فهرست مطالب

نشریه مهندسی بیوسیستم ایران
سال چهل و یکم شماره 1 (بهار و تابستان 1389)

  • تاریخ انتشار: 1389/07/20
  • تعداد عناوین: 11
|
  • محمد گهری، عباس همت، امین افضل صفحه 1
    در روش خاک ورزی مرسوم، هدف دستیابی به شخم با عمق یکنواخت در طول و عرض مزرعه بوده؛ اما حتی در یک مزرعه، عمق لایه سخت و فشرده خاک (کفه شخم) که بین خاک سطحی و عمقی ایجاد می شود، از یک ناحیه به ناحیه دیگر معمولا تغییر می کند. در روش خاک ورزی دقیق (خاک ورز عمق متغیر)، عمق کار ابزار خاک ورز در هر ناحیه از مزرعه بر اساس عمق کفه شخم تنظیم می شود. این امر موجب کاهش مصرف سوخت و توان مورد نیاز در عملیات خاک ورزی می گردد. در خاک ورزی دقیق، برای تشخیص و تعیین عمق کفه شخم از سامانه نقشه مبنا و یا از روش بلادرنگ با استفاده از حسگرهای در حال حرکت استفاده می گردد. در سامانه نقشه مبنا، اول با استفاده از فروسنج مخروطی نقشه مقاومت خاک زمین- مرجع تهیه و سپس عمق کار خاک ورز بر اساس آن تغییر داده می شود. در این تحقیق، یک دستگاه خاک ورز عمق متغیر مجهز به سامانه مکان یاب جهانی (GPS) ساخته و ارزیابی شد. در حین حرکت تراکتور، رایانه محل دستگاه را ازGPS دریافت کرده و از طریق نقشه مقاومت خاک موجود در رایانه، عمق خاک ورز را از طریق سامانه کنترل به مقدار مورد نظر می رساند. واسنجی سامانه خاک ورز عمق متغیر به دو روش کارگاهی و مزرعه ای انجام شد. در واسنجی کارگاهی، زمان پاسخ سامانه برای رسیدن به 95 درصد اعماق مورد نظر اندازه گیری شد. در واسنجی مزرعه ای، مسافت لازم برای رسیدن ابزار به عمق مورد نظر در دو سرعت 6/2 و 8/3 کیلومتر در ساعت به دست آمد. تحلیل تنش دستگاه خاک ورز طراحی شده به روش اجزاء محدود نشان داد که دستگاه طراحی شده از استحکام کافی برخوردار است. زمان پاسخ به طور خطی با عمق افزایش یافت (7/3 سانتی متر در هر ثانیه). دقت و صحت دستگاه کنترل برای تغییر عمق به ترتیب 2/1 و 83/0 درصد به دست آمد. نتایج نشان داد که با توجه به زمان پاسخ سامانه کنترل عمق و سرعت پیشروی ابزار خاک ورز، می توان محلی را که باید سامانه کنترل عمق را تحریک نمود تا قبل از رسیدن دستگاه به نقطه لازم برای تغییر عمق، عمق کار به حد مطلوب برسد را مشخص کرد
    کلیدواژگان: خاک ورزی دقیق، کشاورزی دقیق، خاک ورزی عمق متغیر
  • جعفر مساح، سارا نوراللهی صفحه 11
    به منظور تعیین ویژگی های خاک لازم است مقاومت خاک به نفوذ توسط ابزارهایی که دارای دقت بالا هستند، اندازه گیری شود. یکی از ابزارهایی که اغلب به طور گسترده مورد استفاده قرار می گیرد نفوذسنج مخروطی است. نفوذسنج مخروطی با محاسبه شاخص مخروطی خاک در عمق های مختلف، قادر است اطلاعات سودمندی را در مورد خاک به دست آورد. در این تحقیق نفوذ سنج مخروطی دیجیتال طراحی و ساخته شد و سپس برای ارزیابی آن شاخص مخروطی زمین چمنی در سه سطح رطوبتی 13%، 34% و 86% اندازه گیری شد. دستگاه ساخته شده دارای سیستم سنجش نیرو با دقت 96/1 نیوتن و سیستم سنجش جابه جایی با دقت 01/0 میلی متر بود. با انجام آزمایش ها بر روی زمین چمنی مشخص شد که با افزایش رطوبت مقدار مقاومت به نفوذ زمین چمنی کاهش می یابد. در هر سه سطح رطوبتی بعد از افزایش جزئی (به میزان 1/0 مگاپاسکال) در مقدار شاخص مخروطی، نفوذ به میزان قابل توجهی افزایش پیدا کرد. مقدار فشار بحرانی در سطح رطوبتی 13%، نسبت به سایر سطوح رطوبتی بیشتر بود.
