فهرست مطالب

مکانیزاسیون کشاورزی - سال هشتم شماره 1 (بهار 1402)

نشریه مکانیزاسیون کشاورزی
سال هشتم شماره 1 (بهار 1402)

  • تاریخ انتشار: 1402/05/25
  • تعداد عناوین: 6
|
  • کیمیا شیرینی، عادل طاهری حاجی وند*، سینا صمدی قره ورن صفحات 1-14

    پروژه های زمان بندی در کشاورزی شامل عملیات و فعالیت هایی است که با ترتیب معین و در یک بازه زمانی مشخص انجام می گیرد. چنانچه این عملیات و فعالیت ها به موقع انجام نشوند، به دلیل افت کمی و کیفی محصول، کاهش سنگینی در درآمد کشاورز یا واحد کشاورزی ایجاد می شود که این هزینه ها نامشهود است. از طرفی دیگر عملیات کشاورزی برای اجرا نیازمند به کارگیری منابع هستند که معمولا محدود بوده و در صورت عدم تخصیص بهینه به فعالیت ها، احتمال به موقع نبودن فعالیت ها افزایش می یابد. به منظور کاستن از هزینه های به موقع نبودن، این پروژه ها نیازمند برنامه ریزی، زمان بندی و مدیریت علمی و منطقی زمان و منابع هستند. این به یک مسیله استاندارد در زمینه زمان بندی پروژه تبدیل شده که محققان زیادی را به خود علاقه مند کرده است و آن ها از روش های زمان بندی مختلف از جمله روش های دقیق و روش های اکتشافی و فراکتشافی استفاده کرده اند. در نتیجه، روش های مختلفی از مسیله زمان بندی پروژه با محدودیت منابع اولیه توسعه یافته اند. این مقاله یک مرور کلی بر روش ها و تحقیقاتی و تحلیلی بر روش های موجود می باشد که تاکنون منتشر شده است. در این مقاله به بررسی اهداف و رویکردهای حل مسیله زمان بندی پروژه  با در نظر گرفتن برخی کارهای موجود در حیطه کشاورزی و همچنین به داده های مربوط پرداخته شده است. نتایج نشان میدهد پژوهش های زیادی در راستای زمان بندی پروژه با منابع محدود انجام شده است. اما کارهایی که برای حل مسیله زمان بندی پروژه در حوزه کشاورزی باشد بسیار کم و انگشت شمار بوده است. بنابراین برای کارهای آینده و تحقیقات آتی می توان از روش های ارایه شده در سایر حوزه ها، برای حل مسیله زمان بندی پروژه با منابع محدود در حوزه کشاورزی استفاده بنماییم.

    کلیدواژگان: زمان بندی، کشاورزی، الگوریتم، محدودیت منابع، فرااکتشافی
  • کبری حیدربیگی*، نازآفرین شیخی صفحات 15-22

    این مطالعه با هدف تعیین شاخص های انرژی و اثرات زیست محیطی در فرآیند  پرورش ماهی در استان ایلام صورت گرفت. آب و هوای مناسب و وجود چشمه های آب سرد در کوهستان های استان ایلام باعث رونق پرورش ماهی در این استان شده است. اطلاعات مورد نیاز به روش پرسش نامه ای و مصاحبه به دست آمد و سپس انرژی های ورودی و خروجی و شاخص های انرژی و زیست محیطی به روش ارزیابی چرخه حیات و با استفاده از نرم افزار سیماپرو  محاسبه شد.  نتایج نشان داد که کل انرژی ورودی به ازای تولید یک تن ماهی سردآبی (ماهی قزل ‎آلا رنگین‎ کمان) برابر 7/44618 مگاژول می باشد. خوراک ماهی پروار با  61/38 درصد بیشترین سهم انرژی در تولید ماهی قزل‎ آلارنگین ‎کمان را به خود اختصاص داد. شاخص های نسبت انرژی، بهره وری انرژی، شدت انرژی، و افزوده خالص انرژی به ترتیب برابر با 1784/0، kg/MJ 02214/0، MJ/kg 61/44، MJ/ton 7/36658-  محاسبه شد. در مزارع پرورش ماهیان سردآبی سهم انرژی مستقیم، غیرمستقیم، تجدیدپذیر، و تجدید ناپذیر به ترتیب برابر 16/42، 83/57، 15/77، و 84/22 درصد بود. پس از نرمال سازی شاخص های زیست محیطی مشخص شد که در تولید ماهی،  شاخص سمیت آب های آزاد و پس از آن شاخص های تخلیه منابع فسیلی، پتاسیل اسیدی شدن، گرمایش جهانی و اختناق دریاچه ای نسبت به سایر گروه های اثر دارای مقادیر بیشتری بودند. بیشترین بارهای محیطی در مزارع پرورش ماهی از جانب فرآیند تولید بچه ماهی، خوراک، الکتریسیته، سوخت نفت، سولفات مس می باشد.

