با همکاری انجمن مهندسان مکانیک ایران
نوع مقاله: مقاله پژوهشی
پایداری، زیست‌اقتصاد چرخشی و تاب‌آوری محیطی

مقایسه بهینه‌سازی مصرف انرژی و ارزیابی اثرات زیست‌محیطی در کارخانه تولید شکر با استفاده از الگوریتم‌‏های فراابتکاری

دوره 15، شماره 2، تابستان 1404، صفحه 247-261

https://doi.org/10.22067/jam.2024.89450.1278

میثم برون، محمد قهدریجانی، عبدعلی ناصری، بابک بهشتی

چکیده از مزایای تحلیل انرژی، فراهم آوردن مبنا و اساسی برای محافظت از منابع، تعیین انرژی مصرف‌شده در هر فرآیند تولید و مدیریت پایدار منابع می‌باشد. افزایش بهره‌‏وری نهاده‏‌های تولید (انرژی‌‏های ورودی)، هدف نهایی سامانه‏‌های کشاورزی پایدار می‏‌باشد. هدف از انجام این مطالعه، بررسی وضعیت مصرف انرژی در صنعت تولید شکر و مقایسه میزان بهینه‏‌سازی شاخص‏‌های مصرف انرژی با استفاده از دو الگوریتم فراابتکاری می‏‌باشد. بر همین اساس به ارزیابی شاخص‌‏های انرژی و اثرات زیست‌محیطی آن در صنعت تولید شکر در شرکت کشت و صنعت نیشکر دهخدا پرداخته شد. بدین منظور جمع‏‌آوری اطلاعات در سال زراعی 1400-1399 به روش‌‏های مختلفی از جمله تکمیل پرسشنامه، گفتگو و مصاحبه با کارشناسان، استفاده از آمار موجود در کتابخانه‌‏ها و برخی پایگاه داده انجام شد و در مراحل مختلف از آمار و اطلاعات موجود در شرکت مورد مطالعه و همچنین آمارنامه کشاورزی وزارت جهاد کشاورزی و ترازنامه انرژی استفاده گردید. داده‌‏ها با استفاده از نرم‏‌افزار آماری متلب و پایگاه داده اکواینونت ارزیابی و به دو روش الگوریتم ژنتیک و رقابت استعماری، مورد مقایسه و تحلیل قرار گرفتند. نتایج نشان داد در اغلب شاخص‌‏های مورد مطالعه در روش الگوریتم رقابت استعماری، بهینه‌‏سازی مصرف انرژی نسبت به روش الگوریتم ژنتیک ارجحیت داشته است و علاوه بر کاهش اثرات زیست‌محیطی، توان بالایی جهت صرفه‏‌جویی در مصرف انرژی را دارا خواهد بود. به‌طوری‌که در بخش کل انرژی نهاده‏‌ها در الگوریتم ژنتیک، 17.05 درصد و در الگوریتم رقابت استعماری، مقدار بهینه‌‏سازی 26.40 درصد محاسبه گردید. میزان کاهش مصرف گاز طبیعی در روش الگوریتم ژنتیک 3.82 درصد و در روش الگوریتم رقابت استعماری 27.60 درصد گزارش شد. میزان صرفه‌‏جویی در انرژی مستقیم در روش الگوریتم ژنتیک، 16.97 درصد و در روش الگوریتم رقابت استعماری، 27.48 درصد ارزیابی گردید. در روش الگوریتم رقابت استعماری میزان کاهش در اسیدی شدن خاک، 23.03 درصد و در روش الگوریتم ژنتیک، 19.19 درصد نسبت به شرایط قبل از بهینه‏‌سازی بود. در حالت کلی می‏‌توان این گونه نتیجه‏‌گیری نمود که با توجه به نیاز روزافزون به تولید شکر و سایر صنایع تکمیلی و وابسته به این صنعت ارزشمند و نیز بازدهی بالای صنعت تولید شکر، بهتر است با استفاده از دانش متخصصین امر، از روش‌‏های فراابتکاری جهت بهینه‌‏سازی مصرف انرژی و نهاده‌‏های موجود با هدف کاهش اثرات مخرب زیست‌محیطی استفاده شود.

مهندسی پس‌ از برداشت، و فرآوری محصولات کشاورزی

پیش‌بینی حجم، سطح جانبی و ضریب کرویت انار با استفاده از شبکه عصبی مصنوعی MLP

دوره 5، شماره 2، 1394، صفحه 292-301

https://doi.org/10.22067/jam.v5i2.28130

عباس روحانی، سید ایمان ساعدی، هادی گرایلو، محمدحسین آق خانی

چکیده اندازه‌گیری سریع و دقیق خصوصیات هندسی محصولات کشاورزی کاربردهای زیادی در امور مربوط به کاشت، داشت، برداشت و پس از برداشت دارد. محاسبات مربوط به انبارداری و نقل و انتقال، میزان مواد پوشش‌دهنده داده شده به محصولات برای افزایش عمر انبار داری، همچنین تخمین زمان پوست کنی و تعیین میزان تجمع مواد میکروبی روی محصول، از جمله کاربردهای مهم اندازه‌گیری حجم و سطح جانبی می‌‌باشند. ضریب کرویت نیز که یکی از پارامترهایی است که برای کمی کردن اختلاف در شکل میوه‌ها، سبزی‌ها، غلات و بذرها به‌کار می‌رود، در فرآیندهای جداسازی توسط ماشین‌های غربال و نیز قابلیت غلتش روی سطوح دارای اهمیت می‌باشد. استفاده از شبکه عصبی به‌عنوان یک روش سریع و غیرمخرب برای پیش‌بینی خصوصیات فیزیکی محصولات کشاورزی حائز اهمیت می‌‌باشد. در این تحقیق توانایی تکنیک شبکه عصبی مصنوعی به‌عنوان یک روش جایگزین در پیش‌بینی حجم، سطح جانبی و کرویت انار ارزیابی شد. برای این کار از مقایسه آماری پارامترهایی مانند میانگین، واریانس، توزیع آماری و رابطه رگرسیونی بین مقادیر پیش‌بینی شده توسط شبکه عصبی و مقادیر واقعی آنها استفاده شد. طبق نتایج به‌دست آمده مقدار 85/0 ≤p می‌باشد که نشان‌دهنده عدم وجود تفاوت معنی‌داری در سطح 5 درصد بین مقادیر ویژگی‌های آماری مجموعه داده‌های پیش‌بینی شده توسط شبکه عصبی و مقادیر واقعی آنها بود. همچنین ضرایب تبیین بین داده‌های واقعی و پیش‌بینی شده بزرگتر از 9/0 شد.

کشاورزی دیجیتال، هوشمند و دقیق

مقایسه شاخص پوشش گیاهی نرمال سیب‌زمینی بین سبزینه‌سنج و ماهواره لندست

دوره 8، شماره 2، 1397، صفحه 321-331

https://doi.org/10.22067/jam.v8i2.64486

حسنی محمدی منور

چکیده تغییرات زیاد میزان نیتروژن خاک مزارع کاربرد مفید کود ازت را محدود می‌کند. مدیریت خلاقانه کود باید به‌گونه‌ای باشد تا از اثرات مخرب کوددهی زیاد جلوگیری کند و همچنین بتواند بازدهی مزرعه را افزایش دهد. استفاده کمتر یا بیشتر از ازت بر روی کیفیت غده سیب‌زمینی مؤثر است. هدف استفاده از حسگر سبزینه‌سنج (GS) و تصاویر ماهواره‌ای در یک مزرعه تجاری سیب‌زمینی رقم مارفونا واقع در شهرستان بهار استان همدان، قابلیت به‌کار‌گیری این حسگرها و امکان جایگزینی آن نسبت به روش‌های متداول بود و همچنین با استفاده از طیف‌سنجی برگ، میزان شاخص پوشش گیاهی نرمال (NDVI) مطابق طول موج حسگر GS محاسبه شد. اندازه‌گیری با سبزینه‌سنج هر هشت روز در هر متر مربع ثبت گردید. در طول دوره رشد تا برداشت دوبار از تصاویر ماهواره لندست 8 (OLI) استفاده شد. ضریب تبیین عملکرد فصلی (INSEY) و داده‌های هواشناسی با مقدار NDVI بررسی شده در مدل رگرسیونی بردار پشتیبان (SVR) به‌ترتیب 0/947 و 0/964 توسط سبزینه‌سنج و 0/947 و 0/997 توسط تصویر لندست پیش‌بینی گردید. نتایج نشان داد که NDVI محاسبه شده توسط GS (0/94) با دقت بیشتری نسبت به تصاویر OLI (0/81) توسط طیف‌سنجی تأیید شد که علت آن را می‌توان به تغییرات جوی مربوط دانست. لذا سبزینه‌سنج به‌طور دقیق و مؤثر می‌تواند در مزارع برای مدیریت کود ازت به‌کار گرفته شود.

