 رتبه اول و استان‌های خراسان جنوبی، اصفهان، مرکزی و یزد در رتبه‌های بعدی قرار دارند. از عمده ترين ارقام انار در ایران مي‌توان به رباب فارس، دانه سياه اصفهان، شيرين شهوار يزد، ملس ساوه و … اشاره كرد (قاسم خانی و موسی پور، 1385).
اهداف طرح
هدف کلی این پژوهش استفاده از روش های ترکیبی برای افزایش جدا سازی دانه‌های انار از پوست آن و کاهش تلفات آب دانه‌ها حین فرآیند جداسازی است. اهداف جزیی این پژوهش را میتوان به شرح زیر بیان کرد:
طراحی و ساخت دستگاه دانه‌کن ارتعاشی انار با سامانه جت هوا
ارزیابی اثر ترکیب ارتعاش و جت هوا بر درصد جداسازی آریل
ارزیابی اثر ترکیب ارتعاش و جت هوا بر میزان تلفات دانه (تولید آب)
نتیجه گیری
1. در بررسی عملکرد دستگاه با استفاده از روش جت هوا به همراه ارتعاش، در شرایط حذف فرکانس 30 هرتز، اثر عامل نوع برش در سطح 1% و همچنین اثر متقابل عوامل بسامد و دامنه ارتعاش در سطح 5% بر درصد جدایش معنی‌دار بودند. همچنین در برش از نوع مورب با 1/85% و دامنه 6 میلی‌متر با 82% بیشترین درصد جدایش دانه‌های انار را به خود اختصاص دادند.
در بررسی اثر بسامد ارتعاش حذف شده در دامنه‌های 2 و 4 میلی‌متر بر درصد جدایش دانه‌های انار، مشخص شد افزایش بسامد از مقدار 10 هرتز به 30 هرتز به ترتیب 8/0 و 8/2 درصد به مقدار جدایش دانه‌ها کمک کرده است.
2. در بررسی عملکرد دستگاه با استفاده از روش جت هوا به همراه ارتعاش، در شرایط حذف دامنه 6 میلی‌متر، اثر عوامل نوع برش و بسامد ارتعاش در سطح 1% و 5% بر درصد جدایش معنی‌دار بودند. همچنین در برش از نوع مورب با 84% و بسامد 30 هرتز با 4/82% بیشترین درصد جدایش دانه‌های انار را به خود اختصاص دادند.
در بررسی اثر دامنه ارتعاش حذف شده در سطوح بسامد 10 و 20 هرتز بر درصد جدایش دانه‌های انار، با افزایش دامنه ارتعاش اثر بسامد نیز تغییر معنی‌داری داشت.
3. نتایج بررسی درصد دانه‌های آسیب‌دیده ناشی از جدایش در شرایط حذف بسامد 30 هرتز در این روش نشان داد اثر تغییرات عامل دامنه ارتعاش در سطح 1% و همچنین اثر متقابل بسامد در دامنه و نوع برش در بسامد در سطح 5% معنی‌دار بودند. همچنین در برش افقی با 6/21% و دامنه 6 میلی‌متر با 1/17% دارای کمترین درصد آسیب ناشی از جدایش بودند.
بررسی اثر بسامد ارتعاش حذف شده در دامنه‌های 2 و 4 میلی‌متر بر درصد آسیب ناشی از جدایش دانه انار، نتایج نشان داد که سطوح مختلف بسامد در دامنه 2 میلی‌متر فاقد اختلاف معنی‌دار است. در دامنه 4 میلی‌متر نیز اختلاف معنی‌داری مشاهده نشد.
4. بررسی نتایج ارزیابی دستگاه دانه‌کن انار با استفاده از جت هوا به تنهایی در سه نوع برش افقی، عمودی و مورب نشان داد که برش افقی با 8/81% بیشترین سهم جدایش را به خود اختصاص داده است. همچنین برای برش مورب با 5/19% کمترین آسیب ناشی از جدایش و برش عمودی با 1/12% کمترین درصد آسیب ناشی از برش گزارش شده است.
5. نتایج مقایسه و بررسی دو روش دانه کردن انار به وسیله جت هوا به همراه ارتعاش و جت هوا به تنهایی، نشان دهنده وجود اختلاف معنی‌داری در سطح 1% بر درصد جدایش و اختلاف در سطح 5% بر درصد آسیب ناشی از جدایش بود.