    کلیدواژگان: شاخص مخروطی، مقاومت خاک به نفوذ، نفوذ سنج مخروطی، زمین چمنی
  • علی زمردیان، زهرا کاووسی صفحه 17
    کلزا یکی از دانه های روغنی مهم و با ارزش است و به دلیل پتانسیل بالای تولید این محصول در کشور، نیاز به بهینه سازی مراحل تولید و فرآوری آن در کشور می باشد. خشک کردن یکی از مراحل مهم فرآوری کلزا می باشد و مقدار رطوبت تعادلی (EMC) در بررسی خشک کردن دانه کلزا نقش بسزایی دارد. در این تحقیق مقادیر رطوبت تعادلی رقم لیکورد کلزا با استفاده از روش وزن سنجی در دمای 55 درجه سلسیوس، با دامنه ی رطوبت نسبی 7 تا 84 درصد و در دو مرحله ی جذب و دفع رطوبت مورد ارزیابی قرار گرفت. این آزمایش به روش لایه نازک در محفظه ای کنترل شده و عایق بندی شده انجام پذیرفت به طوری که شرایط ترمودینامیکی هوای داخل محفظه ثابت نگه داشته شد. دما به وسیله ی ترموستات و رطوبت نسبی هوای اطراف نمونه با استفاده از محلول های نمک اشباع تنظیم گردید. منحنی های هم دمای به دست آمده جذب و دفع، سیگمائیدی بوده و منحنی حالت دفع رطوبت بالاتر از منحنی حالت جذب رطوبت قرار گرفت و پدیده ی پسماند به وضوح در این دما مشاهده شد. همچنین از سیزده مدل ریاضی اسوین، اصلاح شده ی اسمیت، اصلاح شده ی اسوین، اصلاح شده ی هندرسون، اصلاح شده ی هالسی، اصلاح شده ی چانگ فاست، اصلاح شده ی بت، چانگ فاست، کوهن، هندرسون، هالسی، گب و کاریه برای برازش داده های آزمایشگاهی رطوبت تعادلی در رطوبت نسبی های مختلف جهت پیش بینی رطوبت تعادلی استفاده شد و بررسی ها نشان داد که برای هر دو حالت جذب و دفع رطوبت، مدل گب (GAB) مناسب ترین مدل است. مقادیر ضریب تبیین (R2)، مربع کای (2?) و مربع میانگین خطای (RMSE) مدل گب در حالت جذب رطوبت به ترتیب 997/0، 023/0 و 120/0 و در حالت دفع رطوبت به ترتیب برابر 994/0، 031/0 و 140/0 بود. با استفاده از داده های تخمین زده شده توسط مدل گب و به کارگیری معادله جذب رطوبت در مواد نمگیر، بت (BET) و رسم نمودار مخصوص معادله فوق، مقدار رطوبت تک لایه ای جذب کلزا نیز محاسبه گردید و مقدار آن برای دانه کلزا برابر 555/1 (درصد بر پایه خشک) و ثابت مربوط به معادله بت آن نیز برابر 371/10- محاسبه شد.
    کلیدواژگان: رطوبت تک لایه ای، رطوبت تعادلی، مدل بت، منحنی هم دمای کلزا، مدل گب
  • احمد تقی زاده علی سرایی، تیمور توکلی هشجین، برات قبادیان صفحه 27
    یکی از مهمترین بحث ها در صنعت و کشاورزی مسئله سلامتی انسان در هنگام کار با ماشین ها می باشد که در حیطه ارگونومی مطرح می گردد. در ماشین های کشاورزی این مسئله پیچیده تر است. یکی از ماشین هایی که کشاورزان در مناطق شمالی ایران در مقابل خطرات ناشی از کاربرد آن قرار دارند، تراکتور دوچرخ می باشد. از مهمترین خطرات این ماشین، قرارگرفتن راننده در معرض ارتعاش آن است. در این تحقیق ارتعاش یک تراکتور دوچرخ در شرایط ایستگاهی در شش دور موتور(1300، 1600، 1800، 2000، 2200 و 2400) و چهار موقعیت شاسی، دسته تراکتور دوچرخ، بازو و قفسه سینه راننده اندازه گیری شد. نتایج تحقیق نشان داد که با افزایش دور موتور در چهار موقعیت، مقادیر rms (جذر میانگین مربعات) شتاب نیز در سه راستای عمودی، جانبی و طولی افزایش می یابد. همچنین روشن شد که فرکانس غالب ارتعاش در تمام موقعیت ها و جهت ها برابر با تعداد ضربات پیستون یا دور موتور در یک ثانیه است. با مقایسه مقادیر rms شتاب در سه راستای عمودی، جانبی و طولی مشخص شد که در تمام موقعیت ها مقدار شتاب در راستای عمودی بیشینه می باشد. مقدار کل ارتعاش،، نیز بر روی دسته تراکتور دوچرخ بیشترین مقدار است. همچنین بیشترین ارتعاش از دسته تراکتور دوچرخ به دست راننده انتقال می یابد و مچ دست بیشترین فشار کاری را تحمل می کند. قابلیت انتقال ارتعاش نیز به تدریج از مچ دست تا قفسه سینه کاهش می یابد. در کل نتیجه گرفته شد که مقدار ارتعاش با بالا رفتن دور موتور و همچنین در حین انتقال از شاسی تا دسته افزایش می یابد.