مهندسی پس‌ از برداشت، و فرآوری محصولات کشاورزی

طبقه‌بندی کیوی با استفاده از تکنیک ضربه- آکوستیک و شبکه عصبی مصنوعی

دوره 9، شماره 2، 1398، صفحه 337-346

https://doi.org/10.22067/jam.v9i2.71198

فرزانه جنت دوست، پرویز احمدی مقدم، فاروق شریفیان

چکیده حفظ پارامترهای کیفی میوه در مرحله پس از برداشت نقش تاثیرگذاری در بازارپسندی و کاهش ضایعات محصول دارد. هدف اصلی تحقیق حاضر، بررسی فاکتور سفتی میوه‌ی کیوی پس از برداشت با استفاده از تکنیک غیرمخرب آنالیز سیگنال صوتی حاصل از ضربه می‌باشد. در این مطالعه 150 عدد کیوی رقم هایوارد در طول دوره 18 روز پس از برداشت (پس از خروج از سردخانه) مورد مطالعه قرار گرفتند. نمونه‌ها بر روی یک نوار نقاله قرار داده شده و به‌طور گسسته با یک صفحه افقی برخورد کرده و سپس با پردازش صدای حاصل از ضربه در دو حوزه زمان و فرکانس، صفات مربوط به کیوی‌های سفت، متوسط و نرم استخراج گشت و سپس توسط شبکه‌های عصبی مصنوعی کلاس‌بندی شد. نتایج نشان داد که ویژگی‌های حوزه فرکانس، بیشترین قابلیت را در شناسایی صحیح نمونه‌ها داشته و مدل بهینه‌ی ارائه شده با تعداد پنج نرون در لایه پنهان دارای دقت شناسایی صحیح 3/93 در مرحله آموزش، 3/91 در مرحله ارزیابی و 3/78 درصدی برای داده‌های آزمون برای کل نمونه‌ها بود.

ماشین‌های کشاورزی و غیر جاده‌ای

بررسی شیب الک، دامنه حرکت الک و مکش فن بر روی بازده تمیزکردن و نرخ از دست دادن دستگاه خرمن‌کوب بادام‌زمینی

دوره 13، شماره 3، پاییز 1402، صفحه 349-363

https://doi.org/10.22067/jam.2022.75747.1097

جعفر عبدی، عبداله گل محمدی، غلامحسین شاهقلی، عادل رضوانی وند فنائی

چکیده بادام‌زمینی با توجه به کیفیت بالای روغن استخراجی و پروتئین بالای دانه یکی از گیاهان با اهمیت تیره بقولات می‌باشد. در پژوهش حاضر، تاثیر تعدادی از پارامترهای کاری یک خرمن‌کوب بادام‌زمینی شامل زاویه (شیب) الک، دامنه حرکت الک و سرعت مکش فن مکنده برای واحد جداسازی به‌صورت تجربی مورد مطالعه و ارزیابی قرار گرفت. زاویه یا شیب الک شامل سه زاویه 5، 10 و 15 درجه، دامنه حرکت الک شامل سه فاصله 3.5، 5 و 7 سانتی‌متر و همچنین سرعت مکش فن شامل سه سرعت 8، 12 و 16 متر بر ثانیه بودند. به‌منظور تجزیه و تحلیل اثرهای اصلی و اثرهای متقابل عامل‌های مستقل، از طرح آزمایش فاکتوریل در قالب طرح کامل تصادفی و برای مقایسه میانگین‌ها، از آزمون چند دامنه‌ای دانکن در سطح احتمال 5% استفاده گردید. همچنین تاثیر فاکتورهای آزمایشی بر ظرفیت مزرعه‌ای و ظرفیت ماده‌ای مورد بررسی قرار گرفت. طبق نتایج، تأثیر زاویه الک، دامنه حرکت الک و سرعت مکش بر بازده تمیزکردن و نرخ از دست دادن بادام‌زمینی در سطح یک درصد معنی‌دار بود. با افزایش دامنه حرکت الک و سرعت مکش، نرخ از دست دادن بادام‌زمینی افزایش یافت. همچنین افزایش فاکتورهای آزمایش، تاثیر منفی بر روی ظرفیت مزرعه‌ای و ظرفیت ماده‌ای نشان داد. بیشترین ظرفیت مزرعه‌ای و ظرفیت ماده‌ای به‌ترتیب با 0.105 هکتار در ساعت و 509 کیلوگرم بر ساعت به شیب 5 درجه تعلق داشت که در دامنه حرکتی 3.5 سانتی‌متر و سرعت مکش فن 8 متر بر ثانیه به‌دست آمد.

کشاورزی دیجیتال، هوشمند و دقیق

مدل سازی سامانه کنترل ارتفاع با استفاده از شبکه های عصبی مصنوعی

دوره 6، شماره 2، 1395، صفحه 350-361

https://doi.org/10.22067/jam.v6i2.45162

علیرضا تهور، شاهین حیدری، پویا زرین چنگ

چکیده سامانه های ابزار دقیق و خودکار در ماشین آلات کشاورزی، میدانی و عمرانی به شکل فزآینده موجب افزایش بهره وری، دقت و توسعه کاربردی گردیده است. دستگاه کنترل ارتفاع جهت اندازه گیری ارتفاع نمونه های مختلف، از بخش های مکانیکی شامل مجموعه محرکه تسمه نقاله، بدنه اصلی، موتور الکتریکی، مبدل و بخش الکترونیکی شامل حسگر فراصوت فرستنده و گیرنده امواج، مجموعه الکترونیکی، مجموعه کنترل و میکروکنترلر ای تی مگا 32 ساخته شده است. در ابتدا عملکرد دستگاه به کمک شبکه عصبی مصنوعی مورد بررسی قرار گرفته و سپس آزمایش هایی جهت جمع آوری و معتبرسازی داده ها انجام گردیده است. در این مطالعه مشاهده گردید که استفاده از شبکه عصبی مصنوعی چند لایه همراه با الگوریتم یادگیری لونبرگ-مارکواردت دارای بهترین معیار برای برآورد و همگرایی نتایج داده های آزمایشگاهی می باشد و جایگزینی ماتریس واحد با ماتریس هسیان در معادله بهینه سازی شده قانون لونبرگ-مارکواردت تأثیر به سزایی در همگرایی و کاهش زمان محاسبات دارد. همچنین مطالعه حاضر جهت توسعه فرآیندهای کشاورزی، مهندسی و افزایش تأثیر دستگاه های تولید شده مورد نیاز در آموزش واحدهای اندازه گیری هوشمند بسیار مفید بوده و مسائل تخمین تابع در الگوریتم لونبرگ- مارکواردت کارایی، سرعت، دقت و همگرایی بالایی را از خود نشان داده و خطای کمینه4-10× 7/77 را دارا می باشد.

