ماشین های کشاورزی

چکیده فرآیندهای خشک‌کردن شلتوک، همواره چالشی‌ترین مسائل صنعت برنج می‌باشد. هدف تحقیق، بررسی میزان ضایعات خشک‌کردن در مزرعه و کارخانه در سه شهرستان گیلان بود. بدین منظور، اثرهای اصلی و متقابل فاکتورهای مستقل محتوای رطوبتی زمان برداشت (19 و 26 درصد)، زمان برداشت تا خرمنکوبی (19-14، 24-20 و 29-25 ساعت)، روش‌های خشک‌کردن در مزرعه (پخش کامل شالی‌ بر روی ساقه‌ها، پخش پنج ساعت شالی‌ بر روی ساقه‌ها+توده کردن، و پخش پنج ساعت شالی‌ بر روی ساقه‌ها+استفاده از پلاستیک)، و استراحت‌دهی (دو مرحله‌ای و سه مرحله‌ای هرکدام با 10 و 15 ساعت استراحت‌دهی)، دمای خشک‌کن (40 و 50 درجه سلسیوس) و سرعت باد (0.5 و 0.8 متر بر ثانیه) بر فاکتورهای وابسته (دانه‌های نارس، گچی، دانه‌های دو و سه‌تَرَک و تَرَک لاک‌پشتی در برنج قهوه‌ای) در سال زراعی 99-1398 بررسی شدند. از طرح آزمایشی فاکتوریل بر پایه بلوک کامل تصادفی استفاده شد. براساس نتایج، اثرهای اصلی فاکتورهای مستقل بر ایجاد ضایعات معنادار بودند (0.05>P). مقایسه میانگین‌ها نشان داد که کمینه ضایعات در روش پخش‌‌کردن کامل، در محتوای رطوبتی 26 درصد، به میزان 1.465 درصد بود. بیشترین تاثیر استفاده از پلاستیک در شکل‌گیری ضایعات به شکل تَرَک لاک‌پشتی و دانه‌گچی بود. در سطح مزرعه پس از 14 تا 19 ساعت پیش ‌خشک‌کردن، بیشینه ضایعات به‌دست آمد، که سهم سه‌تَرَک ناکامل طولی، دو‌تَرَک ناکامل عرضی و دانه نارس به‌‌‌ترتیب به میزان 11.410، 8.730 و 8.471 درصد بود. در سطح کارخانه، کمترین ضایعات در ترکیب فاکتوری استراحت‌دهی سه مرحله‌ای 15 ساعت، دمای خشک‌کن 40 درجه سلسیوس و سرعت باد 0.5 متر بر ثانیه به میزان 6.027 درصد به‌دست آمد.

چکیده میزان عناصر مغذی نقش به‌سزایی در رشد، تکثیر و عملکرد محصولات کشاورزی و گیاهان دارند. با پیش‌بینی این عناصر می‌توان به‌صورت دقیق نهاده‌های شیمیایی را مدیریت کرد. هدف از این مطالعه ارزیابی غیرمخرب میزان عناصر NPK با استفاده از طیف‌سنجی مرئی/ فروسرخ نزدیک (Vis/NIR) در بازه طول موجی 500 تا 1000 نانومتر بود. برای این منظور، طیف‌سنجی از نمونه‌های برگ درختان سیب در مد اندازه‌گیری برهم‌کنش انجام گرفت. برای حذف اثرات ناخواسته از روش‌های مختلف پیش‌پردازش استفاده شد تا مدل واسنجی دقیق حاصل شود. در این راستا، مدل واسنجی چندمتغیره حداقل مربعات جزئی (PLS) بر پایه اندازه‌گیری‌های مرجع و اطلاعات طیفی با روش‌های مختلف پیش‌پردازش مورد بررسی قرار گرفت. بهترین مدل ارائه‌شده مبتنی بر روش پیش‌پردازش توزیع نرمال استاندارد در ترکیب با مشتق دوم (SNV+D2) با مقادیر r_c= 0.988, RMSEC=0.028%, r_p=0.978, RMSEP=0.034% و 7.47=RPD متعلق به پیش‌بینی نیتروژن بود. بهترین مدل برای ارزیابی میزان پتاسیم و فسفر نیز براساس روش پیش‌پردازش تصحیح پراکنش افزاینده در ترکیب با مشتق دوم (MSC+D2) به‌ترتیب RPD=7.10, r_p=0.976, RMSEP=0.021% و RPD=5.96, r_p=0.958, RMSEP=0.0057% به‌دست آمد. نتایج به‌دست‌آمده حاصل از این پژوهش نشان می‌دهد که طیف‌سنجی Vis/NIR می‌تواند به‌عنوان یک ابزار غیرمخرب، سریع و قابل‌اعتماد برای پیش‌بینی مقدار عناصر مغذی درخت سیب استفاده و از مصرف بیش از حد نهاده‌های شیمیایی و پیامدهای ناشی از آن جلوگیری شود.

