فهرست مطالب

مجله پژوهش های مکانیک ماشین های کشاورزی
سال دوازدهم شماره 2 (تابستان 1402)

  • تاریخ انتشار: 1402/07/20
  • تعداد عناوین: 10
|
  • جعفر حبیبی اصل*، غلامعباس لطفعلی آینه صفحات 1-13
    یکی از راه های کاهش عملیات زراعی و هزینه های تولید، استفاده از ماشین های مرکب است. در تحقیق حاضر، یک خطی کار غلات به دیسک سنگین منضم و برای کاشت گندم ارزیابی گردید. کارنده مذکور با روش های کم خاک ورزی حفاظتی و بی خاک ورزی مقایسه شد. کرتهای اصلی عبارت بود از چهار روش تهیه زمین و کاشت گندم شامل: تهیه زمین و کشت همزمان با ماشین مرکب ساخته شده (T1)، بی خاک ورزی با دستگاه کاشت مستقیم گاسپاردو (T2) ، تهیه زمین با دو بار دیسک عمود بر هم + کاشت با خطی کار غلات (T3) و تهیه زمین با چیزل پیلر+ دوبار دیسک + کاشت با خطی کار غلات (تیمار شاهد منطقه) (T4). کرتهای فرعی نیز شامل میزان بذر مصرفی گندم در سه سطح (150، 175 و 200 کیلوگرم بر هکتار) بود. نتایج نشان داد که تیمارهای مختلف خاک ورزی و کاشت از نظر پارامترهای فنی باهم اختلاف معنی دار داشتند، ولی عملکرد و اجزای عملکرد آن ها، به جز درصد سبزشدن بذرها، در یک کلاس آماری قرار داشت. بیشترین مصرف سوخت با 4/38 لیتر بر هکتار به تیمار چیزل پیلر+دو بار دیسک +خطی کار (T4) و کمترین آن با 5/14 لیتر بر هکتار به تیمار ماشین مرکب ساخته شده (T1) اختصاص داشت. مصرف سوخت خطی کار منضم به دیسک سنگین و ماشین بی خاک ورز در یک کلاس آماری قرار داشت. خطی کار منضم به دیسک سنگین قادر بود نسبت به روش مرسوم خاک ورزی (چیزل پیلر+ دوبار دیسک+خطی کار) زمان انجام عملیات و مصرف سوخت را به ترتیب 6/17 و 2/62 درصد کاهش دهد. در مقادیر بذر بالای 150 کیلوگرم در هکتار تفاوت معنی داری در عملکرد دانه و سایر شاخص های اندازه گیری شده (به جز تعداد سنبله در مترمربع) مشاهده نگردید. بر اساس نتایج به دست آمده، می توان ماشین مرکب خطی کار-دیسک سنگین را به عنوان یک خاک ورز-کارنده حفاظتی مناسب کشت و کار گندم در جنوب خوزستان معرفی و توصیه نمود.
    کلیدواژگان: بذرکار-کودکار، دیسک سنگین، کم خاک ورزی، گندم، ماشین مرکب
  • حامد رمضانی، محمد هادی خوش تقاضا*، سعید مینائی، غلامرضا اکبری زاده صفحات 15-25
    کشور ایران یکی از بزرگترین و مهم ترین کشورهای تولید کننده کشمش در جهان به شمار می رود. با توجه به میزان و ارزش صادرات کشمش در ایران، ماشینی نمودن جمع آوری این محصول همراه با حفظ کیفیت مکانیکی آن، از ضروری ترین کارها در این زمینه می باشد. لذا هدف اصلی این پژوهش طراحی و ساخت دماغه جمع آوری در ماشین خودکار جمع آوری محصول کشمش از سطح زمین و سپس ارزیابی آسیب مکانیکی وارد بر محصول کشمش حین جمع آوری توسط دماغه می باشد. پس از انجام طراحی نرم افزاری، انجام محاسبات لازم برای انتخاب بخش های مختلف دستگاه و ساخت دماغه، ارزیابی ماشین بر روی کشمش های پهن شده بر سطح زمین در سه سرعت پیشروی ماشین (1، 2 و km/h 3) و سه ارتفاع دماغه (2، 5 و mm 10) از سطح زمین صورت گرفت. دماغه ساخته شده با دهانه ای به طول cm80 بر روی ماشین خودکاری با ابعاد تقریبیcm 70 ×50 سوار شد. ظرفیت کاری این ماشین در سرعت دورانی rpm 25 برس جمع آوری، برابر با kg/min 3/3 است، و در هر 15 دقیقه قادر به پر نمودن مخزن 80 کیلوگرمی است. نتایج ارزیابی نشان داد اثر سرعت پیشروی و ارتفاع دماغه بر آسیب مکانیکی معنی دار است (p<0.01) ,ولی اثر متقابل آن ها معنی دار نیست. همچنین کمترین آسیب مکانیکی (11%) در برداشت کشمش، مربوط به ارتفاع 2 میلی متری دماغه از سطح زمین بود. آسیب مکانیکی به محصول در سرعت پیشروی km/h 1 نسبت به دو سرعت دیگر به میزان 8 درصد، کاهش داشت.