مهندسی سازه و مواد برای سامانه‌های کشاورزی

تأثیر سوخت‌های گازی و دمای مایع خنک‌کننده بر مشخصه‌های عملکردی و احتراقی یک موتور تک سیلندر دیزل دور پایین

دوره 12، شماره 3، پاییز 1401، صفحه 351-366

https://doi.org/10.22067/jam.2021.68089.1007

بهرام صباحی، هوشنگ بهرامی، محمد جواد شیخ داودی، سید محمد صفی الدین اردبیلی، احسان هوشیار

چکیده در این پژوهش تأثیر استفاده از سوخت‌های گاز طبیعی فشرده و گاز نفتی مایع بر مشخصه‌های عملکردی و احتراقی یک موتور دیزل تک سیلندر، چهار زمانه، آب خنک با مکش طبیعی و به‌صورت مختلط‌ سوز مطالعه شد. هدف اصلی در این پژوهش تعیین شاخص‌های عملکردی و مشخصه‌های احتراقی موتور در محدوده عملکرد گاورنر و در سرعت‌ها و دماهای مختلف مایع خنک‌کننده‌ی موتور بوده است. آزمایش‌ها در شرایط پایدار برای حالت‌های کارکرد موتور با سوخت گازوییل خالص و مختلط‌ سوز گازوییل-گاز و در سرعت‌ها و دماهای مختلف مایع خنک‌کننده‌ی موتور به‌صورت آزمایش‌های فاکتوریل در قالب طرح بلوک‌های کامل تصادفی در سه تکرار انجام و مشخصه‌های عملکردی موتور اندازه‌گیری شد. نتایج آزمایش موتور نشان داد که گشتاور، توان ترمزی و فشار مؤثر متوسط ترمزی در حالت مختلط‌سوز گازوییل-CNG نسبت به حالت سوخت گازوییل خالص در تمامی سرعت‌ها و در حالت مختلط‌‌ سوز گازوییل-LPG در سرعت‌های پایین موتور افزایش معنی‌داری یافتند. مصرف سوخت و انرژی ویژه‌ی ترمزی نیز با افزایش دمای مایع خنک‌کننده در سرعت‌های پایین موتور و همچنین کارکرد موتور به‌صورت مختلط‌سوز کاهش معنی‌داری را نشان دادند. همچنین با افزایش دمای مایع خنک‌کننده و کارکرد موتور با حالت مختلط‌ سوز بازده حرارتی ترمزی و بازده حجمی به‌ترتیب افزایش و کاهش معنی‌داری را نشان دادند. به‌طورکلی، نتیجه‌گیری شد که استفاده از موتور به‌صورت مختلط‌ سوز گازوییل-CNG و دمای مایع خنک‌کننده 60 درجه سلسیوس در تمامی سرعت‌ها بهترین نتیجه را روی مشخصه‌های عملکردی و احتراقی موتور دارد.

مهندسی پس‌ از برداشت، و فرآوری محصولات کشاورزی

تأثیر دما و سرعت جریان هوا بر سینتیک خشک شدن حین فرآیند برشته کردن پسته با جریان هوای داغ

دوره 7، شماره 2، 1396، صفحه 401-414

https://doi.org/10.22067/jam.v7i2.55115

علی دینی، ناصر صداقت، سید محمد علی رضوی، آرش کوچکی، بیژن ملائکه نیکویی

چکیده اطلاع از سینتیک کاهش رطوبت جهت پیش بینی رفتار مواد غذایی در طی فرآیند برشته کردن و طراحی برشته کن ها ضروری است. هدف اصلی در این پژوهش تعیین مدل مناسب تجربی و نیمه‌تجربی برای پیشبینی نسبت رطوبت پسته در فرآیند برشته کردن، بررسی تأثیر دما و سرعت جریان هوا بر سینتیک کاهش رطوبت پسته حین برشته شدن واریته احمدآقایی و به‌دست آوردن ضریب انتشار مؤثر و انرژی فعالسازی در فرآیند کاهش رطوبت در حین برشته کردن پسته بوده است. پسته واریته احمد آقایی در آب‌نمک غلیظ غوطه ور شده و برشته کردن در دماهای 130،120، 145، 160 و 170 درجه سلسیوس با سرعت جریان هوای 6/0، 88/0، 3/1، 72/1 و 2 متر بر ثانیه مورد بررسی قرار گرفت. داده های آزمایشی با 7مدل تجربی و نیمه‌تجربی با استفاده از تکنیک آنالیز غیرخطی رگرسیون برازش داده شدند. بیشترین ضریب تبیین، کمترین مربع کای کاهشیافته، مدول میانگین نسبی درصد انحراف نشان داد که مدل ویبال، مدل مناسبی برای پیشبینی نسبت رطوبت پسته می‌باشد. همبستگی ثابتهای مدل ویبال با دما و سرعت جریان هوا تعیین گردیده و ضریب انتشار مؤثر در پسته به‌وسیله قانون دوم فیک در محدوده دمایی 120 تا 170 درجه سلسیوس در محدوده m2s-19-10×418/4 تا m2s-18-10×648/2 محاسبه گردید. میانگین انرژی فعال‌سازی کاهش رطوبت با استفاده از مدل آرنیوسی مقدار kJmol-1156/26 تعیین گردید. ضریب انتشار مؤثر بخار آب در برشته کردن بیشتر از محدوده مشخص شده در خشک کردن در دمای پایین بوده و رابطه مستقیم با دما و سرعت جریان هوا داشت و انرژی فعالسازی واکنش، نزدیک به مقادیر گزارش شده برای اغلب فراورده های کشاورزی است.

ماشین‌های کشاورزی و غیر جاده‌ای

طراحی، ساخت و ارزیابی سامانه کنترل خودکار تغذیه موزع دستگاه قلمه‌کار نیشکر

دوره 14، شماره 4، زمستان 1403، صفحه 459-474

https://doi.org/10.22067/jam.2024.88301.1254

بنیامین عباسیان، محمد اسماعیل خراسانی فردوانی، حسن ذکی دیزجی

چکیده در این پژوهش، یک سامانه کنترل خودکار تغذیه موزع کارنده نیشکر با هدف بهبود عملکرد دستگاه کارنده خودکار قلمه نیشکر، طراحی و ساخته شد. از سه نوع حسگر (نیروسنج، فشار روغن و فاصله سنج فراصوت) به همراه میکروکنترلر برای پردازش اطلاعات و تولید سیگنال فرمان تغذیه قلمه به سامانه محرک هیدروموتور زنجیر تغذیه استفاده شد. طبق نتایج، روش کنترل وزنی و کنترل با حسگر فشار روغن نتایجی مشابه تیمار کنترل دستی داشتند. حسگر فراصوت به دلیل عدم تشخیص صحیح و به‌موقع وضعیت قلمه در دسترس موزع در سطح احتمال 1 درصد با دیگر روش‌های کنترل تفاوت معناداری داشت و باعث کاهش ریزش قلمه از 8.8 برای سه روش اول به 7.4 تن در هکتار و ایجاد فاصله بین قلمه‌های کشت‌شده گردید که نامطلوب بود. در همه روش‌های کنترل به‌جز حسگر فراصوت، فاصله نکاشت مشاهده نشد. در روش کنترل با فشار، با وجود نتایج مشابه با کنترل دستی و کنترل وزنی، به دلیل تغییرات ویسکوزیته روغن با دما، نتایج کنترلی در طولانی مدت از پایداری مناسب برخوردار نبود. طبق نتایج، کنترل وزنی به‌عنوان گزینه برتر برای کنترل و حذف نیروی انسانی با حفظ کیفیت و راندمان کاشت با دستگاه کارنده خودکار توصیه می‌گردد. طی ارزیابی دیگر بین مقادیر مصرف وزنی قلمه مصرفی، تعداد قلمه مصرفی و فاصله نکاشت طولی در دو روش کشت دستی و کنترل خودکار وزنی، تفاوت معنی‌داری در سطح احتمال 1 درصد مشاهده شد. ولی بین مقادیر فاصله نکاشت جانبی در دو روش تفاوت معنی‌داری دیده نشد.