    کلیدواژگان: پرورش ماهی، شاخص‎های انرژی، محیط زیست، آلاینده های زیست محیطی، ارزیابی چرخه حیات
  • حسین موسی زاده*، نازیلا طربی، جلیل تقی زاده طامه، فرزاد محمدی، علی کیاپی صفحات 23-31
    اندازه گیری دبی جرمی مواد فله ای در بسیاری از صنایع بالاخص در سیلوها، بنادر، صنعت غذا و دارو و نفت و گاز کاربرد دارد. همچنین از حسگرهای دبی جرمی در کمباین های غلات به منظور تهیه نقشه عملکرد استفاده می شود. حسگرهای موجود روی کمباین ها از لحاظ هرینه، دقت، کالیبراسیون مجدد و حساسیت به شرایط محیطی مثل رطوبت دارای مشکلاتی بوده و معرفی حسگری با فناوری جدید که مشکلات فوق را نداشته باشد می تواند بخشی از مشکلات یاد شده را حل نماید. در این تحقیق یک حسگر دبی جرمی مبتنی بر توموگرافی خازنی ساخته شد و مورد ارزیابی قرار گرفت. تعیین بهترین حالت مش بندی برای حل معادلات با روش المان محدود عمده ترین هدف این تحقیق است. بنابراین ناحیه فانتوم با چهار روش متفاوت مش بندی شد و نتایج از لحاظ سرعت اجرای برنامه و همچنین دقت در ساخت تصاویر توموگرام مورد مقایسه قرار گرفت. بر اساس نتایج به دست آمده مش بندی ریزتر در مجاورت الکترودها و افزایش تعداد المان ها تا حدی که شرایط برخط بودن مساله نقض نشود و همچنین چرخاندن حلقه های المان ها، ایده آل ترین حالت مش بندی می باشد. بنابراین بیشترین تعداد المان مش بندی برای لوله ای به قطر mm200 به شرطی که آنلاین بودن مساله نقض نشود تعداد 2048 عدد به دست آمد. همچنین نتیجه گیری شد، المان های ریزتر در مجاورت الکترودها تاثیر مثبتی در کیفیت تصاویر توموگرام دارد.
    کلیدواژگان: نرخ جریان جرمی، توموگرافی خازنی الکتریکی، پتانسیل میدان الکتریکی، مش بندی، روش المان محدود
  • محمدحسین نورانی، عباس عساکره*، محمدرضا سیاهپوش صفحات 33-42

    برداشت کنجد به دلیل استفاده از ارقام شکوفا و ریزش بسیار زیاد در برداشت مستقیم و مکانیزه، عمدتا به صورت دستی انجام می شود. در سالهای اخیر معرفی ارقام ناشکوفا امکان برداشت مکانیزه کنجد را فراهم کرده است. در این مطالعه روش سنتی (ارقام شکوفا) و مکانیزه (ارقام ناشکوفا) برداشت کنجد از نظر میزان تلفات دانه، هزینه، انرژی مصرفی و زمان مورد نیاز برای برداشت بررسی گردید. داده های برداشت سنتی از کشاورزان شهرستان دزفول، شوش و اندیمشک و داده های برداشت مکانیزه از کشت و صنعت شهید رجایی دزفول جمعآوری شد. در برداشت مکانیزه، میزان تلفات کمباین در سه مقدار کشت بذر 5، 10 و 12 کیلوگرم در هکتار و سه سرعت پیشروی کمباین 5/1، 2 و 5/2 کیلومتر در ساعت اندازه گیری شد. میانگین تلفات دماغه 83/4 درصد به دست آمد که بیش از 94 درصد آن مربوط به افت دماغه کمباین بود. یافته ها نشان داد با افزایش تراکم بوته میزان افت کمباین به شدت کاهش می یابد. میانگین نیروی انسانی در برداشت یک هکتار کنجد ناشکوفا 315 نفر- ساعت به دست آمد که 98 برابر روش مکانیزه بود. میانگین هزینه برداشت هر هکتار کنجد بر اساس سال 1399 در روش سنتی و مکانیزه به ترتیب 4/49 و 7/2 میلیون ریال محاسبه شد. میانگین کل انرژی مصرفی برداشت هر هکتار کنجد در روش سنتی و مکانیزه به ترتیب 2088 و 1510 مگاژول به دست آمد که انرژی انسانی در روش سنتی بخش عمده آن بود. نتایج نشان داد استفاده از ارقام ناشکوفا و برداشت مکانیزه امکان توسعه کشت کنجد را فراهم می کند.