فهرست مطالب طراحی، ساخت و ارزیابی دستگاه دانه‌کن ارتعاشی انار با سامانه جت هوای الحاقی:
فصل اول
فصل اول: مقدمه 2
1-1 اهمیت محصول انار 3
1-2 گیاه‌شناسی، منشأ و ارقام انار 3
1-3 خواص و کاربرد انار 5
1-3-1 کاربرد و ارزش غذایی 5
1-3-2 خواص دارویی 6
1-4 جداسازی دانه انار 6
1-5- اهداف طرح 9
فصل دوم
فصل دوم: مروری بر پژوهش‌های پیشین 11
2-1 روش‌های مکانیکی دانه کردن انار 11
2-1-1 روش ارتعاشی 11
2-1-2 روش ضربه‌ای 12
2-2 دانه کردن به کمک جت سیال 12
2-3 مروری بر مبانی ارتعاش و تحقیقات انجام گرفته بر اساس آن 18
2-3-1 درخت‌تکان‌های اینرسیایی و بادی 24
2-4 مروری بر تحقیقات انجام گرفته با استفاده از فناوری جت هوا 25
2-4-1 مبانی نظری جت‌های برخوردی 27
فصل سوم
فصل سوم: مواد و روش‌ها 31
3-1 تهیه انار 31
3-2 نحوه کارکرد دستگاه دانه‌کن انار 32
3-3 معرفی اجزاء دستگاه 33
3-3-1 شاسی دستگاه 33
3-3-2 کمپرسور هوا، مخزن و رگولاتور 34
3-3-3 موتور الکتریکی محرک نازل‌ها 36
3-3-4 نازل‌ها و شیلنگ‌های باد 36
3-3-5 مدار الکتریکی جهت چرخش نازل‌ها 38
3-3-6 موتور الکتریکی سه فاز 39
3-3-7 اینورتر 40
3-3-8 کاسه‌گیر انار 41
3-3-9 صفحه شیب‌دار 41
3-4 تعریف متغیرها و محاسبات 42
3-4-1 محاسبه درصد جدایش 42
3-4-2 محاسبه درصد آسیب ناشی از جدایش 43
3-4-3 محاسبه درصد آسیب ناشی از برش 43
فصل چهارم
فصل چهارم: بحث و نتیجه‌گیری 45
4-1 بررسی عملکرد دستگاه دانه‌کن انار با استفاده از ارتعاش و جت هوا 45
4-1-1 ارزیابی درصد دانه‌های جدا شده 45
4-1-1-1 در حالت حذف بسامد 30 هرتز 45
4-1-1-1-1 بررسی اثر بسامد ارتعاش حذف شده در دامنه‌های 2 و 4 میلی‌متر بر درصد جدایش دانه‌های انار 48
4-1-1-2 در حالت حذف دامنه 6 میلی‌متر 49
4-1-1-2-1 بررسی اثر دامنه ارتعاش حذف شده در سطوح بسامد 10 و 20 هرتز بر درصد جدایش دانه‌های انار 50
4-1-2 نتایج بررسی درصد دانه‌های آسیب‌دیده ناشی از جدایش 51
4-1-2-1 در حالت حذف بسامد 30 هرتز 51
4-1-2-1-1 بررسی اثر بسامد ارتعاش حذف شده در دامنه‌های 2 و 4 میلی‌متر بر درصد آسیب ناشی از جدایش دانه انار 54
4-2 نتایج ارزیابی دستگاه دانه‌کن انار با استفاده از جت هوا 54
4-2-1 درصد دانه‌های جدا شده 54
4-2-2 درصد دانه‌های آسیب‌دیده ناشی از جدایش 55
4-2-3 درصد دانه‌های آسیب‌دیده ناشی از برش 56
4-3 مقایسه دو روش دانه‌کردن انار با جت هوا و ارتعاش با سیستم الحاقی جت هوا 56
4-3-1 نتایج بررسی و مقایسه درصد دانه‌های جدا شده 56
4-3-2 مقایسه درصد دانه‌های آسیب‌دیده ناشی از جدایش 57
4-4 نتیجه‌گیری 58
4-5 ارائه پیشنهادات 60
منابع و مأخذ 61
فهرست جداول
جدول 1-1 تركيب و ارزش غذايي انار در هر 100 گرم قسمت خوراكي ميوه 5
جدول 2-1 مقایسه درصد ریزش میوه در ارتعاش افقی و عمودی شاخه سیب 21
جدول 2-2 مقایسه بین مقادیر محاسبه شده توسط فرمول و مقادیر واقعی درصد برداشت در دامنه و بسامدهای مختلف نوسان 21
جدول 3-1 مشخصات کمپرسور مورد استفاده 35
جدول 4-1- جدول تجزیه واریانس درصد جدایش دانه انار 46
جدول 4-2- جدول تجزیه واریانس درصد جدایش دانه انار 49
جدول 4-3- جدول تجزیه واریانس درصد آسیب ناشی از جدایش دانه انار 52
فهرست تصاویر
شکل 2-1 دانه شدن انار با استفاده از نقاله‌های مرتعش 11
شکل 2-2 نمائی از دستگاه دانه‌کن انار ضربه‌ای 12