کشاورزی دیجیتال، هوشمند و دقیق

امکان‌سنجی تعیین بافت خاک با استفاده از پردازش سیگنال‌های صوتی یک نفوذسنج مخروطی

دوره 13، شماره 4، زمستان 1402، صفحه 509-520

https://doi.org/10.22067/jam.2023.78870.1126

جعفر نصرالهی آذر، رحمان فرخی تیمورلو، وحید رستم پور

چکیده بافت خاک یکی از خصوصیات مهم خاک است که با بسیاری از جنبه‌های عملکرد خاک، از بهره‌وری تا سهولت خاک‌ورزی، در ارتباط است. در حال حاضر، تعیین بافت خاک به دو صورت انجام می‌گیرد: در سطح مزرعه با دقت کم یا در محیط آزمایشگاهی و زمان‌بر. در این مطالعه به توسعه یک سیستم جدید برای تعیین بافت خاک در محل مورد نظر، با استفاده از یک نفوذسنج مخروطی با سه زاویه مخروط 30، 45 و 60 درجه پرداخته شد. نفوذسنج مجهز به یک میکروفون بود که در آن صدای حاصل از اصطکاک مخروط-خاک برای تعیین بافت خاک استفاده شد. برای تشخیص سه نوع بافت خاک که شامل رس، شن و لوم بود، از روش آنالیز سیگنال‌های صوتی در حوزه زمان- فرکانس (تبدیل موجک) استفاده گردید. تجزیه سیگنال‌ها در 5 سطح انجام شد و ویژگی‌های مجموع (SUM)، ریشه میانگین مربعات (RMS)، واریانس Var، کشیدگی (kurtosis) و ممان‌های مرتبه بالا Moment4 مورد مقایسه قرار گرفتند. نتایج نشان داد که زیر سیگنال‌های جزئیات اول مخروط 30 و 60 درجه، جزئیات سوم مخروط 60 درجه، جزئیات چهارم مخروط 60 درجه و آپروکسیمت مخروط 45 و 60 درجه به‌ترتیب دارای بیشترین توانایی و اولویت برای تشخیص نوع بافت خاک از یکدیگر می‌باشند. در بین ویژگی‌های بررسی‌شده به‌ترتیب ویژگی‌های مجموع، واریانس، ممان، کشیدگی و ماکزیمم برای تشخیص نوع خاک با سطح احتمال 1% دارای اولویت هستند. مقادیر همه این ویژگی‌ها با افزایش اندازه ذرات خاک از رس تا شن افزایش یافت. تکنیک صوت دارای پتانسیل خوبی جهت تشخیص نوع بافت خاک بود.

مهندسی سامانه‌ها

ارائه مدلی داده‌رانه برای پیش‌بینی عملکرد شکر استحصالی از نیشکر

دوره 12، شماره 4، زمستان 1401، صفحه 543-558

https://doi.org/10.22067/jam.2021.69805.1034

فاطمه نادرنژاد، دین محمد ایمانی، محمد رضا رسولی

چکیده پیش‌بینی عملکرد محصول یکی از مسائل مهم در حوزه‌ی کشاورزی می‌باشد و به عوامل مختلفی از جمله شرایط آب‌وهوایی، ویژگی‌های خاک، ویژگی‌های محصول و برنامه‌های مدیریتی وابسته می‌باشد. پیش‌بینی دقیق عملکرد محصول می‌تواند در تصمیم‌گیری‌ها و بهینه‌سازی فرآیندها به کشاورزان و صنایع وابسته به کشاورزی کمک نماید و در نهایت منجر به افزایش تولید شود. نیشکر یکی از مهم‌ترین محصولات استراتژیک کشاورزی و منبع تأمین شکر در جهان می‌باشد. هدف پژوهش حاضر پیش‌بینی و بررسی عوامل مؤثر بر میزان شکر استحصالی از نیشکر در مزارع شرکت کشت‌وصنعت نیشکر امیرکبیر با استفاده از الگوریتم‌های یادگیری ماشین می‌باشد. داده‌های جمع‌آوری شده برای این پژوهش مربوط به بازه زمانی سال‌های 1396-1389 شامل 3223 نمونه می‌باشد که شامل چهار مجموعه داده آب‌وهوایی، محصول، خاک و مدیریت مزرعه می‌باشد. برای مدل‌سازی پژوهش از الگوریتم‌های جنگل تصادفی، آدابوست، تقویت گرادیان حداکثری و ماشین بردار پشتیبان استفاده شده و در محیط ژوپیترنوت‌بوک پایتون پیاده‌سازی شده‌اند. مدل جنگل تصادفی با صحت 92.2% برای پیش‌بینی شکر استحصالی در بین مدل‌های ارائه شده بهترین عملکرد را دارد.

پایداری، زیست‌اقتصاد چرخشی و تاب‌آوری محیطی

بررسی اثر غلظت سوبسترا استات سدیم و میزان اکسیژن‌دهی بر ولتاژ سیستم و رفع آلایندگی در پیل سوختی میکروبی_گیاهی

دوره 15، شماره 4، زمستان 1404، صفحه 605-617

https://doi.org/10.22067/jam.2025.91299.1326

شهریار شکری، وحید رستم پور، کاوه ملازاده، صابر امیری، ایوب فتح‌الهی قره‌چپوق

چکیده با افزایش روزافزون جمعیت جهان، نیاز صنعت به تامین انرژی و یافتن راهکارهای تامین انرژی از منابع تجدیدپذیر و همچنین توجه به ماهیت منابع انرژی تجدیدپذیر اعم از مدیریت آلایندگی و کاهش گازهای گلخانه‌ای از اهمیت فراوانی برخوردار است. سیستم پیل سوختی میکروبی-گیاهی همانند پیل سوختی میکروبی با تجزیه مواد آلی موجود در محفظه آندی توانایی تولید انرژی الکتریسیته از مواد آلی را دارا می‌باشد. سیستم پیل سوختی میکروبی-گیاهی مورد تحقیق در این پژوهش، سیستمی نوپا است که می‌تواند در راستای محقق نمودن اهداف توسعه پایدار به‌کار گرفته شود. این سیستم به کمک ریزسازواره‌های موجود در محفظه آندی، مواد کربوهیدراتی، که به‌وسیله ریشه گیاه و یا مواد آلی دیگر در محیط کشت گیاه قرار می‌گیرند، را تجزیه کرده و تولید انرژی الکتریسیته می‌نماید. در این پژوهش پیل‌های سوختی میکروبی-گیاهی با به‌کارگیری گیاه سیپروس و همچنین ریزسازواره‌های شوانیلا آنودینس طراحی و راه‌اندازی شد و تاثیرات دو پارامتر میزان اکسیژن‌دهی به محفظه کاتدی و میزان تلقیح سوبسترای استات سدیم به محفظه آندی بر ولتاژ خروجی پیل مورد آزمایش و بررسی قرار گرفت. همچنین میزان رفع آلایندگی بستر نیم پیل آندی به کمک اندازه‌گیری اکسیژن‌خواهی شیمیایی و بیولوژیکی گزارش گردید. در بهینه‌ترین حالت این پارامترها، ولتاژ mV290 و میزان رفع آلایندگی 90 درصد به ثبت رسید.