    کلیدواژگان: برس جمع آوری، ماشین خودکار، کشمش آفتابی، انتخاب موتور، انتقال توان
  • فاطمه حسینی، فشمی، علی متولی*، اشکان نبوی پله سرائی، سید جعفر هاشمی صفحات 27-38
    در این مطالعه به بررسی ارزیابی چرخه حیات تولید خیار گلخانه ای در شهرستان های کرج، هشتگرد، نظرآباد و اشتهارد و به کارگیری سه سامانه تامین انرژی مرسوم (استفاده از انرژی الکتریسته با منبع سوخت فسیلی و استفاده از گازوییل برای گرمایش گلخانه)، فتوولتاییک و فتوولتاییک حرارتی پرداخته شد. بدین منظور میزان انرژی مصرفی معادل سوخت و الکتریسیته مورد نیاز محاسبه و برای تامین آن سامانه های خورشیدی فتوولتاییک و فتوولتاییک حرارتی با استفاده از نرم افزار TRNSYS شبیه سازی و طراحی شدند. در گام بعد نیز با استفاده از روش IMPACT2002+ به بررسی انتشار آلاینده ها در سناریوهای مختلف تولید خیار پرداخته شد. نتایج شبیه سازی نشان داد که تعداد حداکثر پنل موردنیاز برای سامانه های فتوولتاییک و فتوولتاییک حرارتی به ترتیب 160 و 159 عدد به منظور کشت یک هکتار خیار گلخانه ای می باشد. نتایج ارزیابی چرخه حیات نشان داد که در تمامی رده های آسیب سامانه خورشیدی فتوولتاییک کمترین مقدار انتشار را به خود اختصاص داده است. همچنین نتایج نشان داد که در میزان جمع کل انتشارت، سامانه مرسوم بالاترین میزان انتشار را به خود اختصاص داده و پس از آن سامانه فتوولتاییک-حرارتی وجود دارد. در سه سامانه مرسوم، فتوولتاییک و فتوولتاییک حرارتی به ترتیب سوخت گازوییل، پنل های فتوولتاییک و پنل های فتوولتاییک حرارتی و در موازات با انتشارات درون مزرعه بالاترین سهم را در انتشارات رده های آسیب دارا می باشند. نتایج نشان داد که بالاترین میزان رده های خسارت سلامتی انسان و کیفیت زیست بوم به ترتیب به میزان 005/0 DALY و 9215 PDF*m2*yr در سناریو تولید انرژی با استفاده از سامانه فتوولتاییک و در بخش رده های خسارت تغییر اقلیم و منابع به ترتیب به میزان 6629 kg CO2 eq. و 145446 MJ primary با استفاده از سامانه ی تولید انرژی به روش مرسوم بدست آمدند. نتایج شاخص نهایی زیست محیطی نشان داد که در بین این سه سامانه، سامانه فتوولتاییک از لحاظ زیست محیطی بهترین سناریو است.
    کلیدواژگان: چرخه حیات، انرژی مصرفی، فناوری های خورشیدی، گلخانه
  • حبیبه نعلبندی*، سید صادق سیدلو، جلال دهقان نیا، رضا رستمی صفحات 39-51
    هدف از تحقیق حاضر شبیه‏سازی سه بعدی فرآیند انتقال هم زمان گرما و رطوبت در عملیات خشک کردن همرفتی مواد غذایی از جمله هویج بود که این فرآیندها روی پدیده های تبعی مانند ترک تاثیرگذار است. مدل هندسی ورقه های هویج در محیط نرم افزار Comsol Multiphysics 3.5 ترسیم شد و سپس به تعداد 10017 المان و با درجه آزادی 30550 گسسته سازی شد. توسعه مدل با حل عددی معادلات دیفرانسیل حاکم به روش اجزاء محدود در محیط نرم افزار مذکور تحت دماهای مختلف هوای گرم انجام شد. در حل معادلات حاکم، خصوصیات مهندسی هویج به صورت متغیر در نظر گرفته شده و پروفایل های دما و رطوبت در شرایط مختلف خشک کردن پیش‏بینی شد. هم چنین آزمایش‏هایی برای به-دست آوردن مقادیر خصوصیات مهندسی از قبیل دانسیته واقعی و ظاهری و ضریب نفوذ موثر رطوبت و سینتیک خشک شدن، با استفاده از خشک‏کن قفسه‏ای متصل به ابزارهای مختلف اندازه گیری، در دماهای مختلف هوای گرم و ضخامت‏های مختلف نمونه‏ها انجام شد. نتایج به-دست آمده از شبیه ساز با داده‏های آزمایشی حاصل از خشک‏کردن هویج مقایسه گردید. نتایج نشان داد که مدل توسعه یافته توانسته است با دقت بالایی روند کاهش رطوبت و افزایش دما را در داخل نمونه‏ها پیش‏بینی نماید. دقت پیش‏بینی‏ها در محدوده 87/99 تا 98/99 درصد قرار داشت. بنابراین شبیه‏ساز توسعه یافته می‏تواند برای پیش بینی پروفیل های دما و رطوبت در فرآیند خشک کردن محصولات کشاورزی مختلف با خواص مهندسی مشابه و با دقت بالا به منظور بررسی تاثیر عملیات خشک کردن روی خواص کیفی نهایی و رسیدن به بالاترین کیفیت محصول مورد استفاده قرار گیرد.