چکیده در پژوهش حاضر پهپادسمپاش به‌عنوان یک روش نوین سمپاشی برای کنترل جمعیت آفت شتۀ کلزا ارزیابی و نتایج آن با سمپاش توربولاینر مقایسه شد. آزمون در قالب طرح کاملاً تصادفی در سه تکرار اجرا شد. آزمون‌ها در زمان آلودگی حداقل 20درصد از بوته‌ها اجرا شد. پارامترهای اندازه‌گیری‌شده شامل مقدار ضریب کیفیت پاشش، ظرفیت مزرعه‌ای تئوری و مؤثر، بازدۀ مزرعه‌ای، انرژی مصرفی و کارایی (اثربخشی) سمپاشی بودند. براساس نتایج برای پهپادسمپاش و سمپاش توربولاینر، به‌ترتیب میانگین مقدار محلول سم مصرفی برابر با 11.1 و 187.6 لیتر در هکتار، ضریب کیفیت پاشش 1.15 و 1.21، بازدۀ مزرعه‌ای 51.4 و 32.3درصد و انرژی مصرفی 3.4 و 100.5 کیلووات-ساعت به‌دست آمد. براساس نتایج تجزیۀ واریانس در سه، هفت و 14 روز پس از سمپاشی، بین تیمار شاهد و تیمارهای پهپادسمپاش و سمپاش توربولاینر از نظر تعداد شته اختلاف معنی‌دار بود؛ به‌طوری‌که تعداد شته در کرت‌های سمپاشی‌شده با هر دو نوع سمپاش در سه بار نمونه‌برداری پس از سمپاشی کمتر از 100شته در ساقه بود. اما در تیمار شاهد تعداد شته در ساقه 700-250 بود. مقایسۀ میانگین کارایی پهپادسمپاش و سمپاش‌ توربولاینر با آزمون t نشان داد که هر دو سمپاش نتایج قابل‌قبولی در کنترل جمعیت شتۀ کلزا داشتند. در سه و هفت روز پس از سمپاشی، سمپاش توربولاینر کارایی بیشتری نسبت به پهپادسمپاش داشت. اما در 14 روز بعد از سمپاشی، کارایی پهپادسمپاش و سمپاش توربولاینر به‌ترتیب 92.7 و 85.2درصد بود. استفاده از پهپادسمپاش با توجه به کاهش مقدار محلول مصرفی و انرژی مصرفی و افزایش بازدۀ مزرعه‌ای، کیفیت پاشش و کارایی سمپاشی برای کنترل جمعیت شتۀ کلزا توصیه می‌شود.

چکیده افت زیاد مواد شیمیایی، بادبردگی و نشست خارج از هدف سم‌پاش‌های متداول در ایران، مطالعه روی سم‌پاش‌های باردارکننده سم را ضروری می‌سازد. به‌همین منظور یک کلاهک الکترودینامیکی طراحی و ساخته شد. در این تحقیق از روش سطح پاسخ برای بهینه‌سازی عملکرد کلاهک پاشش الکترودینامیکی در سم‌پاش پشتی موتوری ذره‌ای‌پاش استفاده شده است. پارامترهای فاصله افشانک تا هدف (شامل سه سطح 2، 4 و 6 متری)، زاویه قرارگیری هدف (شامل سه سطح صفر، 45 و 90 درجه) و سرعت باد (شامل سه سطح 2.5، 3 و 3.5 متر بر ثانیه) به‌عنوان پارامترهای مستقل و یکنواختی پاشش و درصد سطح پاشش به‌عنوان متغیرهای وابسته مورد ارزیابی قرار گرفتند. نتایج تجزیه واریانس نشان داد که مولفه‌های خطی زاویه پاشش و فاصله پاشش و هم‌چنین برهم‌کنش زاویه پاشش×فاصله پاشش و فاصله پاشش×سرعت باد، دارای تاثیر معنی‌داری بر تغییرات ضریب پاشش کل می‌باشند (p<0.05). بیش‌ترین ضریب یکنواختی پاشش کل برابر با 1.95 برای زاویه قرارگیری هدف صفر درجه، فاصله 6 متری و سرعت 3.5 متر بر ثانیه و کم‌ترین مقدار این ضریب برابر با 1.18 برای زاویه قرارگیری هدف 90 درجه، فاصله پاشش 2 متر و سرعت باد 2.5 متر برثانیه به‌دست‌آمده است. مدل ریاضی ارائه‌شده برای پیش‌بینی تغییرات ضریب یکنواختی پاشش و درصد سطح پاشش از دقت بسیار بالایی برخوردار می‌باشد. ضریب یکنواختی پاشش با افزایش سرعت باد و فاصله پاشش افزایش یافته است (p<0.01). در محدوده فاصله پاشش 2، 4 و 2 الی 4 متری، با افزایش زاویه پاشش مقدار سطح پاشش به‌طور معنی‌داری افزایش یافته است (p<0.05). شرایط بهینه برای عملکرد کلاهک الکترودینامیکی ساخته‌شده در سرعت هوای 3.5 متربرثانیه، فاصله پاشش 2.58 متر و زاویه پاشش 90 درجه با مطلوبیت 0.792 به‌دست آمد.