مهندسی تاب‌آوری، ریسک و عدم‌قطعیت در سامانه‌های کشاورزی

مقایسه تأثیر روش‌های بی‌خاک‌ورزی، کم‌خاک‌ورزی و خاک‌ورزی مرسوم بر عملکرد گندم دیم در زمین‌ دارای سنگلاخ منطقه گرمسیری

دوره 1، شماره 2، 1390

https://doi.org/10.22067/jam.v1i2.11359

نعیم لویمی، محمود صفری، نصرت اله حیدرپور

چکیده این تحقیق به منظور مقایسه روش‌های مختلف خاک‌ورزی بر عملکرد گندم دیم و در زمین دارای ریگ و قلوه‌سنگ شهرستان باغملک واقع در شمال خوزستان بمدت 3 سال(87-85) و در پایه طرح بلوک‌های کامل تصادفی با 5 تیمار و 4 تکرار اجراء ‌گردید. تیمارهای آزمایشی شامل: (1) گاوآهن قلمی + خطی‌کار، (2) گاوآهن بدون صفحه برگردان‌دار + خطی‌کار، (3) بی‌خاک‌ورزی (کشت با خطی‌کار)، (4) پنجه‌غازی+ خطی‌کار و (5) شاهد (گاوآهن برگردان‌دار+ دستپاشی کود و بذر + پنجه‌غازی) بودند. این تیمارها شامل روش‌های کم‌خاک‌ورزی (تیمارهای یک و دو و چهار)، بی‌خاک‌ورزی (تیمار سه) و خاک‌ورزی مرسوم (تیمار پنج) می‌باشند. تجزیه واریانس مرکب سه ساله نشان داد که تفاوت بین روش‌های خاک‌ورزی و نیز اثر متقابل روش خاک‌ورزی و سال از نظر درصد رطوبت‌‌‌ خاک در مراحل مختلف ساقه‌دهی، گل‌‌دهی و پر شدن دانه معنی‌دار نبوده ولی تفاوت سال‌ها از نظر درصد رطوبت خاک بسیار معنی‌دار بود. تجزیه واریانس داده‌ها نشان داد که اختلاف معنی‌داری بین تیمارهای خاک‌ورزی از نظر درصد مواد آلی در عمق‌های مختلف و در انتهای اجرای طرح وجود ندارد. بهرحال عدم تفاوت تأثیر روش‌های خاک‌ورزی در میزان مواد آلی با توجه به شرایط سنگلاخی زمین تحلیل شده است. همچنین نتایج تجزیه واریانس مرکب نشان داد که روش‌های خاک‌ورزی در عملکرد دانه و سایر صفات زراعی بجز ارتفاع بوته و شاخص برداشت دارای اختلاف معنی‌داری بودند. طبق نتایج این تحقیق هر وسیله‌ای که بیشتر خاک را برگرداند و ریگ و قلوه‌سنگ بالا آمده در سطح در اثر بارندگی‌های فصل قبل را زیر خاک ببرد و نسبت خاک به ریگ و قلوه‌سنگ، در سطح که بستر عملیات کشت و جایگذاری بذر است، را بیشتر نماید، عملکرد محصول بیشتری دارد. لذا گاوآهن برگردان‌دار در هر سه سال آزمایش که از نظر میزان و نحوه توزیع بارندگی متفاوت بودند و یک سال آن (سال سوم) نیز بسیار کم باران بود، بیشترین عملکرد دانه را داشت. متوسط عملکرد سه ساله گندم دیم به ترتیب 1333، 1558، 1190، 1080 و 1787 کیلوگرم در هکتار برای گاوآهن قلمی، گاوآهن بدون صفحه برگردان‌دار، بی‌خاک‌ورزی، پنجه‌غازی و گاوآهن برگردان‌دار بوده است.

مهندسی تاب‌آوری، ریسک و عدم‌قطعیت در سامانه‌های کشاورزی

ویژگی‌های فیزیکی دانه در برخی ارقام آفتابگردان تحت تاثیر تنش کم آبی

دوره 2، شماره 1، 1391

https://doi.org/10.22067/jam.v2i1.14294

ایرج اله دادی، حسین اورکی، فتانه پرهیزکار خاجانی

چکیده به‌منظور ارزیابی تاثیر تنش کمبود آب بر ویژگی‌های فیزیکی دانه ارقام آفتابگردان، آزمایشی روی چهار رقم آذرگل، آلستار،‌ هایسان 33 و ‌هایسان 25 در سه سطح آبیاری (پس از 50، 100 و 150 میلی‌متر تبخیر تجمعی از تشتک تبخیر کلاس A) اجرا گردید. نمونه گیری تصادفی در پایان فصل رشد و بر اساس 13 درصد رطوبت دانه انجام شد. نتایج این تحقیق نشان داد بیشترین طول، عرض و ضخامت دانه در رژیم آبیاری بعد از 50 میلیمتر تبخیر به دست آمد و تیمارهای مواجه با تنش کم آبی (آبیاری محدود بعد از 100 و 150 میلیمتر تبخیر) به ترتیب باعث کاهش 15 و 24 درصد طول، 18 و 35 درصد عرض و 17 و 30 درصد ضخامت دانه گردیدند. بنابراین عرض دانه در مقایسه با طول و ضخامت دانه حساسیت بیشتری به سطوح تنش کمبود آب داشت. در بین ارقام مورد مطالعه بیشترین طول، عرض و ضخامت دانه متعلق به رقم آلستار بود. همچنین در تمام سطوح آبیاری رقم آلستار دارای بیشترین وزن دانه بود که از این لحاظ در آبیاری نرمال (پس از 50 میلی‌متر تبخیر) با رقم‌ هایسان 25 اختلاف معنی‌داری نداشت. بنابراین رقم زودرس آلستار در شرایط آبیاری نرمال و محدود از نظر وزن و ویژگی‌های فیزیکی دانه تحمل بیشتری به شرایط کم آبی داشته است.

مهندسی زیستی و سامانه‌های زیستی

بررسی تأثیر تیمارهای آبیاری و تغذیه‌ای بر خواص بیوفیزیکی و بیومکانیکی بذر گلرنگ

دوره 3، شماره 1، 1392، صفحه 58-70

https://doi.org/10.22067/jam.v3i1.19715

مازیار فیض اله زاده، علی محمد نیکبخت، اسعد مدرس مطلق

چکیده گلرنگ از گیاهان صنعتی بوده و میزان روغن قابل استخراج از مغز آن حدود 45 درصد می‌باشد. با توجه به ارزش روغن موجود در بذر گلرنگ و همچنین پتانسیل بالای کشور برای کشت آن، نیاز به تولید بذرهایی با کیفیت و عملکرد بیشتر می‌باشد. همچنین طراحی دستگاه‌های مختلف فرآوری و استخراج روغن و همچنین بهینه‌سازی آن‌ها امری ضروری به نظر می‌رسد که در ارتباط با خواص مختلف بذرها می‌باشد. در نتیجه در این مقاله، برخی خواص بیوفیزیکی و بیومکانیکی بذر گلرنگ رقم IL111 با توجه به اثرات تیمارهای مختلف آبیاری و تغذیه‌ای و در رطوبت تعادلی بذرها مورد مطالعه قرار گرفت. خواص مطالعه شده شامل ابعاد، جرم و جرم هزار دانه، حجم، مساحت سطح بذر، میانگین قطر حسابی و هندسی، ضریب کرویت، چگالی توده‌ای و حقیقی، تخلخل و ضریب اصطکاک استاتیکی و دینامیکی، نیروی گسیختگی، تغییر شکل در لحظه گسیختگی، انرژی گسیختگی، ضریب کشسانی و سفتی بذر بودند. نتایج نشان از تأثیر معنی‌دار تیمارهای اعمال شده بر اکثر خواص فیزیکی و مکانیکی در سطح احتمال 01/0 p≤ داشت. بیشترین مقدار برای جرم و قطر میانگین هندسی و انرژی گسیختگی در شرایط تیماری «قطع آبیاری در مرحله رشد زایشی و تغذیه بیولوژیک (بیوسولفور)» حاصل شد. نتایج نشان از تأثیر معنی‌دار قطر میانگین هندسی بر جرم و انرژی گسیختگی و همچنین تأثیر جرم بر سفتی بذر داشت. از طرفی رابطه مستقیمی بین جرم و انرژی گسیختگی مشاهده شد که نشان از نیاز به انرژی بیشتر برای خرد کردن بذرهای بزرگتر داشت. بیشترین انرژی گسیختگی 0.033J به‌دست آمد.