    کلیدواژگان: شبیه ‏سازی، انتقال گرما و رطوبت، مواد غذایی، خشک‏ کردن همرفتی
  • سمیه شادمانفر، امین لطفعلیان دهکردی*، احمد رضا قاسمی دستگردی، علیرضا حق شناس نصرآبادی صفحات 53-62
    نظر به اینکه گندم و جو از محصولات با اهمیت و استراتژیک کشور ایران است و یکی از مهمترین آفات این محصولات سن غلات می باشد، بنابراین هر ساله سازمان حفظ نباتات کشور این آفت خطرناک را پایش می کند تا در زمان مناسب دستور مبارزه صادر شود. طبق آمارهای وزارت جهاد کشاورزی خسارت ناشی از آفات، بیماری ها و علف های هرز هر ساله حدود 35-30 درصد کل محصول را در بر می گیرد که 12-10 درصد آن مربوط به حشرات مضر می باشد و در مناطقی که آلودگی شدید باشد، خسارت وارده به محصول حتی به 100 درصد هم می رسد. پایش یک به یک مزارع کاری بسیار سخت و وقت گیر، در بازه زمانی محدود که نیازمند تعداد زیادی نیروی انسانی متخصص است. حضور فیزیکی کارشناسان در مزارع جهت انجام عملیات پایش، نیازمند صرف زمان و هزینه است و هم باعث آسیب به گیاهان در مزارع می شود. یکی از اهداف این پژوهش استفاده از روشی غیرمخرب برای چنین عملیاتی در شناسایی آفت سن غلات است. در این تحقیق شمارش آفت سن مادر در مزارع غلات و نرم گیری آن به دو روش استفاده از پردازش تصاویر هوایی با ثبت 954 تصویر و روش کادراندازی و شمارش چشمی در مزرعه توسط کارشناس خبره در دو مزرعه با نرم متفاوت انجام گرفت. پس از پردازش تصاویر با استفاده از محیط Pycharm در نرم افزار پایتون، تعداد سن در هر تصویر بدست آمد، نتایج آنالیز آماری نشان داد که اختلاف میانگین این دو روش در سطح احتمال 1% معنادار نیست و می توان با اطمینان از این روش برای پایش آفت سن مادر مزارع غلات استفاده کرد. در این پژوهش با استفاده از پردازش تصاویر پهپادی، روشی سریع و دقیق، بدون خسارت به محصول، برای نرم گیری آفت سن و صدور دستور سمپاشی جهت جلوگیری از وارد آمدن خسارت به مزرعه بدست آمد.
    کلیدواژگان: پردازش تصویر، پهپاد، سن گندم، نرم گیری، کشاورزی دقیق
  • حماد ذرعی فروش*، عادل بخشی پور، ایرج باقری صفحات 63-75
    در پژوهش حاضر از یک سامانه خشک کن تسمه نقاله ای پیوسته ترکیبی شامل آبگرمکن خورشیدی و لامپ های مادون قرمز تامین شونده با انرژی خورشیدی برای خشک کردن برگ های رزماری استفاده شد و مشخصات عملکرد آن از نظر زمان خشک شدن، انرژی مصرفی کل، نسبت انرژی خورشیدی و بازده انرژی مورد ارزیابی قرار گرفت. در هر آزمایش مقادیر 300 گرمی از برگ های تازه برداشت شده رزماری در دمای هوای 50 درجه سلسیوس و مقادیر مختلف سرعت جریان هوای ورودی (7، 8 و 9 متر بر ثانیه) و توان لامپ مادون قرمز (0، 150 و 300 وات) تحت فرایند خشک شدن قرار گرفتند. نقطه بهینه برای شرایط کاری سامانه خشک کن با استفاده از روش سطح پاسخ با انتخاب مقادیر مناسب برای سرعت هوای ورودی و توان مادون قرمز بر اساس این معیارها تعیین شد: به حداقل رساندن زمان خشک شدن، به حداقل رساندن انرژی مصر فی کل، به حداکثر رساندن بازده انرژی و به حداکثر رساندن نسبت انرژی خورشیدی. بر این اساس، نقطه بهینه انتخابی شامل توان مادون قرمز 300 وات و سرعت هوای 85/8 متر بر ثانیه بود. تحت شرایط تعریف شده، مشخصات عملکردی سامانه خشک کن شامل زمان خشک کردن، انرژی مصرفی کل، بازده انرژی و نسبت خورشیدی به ترتیب برابر با 13/149 دقیقه، kJ 91/3868، 37/52 درصد و 57/0 بدست آمد. با توجه به یافته های این تحقیق می توان نتیجه گرفت که بکارگیری سامانه های خشک کن توسعه یافته می تواند تا حد قابل توجهی نیاز به منابع سوخت فسیلی را کاهش داده و منجر به راندمان عملکردی قابل قبول در فرایند خشک کردن گیاهان دارویی شود.