چکیده سالانه مقادیر زیادی از محصولات کشاورزی در اثر بارهای دینامیکی و سایر آسیب‌های مکانیکی که از طرف اجزای متحرک ماشین‌ها هنگام برداشت، حمل و نقل، انبار کردن و بسته‌بندی به آن‌ها وارد می‌شود از بین می‌روند یا دچار افت کیفیت می‌شوند. این در حالی است که تاکنون بیشتر تحقیق‌های انجام‌شده برای تجزیه و تحلیل عملیات‌های مذکور با آزمون‌های عملی همراه بوده است و نتایج آن فقط در شرایط خاص می‌تواند مورداستفاده قرار گیرد. هدف از این مطالعه شناسایی فرکانس‌های طبیعی و مودهای ارتعاشی در میوه پرتقال رقم تامسون با استفاده از روش آنالیز مودال اجزای محدود می‌باشد. به‌منظور شبیه‌سازی رفتار دینامیکی میوه پرتقال از آزمون پاندول به‌وسیله حسگرهای نیروسنج و شتاب‌سنج سه‌محوره در دو راستای قطبی و استوایی به میوه پرتقال ضربه وارد شد. مدل هندسی سه‌بعدی میوه پرتقال در نرم‌افزار انسیس ترسیم شد و با استفاده از روش‌های آزمایشگاهی مشخص، خواص فیزیکی و مکانیکی پوست و گوشت میوه پرتقال تعیین گردید. پس از مرحله شبکه‌بندی و اعمال شرایط مرزی، 20 مود اول و فرکانس‌های طبیعی متناظر با آن به‌دست‌آمد. نتایج حاصل از این تحقیق نشان داد که فرکانس‌های طبیعی میوه پرتقال در محدوده 0 تا 248.41 هرتز می‌باشد. از نتایج این تحقیق می‌توان در طراحی ماشین‌های برداشت و بهینه‌سازی مکانیزم‌های پس از برداشت و حمل و نقل به‌منظور کاهش ضایعات استفاده نمود.

چکیده استفاده از سامانه‌های آب‌شیرین‌کن خورشیدی یک راهکار مناسب، با صرفه اقتصادی برای تولید آب شرب از منابع آب شور است. هدف از انجام این تحقیق افزایش عملکرد آب‌شیرین‌کن خورشیدی با استفاده از سامانه ذخیره‌ساز گرمای نهان انرژی خورشیدی و سامانه ردیاب پنلی است. با توجه به این‌که به دلیل نوسانات شدت تابش خورشیدی هدررفت حرارتی از جمع‌کننده خورشیدی افزایش می‌یابد، استفاده از مواد تغییرفازدهنده راه‌حل مناسبی برای ذخیره‌سازی انرژی در ساعات اوج و آزاد نمودن در زمان کاهش و یا نبود شدت تابش خورشیدی است. به این منظور ماده تغییرفازدهنده به‌صورت لوله‌ی مارپیچ 6 میلی‌متری با گام 7 سانتی‌متر درون لوله کانونی قرار گرفت. جهت ارزیابی عملکرد حرارتی سه دبی جریان برای سیال کاری 1.9، 3.1 و 4.2 لیتر بر دقیقه (با مواد تغییرفازدهنده) و حالت بدون مواد تغییرفازدهنده در چهار روز متوالی از ساعت 10:00 تا 14:00 در نظر گرفته شد. نتایج بررسی‌ها نشان داد که سامانه آب‌شیرین‌کن خورشیدی مجهز به مواد تغییرفازدهنده بیشترین راندمان حرارتی را در دبی 4.2 لیتر بر دقیقه و کمترین آن با دبی 1.9 لیتر بر دقیقه بوده است. نتایج نشان داد استفاده از مواد تغییرفازدهنده باعث بهبود راندمان حرارتی به میزان 3.05 درصد می‌گردد. آب شیرین تولیدی در مدت زمان 4 ساعت، 0.722 لیتر بر مترمربع در چهار ساعت بود و به‌طور قابل‌ملاحظه‌ای باعث کاهش سختی موجود در آب شرب شده بود.