ماشین‌های کشاورزی و غیر جاده‌ای

طراحی، ساخت و ارزیابی دستگاه بذرکار خودکار پنوماتیک جهت تهیه سینی نشاء

دوره 4، شماره 1، 1393، صفحه 65-72

https://doi.org/10.22067/jam.v4i1.33166

احسان موحدی، میثم رضوانی، عباس همت

چکیده به ‏منظور کشت بذور ریز در داخل سینی های پرورش نشاء، یک دستگاه بذرکار خودکار پنوماتیک طراحی، ساخته و ارزیابی گردید. از نرم‌افزار Catia در طراحی و تحلیل سامانه ها استفاده شد. قسمت‌های مختلف دستگاه شامل مخزن بذر ارتعاشی، بوم مکشی، نازل های بردارنده بذور، لوله های سقوط، سامانه ی پنوماتیک و واحد کنترل الکترونیک جهت خودکار نمودن دستگاه ساخته و مورد آزمایش قرار گرفت. از اندازه سوراخ نازل جهت محاسبه ی میزان فشار لازم در سر نازل برای مکش بذور استفاده شد. دو نوع سینی کشت نشاء مورد ارزیابی قرار گرفت و نتایج نشان داد که خطای کاشت برای سینی 105 و 390 سلولی به‏ ترتیب در حدود 9/1 و 46/0 درصد است. زمان کاشت برای سینی نشاء 105 و 390 سلولی نسبت به روش دستی به ترتیب ازmin 20 بهs 35 و ازmin 90 بهs 160 به‏ وسیله‌ی کاشت با دستگاه، کاهش یافت.

کشاورزی دیجیتال، هوشمند و دقیق

تشخیص ارقام شلتوک، برنج قهوه ای و سفید براساس ویژگی های بافتی تصویر و شبکه عصبی مصنوعی

دوره 5، شماره 1، 1394، صفحه 73-81

https://doi.org/10.22067/jam.v5i1.21550

ایمان گلپور، جعفر امیری پریان، رضا امیری چایجان، جواد خزائی

چکیده شناسایی ارقام برنج در کشاورزی مدرن از اهمیت بالایی برخوردار است. ویژگی های بافتی از میان عوامل مختلف می تواند برای شناسایی ارقام برنج استفاده شود. پردازش تصاویر دیجیتال به‌عنوان روشی جدید می‌تواند برای استخراج ویژگی‌های بافت به‌کار برده شود. هدف از این پژوهش شناسایی ارقام برنج با استفاده از ویژگی های بافت تصویر به‌کمک پردازش تصویر و شبکه های عصبی مصنوعی پس انتشار می باشد. برای تشخیص ارقام برنج، پنج رقم برنج ایرانی به نام‌های فجر، شیرودی، ندا، طارم محلی و خزر تهیه شدند. 108 ویژگی بافتی از تصاویر برنج با استفاده از ماتریس هم وقوعی تصویر سطوح خاکستری استخراج گردید. سپس شناسایی ارقام با استفاده از شبکه عصبی مصنوعی پس انتشار صورت پذیرفت. پس از ارزیابی شبکه های یک لایه با استفاده از ویژگی های بافتی، بیشترین دقت طبقه بندی برای ارقام شلتوک، برنج قهوه‌ای و سفید به‌ترتیب: 2/92%، 8/97% و 9/98% به‌دست آمد. پس از اینکه شبکه با دولایه پنهان مورد ارزیابی قرار گرفت، بهترین میانگین دقت طبقه بندی برای تشخیص ارقام شلتوک 67/96%، برای برنج قهوه ای 78/97% و برای برنج سفید 88/98% حاصل شد. بیشترین دقت طبقه بندی پس از انتخاب ویژگی برای شلتوک با 45 ویژگی 9/98%، برای ارقام برنج قهوه ای با 11 ویژگی انتخاب شده 3/93% و برای ارقام برنج سفید 7/96% با 18 ویژگی انتخاب شده به‌دست آمد.

مهندسی پس‌ از برداشت، و فرآوری محصولات کشاورزی

بررسی تأثیر برخی عامل‌ها بر عملکرد یک خرمن‌کوب دستی (مدل T30) در کوبش چند رقم گندم

دوره 6، شماره 1، 1395، صفحه 80-89

https://doi.org/10.22067/jam.v6i1.28582

عزت اله عسکری اصلی ارده، موسی آزاد تکچی، عادل حکیمی

چکیده در این تحقیق عملکرد خرمن‌کوب T30 در کوبش چند رقم گندم مورد بررسی قرار گرفت. تأثیر عامل‌های مستقل شامل سرعت خطی کوبنده (در 3 سطح 400، 500 و rpm 600) و تغذیه‌ی محصول (در 3 سطح 600، 900، kg h-1 1800) و ارقام متداول گندم (در 3 سطح آذر 2، سرداری و رصد) بر تلفات و درصد دانه‌های آسیب دیده مورد مطالعه و بررسی قرار گرفت. برای تجزیه و تحلیل داده‌های بهدست آمده از طرح آزمایش فاکتوریل در قالب بلوک‌های کامل تصادفی و برای مقایسه‌ی میانگین‌ها از آزمون چند دامنه‌ای دانکن استفاده شد. نتایج نشان داد که اثرهای نوع رقم، میزان تغذیه، سرعت خطی کوبنده و کلیه‌ی اثرهای متقابل، بر درصد تلفات کوبش معنی‌دار بود (0/01>P). نتایج مقایسه‌ی میانگین اثرهای اصلی عامل‌ها نشان داد که رقم رصد دارای کم‌ترین میانگین تلفات کوبش (4/2%) و رقم آذر 2 با اختلاف معنی‌دار دارای بیش‌ترین میانگین تلفات کوبش (15/6%) بود. هم‌چنین با افزایش میزان تغذیه از 600 به kg 1800، کاهش معنی‌داری در تلفات کوبش از مقدار میانگین 0/13 به مقدار میانگین kg h-1 5/4 اتفاق افتاد. نتایج بررسی اثرهای متقابل سه‌گانه نشان داد که کم‌ترین مقدار تلفات کوبش (0/15%) در آزمایش با رقم رصد، سطح تغذیه kg h-1 600 و سرعت دورانی کوبنده rpm600 به‌دست آمد. بیش‌ترین مقدار تلفات کوبش (39/387%) در آزمایش با رقم آذر 2، سطح تغذیه kg h-1 1800 و سرعت دورانی کوبنده rpm400 به‌دست آمد. در کلیه آزمایش‌ها درصد دانه‌های آسیب‌دیده ناچیز (کم‌تر از 0/5%) بود.

سامانه‌های انسان‌محور و ایمنی

تحلیل فرکتالی سیگنال‌های صوتی کمباین سمپو مدل 3065

دوره 7، شماره 1، 1396، صفحه 86-96

https://doi.org/10.22067/jam.v7i1.44392

فرزاد مهدیه بروجنی، علی ملکی

چکیده کمباین‌ها یکی از مهم‌ترین منابع ایجاد سر و صدا در کشاورزی هستند. با توجه به شرایط متفاوت کاری کمباین‌ها و اینکه رانندگان همواره در معرض سر و صدای ناشی از کمباین‌ها هستند. این پژوهش با هدف دستیابی به بعد فرکتال سیگنال‌های صوتی کمباین سمپو (SAMPO) در شرایط مختلف صورت گرفت تا از این طریق بتوان به ساختار مناسب جاذب‌های صوتی در کمباین‌ها دست‌یافت. سیگنال‌های صوتی کمباین مطابق با استاندارد بین‌المللی5131 و 7216 در دو سطح دور موتور (تند و آرام)، دو وضعیت عملکردی (حرکت آزاد و هنگام برداشت)، چهار حالت دنده (دنده پارک، دنده یک سنگین، دنده دو سنگین و دنده سه سبک) و دو موقعیت میکروفون (کمباین با کابین و بدون کابین) ضبط گردید. بعد فرکتال سیگنال‌های صوتی در حوزه زمان با استفاده از روش‌های کاتز، سویک، هیگوچی و MRBC و با اعمال سه پنجره لرزان به طول‌های50، 100 و 200 میلی‌ثانیه محاسبه شد. نتایج نشان داد که مقادیر بعد فرکتال اعدادی بین 1 تا 6/1 را به خود اختصاص می‌دهد و همچنین با افزایش طول پنجره‌ها مقدار آن افزایش می‌یابد ‌(در پنجره 50 میلی ثانیه 34/1، در پنجره 100میلی‌ثانیه 37/1 و در پنجره 200میلی‌ثانیه 40/1) و در وضعیت وجود کابین بعد فرکتال مقدار 25/1 و در حالت بدون کابین 48/1 است. همچنین با افزایش دور موتور مقدار بعد فرکتال سیگنال صوتی از 34/1 به40/1 افزایش می‌یابد.