    کلیدواژگان: بهینه سازی، روش سطح پاسخ، خشک کن، انرژی خورشیدی، بازده انرژی
  • سجاد کیانی* صفحات 76-90
    اتصال موتور تراکتور به محور جلوی آن و حفظ فاصله مرکز تا مرکز چرخ های جلو و عقب در دامنه استاندارد، توسط قطعه ای مستحکم به نام براکت جلو که جزیی از شاسی تراکتور است، انجام می شود. این پژوهش به منظور تولید یک قطعه براکت جدید به دلیل افزایش توان موتور یک مدل تراکتور از 37 به 52 کیلو وات و در نتیجه نیاز به افزایش فاصله دو محور جلو و عقب آن انجام شد. قطعه براکت به وسیله نرم افزار Catia به صورت سه بعدی طراحی شد و از نظر استحکام مکانیکی به روش المان محدود تحت بارهای استاتیکی و دینامیکی در نرم افزار Abaqus مورد تحلیل قرار گرفت. به دلیل نیاز به استحکام بالا در این قطعه، جنس آن به صورت پیش فرض چدن نشکن یا داکتیل (GGG40 با استحکام تسلیم 250 مگاپاسکال) در نظر گرفته شد. نتایج تحلیل استاتیکی و دینامیکی نشان داد که حداکثر تنش وارده به قطعه (7/93 مگاپاسکال) کمتر از استحکام تسیلم قطعه طراحی شده می باشد. بعد از اطمینان نسبی از مقاوم بودن قطعه، قالب ریخته گری آن در نرم افزار Catia طراحی و به روش ریخته گری آلومینیوم و ماشینکاری تولید شد. قطعات نمونه براکت (5 قطعه) به روش ریخته گری چدن تولید و پس از ماشینکاری بر روی تراکتورهای نمونه (مدل RK704 با بیشینه وزن 2635 کیلوگرم) نصب و آزمون های مزرعه ای انجام شد. نتایج ارزیابی نشان داد که قطعه تولید شده از نظر حفظ فاصله WB، شرایط نصب و مقاومت مکانیکی قابلیت تولید و استفاده در تولید این تراکتور را دارد.
    کلیدواژگان: استحکام تسلیم، بارگذاری، تحلیل، شاسی
  • منا طهماسبی*، محمد گهری، احمد شریفی مالواجردی، ابوالفضل هدایتی پور صفحات 91-101
    فشردگی خاک‏های کشاورزی محدودیت اصلی رشد ریشه گیاهان است و منجر به کاهش عملکرد اکثر محصولات زراعی می‏شود. تراکم خاک ساختار خاک را تغییر می‏دهد و نفوذ آب و هوا را محدود می‏کند. نفوذسنج عمودی به شیوه‏ی رایج برای اندازه‏گیری مقاومت خاک استفاده می‏شود ولی بسیار وقت‏گیر، هزینه بر و طاقت‏فرساست که باعث ایجاد محدودیت استفاده از نفوذسنج‏های عمودی در پهنه‏بندی فشردگی خاک مزارع شده است. یکی از روش های معرفی شده در دهه گذشته روشی پیوسته و در حال حرکت برای تعیین لایه فشرده خاک است. هدف از این تحقیق، اندازه‏گیری مقاومت مکانیکی خاک در لایه‏های فشرده مختلف با استفاده از یک حسگر نیوماتیکی افقی چند نازلی در حال حرکت بود. در ابتدا تنش ایجاد شده بر روی تیغه حسگر محاسبه و سپس ساقه حسگر مورد نظر در محیط نرم‏افزار ANSYS مدل‏سازی و تحلیل تنش شد. پس از طراحی، سه نازل مخروطی در سه عمق متفاوت (15، 30 و 45 سانتی‏متر) برای تزریق جریان هوا به خاک بر روی حسگر نیوماتیکی نصب شد و مقاومت در برابر نفوذپذیری هوا به داخل خاک بوسیله سه فشارسنج اندازه گیری شد. نتایج این حسگر با نتایج نفوذسنج عمودی استاندارد در طول مسیر موردنظر در سه تکرار ارزیابی و مقایسه گردید. نتایج نشان داد که حسگر توانایی نشان دادن تغییرات مقاومت مکانیکی خاک را در عمق‏های مختلف حتی در مکان‏هایی که نفوذسنج عمودی امکان ورود در خاک را نداشت، دارد. رابطه معنی‏داری بین مقاومت به نفوذ هوا در خاک با مقاومت به نفوذ عمودی (R2=0.73) در عمق صفر تا 30 سانتی‏متر بدست آمد. مقدار مقاومت به نفوذ هوا در خاک با افزایش عمق افزایش یافت.