چکیده این مطالعه با هدف شبیه‌سازی انتقال حرارت و جرم در طول خشک کردن رفرکتنس ویندو برای ژل آلوئه‌ورا انجام شده‌است. با کمک نرم‌افزار کامسول مولتی فیزیکس (COMSOL Multiphysics) یک مدل سه‌بعدی برای حل معادلات انتقال حرارت و جرم ایجاد شد. بدین منظور معادلات دیفرانسیل انتقال حرارت و جرم به‌صورت هم‌زمان و وابسته به هم حل شدند. مدل فوق با شرایط اولیه، دمای آب 60، 70، 80 و 90 درجه سلسیوس و ضخامت ژل آلوئه‌ورا 5 و 10 میلی‌متر در نظر گرفته شده‌است. نتایج حاصل از شبیه‌سازی نشان داد زمان خشک کردن مورد نیاز برای کاهش رطوبت ژل آلوئه‌ورا از 110 به 0.1 گرم آب بر گرم ماده خشک در طول خشک کردن رفرکتنس ویندو در دمای آب 60، 70، 80 و 90 درجه سلسیوس برای ژل آلوئه‌ورا با ضخامت 5 میلی‌متر به‌ترتیب 120، 100، 70 و 50 دقیقه و برای ژل آلوئه‌ورا با ضخامت 10 میلی‌متر به‌ترتیب 240، 190، 150 و 120 دقیقه بود. هم‌چنین سرعت خشک شدن برای ژل آلوئه‌ورا با ضخامت 5 میلی‌متر به‌ترتیب 0.915، 1.099، 1.57 و 2.198 گرم آب بر دقیقه و برای ژل آلوئه‌ورا با ضخامت 10 میلی‌متر به‌ترتیب 0.457، 0.578، 0.732 و 0.915 گرم آب بر دقیقه بود. بنابراین نتایج حاصل از شبیه‌سازی، مطابق داده‌های تجربی مقالات مشابه است و هرچه دمای آب بالاتر و ضخامت محصول کم‌تر باشد، محصول سریع‌تر خشک می‌شود.

چکیده پروژه‌های زمان‌بندی در کشاورزی شامل عملیات و فعالیت‌هایی است که با ترتیب معین و در یک بازه زمانی مشخص انجام می‌گیرند. چنانچه این عملیات و فعالیت‌ها به‌موقع انجام نشوند، به دلیل افت کمی و کیفی محصول، سبب افزایش هزینه‌های واحد کشاورزی و در نتیجه سبب ایجاد هزینه‌های به‌موقع نبودن خواهند شد. انجام به‌موقع عملیات و پروژه‌های مکانیزاسیون کشاورزی یکی از مهم‌ترین مسائلی است که در سال‌های اخیر مدنظر بوده است. برای حل مسأله زمان‌بندی پروژه با منابع محدود روش‌های مختلفی ارائه شده است که هریک سعی در یافتن جواب بهینه می‌باشند. با توجه به این‌که این مسائل از نوع NP-hard می‌باشند، در این پژوهش از الگوریتم رقابت استعماری به‌منظور زمان‌بندی پروژه‌های مکانیزاسیون کشاورزی دو محصول غالب کشت و صنعت مغان استفاده شده‌است. هدف اصلی این زمان‌بندی کمینه‌کردن زمان تکمیل پروژه و کاهش هزینه‌ها است به‌صورتی‌که در انجام به‌موقع عملیات کشاورزی اختلالی ایجاد نشود. اطلاعات مربوط به فعالیت‌ها، منابع مورد نیاز هر فعالیت و پیش‌نیازی فعالیت‌های هر محصول و پارامترهای الگوریتم پیشنهادی برای مساله زمان‌بندی پروژه با منابع محدود مدل‌سازی و پیاده‌سازی شده است و نتایج حاصل از اجرای الگوریتم نشان‌دهنده‌ی موفقیت‌آمیز بودن روش رقابت استعماری در زمان‌بندی و تخصیص بهینه منابع به هر یک از فعالیت‌ها است. الگوریتم رقابت استعماری ارائه‌شده در این مقاله با الگوریتم‌‌های شناخته‌شده از جمله الگوریتم ژنتیک، الگوریتم پرندگان و الگوریتم بهینه‌سازی مبتنی بر جغرافیای زیستی مقایسه گردیده است. نتایج حاکی از صرفه‌جویی 25 روزه در زمان انجام پروژه‌‌ها و 16700 واحد پولی در هزینه‌ها در روش رقابت استعماری در محصول کلزا و صرفه‌جویی 42 روزه و 3233 واحد پولی در هزینه محصول گندم شده است.