    کلیدواژگان: قابلیت انتقال، حوزه زمان، حوزه فرکانس، ارتعاش، rms شتاب
  • حسین باقرپور، برات قبادیان، تیمور توکلی هشجین، عباس محمدی، مهدی فیض الله نژاد، علی زنوزی صفحه 37
    در تحقیق حاضر، به اصلاح عملکرد پایلوت فرآیند ناپیوسته فرآوری بیودیزل از روغن های نباتی پسماند پرداخته شده است. با توجه به اهمیت رآکتور ترانس استریفیکاسیون، به بهینه سازی شرایط عملکرد این واحد عملیاتی مبادرت گردید. متغیرها و محدوده مورد بررسی آن ها به ترتیب عبارتند از نسبت مولی الکل به روغن (9:1-3:1)، دمای واکنش (C° 65-45)، میزان کاتالیزور بازی هیدروکسید پتاسیم (25/0 تا 5/1 درصد وزنی)، و شدت همزنی (rpm 600-200). میزان تبدیل واکنش در هر یک از سطوح ذکر شده، فقط در چهار سطح زمانی مختلف (20 تا 90 دقیقه) بررسی شد. برای اجرای تحقیق از روش فاکتوریل در قالب طرح کاملا تصادفی استفاده شد. بررسی جداگانه آنالیز واریانس متغیرهای دما، نسبت مولی و دور، بیانگر آن است که در سطح 1 درصد اختلاف معناداری در میزان خلوص بیودیزل در زمان?های مختلف وجود دارد. مقادیر بهینه پارامترهای مورد بررسی به ترتیب برابر با 6:1، C° 65، 90 دقیقه، 600 دور بر دقیقه و 25/1 درصد وزنی حاصل شد. حداکثر درصد تبدیل در این شرایط در مدت زمان 90 دقیقه و برابر با 94 درصد مشاهده گردید. میزان اختلاف در درصد تبدیل در زمان?های بیش از 60 دقیقه، بسیار اندک می?باشد. در قالب آزمایشی جداگانه به بررسی اثر زمان بر درصد تبدیل اسیدهای چرب آزاد به متیل استر پرداخته شد. حداکثر درصد تبدیل برابر با 95 درصد و در مدت 2 ساعت حاصل گردید.
    کلیدواژگان: پایلوت فرآیند ناپیوسته، راکتور ترانس استریفیکاسیون، بیودیزل، بهینه سازی
  • ایمان احمدی، محمدعلی قضاوی، سعید مینایی، محمدعلی برقعی صفحه 45
    اندازه گیری موضعی مقدار محصول (پایش عملکرد محصول) یکی از ضروری ترین گام ها در اجرای کشاورزی دقیق می باشد که مورد استفاده آن در تهیه نقشه عملکرد گیاه زراعی است. در مورد تهیه نقشه عملکرد گیاهان علوفه ای نسبت به گیاهان دانه ای، تاکنون مطالعات کمتری انجام شده است، بنابراین در تحقیق حاضر ابزاری برای پایش عملکرد گیاه زراعی یونجه خشک روی ماشین بسته بند مکعبی کوچک توسعه یافته است. برای تهیه نقشه عملکرد گیاه زراعی دو سری داده مورد نیاز است، داده موقعیتی و داده مقدار محصول. در این تحقیق موقعیت ماشین بسته بند با استفاده از دستگاه مختصات محلی ثبت شد. چون محصول ورودی به ماشین بسته بند مکعبی به صورت تدریجی به بسته در حال تشکیل افزوده می شود، برای به دست آوردن مقدار محصول، از روش اندازه گیری حجم جزئی محصول یونجه خشک اضافه شده به بسته در حال تشکیل استفاده شد. پس از به دست آمدن داده های حجمی، تبدیل حجم محصول به جرم با استفاده از دو چگالی صورت گرفت که عبارتند از چگالی بسته در حال تشکیل و چگالی متوسط بسته های کل مزرعه. بر مبنای نتایج به دست آمده، رابطه بین خروجی چرخش سنج های استفاده شده در سامانه و تعداد دوران محور چرخش سنج خطی بود (R2>0.998). استفاده از چگالی هر بسته برای تبدیل داده های حجمی به جرمی در مقایسه با چگالی متوسط کل بسته ها خطای بخش اندازه گیری مقدار محصول را از 12/22% به 74/1% رساند. خطای سامانه محاسبه مختصات در اندازه گیری طول از سامانه GPS کمتر بود (01/4% در مقابل 27/14%).