    کلیدواژگان: حسگر پنوماتیکی، لایه خاک فشرده، مقاومت خاک در برابر نفوذ هوا، نفوذپذیری هوا، مقاومت در برابر نفوذ عمودی
  • نسیم محمدیان، امان محمد ضیایی فر*، اسماعیل میرزایی قلعه، مهدی کاشانی نژاد، حامد کرمی صفحات 103-114
    تقلب در مواد غذایی شامل افزودن هر گونه مواد کم هزینه به مواد گران قیمت برای کاهش محتوای اجزای گران قیمت و در نتیجه کاهش هزینه تولید و رسیدن به حداکثر سود است. خطر تقلب در اجزای مواد غذایی با ارزش بالا با جایگزین های ارزان تر در سال های اخیر به مرحله هشدار رسیده است. روش های رایج تشخیص تقلب مواد غذایی پرهزینه و زمان بر بوده و به تخصص فنی بالایی نیاز دارد. آبلیمو یکی از محصولاتی است که همواره قربانی تقلب تولیدکنندگان برای کاهش قیمت تمام شده محصولات شده است. فن آوری بینی الکترونیکی در بسیاری از زمینه ها و اغلب در صنعت نوشیدنی برای اهداف طبقه بندی و کنترل کیفیت استفاده می شود. این فناوری بر تشخیص و تمایز بین انتشارات ترکیبات آلی فرار از مواد غذایی متکی است. در این مطالعه، آبلیمو خالص به همراه 11 نمونه تقلبی آن (تقلب با آب، تفاله لیمو و کاه گندم) با استفاده از بینی الکترونیک مجهز به 8 حسگر اکسید فلزی به منظور تشخیص تقلب مور بررسی قرار گرفت. الگوهای پاسخ حسگرها با استفاده از روش های کمومتریکس شامل تجزیه و تحلیل تفکیک درجه دوم(QDA) و تجزیه و تحلیل تفکیک چند متغیره (MDA) تجزیه و تحلیل شد. طبق نتایج به دست آمده از روش های QDA و MDA واریانس کل به ترتیب برابر 100 و 89/98 درصد برای طبقه بندی نمونه ها به دست آمد. بنابراین میتوان نتیجه گرفت که بینی الکترونیک مبتنی بر حسگرهای نیمه هادی اکسید فلزی در ترکیب با روش های کمومتریکس می تواند ابزار موثر و با کارآیی زیاد در طبقه بندی سریع و غیرمخرب آب لیمو خالص از نوع تقلبی آن مورد استفاده قرار گیرد.
    کلیدواژگان: آبلیمو، افزودنی های غیر مجاز، ماشین بویایی، کمومتریکس
  • رحمان رشادت، محمد هادی خوش تقاضا*، زهره حمیدی صفحات 115-126
    پرتقال یکی از مهم ترین گونه های مرکبات است که از نظر اقتصادی و صنعتی اهمیت زیادی دارد. هدف از این پژوهش خشک کردن پرتقال با پیش تیمار ترکیبی محلول اسمزی و امواج فراصوت به منظور کاهش زمان خشک کردن و بهبود کیفیت محصول خشک شده است. در این تحقیق از خشک کن هوای گرم به منظور بررسی و بهینه سازی زمان خشک کردن، قابلیت جذب مجدد آب نمونه های خشک شده و شاخص چروکیدگی نمونه های خشک شده ورقه های برش خورده پرتقال می باشد. پیش تیماری نمونه ها در محلول اسمزی با میزان بریکس در سه سطح 15، 30 و 45 درجه و زمان فراصوت در سه سطح 10، 20 و 30 دقیقه در حمام فراصوت صورت گرفت. برای خشک کردن محصول پیش تیمار شده، سه سطح دمایی 70، 80 و 90 درجه سلسیوس و سه سطح سرعت هوای گرم 1، 5/1 و 2 متربرثانیه در نظر گرفته شد. نتایج نشان داد که با افزایش غلظت محلول اسمزی از 15 به 45 بریکس و زمان اعمال فراصوت از 10 به 30 دقیقه، زمان کلی فرآیند خشک کردن و همچنین شاخص چروکیدگی محصول کاهش یافت. جذب مجدد آب نمونه های خشک شده به متغیر های مستقل زمان اعمال فراصوت و غلظت محلول اسمزی وابسته بود (01/0 P <). غلظت محلول اسمزی با میزان بریکس 15 و اعمال امواج فراصوت در 30 دقیقه، میزان بازجذب آب را به بهترین حالت (8/9) افزایش داد. نتایج حاصل از بهینه سازی نشان داد که نقطه بهینه با بیشترین شاخص مطلوبیت (808/0) در تیمار مدت زمان اعمال امواج فراصوت 30 دقیقه، میزان بریکس 45 محلول اسمزی ، دمای هوای خشک کن 70 درجه سلسیوس و سرعت هوای خشک کن 07/1 متربرثانیه اتفاق افتاد.