    کلیدواژگان: انرژی، برداشت دستی، تحلیل اقتصادی، تلفات کمباین، کنجد ناشکوفا
  • علی ماشاءالله کرمانی*، الهه محمدی عبده وند، علی رجبی پور صفحات 43-52
    یکی از مهم ترین مراحل فرآوری گردو، شکستن پوست سخت و مغز کردن آن می باشد. در این تحقیق به منظور کاهش صدمه مکانیکی و بهبود کیفیت استخراج مغز گردو در هنگام شکستن گردو، خواص گسیختگی پوست گردو در بارگذاری فشاری تک محوری جدید با ایجاد محدودیت تغییر شکل جانبی تحت عنوان محصور شده مورد ارزیابی قرار گرفت. خواص گسیختگی پوست گردوی پوست سخت در اثر متغیرهای حالت بارگذاری، جهت بارگذاری و اندازه گردو مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که اثر حالت بارگذاری آزاد و محصور گردو بر نیروی شکست و انرژی شکست به ترتیب در سطح 1 و 5 درصد معنی دار بود. نیروی شکست گردوی پوست سخت برای حالت های بارگذاری آزاد و محصور به ترتیب 96/273 و 47/441 نیوتن بود. نیروی شکست در راستای محور طولی (56/392 نیوتن) به طور معنی داری از راستای بارگذاری ضخامت (شیار روی پوست) (85/347 نیوتن) و پهنا (65/332 نیوتن) بزرگ تر بود. مشاهدات نشان داد که به طور کلی در حالت بارگذاری گردو محصور شده گسترش گسیختگی و شکستگی روی پوست بیش تر از حالت بارگذاری آزاد بود، که این موضوع می تواند به عنوان ایده ای برای ساخت دستگاه گردوشکن مورد بهره برداری قرار گیرد.
    کلیدواژگان: خواص گسیختگی، بارگذاری فشاری، محصور شده، شکستن گردو
  • سیمین خدری، حسن ذکی دیزجی*، محمدجواد شیخ داودی، افشین مرزبان صفحات 52-60

    این پژوهش به ارایه مدلی برای تجزیه وتحلیل عملیات تخلیه سبدهای نی‏ می‏پردازد. از مهمترین مسایل در تولید نیشکر، تعیین زمان مناسب برداشت و انتقال به‏ موقع آن به کارخانه تولید شکر برای استحصال شکر و جلوگیری از ایجاد ضایعات کمی و کیفی در زمان حمل و نقل می باشد. ازدحام و ترافیک سبدهای حمل نی در مقابل درب کارخانه باعث تشکیل صفی طولانی خواهد شد. از عوامل تاثیرگذار بر تشکیل صف می توان به تغییر شیفت، تصادفات در اثر ازدحام تراکتورها، خرابی تراکتورها و توقفات کارخانه اشاره کرد که منجر به افزایش فواصل زمانی بین برداشت محصول و تخلیه نی ها خواهد شد. با استفاده از نظریه صف، مدل پایه سامانه مربوطه شبیه سازی گردید و تاثیر هر یک از عوامل موجود بر میزان اتلاف وقت و تشکیل صف مورد ارزیابی قرار گرفت. در ادامه سه سناریو (بررسی نظم صف، بهبود گلوگاه با راه اندازی منابع تخلیه موجود، بهبود گلوگاه با افزایش تعداد منابع تخلیه) مطرح شده و تجزیه و تحلیل سامانه، بر اساس محقق شدن هر کدام از سناریوها، هزینه ها و شرایط صف بررسی گردید. درنهایت از روش تاپسیس برای مقایسه کارایی سناریوها استفاده شد. زمان انتظار سبدها در سامانه در سناریو اول، دوم و سوم نسبت به حالت پایه به ترتیب 2%، 30%، و 59% کاهش و نیز میزان خروج سبدها به ترتیب 1.56% ، 100%، و 198% برابر افزایش یافته است. مقایسه کارایی سناریوها با استفاده از روش تاپسیس با توجه به معیار زمان انتظار و هزینه نشان داده که سناریوی دو بالاترین رتبه را دارد.