    کلیدواژگان: کشاورزی دقیق، سامانه پایش عملکرد گیاه زراعی، چرخش سنج، بسته بند مکعبی
  • حجت احمدی، علیرضا مستعلی، سید احمد طباطبایی فر صفحه 53
    امروزه سنجش از دور به عنوان یک ابزار مدیریتی برای کشاورزی دقیق مورد توجه است، برای تهیه نقشه های کاربری زمین و نقشه های پوششی از تصاویر ماهواره ای استفاده می شود. برای مساحی و تشخیص نوع محصولات کشاورزی به تصاویر ماهواره ای با قدرت تفکیک بالا نیاز می باشد. از ویژگی های خاص تصویرهای ماهواره ای می توان به پوشش وسیع، امکان تولید نقشه با مقیاس های مختلف، امکان استفاده از طول موج های متفاوت برای تولید عکس های با رنگ های گوناگون، تولید نقشه های بهنگام و با دقت مطلوب اشاره کرد. در این تحقیق از تصاویر ماهواره ای IRS-1D،1C در محدوده پانکروماتیک و چند طیفی استفاده شده است. تصاویر ماهواره ای توسط نرم افزار PCI-GEOMATICA پردازش شده اند. جهت تشخیص نوع محصولات کشاورزی در مزرعه دشت ناز ساری از شاخص سطح برگ LAI استفاده شده است. زمان جمع آوری اطلاعات زمینی از مزرعه دشت ناز ساری توسط نرم افزار ORBITRON با توجه به زمان عبور ماهواره، تاریخ 5/9/2006 تعیین و اطلاعات زمینی از مزرعه جمع آوری گردید. مکان های نمونه برداری آزمایشی توسط دستگاهGPS در طول و عرض جغرافیایی ثبت گردید. بعد از پردازش و استخراج اطلاعات تصاویر ماهواره ای، همبستگی بین باندها بررسی و ارزیابی شد و شاخص LAIمحاسبه گردید. سپس این شاخص با اطلاعات زمینی جمع آوری شده مقایسه و مورد ارزیابی قرار گرفت. سپس طبقه بندی و تشخیص نوع محصولات ذرت و سویا توسط این شاخص مشخص گردید. نتایج تحقیق نشان داده اند که شاخص LAI می تواند برای تشخیص پوشش گیاهی و محصولات کشت شده از جمله سویا و ذرت مورد استفاده قرار گیرد. نتایج نشان داد شاخص LAI می تواند بعنوان ابزار مدیریتی در مدیریت مزرعه مورد استفاده قرار گیرد.
    کلیدواژگان: تصویر ماهواره ای، SAVI، سنجش از دور LAI، کشاورزی دقیق، شناسایی محصول
  • محمد شریفی، شاهین رفیعی، علیرضا کیهانی، محمود امید صفحه 61
    پرتقال یکی از مهمترین گونه های مرکبات می باشد. در این تحقیق خشک کردن سینتیک ورقه نازک پرتقال رقم تامسون در یک خشک کن آزمایشگاهی بر اساس مدل های ریاضی موجود مورد بررسی قرار گرفت. ورقه های نازک پرتقال در پنج سطح دمایی 40 تا 80 درجه سلسیوس با گام 10 و سه سطح سرعت 5/0، 1 و 2 متر بر ثانیه خشک شدند. در کنار اثرات دما و سرعت، اثرات ضخامت لایه های نازک پرتقال، مدت زمان خشک شدن نیز مورد ارزیابی قرار گرفت. منحنی های خشک شدن بر اساس داده های به دست آمده از آزمایش برازش شد. اثرات دمای هوای خشک کن و سرعت خشک شدن به روش رگرسیون چندگانه مورد ارزیابی قرار گرفت. تمام مدل های ریاضی خشک شدن بر اساس سه شاخص آماری مربع کای ()، ریشه متوسط مربع خطای داده ها () و بازده مدل () با هم مقایسه شدند. نتایج نشان داد که با افزایش دما و سرعت هوای خشک کن، زمان خشک شدن کاهش می یابد. مدل میدیلی و همکاران منحنی سینتیک خشک شدن ورقه های نازک پرتقال را بهتر نشان می دهد. هم چنین اثرات دما و سرعت هوای خشک کن بر ثابت ها و ضرایب مدل ها نیز بررسی شد.