    کلیدواژگان: محلول اسمزی، امواج فراصوت، بریکس، حمام فراصوت، بازجذب آب، چروکیدگی سطحی
|
  • Pages 1-13
    One of the effective ways to reduce agricultural operations as well as production costs is to use cobined machines. In this study a seed-fertilizer drill has been combined with a heavy disk and evaluated in field condition and compared with other reduced and no till methods. Main plots were four tillage-planting methods included of: designed combine machine (T1), no tillage with direct drill (T2), two pass disk fallowing with grain drill (T3), chisel packer fallowing with grain drill (T4). Subplots were seed rated at three levels included of: 150, 175 and 200 kg/ha. The results show that treatments were significantly different from view point of technical indices however they were not significantly different from view point of agronomy indices except Percentage of Emergence Percentage of Emergence. The highest and lowest rates of fuel consumotion assigned to T4 and T1 with 38.4 and 14.5 l/ha, respectively. Also T1 tretment fallowed by T2 treatmet had the second grade in field capacity with 1.66 ha/h rate. The combined machine could save in operation time and fuel consumtion related to T4 with 17.6% and 62.2% rates, respectively. The results of evaluation of seed rates showed that seed rates upper than 150 kg/ha didn,t have significant difference from view point of agronomy indices exceot to spike numbers per m2. According to these results, this combined machine (fertilizer -seeder equiped with heavy disk harrow) is suitable for conservation tillage and seeding of wheat.
    Keywords: combined machine, heavy disk, Reduced tillage, seed-fertilizer drill, Wheat
  • Hamed Ramezani, Mohammad Hadi Khoshtaghaza *, Saeed Minaee, Gholamreza Akbarizadeh Pages 15-25
    Iran is one of the world's largest and most important raisin-producing countries. Considering the amount and value of raisin exports in Iran, mechanizing this product's collection and maintaining its mechanical quality is one of the most necessary tasks in this field. Therefore, the main purpose of this study is to design and construct a collection head in a Rover for collecting raisin products from the ground and then evaluate the mechanical damage of raisin crops during collection from the ground by the collecting head. After performing the software design, the necessary calculations were performed to select different device parts. The rover was evaluated on raisins spread on the ground at three forward speeds of the rover (1, 2 and 3 km/h) and three heights of the head (2, 5 and 10 mm) from the ground surface. The constructed head with a length of 80 cm was mounted on a rover with dimensions of approximately 70 × 50 cm. The working capacity of this machine at the rotational speed of 25 rpm of the collecting brush is equal to 3.3 kg/min, and it is able to fill the 80 kg container every 15 minutes. The evaluation results showed that the effect of forward speed and head height on mechanical damage was significant (p <0.01), but their interaction was not significant. Also, the lowest mechanical damage (11%) was related to the height of 2 mm from the ground. Mechanical damage of the product was reduced by 8% at the forward speed of 1 km/h compared to the other two speeds.
    Keywords: automatic machine, collecting Brush, sunny raisins, motor selection, power transmission
  • Fatemeh Hosseini-Fashami, Ali Motevali *, Ashkan Nabavi, Seyyed Jafar Hashemi Pages 27-38
    This study investigates the life cycle assessment of cucumber greenhouse production in four cities, Karaj, Hashtgerd, Nazarabad, and Eshtehard, during the crop year 2016-2017, using three energy production systems: conventional (using electricity from fossil fuel sources and diesel for greenhouse heating), photovoltaic, and photovoltaic-thermal. The equivalent amounts of energy consumption were calculated and simulated using TRNSYS software to determine the fuel and electricity requirements of the photovoltaic and photovoltaic-thermal systems. In the next step, IMPACT2002+ method was used to investigate the pollution incidence in the scenarios for cucumber production. The results of life cycle assessments showed that in all photovoltaic system damage categories, the emissions were the least. In addition, the results showed that the total emissions were the highest in the conventional system, followed by the photovoltaic thermal system in the next well. Simulation of solar systems also showed the maximum number of panels needed for photovoltaic and photovoltaic-thermal systems in greenhouse production of 160 and 159 in order to cultivate one ha of cucumber greenhouse production. The life cycle assessment results showed that in all damage categories of the photovoltaic solar system, it has the lowest emission. Also, in the three systems, diesel fuel, photovoltaic and photovoltaic-thermal systems and in parallel with in-field emissions, have the highest share in the injury category emissions. The results showed that the highest level of damage categories, include of human health and ecosystem quality, are 0.005 DALY and 9215 PDF*m2*yr, respectively, in the scenario of energy production using the photovoltaic system and in the damage categories, include of climate change and resource amount of 6629 kg CO2 eq. and 145446 MJ primary were obtained using the conventional energy production system. Results showed that the photovoltaic solar system was the best scenario in all three scenarios.