    کلیدواژگان: نیشکر، حمل و نقل، نظریه صف، هزینه، اتلاف زمانی
|
  • Kimia Shirini, Adel Taherihajivand *, Sina Samadi Gharehveran Pages 1-14

    Scheduling projects in agriculture include operations and activities that are carried out in a certain order and within a certain period of time. If these operations and activities are not performed on time, due to the quantitative and qualitative decline of the product, a heavy decrease in the income of the farmer or agricultural unit will occur, and these costs are invisible. On the other hand, agricultural operations require the use of resources for implementation, which are usually limited, and if the activities are not optimally allocated, the possibility of the activities not being on time increases. In order to reduce the costs of not being on time, these projects require planning, scheduling and scientific and logical management of time and resources. This has become a standard problem in the field of project scheduling, which has attracted many researchers and they have used different scheduling methods, including exact methods and exploratory and meta-exploratory methods. As a result, various methods of project scheduling problem with limited primary resources have been developed. This article is an overview of research methods and analysis of existing methods that have been published so far. In this article, the goals and approaches to solving the project scheduling problem have been investigated, taking into account some existing works in the field of agriculture, as well as related data.

    Keywords: scheduling, Agriculture, Algorithm, resource constraints, meta-huristic
  • Kobra Heidarbeigi *, Naz-Afarin Sheikhi Pages 15-22

    This study was conducted with the aim of determining the energy and indicators and environmental effects in the process of fish farming in Ilam province. The suitable climate and the existence of cold-water springs in the mountains of Ilam province have caused the prosperity of fish farming in this province. The required information was obtained through questionnaires and interviews and then the input and output energies and energy indicators energy and environmental indicators were calculated using the life cycle assessment method and using Simapro software. The results showed that the total input energy per one ton of coldwater fish (rainbow trout) was 44618.7MJ. Growth feed trout (GFT) with a share of 38.61 % had the highest energy consumer input in the production of rainbow trout. The amount of energy ratio, energy efficiency, energy intensity, and net energy gain indicators in cold-water fish production was 0.1784, 0.0214 kg/MJ, 44.61 MJ/kg, and -36658.7 MJ/ton, respectively. In coldwater fish farms, the share of direct, indirect, renewable, and nonrenewable energy was 42.16, 57.83, 77.15, and 22.84 %, respectively. After normalization of environmental indicators, it was found that in fish production, marine aquatic ecotoxicity index and then fossil resource depletion, acidification, global warming and eutrophication indices have the highest amount of environmental pollutants. The biggest environmental burdens in fish farms are from the process of producing fry, feed, electricity, oil fuel, copper sulfate.

    Keywords: Fish farming, Energy indicators, Environment, Environmental pollutants, Life cycle assessment
  • Hossein Mousazadeh *, Nazilla Tarabi, Jalil Taghizadeh-Tameh, Farzad Mohammadi, Ali Kiapei Pages 23-31
    Mass flow rate measurement has application in many industrials, e.g. silos, ports, food and drug industry. Mass flow sensors are used in cereal combines as well. Installed mass flow sensors on the combines creates some problems such as; cost, precision, recalibration and sensitivity for environmental conditions. So, introducing a new sensor based on new technology would had potential for future installation. A mass flow rate measurement sensor based on electrical capacitance tomography constructed and evaluated in this research. Defining the best discretization method for solving potential equations in FEM was the main objective of this research. Therefore, four discretizing method are compared and results are evaluated from run-time and precision viewpoint. According to results, the finer elements near the electrodes and increasing element numbers in such a way that don’t break the in-situ condition would be the best cases. The ECT system with fine elements and mesh numbers of 2048 would be applicable for mass flow rate measurement in combine harvesters.
    Keywords: Mass flow rate, Electrical capacitance tomography, Field potential, Discretization, finite element method
  • MohammadHosein Noorani, Abbas Asakereh *, MohammadReza Siahpoosh Pages 33-42