    کلیدواژگان: رگرسیون چندگانه، ورقه پرتقال، توده لایه نازک، مدلسازی خشک کردن
  • حسن مسعودی، محمود امید، رضا علیمردانی، سیدسعید محتسبی، سعید باقری شورکی صفحه 69
    در سال های اخیر تحقیقات زیادی برای ساخت روبات هایی برای انجام عملیات مختلف در بخش کشاورزی در حال انجام است. یکی از مراحل اصلی برای ساخت روبات های کشاورزی چگونگی تولید سیگنال های هادی است. هدف از انجام این تحقیق بررسی امکان استفاده از حسگرهای فراصوتی USS3 در تعیین جهت و موقعیت یک وسیله نقلیه متحرک به منظور استفاده در ساخت یک روبات متحرک برای کاربردهای گلخانه ای است. بدین منظور آزمایشاتی برای ارزیابی میزان دقت حسگرهای فراصوتی منتخب در تعیین جهت و موقعیت و نیز یافتن بهترین چیدمان حسگرها در اطراف شاسی روبات انجام شد. نتایج آزمایشات نشان داد که می توان حسگرهای فراصوتی USS3 را برای تولید سیگنال های هادی روبات در محیط گلخانه ها بکار برد. بهترین فاصله قابل رویت این حسگرها برای به کارگیری در این شرایط 15 تا 200 سانتی متر است. در فواصل کمتر از 15 سانتی متر و زوایای بیشتر از 30 درجه حسگرها دقت خوبی ندارند. حداکثر عرض ناحیه دید حسگرها برای سطوح صاف 15/17 سانتی متر و برای سطوح مدور 20/33 سانتی متر به دست آمد. چیدمان نهایی حسگرها در اطراف شاسی روبات نیز تعیین شد. همچنین نتایج آزمایشات نشان داد که با الگوریتم میانگین گیری طراحی شده می توان مقدار موقعیت و جهت را از داده های اصلاح شده حسگرهای فراصوتی محاسبه نمود. حداکثر مقدار اختلاف بین مقادیر موقعیت به دست آمده از حسگرهای فراصوتی با مقادیر حسگر مرجع 3 سانتی متر و مقدار RMSE آنها 714/0 سانتی متر بود. همچنین حداکثر مقدار اختلاف بین مقادیر جهت به دست آمده از حسگرهای فراصوتی با مقادیر حسگر مرجع 23/11 درجه و مقدار RMSE آنها 036/4 درجه به دست آمد.
    کلیدواژگان: ناحیه دید، میانگین گیری، فاصله، زاویه، فیلتر میانه
  • سیما چراغی دهدزی، ناصر همدمی صفحه 81
    خرما یکی از محصولات مهم کشاورزی در ایران می باشد. با توجه به ضایعات بالای خرما لازم است جهت افزایش زمان ماندگاری و حفظ کیفیت آن از روش های مناسب نگهداری مانند خشک کردن استفاده شود. از آنجا که خشک کردن بر خواص فیزیکو شیمیایی و کیفی محصولات تاثیر می گذارد، مدلسازی سینتیک خشک کردن یکی از راه های کنترل فرایند است. در این تحقیق، خرمای برحی در مرحله خلال در دمای °C20- نگهداری شده و پس از رفع انجماد بصورت بدون پوسته و با پوسته در دماهای 60، 70 و 80 درجه سلسیوس در خشک کن هوای گرم با سرعت هوای 5/1 متر بر ثانیه خشک شد و مشخص گردید که سرعت افت رطوبت در آنها در دماهای بالاتر و در حالت بدون پوسته بیشتر است. همچنین در منحنی های سرعت افت رطوبت محصول نسبت به زمان فقط یک مرحله سرعت نزولی مشاهده گردید. بر اساس نتایج حاصله اثر دمای هوای خشک کن بر قابلیت جذب مجدد آب خرما، معنی دار نیست. اثر داشتن یا نداشتن پوسته بر ظرفیت جذب آب (WAC) و قابلیت حفظ ماده خشک (DHC) در سطح احتمال یک درصد معنی دار است و بر قابلیت جذب مجدد آب(RA) اثر معنی داری ندارد. در خرمای با پوسته و بدون پوسته اثر دما بر شاخص های رنگ L و a در سطح احتمال پنج درصد و بر شاخص رنگ b در سطح احتمال یک درصد معنی دار است. داشتن یا نداشتن پوسته نیز بر هر سه شاخص L، a و b اثر معنی داری در سطح احتمال یک درصد دارد. در این تحقیق با بررسی 13 مدل تجربی مختلف و با محاسبه ضرایب همبستگی، ریشه میانگین مربعات خطا و مربع کای بین داده های تجربی و نتایج پیش بینی شده توسط هر مدل، مناسبترین مدل توصیف کننده سینتیک خشک کردن خرما مشخص شد. مدل تجربی وانگ برای خشک کردن خرمای با پوسته در دماهای مختلف هوا و مدل ورما برای خشک کردن خرمای بدون پوسته مناسب بودند.