کشاورزی دیجیتال، هوشمند و دقیق

برنامه‌ریزی مسیر حرکت بهینه ماشین در مزارع مستطیلی‌شکل با استفاده از الگوریتم ژنتیک

دوره 8، شماره 1، 1397، صفحه 93-104

https://doi.org/10.22067/jam.v8i1.55463

ترحم مصری گندشمین، فروغ کیهانی نسب، غلامحسین شاهقلی، ابراهیم عبداللهی

چکیده ماشین‌های کشاورزی مختلف برای انجام عملیات کشاورزی باید از یک سر مزرعه روی مسیرهای موازی که کل سطح مزرعه را می‌پوشانند، حرکت کرده و به انتهای مزرعه برسند، شروع مسیر بعدی پس از دور زدن و از مسیر کناری، داخل مزرعه انجام خواهد شد. یکی از مشکلات اصلی الگوهای حرکت متداول در مزرعه، اتلاف زمانی دور زدن در انتهای مزرعه است که تأثیر شگرفی در کاهش بازده مزرعه‌ای خواهد داشت. الگوهای مرسوم مختلفی برای نحوه حرکت ماشین در مزرعه به‌کار گرفته می‌شود که از جمله می‌توان به الگوی تردد پیوسته، مارپیچ، دور تا دور و بلوک‌بندی اشاره کرد. تمام این الگوها در راستای کاهش مقدار مسافت غیرمفید طی شده هنگام دور زدن سر مزرعه ابداع شده‌اند. هدف از این پژوهش، کاهش مسافت غیرمفید طی‌شده توسط ماشین‌های کشاورزی، حین دور زدن در منطقه سرمزرعه برای حرکت از یک مسیر به مسیر بعدی با استفاده از الگوریتم ژنتیک و به تبع آن افزایش بازده مزرعه‌ای می‌باشد. در این مقاله با استفاده از الگوریتم ژنتیک، الگویی بهینه برای حرکت ماشین‌های کشاورزی در مزرعه مستطیلی‌شکل شبیه‌سازی و در نهایت این الگوی بهینه در قالب نمودار با الگوهای سنتی مقایسه شده است. پیروی از الگوی تردد بهینه به کمک الگوریتم هوشمند ژنتیکی با اجتناب از روش‌های دور زدن طولانی، باعث کاهش مسافت و زمان غیرمفید طی شده توسط ماشین‌های کشاورزی و افزایش بازده مزرعه‌ای آنها گردید. نتایج شبیه‌سازی نشان داد که الگوی بهینه قادر است به‌طور میانگین 45% در مسافت غیرمفید و 47% در زمان غیرمفید، صرفه‌جویی نماید.

مهندسی پس‌ از برداشت، و فرآوری محصولات کشاورزی

مقایسه مدل‌سازی ریاضی، شبکه‌های عصبی مصنوعی و منطق فازی در پیش‌بینی سینتیک خشک‌کردن سیر و موسیر در خشک‌کن بسترسیال

دوره 9، شماره 1، 1398، صفحه 99-112

https://doi.org/10.22067/jam.v9i1.66231

محمد کاوه، یوسف عباسپور گیلانده، رضا امیری چایجان، رضا محمدی گل

چکیده هدف از این پژوهش، مقایسه برآورد نسبت رطوبت سیر و موسیر در طی فرآیند خشک کردن توسط خشک‌کن بسترسیال با استفاده از روش‌های مدل‌سازی ریاضی، شبکه‌های عصبی مصنوعی و منطق فازی می‌باشد. فرآیند خشک‌کردن در سه سطح دمایی (40، 55 وC °70) و سه سطح سرعت هوای ورودی (5/0 و 5/1 و  ms-15/2) صورت گرفت. از 5 مدل ریاضی خشک‌کردن جهت پیش بینی نسب رطوبت سیر و موسیر استفاده شد. سرعت هوای ورودی، دمای هوای ورودی و زمان خشک‌کردن به‌عنوان پارامترهای ورودی در پیش‌بینی نسبت رطوبت، برای شبکه‌های عصبی مصنوعی و منطق فازی مورد استفاده قرار گرفت. برای ایجاد الگوهای آموزشی و ارزیابی فرآیند، از شبکه عصبی پس انتشار پیش‌خور و پیشرو با توابع آموزش لونبرگ- مارکوارت (LM) و تنظیم بیزی (BR) و همچنین از سیستم استنتاجی فازی ممدانی و به‌کارگیری تابع عضویت مثلثی برای مدل‌سازی استفاده شد. با توجه به نتایج به‌دست آمده، بهترین مدل برای پیش‌بینی خشک کردن سیر مدل (Page) و برای موسیر مدل Midilli  و همکاران انتخاب شد. نتایج بررسی‌های شبکه عصبی مصنوعی نشان داد که به‌ترتیب ضرایب تبیین 9994/0 و 9996/0، ریشه خطای میانگین مربعات 0036/0 و 0014/0 و میانگین خطای مطلق 044/0 و 038/0 در شرایط مختلف خشک‌کردن سیر و موسیر را پیش‌بینی نماید. همچنین سیستم استنتاجی فازی این مقادیر را برای سیر و موسیر به‌ترتیب (ضرایب تبیین 9997/0 و 9998/0، ریشه خطای میانگین مربعات 0027/0 و 0011/0 و میانگین خطای مطلق 032/0 و 029/0) به‌دست آورد. مقایسه نتایج به‌دست آمده از مدل‌های ریاضی، شبکه‌های عصبی مصنوعی و منطق فازی نشان داد که ریشه خطای میانگین مربعات در منطق فازی کمتر از شبکه‌های عصبی مصنوعی و مدل‌های ریاضی است.

مهندسی پس‌ از برداشت، و فرآوری محصولات کشاورزی

تأثیر امواج فراصوت بر استخراج قند و خواص مکانیکی چغندرقند

دوره 3، شماره 2، 1392، صفحه 144-153

https://doi.org/10.22067/jam.v3i2.25170

کبری هدایتی، باقر عمادی، مهدی خجسته پور، شهرام بیرقی طوسی

چکیده شکر یکی از مواد غذائی مهم مورد نیاز، به‌طور عمده از چغندرقند و نیشکر به دست می آید. با توجه به اهمیت شکر، سطح کشت قابل توجه محصول چغندرقند و نیز تعدد کارخانجات صنایع قند و شکر در کل استان های خراسان، انجام تحقیقات به منظور دستیابی به راه کارهایی جهت افزایش راندمان استخراج قند ضروری است. در این تحقیق تأثیر فرکانس امواج فراصوت، دما و زمان موج دهی بر روی خواص مکانیکی و میزان استخراج قند از چغندرقند با رطوبت پایه 75% مورد بررسی قرار گرفت. بدین منظور توسط یک دستگاه حمام فراصوت در مقیاس آزمایشگاهی، تأثیر فاکتورهای فرکانس (بدون موج دهی، 25 و 45 کیلوهرتز)، دما (25، 50 و 70 درجه سانتی گراد) و زمان موج‌ دهی (10، 20 و30 دقیقه) بر روی نمونه‌ها مطالعه گردید؛ و با نمونه شاهد مقایسه شد. نتایج نشان داد که فاکتورهای فرکانس، دما و زمان تأثیر معنی داری بر افزایش استخراج قند داشته است و می تواند نسبت به نمونه شاهد راندمان قندگیری را تا 56% افزایش دهد. میزان مدول الاستیسیته و مدول برشی روند کاهشی داشتند. میزان انرژی کل گسیختگی، انرژی کل برشی، نیروی حداکثر گسیختگی و نقطه تسلیم گسیختگی روند افزایشی داشتند. فرکانس بر روی نقطه تسلیم برشی و نیروی برشی تأثیر معنی داری نداشت.