شکل 2-3 نمایی از دستگاه دانه‌کن انار سریج (1985) 13
شکل 2-4 مکانیزم هدایت‌کننده افشانک در مسیر مارپیچی سریج (1985) 14
شکل 2-5 ماشین دانه‌کن انار اشمیلوویچ و همکاران (2008) 15
شکل 2-6 واحد جدایش دستگاه دانه‌کن انار شمیلوویچ و همکاران (2008) 15
شکل 2-7 انواع حرکت‌های دوبعدی آزمایش شده توسط خزائی و همکاران (2008a) 16
شکل 2-8 حرکت دو بعدی افشانک در مسیر مارپیچی شکل خزائی و همکاران (2008a) 16
شکل 2-9 افشانک و مسیر حرکت آن، استفاده شده در دستگاه دانه‌کن انار اکرامی راد (1387) 17
شکل 2-10 نمای ایزومتریک دستگاه دانه‌کن انار میریان (1388) 18
شکل 2-11 آبگیری مرکبات با استفاده از دو جت هوا (ناهیر و رونن، 1992) 25
شکل 2-12 شماتيك بازوی رباتیک مورد استفاده براي ايجاد حركت دو بعدی افشانك (خزائی و همکاران، (2008b 26
شکل 2-13 نمایی از دستگاه حبه‌کن انگور (شبیری، 1390) 26
شکل 2-14 برخورد جت دوتایی بر سطح مایل 28
شکل 3-1 نمای شماتیک از دستگاه ساخته شده 34
شکل 3-2 کمپرسور دو مرحله‌ای 35
شکل 3-3 رگولاتور فشار با رطوبت‌گیر 36
شکل 3-4 موتور الکتریکی محرک نازل‌ها 37
شکل 3-5 نمای کلی نازل باد ساخته شده 38
شکل 3-6 ابعاد نازل ساخته شده با قطر 5/3 میلی‌متر 38
شکل 3-7 نقشه مدار الکتریکی طراحی شده برای چرخش نازل‌ها 39
شکل 3-8 تصویر مدار الکتریکی طراحی شده برای چرخش نازل‌ها 39
شکل 3-9 موتور الکتریکی استفاده شده جهت ایجاد ارتعاش 40
شکل 3-10 اینورتر استفاده شده برای تغییر دور موتور الکتریکی سه فاز 40
شکل 3-11 کاسه‌گیر ساخته شده 41
شکل 4-1 درصد جدایش دانه‌های انار در سطوح مختلف نوع برش میوه 47
شکل 4-2 درصد جدایش دانه انار در سطوح مختلف دامنه ارتعاش 47
شکل 4-3 درصد جدایش در تقابل سطوح مختلف بسامد و دامنه ارتعاش 48
شکل 4-4 درصد جدایش دانه‌های انار در سطوح مختلف بسامد و دامنه ارتعاش 48
شکل 4-5 تغییرات درصد جدایش در سطوح مختلف نوع برش 50
شکل 4-6 درصد جدایش دانه انار در سطوح مختلف بسامد ارتعاش 50
شکل 4-7 تغییرات درصد جدایش در سطوح مختلف دامنه و بسامد ارتعاش 51
شکل 4-8 درصد آسیب دانه‌های انار ناشی از جدایش در سطوح مختلف نوع برش 52
شکل 4-9 درصد آسیب دانه انار ناشی از جدایش در سطوح مختلف دامنه ارتعاش 53
شکل 4-10 تغییرات درصد آسیب ناشی از جدایش در تقابل سطوح مختلف دامنه و بسامد ارتعاش 53
شکل 4-11 درصد آسیب دانه‌های انار ناشی از جدایش در سطوح مختلف بسامد و دامنه ارتعاش 54
شکل 4-12 درصد جدایش دانه‌های انار در سطوح مختلف نوع برش 55
شکل 4-13 درصد آسیب دانه‌های انار ناشی از جدایش در سطوح مختلف نوع برش 55
شکل 4-14 تغییرات درصد آسیب ناشی از برش در سطوح مختلف نوع برش 56
شکل 4-15درصد جدایش دانه‌ها در دو روش جت هوا و ارتعاش- جت هوا 57
شکل 4-16درصد آسیب ناشی از جدایش دانه‌های انار در دو روش جت هوا و ارتعاش- جت هوا 57
راهنمای خرید و دانلود فایل
برای پرداخت، از کلیه کارتهای عضو شتاب میتوانید استفاده نمائید.
بعد از پرداخت آنلاین لینک دانلود فعال و نمایش داده میشود ، همچنین یک نسخه از فایل همان لحظه به ایمیل شما ارسال میگردد.
در صورت بروز هر مشکلی،میتوانید از طریق تماس با ما پیغام بگذارید و یا در تلگرام با ما در تماس باشید، تا شکایت شما مورد بررسی قرار گیرد.
برای دانلود فابل روی دکمه خرید و دانلود کلیک نمایید.
ديدگاه ها