    Keywords: energy consumption, Greenhouse, Life Cycle, solar technologies
  • Habibeh Nalbandi *, Sadegh Seiiedlou, Jalal Dehghannya, Reza Rostami Pages 39-51
    The aim of this study was a three-dimensional simulation of the heat and moisture transfer process in food drying operations. A three-dimensional geometric model of carrot slices was used for simulation. The domain was discretized into 1017 tetrahedral elements, with a freedom degree of 30550. Governing differential equations of heat transfer and moisture transfer during the carrot drying process were solved under different drying air temperatures based on the finite element method using the Comsol Multiphysics 3.5 software. The equation was solved by considering the variable engineering properties of carrots. The temperature and moisture profiles were predicted at different drying conditions. In addition, some experiments were performed to obtain the engineering properties of carrot slices, such as bulk and true density and the effective moisture diffusion coefficient during hot air drying at different thicknesses of slices and air temperatures. The predicted data were compared with the experimental data. Results showed that the model can accurately predict the moisture and temperature variation of the sample during the drying process. Prediction accuracy was 99.87 to 99.98 %, and the error was 3.5 to 19 %. Therefore, the developed simulator can be highly accurate for other agricultural products with similar engineering properties
    Keywords: Simulation, Heat, Moisture Transfer, Food, Convectional Drying
  • Somaye Shadmanfar, Amin Lotfalian Dehkordi *, Ahmad Reza Ghasemi Dastgerdi, Alireza Haghshenas Nasrabadi Pages 53-62
    Considering that wheat and barley are important and strategic products in Iran, the Sunn pest is one of the most important pests of these products. Every year, the country's plant protection organization monitors this dangerous pest so that an order to fight it can be issued at the right time. Farm monitoring is a very difficult, time-consuming, and destructive task; it also requires a large number of specialized human resources. One of the goals of this research is to create a non-destructive method for such an operation in the identification of Sunn pests. In this research, the counting of Sunn pests in cereal farms was done by two methods using aerial image processing by recording 954 images and framing method and eye counting in the farm by an expert in two farms with different numbers of this pest. The number of pests in each image was obtained after processing the images using the Python programming language in the PyCharm learning library. The statistical study results showed no significant difference at the 1% probability level between the average data of the two methods. This method can be used confidently to monitor the Sunn pest in cereal farms. In this research, by using UAV image processing, a fast, accurate, and non-destructive method was proposed and evaluated for counting the pests and issuing spraying orders in cereal farms.
    Keywords: Image Processing, UAV, Sunn pest, Eurygaster counting, Machine learning
  • Hemad Zareiforoush *, Adel Bakhshipour, Iraj Bagheri Pages 63-75
    The current research used a hybrid conveyor belt drying system, including a solar water heater and solar-powered infrared lamps, to dry rosemary leaves. Its performance characteristics were evaluated regarding drying time, total energy consumption, solar energy ratio and energy efficiency. In each experiment, 300 g of freshly harvested rosemary leaves at a drying air temperature of 50 °C and different values of inlet air velocity (7, 8 and 9 m/s) and infrared lamp power (0, 150 and 300 W) were fed into in the drying system. The optimum point for the working of the drying system was determined using Response Surface Method (RSM) by selecting the appropriate values for the inlet air velocity and infrared power based on these criteria: to minimize drying time, to minimize total energy consumption, to maximize energy efficiency, and to maximize solar energy ratio. Accordingly, the selected optimum point included infrared power of 300 W and an air velocity of 8.85 m/s. Under the defined conditions, the performance characteristics of the drying system, including drying time, total energy consumption, energy efficiency and solar ratio, were equal to 149.13 minutes, 3868.91 kJ, 52.37% and 0.75, respectively. According to the findings of this study, it can be concluded that using a developed drying system can significantly reduce the need for fossil fuel resources and lead to an acceptable performance efficiency in the drying process of medical plants.
    Keywords: Optimization, Response Surface Method, Dryer, Solar Energy, Energy Efficiency
  • Sajad Kiani * Pages 76-90
    Connecting the tractor engine to its front axle and maintaining the Wheel-Base (WB) distance of the tractor in its standard range is done using a part called the front bracket. It's part of the tractor's main chassis. This study was carried out to manufacture a new bracket due to the increase in engine power of a tractor from 37 to 52 kW. The WB distance of a tractor directly depends on its engine power. The bracket was designed in three-dimensional form by Catia software and analyzed in terms of mechanical strength by finite element method under static and dynamic loads in Abaqus software. Due to the need for high strength in this part, ductile cast iron (GGG40, yield strength: 250 MPa) was considered as its raw material. Static and dynamic analysis results showed that the maximum stress applied to the part (93.7 MPa) is lower than the yield strength of the designed part. Once the part's strength was verified, a casting mold was designed using Catia software and manufactured by aluminium casting and machining. Five initial samples were then cast and machined before being installed on sample tractors (RK704 model, maximum weight: 2635 kg) for field tests. The results of the tests indicated that the manufactured part maintained the WB distance, installation conditions, and mechanical strength and was reliable for use in producing this tractor.