پایداری، زیست‌اقتصاد چرخشی و تاب‌آوری محیطی

مطالعه امکان تأمین انرژی تولید تخته نئوپان از باگاس با استفاده از ضایعات نیشکر (مطالعه موردی: کشت و صنعت دعبل خزاعی)

دوره 12، شماره 2، تابستان 1401، صفحه 193-206

https://doi.org/10.22067/jam.v12i2.87600

ابراهیم البوعطیوی، عباس عساکره، حسن ذکی دیزجی، یعقوب منصوری

چکیده در این مطالعه مصرف انرژی مستقیم در تولید تخته نئوپان از باگاس نیشکر و امکان جایگزینی آن با ضایعات کشت و صنعت نیشکر دعبل خزاعی و صنایع جانبی آن بررسی گردید. انرژی مستقیم مصرفی به ازای هر مترمکعب نئوپان تولیدی 5.829 گیگاژول محاسبه شد که گاز طبیعی، برق و سوخت دیزل به‌ترتیب 78.52، 18.87 و 2.61 درصد آن را تشکیل می‌دهند. پیت و خرده چوب‌های حاصل از ضایعات کارخانه نئوپان‌سازی، برگ و پوشال نیشکر، باگاس مازاد و ویناس حاصل از تولید الکل از ملاس نیشکر به‌عنوان ضایعات جهت تولید انرژی در نظر گرفته شدند. خاکستر، رطوبت، ارزش حرارتی خالص (با استفاده از بمب کالری‌متر) و مقدار ضایعات خشبی و همچنین پتانسیل تولید زیست‌گاز از تخمیر بی‌هوازی ویناس اندازه‌گیری و محاسبه شد. نتایج نشان داد با استفاده از پسماند خشبی کارخانه نئوپان‌سازی و کشت و صنعت دعبل خزاعی می‌توان 4.33 برابر کل انرژی گاز مصرفی در کارخانه نئوپان‌سازی انرژی حرارتی با بازده 60 درصد تولید کرد. همچنین با استفاده از ضایعات کارخانه نئوپان‌سازی و باگاس، می‌توان کل گاز و برق مصرفی کارخانه نئوپان‌سازی را جایگزین کرد. بررسی حجم ویناس و پتانسیل تولید زیست‌گاز از آن نشان داد پتانسیل تولید انرژی معادل ‌8824319 مترمکعب گاز طبیعی در سال وجود دارد.

مهندسی پس‌ از برداشت، و فرآوری محصولات کشاورزی

ارزیابی و مقایسه کارایی سه نوع پوست‌کن‌ رایج پسته در کرمان

دوره 4، شماره 2، 1393، صفحه 206-213

https://doi.org/10.22067/jam.v4i2.21168

هوشنگ افضلی گروه

چکیده به منظور ارزیابی ماشین‌های پوست‌کن پسته، عملکرد سه ماشین رایج استوانه پیچی، استوانه پیچی- تیغه‌ای و استوانه لاستیکی در سه زمان برداشت (اول، وسط و پایان فصل برداشت) با فاصله 15 روز در سه تکرار ارزیابی شدند و صفات راندمان پوست‌گیری، درصد دانه‌های شکسته، درصد دانه‌هایی ناقص پوست شده، درصد دانه‌های پوست نشده تعیین گردید. این تحقیق با استفاده از آزمایش فاکتوریل در قالب بلوک کامل تصادفی انجام شد. نتایج نشان داد اثر متقابل زمان برداشت و نوع ماشین بر راندمان پوست‌گیری، شکستگی دانه در خروجی دانه و پوست در سطح احتمال 5 درصد و بر صفت دانه‌های پوست نشده و ناقص پوست شده در سطح احتمال 1 درصد معنی‌دار شد. بیشترین راندمان پوست‌گیری مربوط به ماشین استوانه لاستیکی در پایان فصل برداشت پسته با 90/81 درصد بود. اثر متقابل زمان برداشت و نوع ماشین درصد دانه شکسته در دو کانال خروج دانه و پوست سبز را تحت تاثیر خود قرار داد به طوری که ماشین استوانه لاستیکی در هر سه زمان برداشت با کمترین درصد شکستگی دانه در خروجی دانه و خروجی پوست از سایر تیمارها برتر شد. کمترین درصد شکستگی دانه در خروجی دانه و پوست به ترتیب با 0/47 و 0/23 درصد به ماشین استوانه لاستیکی و وسط فصل برداشت و بیشترین درصد شکستگی دانه در خروجی دانه و پوست به ترتیب با 2/75 و 3/86 درصد به ماشین استوانه پیچی اول فصل برداشت اختصاص یافت. کمترین درصد دانه‌های پوست نشده از ماشین استوانه پیچی- تیغه‌ای با 2/5 درصد در پایان فصل برداشت بدست آمد.

سامانه‌های تولیدی در محیط های کنترل‌شده

پیش‌بینی متغیرهای داخلی یک گلخانه دوطرفه شیشه‌ای با ساختار ویژه با استفاده از مدل‌های شبکه عصبی (MLP و RBF)

دوره 10، شماره 2، 1399، صفحه 213-227

https://doi.org/10.22067/jam.v10i2.72346

مکیه حمدانی، مرتضی تاکی، مجید رهنما، عباس روحانی، مصطفی رحمتی جنیدآباد

چکیده یکی از مهم‌ترین اقدامات به‌منظور ایجاد محیطی مناسب برای رشد بهینه گیاه گلخانه‌ای، کنترل دقیق متغیرهای داخلی گلخانه به‌منظور بهینه‌سازی میزان تبادلات انرژی بین گلخانه با محیط بیرون است. در این راستا یکی از ایده‌های جدید، هوشمندسازی گلخانه است. اولین قدم در این مسیر، پیش‌بینی تمامی متغیرهای تاثیرگذار یک گلخانه به حساب می‌آید. از این رو در این تحقیق از دو مدل شبکه عصبی (MLP-RBF) برای تخمین چهار متغیر تأثیرگذار (شامل دمای هوا، گیاه، سقف و رطوبت هوای داخل گلخانه) یک گلخانه دوطرفه شیشه‌ای با ساختار ویژه واقع در شهر ملاثانی اهواز استفاده شد. بدین منظور از متغیرهای محیطی بیرونی شامل دما و رطوبت هوای بیرون و همچنین تابش روی سطح افق به‌عنوان فاکتورهای ورودی مدل‌ها، استفاده شد. داده‌برداری توسط حسگرهای مربوطه در گلخانه‌ای به مساحت (12 مترمربع) و حجم هوای (40 مترمکعب) انجام گرفت. نتایج نشان داد که مدل RBF از دقتی حدود 50% بیش‌تر نسبت به مدل MLP برخوردار است. در این تحقیق قابلیت تعمیم‌پذیری هر دو مدل با 80 و 40 درصد از کل داده‌های آموزشی مورد بررسی قرار گرفت. نتایج به‌دست آمده نشان داد که مدل RBF قادر است با مجموعه داده‌های کم‌تر نسبت به مدل MLP، نتایج را بهتر و دقیق‌تر برآورد کند. دقت بالاتر و قابلیت کار با مجموعه داده‌های کم‌تر از مزایای شناخته شده مدل RBF در این تحقیق بود که می‌تواند در هوشمند کردن گلخانه‌های نسل جدید و کنترل آن‌ها مورد استفاده قرار گیرد.