    کلیدواژگان: جذب مجدد آب، خشک کن هوای گرم، مدلسازی، سینتیک، خرما
  • سیما چراغی دهدزی، ناصر همدمی صفحه 89
    خرما یکی از محصولات مهم کشاورزی در ایران می باشد. با توجه به ضایعات بالای خرما لازم است جهت افزایش زمان ماندگاری و حفظ کیفیت آن از روش های مناسب نگهداری مانند خشک کردن استفاده شود. کیفیت محصول خشک شده به وسیله معیارهایی مانند چروکیدگی ارزیابی می گردد. در این تحقیق، رقم برحی خرما در مرحله خلال به صورت بدون پوسته و با پوسته در دماهای 60، 70 و 80 درجه سلسیوس در خشک کن قفسه ای با سرعت هوای 5/1 متر بر ثانیه خشک شد. بررسی تغییرات درصد چروکیدگی خرما، طی خشک شدن در دماهای مختلف هوا نشان داد که اثر دمای هوای خشک کن و داشتن یا نداشتن پوسته بر چروکیدگی محصول معنی دار نیست. با استفاده از داده های آزمایشگاهی، مقدار ضریب انتشار مؤثر رطوبت درونی خرمای بدون پوسته و با پوسته برای دماهای مختلف در محدوده 9-10×21/2 تا 8-10×19/1 مترمربع بر ثانیه برآورد شد. نتایج تجزیه واریانس نشان داد که اثر دمای هوا و داشتن یا نداشتن پوسته بر ضرایب انتشار مؤثر رطوبت در سطح احتمال یک درصد معنی دار است. تغییرات ضریب انتشار رطوبت به عنوان تابعی از دمای هوای خشک کردن با رابطه آرنیوس توصیف گردید و مقدار انرژی اکتیواسیون محاسبه شد.
    کلیدواژگان: ضریب انتشار، خشک کردن، خرما، چروکیدگی، خشک کن قفسه ای
|
  • Page 1
    In conventional tillage systems, uniform depth tillage is applied over the entire field; however, the depth of hardpan layer varies greatly within the field. Site-specific tillage, which modifies physical properties of soil only where the tillage is needed for crop growth, could achieve significant savings in fuel consumption and drawbar power requirements. Site-specific tillage can be implemented either with (1) a pre-tillage map technology, or (2) a real-time sensor. The pre-tillage map technology would be a two-step process in which a sensor such as a soil cone penetrometer would be employed to develop maps showing the existence of hardpan and its depth. This map would then be used in the site-specific tillage equipment control system to control tillage implement location and depth. The real-time sensor would provide a one-step system to control tillage implement location and depth. In this research, a GPS-based variable-depth tillage implement was developed and evaluated. While the tractor is moving, a laptop receives the location of the tractor through the GPS, and then based on the soil compaction map, the controller dictates the depth of tillage implement. The variable-depth tillage implement was first calibrated in the workshop. The response time of the electro-hydraulic system was assessed. Then, the variable-depth tillage implement was evaluated under field conditions. The time required for the implement to reach the set depth under two ground speeds (2.6 and 3.6 km h-1) was determined. Stress analysis of the designed tillage implement, using a finite-element method, showed that the implement benefited from enough strength. The response time was increased linearly with depth, i.e., 3.7 cm depth increase per second. The accuracy and precision of the control system for changing the depth were 1.2 and 0.83%, respectively. The results showed that by considering the response time of the system and the travel speed of the tractor, the control system can be activated such that the variable-depth tillage implement reaches to the desired depth by the time it approaches the next expected depth changing zone.
  • Page 11
    For a determination of soil characteristics one should have access to instruments that can measure these characteristics, including: soil penetration resistance with high accuracy. One of the accurate instruments commonly employed in soil penetration determinations is cone penetrometer. This apparatus, by measuring soil cone index at different soil depths can provide useful about information about the soil. In this research a digital cone penetrometer was designed and fabricated. For a later evaluation of the apparatus, tests were carried out on grassland with three levels of moisture content (13%, 34% and 86%). The accuracy of the displacement and force measurement setups were recorded as 0.01 mm and 1.96 N, respectively. Based on the results of the experiments, with an increase in grassland (muskeg) moisture content, soil penetration resistance, increased, such that with an increase of a low level of penetration force, penetration increased greatly. Value of critical pressure at a level of moisture content of 13% was more than those at the other levels of moisture contents.
  • Page 17
    Canola is a prominent oil seed crop with a very high production potential in Iran and the production process of which needs to be optimized. Drying is an important part of the processing of the crop with EMC values playing a vital role in the process. In this research adsorption and desorption experiments were conducted in an environmental chamber for Licord variety of canola. The thin layer experiments were run in three replications at constant air temperature of 55? and relative humidity between 7% and 84% (8 points). The thermodynamic conditions (temperature and relative humidity) were maintained in the environmental chamber. Temperature was kept constant at 55? via an accurate thermostat and relative humidities were controlled using saturated salt solutions. Referring to the isotherm sigmoid shape curves for adsorption and desorption showed that the desorption EMC ones were more than the adsorption EMC values at constant temperature. The hysteresis effect can be clearly shown through adsorption-desorption curves. In order to find the best predictive EMC model, thirteen mathematical models namely, Oswin, Modified Smith, Modified Oswin, Modified Henderson, Modified Halsey, Modified Chung- pfost, Modified BET, Chung-pfost, Kuhn, Henderson, Halsey, GAB and Caurie were selected for fitting the experimental data. The goodness of fit was evaluated by coefficient of determination (R2), chi-square (?2) and root of mean square error (RMSE). The GAB model showed the best results for both desorption and adsorption processes. The values of coefficient of determination (R2), chi-square (? 2) and root of mean square error (RMSE) were 0.997, 0.023 and 0.120 for adsorption and 0.994, 0.031 and 0.140 for desorption processes respectively. The adsorption monolayer moisture content (m0) was evaluated using BET equation. The monolayer moisture content was calculated 1.555 (%d.b.) and the corresponding constant value in the BET equation was found as -10.371.