    Keywords: Analysis, Chassis, Loading, Yield Strength
  • Mona Tahmasebi *, Mohammad Gohari, Ahmad Sharifi Malvajerdi, Abolfazl Hedayatipor Pages 91-101
    The compaction of agricultural soils is the main limitation to crop roots, leading to reduced yields for most agronomic crops. Soil compaction alters soil structure and limits water and air infiltration. The vertical penetrometer is commonly used to measure soil resistance, but it is time-consuming, costly, and challenging, which has limited its use in soil compaction mapping in vast fields. One of the methods introduced in the last decades is a continuous and on-the-go system to determine the compacted soil layer. This study aimed to measure the mechanical strength of soil at different soil depths using an on-the-go horizontal pneumatic sensor designed and fabricated. The stress calculations for the tine were performed first, followed by a stress analysis of the proposed tine stem using ANSYS software. Then, three conical nozzles at three depths (15, 30, and 45cm) were installed on the pneumatic sensor tine to inject airflow into the soil, and three pressure gauges measured the resistance to air permeability into the soil. The sensor was tested and compared with the standard vertical penetrometer in three replications. The comparison results specified that the sensor could show different soil compactions at various depths, even where a vertical penetrometer could not penetrate the soil. There was a significant relationship between the mechanical strength of soil and vertical penetration resistance (R2=0.73) at depths of 0-30cm. The air permeability resistance in the soil increased with the soil depth.
    Keywords: Pneumatic sensor, Compacted soil layer, Soil resistance to air penetration, Air permeability, Vertical penetration resistance
  • Nasim Mohamadiyan, Aman Mohammad Ziaiifar *, Esmaeil Mirzaee- Ghaleh, Mahdi Kashaninejad, Hamed Karami Pages 103-114
    Foodstuff adulteration involves replacing expensive ingredients with low-cost substances to decrease the production cost and reach the maximum profit. In recent years, the issue of food adulteration has reached an alarming stage. The detection methods currently available for this problem are often costly, time-consuming, and require high technical expertise. Lemon juice has repeatedly been the victim of fraud attempts by manufacturers to lower the price of products. Electronic noses are used in many fields, including the beverage industry, for classification and quality control. The process involves detecting and differentiating volatile organic compounds (VOCs) released from food. This study used an electronic nose equipped with 8 metal oxide sensors to evaluate pure lemon juice and 11 counterfeit samples (water, lemon pulp, and wheat straw) to detect fraud through VOC analysis. The response patterns of the sensors were analyzed using chemometric methods, specifically Quadratic Discriminant Analysis (QDA) and Mixture Discriminant Analysis (MDA). According to the results obtained from the QDA and MDA methods, the total variance was 100% and 98.89%, respectively, for the classification of samples. Hence, it can be concluded that the electronic nose based on metal oxide semiconductor sensors combined with chemometric methods can be an effective tool with high efficiency for rapid and non-destructive classification of pure lemon juice and its counterfeits.
    Keywords: Chemometrics, Lemon juice, Olfactory machine, Unauthorized additives
  • Rahman Reshadat, Mohammad Hadi Khoshtaghaza *, Zohreh Hamidy Pages 115-126
    Orange is one of the most important citrus species in the economy and industry. This study aimed to dry the oranges with a combined pretreatment of osmotic solution and ultrasound waves to reduce the drying time and improve the quality of the dried product. In this study, a hot air dryer was used to investigate and optimize drying time, water reabsorption capacity of dried samples and shrinkage index of dried samples of orange slices. The samples were pretreated by immersing them in an osmotic solution with brix at three levels of 15, 30 and 45 degrees and applying ultrasonic waves to the samples at three-time levels of 10, 20 and 30 min in the ultrasonic bath. The pretreated samples were dried at three temperature levels of 70, 80 and 90℃ and three hot air velocities of 1, 1.5 and 2 m/s. The results showed that by increasing the concentration of an osmotic solution from 15 to 45 and increasing the ultrasonic time from 10 min to 30 min, the total drying time and the shrinkage index of the product decreased. The water reabsorption of the dried samples was dependent on the variables of ultrasonic time and osmotic solution concentration (P<0.01). The best state of water reabsorption, which was 8.9, occurred at 15° Brix and 30 min of ultrasound. The optimization results showed that the optimal point with the highest desirability index (0.808) occurred at 45° Brix of the osmotic solution, 30 min of ultrasound, 70°C and 1.07 m/s of hot air dryer.
    Keywords: Osmotic solution, ultrasound, Brix, Ultrasonic bath, Water reabsorption, Surface shrinkage