    Sesame harvesting is mainly done manually due to the use of dehiscence cultivars and high seed loss in mechanized harvesting. In recent years, with the introduction of non-dehiscence cultivars, the mechanized harvesting of sesame has become possible. In this study, the traditional and mechanized methods of sesame harvesting were investigated in terms of seed loss, cost, energy consumption and time required for harvesting. Data of traditional system were collected from farmers in Dezful, Shush and Andimeshk counties and data of mechanized system were obtained from Shahid Rajaei Agricultural production Company in Dezful. In the mechanized harvesting, the seed loss were measured in three amounts of seed planting rates (5, 10, and 12 kg/ha) and three ground speeds of the combine harvester (1.5, 2 and 2.5 km/h). The average seed loss in the combine was 4.83%, of which more than 94% was related to the combine header. The findings showed that with the increase in plant density, seed loss in combine is greatly reduced. The average labor in traditional harvesting was 315 labor-hours, which was 98 times more than in the mechanized method. The average cost of harvesting in traditional and mechanized methods was calculated as 49.4 and 2.7 million rials/hectare in 2019, respectively. The input energy in traditional and mechanized harvesting was 2088 and 1510 MJ/ha, respectively, that in the traditional method, human energy was the major part of the input energy. The results showed that the use of non-dehiscence cultivars and mechanized harvesting allows the development of sesame cultivation.

    Keywords: Energy, Manual harvesting, Economic Analysis, Combine losses, Non-dehiscence Sesame
  • Ali Mashaallah Kermani *, Elahe Mohamadi Abdevand, Ali Rajabipour Pages 43-52
    One of the most important stages of walnut processing is cracking the hard skin and shelling it. In this research, to reduce the mechanical damage and improve the extraction quality of walnut kernels during shelling, the fracture properties of the walnut shell were evaluated in a new uniaxial compressive loading test by creating a lateral deformation limitation called the enclosed. The fracture properties of walnut shell for the genotype of hard shell walnut were investigated due to the variables of loading mode, loading direction, and size of a walnut. The results showed that the effect of the state of walnut loading (free and enclosed) on the fracture force and fracture energy was significant at 1% and 5% probability levels, respectively. The breaking force of the hard shell walnut was 273.96 and 441.47 N for free and enclosed loading states, respectively. The breaking force along the longitudinal axis (392.56 N) was significantly more than in other loading directions, such as thickness or suture on the skin (347.85 N) and width (332.65 N). In general, observations showed that in the case of enclosed walnut loading, the rupture development on the shell surface was more than that of freeloading, which can be used as an idea for making a high-performance nutcracker machine.
    Keywords: Fracture properties, Compressive loading, Enclosed, Walnut cracking
  • Simin Khedri, Hassan Zaki Dizaji *, MohammadJavad Sheikhdavoodi, Afshin Marzban Pages 52-60

    This research presents a model for the analysis of sugarcane basket emptying operations. Traffic of sugarcane carrying baskets in front of the factory door will cause a long waiting line to form. Factors influencing the formation of queues include shift changes, accidents due to tractor crowding, tractor breakdowns, and factory shutdowns, which will lead to an increase in the time intervals between harvesting the crop and emptying the canes. Using queuing theory, the relevant system was simulated as a based model and the effect of each of the existing factors on the amount of time wastage and queue formation was evaluated. Based on the three scenarios (the investigation of queuing order, improve the bottleneck by deploying existing or non-existing discharge sources) proposed and the analysis of the system, based on the realization of each of the scenarios, the costs and queue conditions were investigated. According to the investigated cases, it was concluded that both sources in the factory should be used to empty the canes during the peak harvest time. The waiting time of the baskets in the system in the first, second and third scenario has decreased by 2%, 30%, and 59%, respectively, and the exit rate of the baskets has increased by 1.56%, 100%, and 198%, respectively. Comparing the efficiency of the scenarios using TOPSIS method according to the criteria of waiting time and cost showed that the second scenario has the highest rank.

    Keywords: Sugarcane, Transportation, queuing theory, Cost, time loss