  • Page 27
    One of the most conspicuous arguments in industry as well as agriculture is the well being of the operator during work with machines, studied in the field of ergonomics. One of the machines to the hazardous and risks of which, farmers in the northern regions of Iran are exposed is the power tiller. In this work, some effects of the vibrations produced by a power tiller and imposed upon the operator were evaluated. Experiments were conducted in stationary operational conditions. Six engine speeds (1300, 1600, 1800, 2000, 2200, and 2400 rpm), along with four locations of vibration namely: chassis, hand grip, arm, and chest were selected. It was observed that with increase in engine speed, rms (root mean square) of acceleration in the four locations, increased in three directions. Also the dominant frequency through all locations and directions was found to be equal to the number of piston strokes or revolutions per seconds. Comparing acceleration values in the three directions demonstrated that, in all locations, the values are maximized in the vertical directions. Comparing rms acceleration values (three directions) and vibration total value,, in different locations (from chassis to chest) showed that these values reached their maximum levels on the hand grip. The values decrease gradually in transition path from hand grip to the chest due to damping off in operator’s body with all the transmitted vibrations being damped from head to the feet. In other words, they are absorbed within the operator's body. It was also observed that most of the vibrations are transmitted to the operator’s hand through hand grip, so an operator’s wrist bears the most operational severity. The transmissibility of vibration decreased gradually from wrist to the chest.
  • Page 37
    The present research reports on an optimized pilot project for plant and the production of biodiesel through alkaline-catalyzed transesterification of waste cooking oil. The reaction variables used were methanol/oil molar ratio (3:1–9:1), potassium hydroxide catalyst (concentration 0.25–1.50%), temperature (45–65???????????? °C), and mixing intensity (200–600 rpm). The interaction of these factors on biodiesel conversion was ignored. An evaluation of the transesterification process was followed by gas chromatographic analysis of the cooking oil fatty acid methyl esters (biodiesel) at different reaction times. A factorial experiment in the form of complete randomized design was employed as the analysis method. A study of the factors affecting the biodiesel purity shows that, within the experimental range considered, all exert positive effect on the biodiesel purity with the biodiesel purity increasing when the values of these variables increase. The biodiesel with best purity and quality was produced at methanol/oil molar ratio of 6:1; potassium hydroxide catalyst concentration of 1.0%; mixing intensity, of 600 rpm and reaction temperature of 65 °C. The yield of the biodiesel produced under optimal conditions was 94-95%. As a result of this study, maximum conversion of free fatty acids esterification (95%) was obtained within 2 hours. Finally, changing the performance of the operating units, the constructed plant output was twice that of such a similar plant as BDI-80.
  • Page 45
    Yield monitoring is one of the essential steps in the implementation of precision farming. Yield maps derived from yield monitoring system, clearly show crop yield variations. Research reports on preparing hay and forage yield maps are fewer in number and extent than those on grain crop. In this research, a method was developed for estimating alfalfa hay yield from a map developed for a small square baler. To obtain the crop yield map, two series of input data are needed namely: location and crop yield. In this research, location of the baler in the field was determined through using a local coordinate system. Since hay into the square baler is gradually accumulated to form the bale, spatial measurement of the hay is done by calculating the fractional volume accumulation. This fractional volume is converted into mass, by using two bulk density scales: bulk density of the forming bale and average bulk density of total field bales. Results of this study revealed that the output of system's shaft encoders were linearly related to the number of shaft revolutions (R2>0.998). By using each bale bulk density to convert volume data into mass, the error of system's yield measuring section was reduced from 22/12% to 1/74%. The error of the coordinate determination system used for length measurement was lower than that of the regular GPS (4.01% versus 14.27%).
  • Page 53
    Nowadays, remote sensing comes under the title of management method for precision farming. For provision of the land cover and therefore land use map use must be made of satellite images. For an assessment of the type of agricultural crops it is required to have satellite images of high resolution. From specifications of the satellite images one is to produce maps with varied scales. In this research, satellite images of IRS_1C, 1D within panchromatic and multispectral limits were employed. Satellite images were processed through PCI_GEOMATICA software. For an assessment of the types of the agricultural crops Leaf Area Index (LAI) was employed. Based upon the passing time of the satellite, the time for gathering information from the field was determined as 5/9/2006. Taking samples in latitude and longitude was recorded through GPS system. Following the process of exploitation of information the relationships among the bands were estimated and LAI determined. LAI comparison with ground-related information was carried out and analyzed. Then, through an assessment of the type of the agricultural crop corn and soybean were recognized through LAI. The results of this research indicated that LAI (index) could be used for a distinction of filed plant covering. It was proved that LAI could be used as a fruitful management tool in farm management planning and operations.
  • Page 61
    Orange (Citrus cinensis) is one of the most important among citrus fruits. The thin layer drying kinetics of orange (Thompson variety) slice was here experimentally investigated in a convective dryer and through mathematical modeling and by use of thin layer drying models. Drying characteristics of oranges were determined using heated ambient air at temperatures from 40 to 80 °C and velocities from 0.5 to 2.0 m/s. Beside the effects of drying air temperature and velocity, the effects of slice thickness on the drying characteristics, drying time were also determined. Drying curves obtained from the experimental data were then fitted to the thin layer drying models. The effects of drying air temperature and velocity on the model constants and coefficients were evaluated through a multiple regression technique. The models were compared according to three statistical parameters, i.e. root mean square error, chi-square and modeling efficiency. The results have shown that, increasing the drying air temperature and velocity causes shorter drying times. Midilli et al. model was found to be the most appropriate model for describing the drying curves of oranges. The effects of drying air temperature and velocity on the drying constant and coefficient were also investigated.
  • Page 69
    In recent years many researches are carried out to develop robots for agricultural applications. One of the main steps in agricultural robot fabrication is the generation of guidance signals. The objective of this research was a feasibility study of ultrasonic sensors in generating guidance signals to determine the position and orientation of a mobile robot for greenhouse applications. A series of experiments were performed to evaluate the accuracy of the ultrasonic sensors to determine the most applicable arrangement of sensors around the chassis of a robot. The most suitable detected distance ranges of the sensors were 15 to 200 cm. In distances less than 15 cm and angles more than 30 degrees the accuracy was found as low. The maximum width of view of the sensors for flat reflected objects was 17.15 and for curved objects 33.20 cm. The final arrangement of sensors was found out too. Experimental results proved that one can use ultrasonic sensors for generating guidance signals of robot inside greenhouses. With the designed averaging algorithm, one can calculate the lateral and heading errors for corrected data of ultrasonic sensors. Also, in comparison with reference sensors, the maximum error and RMSE for positions were 3 and 0.714 cm and for orientation they were 11.23 and 4.036 cm, respectively
  • Page 81
    Date palm (Phoenix dactylifera L.) with its delicious and nutritious bearing fruit (dates) is an important agricultural core in Iran. To extend the shelf life of date palm fruit, some such methods of preservation as drying are suggested and drying influences physicochemical and quality characteristics of products, thus modeling of drying kinetics is one of the tools for process control. In this research Barhi dates at khalal stage of maturity, after thawing, skinned and skinless, were dried in a laboratory scale hot-air dryer, under air flow of 1.5 m/s and air temperature of 60, 70 and 80? C. On the basis of these data, kinetics of the drying process were assessed and a characteristic drying curve established. The results showed that drying rate of skinless dates at 80? C is higher than that under other conditions. In plot of drying rate versus time, results indicated that drying took place in the falling rate period. The experimental data didnt show the dominating effect of temperature and being skin or not on the rehydration trend of this product. The influence of temperature and being skinned or not on the rehydration can thus be neglected. Results show that temperature and being skinned or not, have dominating effects on color index L,a and b Hunter Lab system. In order to estimate and select the appropriate drying kinetic model, the drying data as the moisture ratio (MR) versus drying time were fitted to a number 13 thin layer drying models. The comparison criteria employed were to evaluate goodness of fit, namely the coefficient of determination (R2), the root mean square error (RMSE) and the reduced chi-square (?2). The Wang model for drying of dates with skin and the Verma model for drying of skinless dates gave higher R2 vs. and lower RMSE and? 2 values than those in the other models.
  • Page 89
    Date palm (Phoenix dactylifera L.) is an important agricultural crop in Iran. To extend the shelf life of date palm fruit, some methods of preservation are employed, including drying. Drying influences physicochemical and quality characteristics of products, thus modeling of drying kinetics is a tool for process and therefore quality control. In this research Barhi dates at khalal stage of maturity, with and without peel, were dried in a laboratory scale hot-air dryer, under air flow of 1.5 m/s and air temperatures of 60, 70 and 80? C. The experimental shrinkage data showed a linear relationship with moisture content, a reduction in sample volume, and decrease in moisture content. The effect of temperature and the fruit being peeled or not on the shrinkage phenomenon can thus be neglected. A determination of water diffusivity could help in drying simulation for predicting the suitable drying conditions (air temperature and drying durations).Water diffusion coefficient values were assessed. The determined effective water diffusivity values ranged from 1.94×10-9 to 1.18×10-8 m2/s. The results revealed that the effective diffusion coefficient increased with increasing temperature. The results also showed that temperature and the fruit being peeled or not, have dominating effects on effective diffusion coefficient. The evolution of effective water diffusivity coefficient was described as a function of temperature through Arrhenios relation. The experimental diffusivity values were in a good agreement with the predicted values obtained from Arrhenios relation.